JP5753772B2 - 生体認証システム - Google Patents

Description

本発明は、個人を認証するための技術に関する。その中でも特に、生体情報を利用した生体認証技術や認証のための認証基盤に関する。

現在、セキュリティ対策として、様々な認証技術が提案されている。この中には、様々な状況で認証などを行うための認証基盤技術がある。例えば、公開鍵暗号方式がある。また、よりセキュリティの強度を高めるために生体認証について、数多く提案がなされている。これら２つの技術を利用したものとして、例えば、特開２００８−１８１２９５ 号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、「携帯デバイスのメモリには少なくとも、機器ID、鍵（暗号鍵）、属性、証明書、テンプレート、およびCAの公開鍵に関する情報が記憶されている。テンプレートは、携帯デバイスの正当な所有者であるユーザの生体情報とされる。携帯デバイスと、ユーザの生体情報を読み取る読み取り装置との間でユーザの人体を通信媒体とした通信が行われ、携帯デバイスに記憶されているテンプレートと、読み取り装置が読み取ったユーザの生体情報とが一致した場合、携帯デバイスとユーザとがそれぞれ正当な携帯デバイスとユーザであると認証され、例えば、読み取り装置に接続された駆動部が制御されてドアのロックが解除される。」と記載されている。

また、“Ａ Ｆｕｚｚｙ Ｖａｕｌｔ Ｓｃｈｅｍｅ”（非特許文献１）がある。これは、秘密情報と登録生体情報を基にロック情報を作成して登録し、登録生体情報に十分近い生体情報を持つ利用者のみが秘密情報を取り出すことができる技術である。

特開２００８−１８１２９５号公報

A． Juels and M． Sudan, "A Fuzzy Vault Scheme," Proc． IEEE Int’l． Symp． Inf． Theory, A． Lapidoth and E．Teletar, Eds．, p． 408 (2002)

前記特許文献１では、携帯デバイスと公開鍵基盤を用いた生体認証システムを用いている。しかし、携帯デバイスの使用は、携帯忘れや紛失により生体認証システムの利便性を低下させる。

前記非特許文献１では、認証時の提示物が生体のみとなる生体認証システムを実現する記述が示されている。しかし、ロック情報にあたるものの情報量が少ないため、ロック情報を公開情報とした場合は、総当たり攻撃に対応できない。

そこで、本発明は、持ち物や記憶などの要件を減らし、より確実にかつ低コストで運用可能であり、かつスケーラビリティの高い個人認証基盤システムを提供する。

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。登録生体情報(テンプレート)を一方向性関数で変換し、これを認証などで利用するものである。この一例を挙げるならば、以下の構成を採用するものである。

生体認証システムであって、登録時に登録用生体情報を取得しテンプレートを作成する登録端末と、テンプレートを管理する公開テンプレート管理サーバと、認証時に認証用生体情報を取得し認証処理を行う認証装置２３０と、を備え、
前記登録端末２１０は、登録ユーザのユーザＩＤを取得するユーザＩＤ取得部２１１と、前記登録ユーザの登録用生体情報を取得する生体情報取得部２１２と、前記登録用生体情報から登録用特徴量を抽出する特徴量抽出部と、前記登録用特徴量を変換しテンプレートを作成する特徴量変換部と、を有し、
前記公開テンプレート管理サーバは、前記テンプレートを保存する公開テンプレート記憶装置と、前記テンプレートを登録する登録部と、前記テンプレートを提供する提供部と、を有し、
前記認証装置は、認証ユーザのユーザＩＤを取得するユーザＩＤ取得部と、前記認証ユーザの認証用生体情報を取得する生体情報取得部と、前記認証用生体情報から認証用特徴量を抽出する特徴量抽出部と、前記テンプレートを取得する公開テンプレート取得部と、前記認証ユーザが正規ユーザであることを証明する証明部と、前記証明部の証明を検証する証明検証部と、を有し、
前記公開テンプレート管理サーバの前記登録部は、公開データベースに前記テンプレートを登録し、前記登録端末の前記特徴量変換部は、前記登録用特徴量の変換すなわちテンプレートの作成に一方向性関数を用い、また、前記テンプレートからは、現実的な計算時間において、認証を成功させる情報を計算することが不可能となるような変換を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、より簡便な構成で（例えば、持ち物や記憶を省略でき）、より確実かつ低コストで運用可能であり、かつスケーラビリティの高い個人認証基盤システムを提供することができる。

本発明の一実施例におけるシステム構成図の例１である。 本発明の一実施例におけるシステム構成図の例２である。 本発明の一実施例におけるハードウェア構成図の例である。 本発明の一実施例における登録処理のフローチャートの例である。 本発明の一実施例における認証処理のフローチャートの例である。 本発明の一実施例における公開テンプレートデータベースの例である。 本発明の一実施例で用いられるしきい値対応表の例である。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
本実施例では、登録用生体情報から抽出した登録用特徴量に任意の変換を施したデータをテンプレートと定義する。ここで、生体情報とは、例えば指紋画像や静脈画像、虹彩画像といったデータであり、また生体情報の特徴量とは、例えば指紋や静脈の画像を強調処理して２値化した画像や、虹彩画像から作成するアイリスコード（虹彩コード）から得られるビット列とする。他、生体情報としては、キーストロークなども含まれる。

