JP5122609B2 - アルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明はパスワード入力アルゴリズムに関し、特に、アルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム及びその方法に関する。

一般に、インターネットでウェブサイトと、インターネットバンキングなどを利用するためには、本人確認のためにＩＤとパスワードなどを入力する。しかし、既存のキーボードを用いたパスワード入力方式はユーザが入力するキー情報を記録してＩＤとパスワードなどを盗み取るキーロギング攻撃やユーザの肩越しにユーザが入力するＩＤとパスワードなどを見て盗み取るショルダーサーフィン（Shoulder Surfing、個人の統制下でない空間で発生する攻撃であって、単純な覗きを超えて、ＣＣＴＶなど映像物を利用した攻撃も含む。）攻撃に非常に脆弱であるという短所が指摘されてきた。

昨年、シマンテック社が月平均で探知し防いだ悪性コード２億４５００万個のうち、９０％は機密情報を狙い、そのうち７６％はユーザのキーボード入力情報を盗み取ってインターネット銀行口座の認証情報などを盗むことができるキーロギングと関連した脅威であった。このような問題、即ち、キーボード入力パスワードの入力方式を補完するための数多くの技法が研究され、現在、研究された技法は大きく、グラフィックを用いたパスワード入力技法と人の演算能力を要求するパスワード入力技法とに分けられる。

最近の幾つかのインターネットバンキングサイトでマウスを用いて暗証番号（数字）を入力するようにするグラフィックを用いたパスワード入力技法が導入されて使用中であるが、大部分は６〜８桁のアルファベットと数字を混合したパスワードではなく、４〜６桁の数字である暗証番号の入力のためのパスワード入力技法を導入中である。このようなインターネットバンキングサイトで導入されたマウスを用いて暗証番号（数字）を入力するようにする技法は画面上に入力する度にランダムに生成された数字板のため、キーロギング攻撃は大きく効力を発揮できない。しかし、入力時に数字自体を入力するため、ショルダーサーフィン攻撃には脆弱であるという短所がある。このようなパスワード入力方法の脆弱性により、ユーザにインターネットカフェと共用ＰＣなどの公共環境でのインターネットバンキングの使用やログイン後に使用するウェブサイト、オンラインゲームなどの使用を自制するよう勧めている。しかし、やむを得ず公共環境でキーボードを用いたパスワードを使った場合やショルダーサーフィンが可能な場合、ユーザの被害に繋がるか、情報流出に対する不安感に襲われることが発生している。

従って、このような現象を防ぐためには、キーロギング攻撃だけでなく、ショルダーサーフィン攻撃にも強いパスワード入力方法を開発してやむを得ない事情により公共環境でパスワードを使う場合にも安心して使用できる方案が要求されている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、キーロギング攻撃とショルダーサーフィン攻撃を防止できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム及びその方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明は、第１アルファ−ニューメリックマトリックス及び第２アルファ−ニューメリックマトリックスと、前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれたパスワードの各文字を、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれ、ユーザが任意に選定した文字であるユーザ定義値に移動させるアルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュールと、前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスが前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに移動されて入力されたパスワードを確認するパスワード入力確認モジュールとを含むことを特徴とするアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システムを提供する。前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスへ移動を完了する度に前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスと前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを回転又はシャッフルさせるアルファ−ニューメリックマトリックス回転／シャッフルモジュールを更に含むことができる。前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させる入力ツールは、キーボード、キーパッド、マウス及びタッチスクリーンの中から選択される。前記マウスのポイントを除去するマウスポイント除去モジュールを更に含むことができる。

また、本発明は、固定された第１アルファ−ニューメリックマトリックスと移動可能な第２アルファ−ニューメリックマトリックスを含む２つのアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法であって、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字で任意のユーザ定義値を選定する段階と、前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させて前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれたパスワードを構成する文字のそれぞれを前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させる段階とを含むことを特徴とするアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法を提供する。

前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させて前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれたパスワードを構成する文字のそれぞれを前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させる段階は、前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させて前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれたパスワードを構成する文字１つを前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させてパスワードを構成する文字１つの入力を完了する度に、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスと前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを全体回転させたり、列又は行単位でシャッフルさせる段階を更に含むことができる。

前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字でユーザ定義値を選定する段階は、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字で互いに異なる２つのユーザ定義値を選定する段階と、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスで前記２つのユーザ定義値がそれぞれ位置する行と列の交点を求めてユーザ定義値を選定する段階とを含む。

更に、本発明は、固定された第１アルファ−ニューメリックマトリックスと移動可能な第２アルファ−ニューメリックマトリックスを含む２つのアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたｎ桁のパスワード入力方法であって、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字でユーザ定義値を選定する段階と、前記パスワードを構成する文字で２桁のパスワード文字群を記憶する段階と、前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスで前記２桁のパスワード文字群の最初の文字が位置する行と２番目の文字が位置する列の交点を求める段階と、前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させて前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスの交点を順次前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させる段階とを含むことを特徴とするアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法を提供する。

前記２桁のパスワード文字群は、前記パスワードの｛［１番目、２番目］、［２番目、３番目］、・・・、［ｎ番目、１番目］｝からなることができる。前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させて前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスの交点を順次前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させる段階は、前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させて前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた前記２桁のパスワード文字群の交点１つを前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させて前記２桁のパスワード文字群の交点１つの入力を完了する度に、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスと前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを全体回転させたり、列又は行単位でシャッフルさせる段階を更に含むことができる。

前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字でユーザ定義値を選定する段階は、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字で互いに異なる２つのユーザ定義値を選定する段階と、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスで前記２つのユーザ定義値がそれぞれ位置する行と列の交点を求めてユーザ定義値を選定する段階とを含む。

本発明によれば、移動可能な第２アルファ−ニューメリックマトリックスと固定された第１アルファ−ニューメリックマトリックスを備え、第２アルファ−ニューメリックマトリックスのパスワード文字を第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させてパスワードを入力することによって、キーロギング攻撃とショルダーサーフィン攻撃を防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム及び方法を提供できるという効果を奏する。

また、本発明は、パスワードを２桁ずつ切り、これに対する第２アルファ−ニューメリックマトリックスでの交点を第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させてパスワードを入力することによって、ショルダーサーフィン攻撃を防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム及び方法を提供できる。

更に、本発明は、第１アルファ−ニューメリックマトリックスと第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかをパスワード文字を入力する度に回転させてパスワードを入力することによって、ショルダーサーフィン攻撃を更に確実に防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム及び方法を提供できる。

また、本発明は、２つのユーザ定義値の交点を用いてキーロギング攻撃及びショルダーサーフィン攻撃を更に確実に防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム及び方法を提供できる。

本発明に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システムの概念図である。 本発明の第１実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法の順序図である。 本発明の第１実施形態に係るユーザ定義値を選定する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第１実施形態に係るパスワード文字をユーザ定義値に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第１実施形態に係るパスワード文字の交点を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第１実施形態に係るパスワード文字の交点をユーザ定義値に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第１実施形態に係る回転するアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第１実施形態に係るシャッフルされるアルファ−ニューメリックマトリックスである。 同一の類似度を有する２つのアルファ−ニューメリックマトリックスである。 互いに異なる類似度を有する２つのアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第２実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法の順序図である。 本発明の第２実施形態に係る２つのユーザ定義値の交点を求める様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第２実施形態に係るパスワード文字をユーザ定義値の交点に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。 本発明の第２実施形態に係るパスワード文字の交点をユーザ定義値の交点に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

なお、発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現され、但し、本実施形態は本発明の開示が完全になるようにし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。図面上における同一符号は同じ要素を示す。

図１は、本発明に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システムの概念図である。

本発明に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力アルゴリズムは、図１に示すように、アルファ−ニューメリックマトリックス１００と、アルファ−ニューメリックマトリックス駆動モジュール２００とを含む。

アルファ−ニューメリックマトリックス１００（Alpha-Numeric Matrix）は、ユーザがパスワードを入力するためのものであって、パスワードの文字を第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０のユーザ定義値に入力するための第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０と、ユーザ定義値を選定するための第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０とを含む。

このようなアルファ−ニューメリックマトリックス１００は、文字をマトリックス状に配置したものであって、「Ａ」〜「Ｚ」を含むアルファベット２６文字と、「０」〜「９」を含む数字１０個と、「！」〜「＝」を含む特殊文字１３個などの文字を含むことができる。このとき、アルファ−ニューメリックマトリックスの文字はアルファベット、即ち、英文だけでなく、ハングルの子音又は母音、漢文、日本語など世界で通用する言語を含むことができる。アルファ−ニューメリックマトリックスの文字は、英文又は本発明が適用される国の言語に対応することが好ましい。例えば、大韓民国で本発明が適用される場合、アルファ−ニューメリックマトリックスの文字は英文と数字及び特殊文字又はハングルの子音又は母音と数字及び特殊文字を含むことができる。このとき、特殊文字は前記で羅列された特殊文字、即ち、キーボードで支援される特殊文字を含むことが好ましい。もちろん、本実施形態での特殊文字以外にキーボードで支援される「［」、「］」、「｛」、「｝」、「“」、「；」などの特殊文字又はキーボードで支援されない模様などを含む特殊文字を用いることもできる。また、アルファ−ニューメリックマトリックスは文字列の支援のために、図１に示すような７×７のアルファ−ニューメリックマトリックスを利用できる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、６×６又は８×８などのように、必要とする文字の個数に応じて第１及び第２アルファ−ニューメリックマトリックス１１０、１２０を調節できる。もちろん、アルファ−ニューメリックマトリックスの大きさを調節することによって、アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれる文字は調節されなければならない。

アルファ−ニューメリックマトリックス駆動モジュール２００は、アルファ−ニューメリックマトリックス１００の移動と回転などのようなマトリックスの駆動及びパスワード入力確認などを行うためのものであって、アルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュール２１０と、アルファ−ニューメリックマトリックス回転／シャッフルモジュール２２０と、パスワード入力確認モジュール２３０と、マウスポイント除去モジュール２４０とを含む。

アルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュール２１０は、第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０を移動させるためのものであって、ユーザは第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０の文字からパスワードを１文字ずつ探し、これを第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０に移動させる。このとき、ユーザ定義値を選定する第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０は移動されずに固定される。

一方、パスワードの入力は単純にパスワードの各文字を第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０から探し、これを第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０のユーザ定義値に移動させて行うこともできるが、これに限定されるものではない。即ち、パスワードを構成する文字を前の最初の文字が関連するように２桁ずつ切り、前記２桁の文字を第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０から探し、最初の文字が位置する行と２番目の文字が位置する列の交点を求め、この交点を第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０のユーザ定義値に移動させてパスワードを入力することもできる。また、ユーザ定義値も２つのユーザ定義値を選定し、２つのユーザ定義値を第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０から探し、それぞれの行と列が交差するユーザ定義値の交点を求めてパスワードの文字又はパスワードの交点を移動させてパスワードを入力することもできる。もちろん、２桁文字または２つのユーザー正義値の中で１番目文字（または１番目使用者正義値）の行と２番目文字（または２番目使用者正義値）の列が交差する地点を交点にするとか、２桁文字の中で１番目文字（または１番目使用者正義値）の列と２番目文字（または２番目使用者正義値）の行が交差する地点を交点にできる。このとき、前記２つの交点を求める方法が一貫するように維持することが重要である。更に、それぞれのパスワード文字又はパスワードの交点を入力完了する度に第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０と第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０の少なくともいずれかを９０度又は１８０度又は２７０度回転させたり、行及び／又は列を少なくとも１マス以上移動、即ち、シャッフルさせることもできる。

更に、パスワード文字と、パスワードの交点及びユーザ定義値に対して該当文字を直接選択せず、任意の方向に該当文字を移動させてパスワードを入力することもできる。例えば、パスワードの文字又はパスワードの交点又はユーザ定義値が「Ｄ」である時、ユーザは「Ｄ」を直接選択せず、「Ｄ」の周辺にある文字、例えば、「Ｄ」の右側対角線の下にある「Ｌ」をパスワード文字又はパスワード交点又はユーザ定義値として選択することができる。もちろん、対角線の下だけでなく、規則的な位置の文字、例えば、下方へ２マス及び右側へ１マスにある文字などをパスワード文字又はパスワード交点又はユーザ定義値として選択できる。この場合、本発明はユーザ定義値を省略し、１つのアルファ−ニューメリックマトリックスのみを用いてパスワードの入力を行うことができる。即ち、１つのアルファ−ニューメリックマトリックスにおいて「Ｄ」を入力する代わりに、ユーザは「Ｄ」を直接選択せず、「Ｄ」の周辺にある文字、例えば、「Ｄ」の右側対角線の下にある「Ｌ」を入力してパスワードを入力できる。このとき、アルファ−ニューメリックマトリックスは１つであるので、パスワードの入力のためにキーボード又はキーパッド又はマウスを用いてアルファ−ニューメリックマトリックスのパスワードを直接入力したり、クリックして選択できる。もちろん、前述した方法は一定のパターンでパスワード文字を入力すれば良いので、キーロギング攻撃及びショルダーサーフィン攻撃を防御するために、パスワード全体を入力する度に右側対角線の下又は左側対角線の下などのような多様な方向の文字入力方向をランダムで選択して一定のパターンのパスワード入力を止揚することが好ましい。このように、パスワードを入力する方法もパスワードを直接選択するものではないので、キーロギングによる攻撃やショルダーサーフィンによる攻撃をある程度防御できる。

アルファ−ニューメリックマトリックス回転／シャッフルモジュール２２０は、第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０と第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０の少なくともいずれかを一方向に回転又はシャッフルさせる。このとき、第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０と第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０の回転は、左側又は右側方向に９０度又は１８０度又は２７０度回転させることによって行うことができる。また、第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０と第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０のシャッフルは、第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０と第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０の行及び／又は列を少なくとも１マス以上移動、即ち、シャッフルさせて行うことができる。このようなアルファ−ニューメリックマトリックスの回転及び／又はシャッフルは、アルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュールにより第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０を第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０に移動してパスワードを１文字ずつ入力完了する度に行われることが効果的である。

パスワード入力確認モジュール２３０は、ユーザが入力したパスワードが正常に入力されたか確認する。ユーザが入力したパスワードが正常に入力されていない場合、パスワード入力確認モジュールはユーザにエラーメッセージを送り、ユーザが入力したパスワードが正常に入力された場合、パスワード入力確認モジュールはシステムにパスワード確認メッセージを送る。また、システムはパスワード確認メッセージを受信することで、ユーザ本人の確認を完了できる。

一方、キーボードの方向キーでパスワードを入力する場合、キーボードのエンターキーを用いて各パスワードを構成する文字の入力を完了できる。また、マウス又はタッチスクリーンでパスワードを入力する場合、第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０を第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０に移動した後、マウスのクリックを解除したり、タッチスクリーンから指又は入力ポインタを除去して各パスワードを構成する文字の入力を完了できる。

マウスポイント除去モジュール２４０は、タッチスクリーン又は方向キーが備えられたキーボードでないマウスが備えられた装備に本発明が適用されてマウスで第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０を第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０に移動させる場合、マウスのポイントを除去する。このとき、マウスポイントの除去は、ユーザが第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０をクリックし、第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０へ移動を完了するまで行われることが好ましい。もちろん、携帯電話とＰＤＡ及び銀行の現金預け払い機などのようにタッチスクリーンが備えられた装備に本発明が適用される場合、マウスポイント除去モジュール２４０は省略され得るが、マウスポイントがユーザに視認される装備の場合、タッチスクリーンを備えているか否かと関係なく、マウスポイント除去モジュール２４０が備えられることが好ましい。

前述したように、本発明は移動可能な第２アルファ−ニューメリックマトリックス１２０と固定された第１アルファ−ニューメリックマトリックス１１０を用いてパスワードを入力することによって、キーロギング攻撃及びショルダーサーフィン攻撃を防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システムを提供できる。

次に、本発明に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システムを用いた本発明の第１実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法について図面を参照して説明する。後述する内容のうち、前述した本発明に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力アルゴリズムの説明と重複する内容は省略するか、簡略に説明する。

図２は、本発明の第１実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法の順序図であり、図３は、本発明の第１実施形態に係るユーザ定義値を選定する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。また、図４は、本発明の第１実施形態に係るパスワード文字をユーザ定義値に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスであり、図５は、本発明の第１実施形態に係るパスワード文字の交点を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。また、図６は、本発明の第１実施形態に係るパスワード文字の交点をユーザ定義値に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスであり、図７は、本発明の第１実施形態に係る回転するアルファ−ニューメリックマトリックスである。図８は、本発明の第１実施形態に係るシャッフルされるアルファ−ニューメリックマトリックスである。また、図９は、同一の類似度を有する２つのアルファ−ニューメリックマトリックスであり、図１０は、互いに異なる類似度を有する２つのアルファ−ニューメリックマトリックスである。

本発明の第１実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法は、図２に示すように、ユーザ定義値を選定する段階（Ｓ₁）と、パスワードをユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ₂）と、アルファ−ニューメリックマトリックスを回転させる段階（Ｓ₃）とを含む。

ユーザ定義値を選定する段階（Ｓ₁）は第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字のうち、ランダムないずれか１つをユーザ定義値として選定する。ユーザ定義値は第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字のうちユーザが任意に定めた文字であって、ユーザ定義値の選定はユーザが第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれた文字のうち、任意のいずれか１つを記憶することによって行うことができる。本実施形態は、図３に示すように、ユーザ定義値として第１アルファ−ニューメリックマトリックスの「＊」を例示する。このとき、小さな文字を含むマトリックスが第２アルファ−ニューメリックマトリックスであり、大きな文字を含むマトリックスが第１アルファ−ニューメリックマトリックスである。

パスワードをユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ₂）は、図４に示すように、第２アルファ−ニューメリックマトリックスのパスワードを第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させる。例えば、ユーザ定義値が「*」であり、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である場合、ユーザは第２アルファ−ニューメリックマトリックスの「Ｄ」と、「Ｒ」と、「Ａ」と、「Ｇ」と、「Ｏ」及び「Ｎ」のそれぞれを順次第１アルファ−ニューメリックマトリックスの「*」に移動させる。このとき、第１アルファ−ニューメリックマトリックスは画面に固定されており、第２アルファ−ニューメリックマトリックスは自由に移動可能である。従って、キーボードの矢印ボタンを用いて第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動してパスワードをユーザ定義値に移動させることができる。このとき、攻撃者はユーザが入力したキーボードの矢印方向、即ち、ユーザが入力した「→」と「↓」だけであるので、ユーザが実際に入力したパスワードが分かり難い。もちろん、本実施形態はキーボードの矢印を入力ツールとして例示したが、これに限定されるものではなく、上、下、左、右の入力を実現できる入力ツールであれば何でも使用が可能である。

一方、本発明の第１実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法は、前述したように、単にパスワードをユーザ定義値に移動させてパスワードを入力することもできるが、パスワードの交点をユーザ定義値に移動させることもできる。そのために、パスワードをユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ₂）はパスワードの文字を２桁ずつ記憶する段階（Ｓ_2-1）と、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点を求める段階（Ｓ_2-2）と、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点をユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ_2-3）とを含む。

パスワードの文字を２桁ずつ記憶する段階（Ｓ_2-1）は、ユーザがパスワードの前から２桁ずつ記憶する。例えば、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である場合、ユーザは「ＤＲＡＧＯＮ」を「ＤＲ」と、「ＲＡ」と、「ＡＧ」と、「ＧＯ」と、「ＯＮ」と、「ＮＤ」、即ち、前の文字が関連するように２桁ずつ切って記憶する。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、単純にパスワードを２桁ずつ記憶することもできる。即ち、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である場合、ユーザは「ＤＲＡＧＯＮ」を「ＤＲ」と、「ＡＧ」と、「ＯＮ」に切って記憶することもできる。また、特定位置の文字を基準にパスワードを２桁ずつ記憶することもできる。例えば、「ＤＲＡＧＯＮ」において「Ｄ」を基準とし、「Ｄ」と「Ｒ」、「Ａ」、「Ｇ」、「Ｏ」、「Ｎ」のそれぞれを２桁ずつ束ねて「ＤＲ」「ＤＡ」「ＤＧ」「ＤＯ」「ＤＮ」のように記憶できる。

２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点を求める段階（Ｓ_2-2）は、２桁ずつ記憶されたパスワード文字を第２アルファ−ニューメリックマトリックスを用いて交点を求める。このとき、パスワードの最初の２文字をｘ、ｙとすると、ｆ（ｘ、ｙ）＝ｚ演算は文字ｘ、ｙが第２アルファ−ニューメリックマトリックスで位置する行と列によって決定される。例えば、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である場合、「ＤＲ」は図５に示すように、第２アルファ−ニューメリックマトリックスにおいて「Ｄ」と「Ｒ」の交点に位置する「Ｄ」が第１パスワード文字の交点となる。即ち、ｆ（ｘ、ｙ）を求めるために、ユーザは第２アルファ−ニューメリックマトリックスにおいてそれぞれの文字列の位置によって行と列を選択する。このように選択された行と列は必ず１つの交点が存在するようになり、これを演算の結果とする。前述した「Ｄ」と「Ｒ」の場合、ｆ（Ｄ、Ｒ）＝Ｄ＊Ｒ＝Ｄとなる。これを応用すれば、図５において「ＲＡ」は第２アルファ−ニューメリックマトリックスで「Ｒ」と「Ａ」の交点に位置する「Ｏ」が第２パスワード文字の交点となる。また、「ＡＧ」は第２アルファ−ニューメリックマトリックスにおいて「Ａ」と「Ｇ」の交点に位置する「Ｇ」が第３パスワード文字の交点となり、「ＧＯ」は第２アルファ−ニューメリックマトリックスにおいて「Ｇ」と「Ｏ」の交点に位置する「Ａ」が第４パスワード文字の交点となる。また、「ＯＮ」は第２アルファ−ニューメリックマトリックスにおいて「Ｏ」と「Ｎ」の交点に位置する「Ｕ」が第５パスワード文字の交点となり、「ＮＤ」は第２アルファ−ニューメリックマトリックスにおいて「Ｎ」と「Ｄ」の交点に位置する「Ｋ」が第６パスワード文字の交点となる。即ち、第１〜第６パスワード文字の交点である「Ｄ」と、「Ｏ」と、「Ｇ」と、「Ａ」と、「Ｕ」及び「Ｋ」がパスワード「ＤＲＡＧＯＮ」に対するパスワード文字の交点となる。このような定義においてユーザが交点を選択したとしても元来の演算の入力である２つの文字を確定することは難しい。即ち、攻撃者はたった２つの文字が入っている行と列に関する情報のみを得ることができるだけである。

２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点をユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ_2-3）は、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点を求める段階（Ｓ_2-2）で求められた第２アルファ−ニューメリックマトリックスに位置するパスワード文字の交点を第１アルファ−ニューメリックマトリックスに位置するユーザ定義値に移動させてパスワードを入力する。即ち、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」であり、ユーザ定義値が「＾」である場合、図６（ａ）のように、最初パスワード文字の交点である「Ｄ」とユーザ定義値である「＾」を探し、図６（ｂ）のように、「Ｄ」を「＾」に移動させてパスワードの最初の文字を入力できる。また、これを応用して残りのパスワード文字交点である第２アルファ−ニューメリックマトリックスの「Ｏ」と、「Ｇ」と、「Ａ」と、「Ｕ」及び「Ｋ」のそれぞれを第１アルファ−ニューメリックマトリックスの「＾」に移動させてパスワード「ＤＲＡＧＯＮ」を入力できる。

もちろん、このようなパスワードの文字を２桁ずつ記憶する段階（Ｓ_2-1）と、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点を求める段階（Ｓ_2-2）と、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点をユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ_2-3）は省略されることもできる。

一方、パスワードの入力時にキーボードの「エンター」キーのような最終入力キーを用いてパスワードに含まれたそれぞれの文字の入力を完了できる。例えば、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である時、単純にパスワード文字をユーザ定義値に移動させる場合、第２アルファ−ニューメリックマトリックスの「Ｄ」を第１アルファ−ニューメリックマトリックスの「＾」に移動させた後にエンターを入力し、第２アルファ−ニューメリックマトリックスの「Ｒ」を第１アルファ−ニューメリックマトリックスの「＾」に移動させた後にエンターを入力して２番目のパスワード文字を入力し、以下、「Ａ」と、「Ｇ」と、「Ｏ」及び「Ｎ」もそれぞれ「＾」に移動した後、エンターを入力して全体パスワードである「ＤＲＡＧＯＮ」を入力できる。このように、それぞれのパスワード文字を移動させた後、エンターを入力してそれぞれのパスワード文字の入力を完了できる。即ち、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である場合、それぞれのパスワード文字を入力完了するために、計６回のエンターを入力する。もちろん、パスワード文字の交点を用いてパスワードを入力する場合、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である時、パスワード文字の交点も６個であるので、計６回のエンターを入力してパスワード文字の交点を入力完了できる。

アルファ−ニューメリックマトリックスを回転させる段階（Ｓ₃）は、パスワードをユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ₂）又は２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点をユーザ定義値に移動させる段階（Ｓ_2-3）を行った後、アルファ−ニューメリックマトリックスを回転させる。このとき、アルファ−ニューメリックマトリックスの回転は、第１アルファ−ニューメリックマトリックスと第２アルファ−ニューメリックマトリックスをいずれも回転させたり、第１アルファ−ニューメリックマトリックスと第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうちいずれかを回転させることができる。本実施形態は図７（ａ）のアルファ−ニューメリックマトリックスを図７（ｂ）のアルファ−ニューメリックマトリックスのように、右側に９０度回転させることを例示する。もちろん、本実施形態は第１アルファ−ニューメリックマトリックスと第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを右側に９０度回転させることを例示するが、これに限定されるものではなく、第１アルファ−ニューメリックマトリックスと第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを右側に１８０度又は右側に２７０度回転させることもできる。もちろん、本発明はアルファ−ニューメリックマトリックスの回転だけでなく、図８（ａ）のアルファ−ニューメリックマトリックスを図８（ｂ）のアルファ−ニューメリックマトリックスのように、第２アルファ−ニューメリックマトリックスの行及び／又は列をシャッフルすることもできる。

一般に、パスワードの入力は複数回行われる。攻撃者はこのような様子を観察でき、過去の入力行為から一定水準の情報を得てパスワードを推測したり、認証を成功するための情報を得ることができる。もし、毎回パスワードを入力するためのアルファ−ニューメリックマトリックスが同一であれば、時間に対する要素が考慮されない以上、攻撃者は単純にユーザの入力を再び入力することによって成功的に認証を通過できる。従って、アルファ−ニューメリックマトリックスの形態が変わらなければならない必要があることが分かる。

アルファ−ニューメリックマトリックスの形態を変えるために、無作為にアルファ−ニューメリックマトリックスを生成する場合、攻撃者はこれから積集合攻撃を通じてパスワードを得ることができる。従って、毎回の認証においてアルファ−ニューメリックマトリックスの内容は過去に使われたものとある程度類似度を維持しなければならない。このような類似度は演算方法と関連が深い。

図９を参照すれば、図９（ａ）と図９（ｂ）のアルファ−ニューメリックマトリックスは人が見た場合には大きく異なって見えるが、基本的な入力方法の特性のため、同一のアルファ−ニューメリックマトリックスである。類似度は行と列をなす集合がどれほど差があるかによって定義することができるが、そのような意味で２つのアルファ−ニューメリックマトリックスは完全に同一である。前記例でそれぞれの行と列をなす集合が同一であることが確認できる。演算は交点を探すことを意味するが、これは再び２つの集合の積集合演算と同一である。図９のアルファ−ニューメリックマトリックスにおいて交点の演算は次のような積集合演算で考えることができる。このとき、図９（ａ）のアルファ−ニューメリックマトリックスに対する積集合演算は下記式１のように表すことができ、図９（ｂ）のアルファ−ニューメリックマトリックスに対する積集合演算は式２のように表すことができる。

｛Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ｝∩｛Ｆ、Ｍ、Ｔ、０、７、％、＋｝＝｛Ｔ｝ （１）
｛Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ｝∩｛７、％、＋、Ｔ、０、Ｆ、Ｍ｝＝｛Ｔ｝ （２）

即ち、式１と式２は同じ積集合の結果であることが分かり、これは単に集合内部の元素の順序を変えるだけで積集合演算の結果が変わらないためである。従って、単純に行と列を維持した状態で互いに混合するだけでは演算の結果が変わらない。しかし、再伝送攻撃が可能となるためには、交点とユーザ定義値の相対的な位置が同一でなければならないが、前記のような場合はそうでないため、再伝送攻撃が成功する確率はこれらの２つの相対的位置が常に同一となるように、アルファ−ニューメリックマトリックスが決定される確率のように非常に低い。もしアルファ−ニューメリックマトリックスの類似度が完全に同一である状態で用いられる場合、攻撃者は複数回パスワードを入力することを観察できるとしてもこれからパスワードを盗み取ることはできなくなる。攻撃者が得る情報は攻撃者が仮定したユーザ定義値による交点情報が全てである。しかし、このような交点情報は毎回パスワードを入力する度に同一であるため、これから可能なあらゆる集合から可能なパスワードを減らしていくことはできない。

ユーザが演算の結果として探した交点が他のパスワード入力セッションでもいずれも同一であるという点を利用すれば、あらゆる可能なユーザ定義値によって可能な交点を知ることができ、高い確率で認証を通過できる。このような理由のため、類似度を下げる場合、即ち、行と列で１つずつ元素が除去される場合、攻撃者はこのような差を利用してパスワードを推測することができる。

図１０を参照すれば、図１０のアルファ−ニューメリックマトリックスは単に７個のセルの内容のみを変更したものである。これについて図１０（ａ）のアルファ−ニューメリックマトリックスに対する積集合演算は式３のように表すことができ、図１０（ｂ）のアルファ−ニューメリックマトリックスに対する積集合演算は式４のように表すことができる。

｛Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ｝∩｛Ｆ、Ｍ、Ｔ、０、７、％、＋｝＝｛Ｔ｝ （３）
｛Ｃ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ｝∩｛Ｆ、＾、Ｔ、０、７、％、＋｝＝｛Ｔ｝ （４）

この場合、行集合は行集合同士で列集合は列集合同士でそれぞれ積集合させると、行集合と列集合とも元素が１つずつ除去されていることが分かる。従って、単に７個のセルのみを変えたとしても、最大で７回のパスワード入力過程を見れば、パスワードを知ることができることが分かる。また、表において７個のセルのみ変更されたため、先の入力での交点とユーザ定義値の相対的位置が同一である可能性が比較的に高い。従って、これらの２つを組み合わせて多角的な側面でのセキュリティを向上させるようにすることが重要である。

前述したように、本実施形態は移動可能な第２アルファ−ニューメリックマトリックスと固定された第１アルファ−ニューメリックマトリックスを備え、第２アルファ−ニューメリックマトリックスのパスワード文字を第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させてパスワードを入力することによって、キーロギング攻撃とショルダーサーフィン攻撃を防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法を提供できる。また、本実施形態はパスワードを２桁ずつ切り、これに対する第２アルファ−ニューメリックマトリックスでの交点を第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値に移動させてパスワードを入力することによって、ショルダーサーフィン攻撃を防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法を提供できる。更に、本実施形態は第１アルファ−ニューメリックマトリックスと第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを、パスワード文字を入力する度に回転させてパスワードを入力することによって、ショルダーサーフィン攻撃を更に確実に防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法を提供できる。

次に、２つのユーザ定義値を選定し、これらの交点を用いてパスワードを入力する本発明の第２実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法について図面を参照して説明する。後述する内容のうち、前述した本発明の第１実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法の説明と重複する内容は省略するか、簡略に説明する。

図１１は、本発明の第２実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法の順序図であり、図１２は、本発明の第２実施形態に係る２つのユーザ定義値の交点を求める様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。また、図１３は、本発明の第２実施形態に係るパスワード文字をユーザ定義値の交点に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスであり、図１４は、本発明の第２実施形態に係るパスワード文字の交点をユーザ定義値の交点に移動する様子を示すアルファ−ニューメリックマトリックスである。

本発明の第２実施形態に係るアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法は、図１１に示すように、ユーザ定義値を選定する段階（Ｓ₁）と、パスワードをユーザ定義値の交点に移動させる段階（Ｓ₂）と、アルファ−ニューメリックマトリックスを回転させる段階（Ｓ₃）とを含む。

ユーザ定義値を選定する段階（Ｓ₁）は、２つのユーザ定義値を選定して前述した本発明の第１実施形態より保安が強化されたパスワード入力方法を提供する。そのために、本実施形態のユーザ定義値を選定する段階（Ｓ₁）は２つのユーザ定義値を選定する段階（Ｓ_1-1）と、２つのユーザ定義値の交点を求める段階（Ｓ_1-2）とを含む。

２つのユーザ定義値を選定する段階（Ｓ_1-1）は、第１アルファ−ニューメリックマトリックスにおいてユーザは任意の２文字を記憶して２つのユーザ定義値、即ち、第１ユーザ定義値と第２ユーザ定義値を選定する。このとき、第１ユーザ定義値と第２ユーザ定義値は互いに異なることが好ましい。

２つのユーザ定義値の交点を求める段階（Ｓ_1-2）は、第１ユーザ定義値と第２ユーザ定義値を用いてユーザ定義値の交点を求める。即ち、第１アルファ−ニューメリックマトリックスにおいて第１ユーザ定義値と第２ユーザ定義値の交点に位置する文字がユーザ定義値の交点となる。例えば、図１２に示すように、第１ユーザ定義値が「＄」であり、第２ユーザ定義値が「４」である場合、ユーザ定義値の交点は「＠」となる。

パスワードをユーザ定義値の交点に移動させる段階（Ｓ₂）は、パスワードの各文字を第２アルファ−ニューメリックマトリックスから探し、これを第１アルファ−ニューメリックマトリックスにあるユーザ定義値の交点に移動させる。これは図１３（ａ）と図１３（ｂ）に示すように、パスワードが「ＤＲＡＧＯＮ」である場合、第２アルファ−ニューメリックマトリックスからパスワードの最初の文字である「Ｄ」を探して第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値の交点である「＠」に移動させる。その後、これを応用して残りのパスワード文字を入力してパスワード入力を完了できる。

もちろん、本実施形態も前述した本発明の第１実施形態と同一に、パスワードの交点を探し、これをユーザ定義値の交点に移動させることもできる。この場合、パスワードをユーザ定義値の交点に移動させる段階（Ｓ₂）はパスワードの文字を２桁ずつ記憶する段階（Ｓ_2-1）と、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点を求める段階（Ｓ_2-2）と、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点をユーザ定義値の交点に移動させる段階（Ｓ_2-3）とを含む。パスワードの文字を２桁ずつ記憶する段階（Ｓ_2-1）と、２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点を求める段階（Ｓ_2-2）は、前述した本発明の第１実施形態と同一に、ユーザがパスワードの前から２桁ずつ切って記憶した後、２桁ずつ記憶されたパスワード文字を第２アルファ−ニューメリックマトリックスを用いて交点を求める。このとき、本実施形態は、図１４に示すように、第１アルファ−ニューメリックマトリックスの「＠」をユーザ定義値交点として選定することを例示する。

２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点をユーザ定義値の交点に移動させる段階（Ｓ_2-3）は、パスワード文字の交点を第１アルファ−ニューメリックマトリックスに位置するユーザ定義値の交点に移動させてパスワードを入力する。例えば、パスワードの最初の２文字が「Ｄ」と「３」である場合、図１４に示すように、第１パスワードの交点は「Ｂ」となる。従って、第２アルファ−ニューメリックマトリックスから第１パスワード交点である「Ｂ」を探して第１アルファ−ニューメリックマトリックスのユーザ定義値の交点である「＠」に移動させて第１パスワード交点の入力を完了する。もちろん、これを応用して残りのパスワードの交点もユーザ定義値の交点である「＠」に移動させて全体パスワードの入力を完了する。

アルファ−ニューメリックマトリックスを回転させる段階（Ｓ₃）は、前述した本発明の第１実施形態と同一に、パスワードをユーザ定義値の交点に移動させる段階（Ｓ₂）又は２桁ずつ記憶されたパスワード文字の交点をユーザ定義値の交点に移動させる段階（Ｓ_2-3）を行った後、アルファ−ニューメリックマトリックスを回転させる。このとき、アルファ−ニューメリックマトリックスの回転は、第１アルファ−ニューメリックマトリックスと第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを一方向、即ち、右側又は左側方向に９０度又は１８０度又は２７０度回転させることができる。

前述したように、本実施形態は２つのユーザ定義値の交点を用いてキーロギングによる攻撃及びショルダーサーフィンによる攻撃を更に確実に防御できるアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力方法を提供できる。

以上では図面及び実施形態を参照して説明したが、該当技術分野における熟練した当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることが理解できる。

１００ アルファ−ニューメリックマトリックス
１１０ 第１アルファ−ニューメリックマトリックス
１２０ 第２アルファ−ニューメリックマトリックス
２００ アルファ−ニューメリックマトリックス駆動モジュール
２１０ アルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュール
２２０ アルファ−ニューメリックマトリックス回転／シャッフルモジュール
２３０ パスワード入力確認モジュール
２４０ マウスポイント除去モジュール

Claims (4)

1. パスワードを入力するための文字をマトリックス状に配置したものであって、固定された第１アルファ−ニューメリックマトリックス及び前記パスワードを入力する機会ごとに行を構成する文字群と列を構成する文字群の順序が変化する移動可能な第２アルファ−ニューメリックマトリックスとを含むアルファ−ニューメリックマトリックスと、
   前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスで選択された文字を、前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに含まれ、ユーザが任意に選定した文字であるユーザ定義値に移動させるアルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュールと、
   前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスが前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスに移動されて入力されたパスワードを確認するパスワード入力確認モジュールと、
   を含むアルファ−ニューメリックマトリックス駆動モジュールにより実行され、
   前記アルファ−ニューメリックマトリックス駆動モジュールは、
   前記パスワードを構成する文字のうちの２桁の文字に対応する第２アルファ−ニューメリックマトリックス上の行と列の交点が前記選択された文字として認識され、前記選択された文字が、前記アルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュールにより前記ユーザ定義値に移動され、
   前記パスワードに対応する複数の前記選択された文字の全てが前記アルファ−ニューメリックマトリックス移動モジュールにより前記ユーザ定義値に移動されると、前記選択された文字に基づいて、前記パスワード入力確認モジュールにより前記パスワードが確認される
   ことを特徴とするアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム。
2. 前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスへ移動を完了する度に前記第１アルファ−ニューメリックマトリックスと前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスのうち少なくともいずれかを回転又はシャッフルさせるアルファ−ニューメリックマトリックス回転／シャッフルモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１記載のアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム。
3. 前記第２アルファ−ニューメリックマトリックスを移動させる入力ツールは、キーボード、キーパッド、マウス及びタッチスクリーンの中から選択されたものであることを特徴とする請求項１記載のアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム。
4. 前記マウスのポイントを除去するマウスポイント除去モジュールを更に含むことを特徴とする請求項３記載のアルファ−ニューメリックマトリックスを用いたパスワード入力システム。

Images