本実施例では、テンプレートを公開し、登録用特徴量の変換に一方向性関数を用い、テンプレートからは、現実的な計算時間において、認証を成功させる情報を計算することができず、テンプレート作成のため変換を施す登録用特徴量の情報量には下限値があり、登録ユーザの身体の異なる部位から取得した複数の生体情報を登録用生体情報とし、登録ユーザ一人につき、実現する認証精度が異なるテンプレートを複数作成し、テンプレートには電子署名を施し、クライアント‐サーバ型のシステム構成を持ち認証時にゼロ知識対話証明を用いることを特徴とするテンプレート公開型生体認証基盤システム（以下、ＰＢＩシステム：Ｐｕｂｌｉｃ Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ システム）の例を説明する。

生体情報は厳重な管理が必要な個人情報であるため、生体認証システムにおいてテンプレートは、従来ではサーバで集中管理もしくは各ユーザの持ち物等への格納により個人で管理されている。これに対し、ＰＢＩシステムは、テンプレートを暗号等で保護し公開する形で管理することで、サーバ管理では不可能な数億人規模にまでスケーラビリティを高め、また持ち物や記憶を不要としている。また、本実施例では、以下の作用、効果を有することになる。テンプレートを(一定の条件を有するものが利用可能)公開することはスケーラビリティを高める効果がある。さらに、登録用特徴量の変換に一方向性関数を用いることは、テンプレートから生体情報を復元できなくする効果がある。また、テンプレートから認証を成功させる情報を計算できなくすることは、テンプレートを用いたなりすましを防止する効果がある。登録用特徴量の情報量に下限値を設定することは、テンプレートが大きな情報量をもつことにより、現実的な計算時間における、公開されているテンプレートを利用した総当たり攻撃を防止する効果がある。登録ユーザの身体の異なる部位から取得した複数の生体情報を登録用生体情報とすることは、テンプレートの情報量を増やす効果がある。登録ユーザ一人につき、実現する認証精度が異なるテンプレートを複数作成することは、アプリケーションの要求する認証精度に合わせた認証を可能とすることで、ＰＢＩシステムの汎用性を高める効果がある。テンプレートには電子署名を施すことは、テンプレートの改ざん検知を可能とする効果がある。クライアント‐サーバ型のシステム構成を持つことは、ネットワークを介した認証を可能とする効果がある。認証時にゼロ知識対話証明を用いることは、クライアント端末からの生体情報の漏洩を防止する効果がある。

本実施例では、クライアント端末において本人確認を必要とするアプリケーションを利用する際に、ＰＢＩシステムを、個人を認証する手段として適用した場合を例に挙げて説明する。

本実施形態では、アプリケーションの利用者が、クライアント端末からインターネットを通じて生体認証を行うことにより本人確認される形態をとる。ここでクライアント端末とは、パソコン等のインターネットに接続された機器であり、複数存在するとする。

本実施例のＰＢＩシステムで実現できる認証精度は複数あり、生体認証にＰＢＩシステムを利用するアプリケーションは、認証時にＰＢＩシステムが実現する認証精度として要求する値（以後、要求認証精度と呼ぶ）をあらかじめ選択しているとする。なお、認証精度の変更は、登録時に作成した、実現する認証精度の異なるテンプレートを認証時に使い分けることによって行う。

本実施例のＰＢＩシステムでは、二つの生体情報のハミング距離があるしきい値以下であれば、その二つの生体情報は一致とみなす認証方式をとる。また、電子署名には公開鍵基盤（以下、ＰＫＩ：Ｐｕｂｌｉｃ Ｋｅｙ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を利用する。

ここで、一つのテンプレートおよびテンプレートに関連付けられた補助的な情報の各々をまとめて、公開テンプレートと定義する。なお、本実施例では一人の登録ユーザにつき複数のテンプレートを作成するため、公開テンプレートも一人の登録ユーザにつき複数存在する。

図１は、本実施例のＰＢＩシステムのシステム構成図の例である。
ＰＢＩシステム１００は、登録端末１１０、公開テンプレート作成サーバ１２０、リポジトリ１３０、クライアント端末１４０、認証サーバ１５０、ＰＫＩ認証局１６０、を有する。

登録端末１１０は、登録ユーザのユーザＩＤを取得するユーザＩＤ取得部１１１、登録ユーザの登録用生体情報を取得する生体情報取得部１１２、登録用生体情報から登録用特徴量を抽出する特徴量抽出部１１３、登録用特徴量を変換しテンプレートを作成する特徴量変換部１１４、登録用特徴量の情報量を評価する情報量評価部１１５、を有し、登録時に登録用生体情報を取得しテンプレートを作成する。

公開テンプレート作成サーバ１２０は、公開テンプレート作成サーバ１２０の秘密鍵を保存する秘密鍵記憶装置１２１、登録端末１１０より受信するデータに署名する署名部１２２、を有し、公開テンプレートを作成する。

リポジトリ１３０は、公開テンプレートデータベース（図６参照、後述）によって公開テンプレートを保存する公開テンプレート記憶装置１３１、公開テンプレートを登録する登録部１３２、公開テンプレートを提供する提供部１３３、を有し、公開テンプレートを管理する。

クライアント端末１４０は、認証ユーザのユーザＩＤを取得するユーザＩＤ取得部１４１、認証ユーザの認証用生体情報を取得する生体情報取得部１４２、認証用生体情報から認証用特徴量を抽出する特徴量抽出部１４３、認証ユーザが正規ユーザであることを認証サーバ１５０に証明する証明部１４４、を有し、認証時に登録用生体情報を取得し認証ユーザが正規ユーザであることを証明する。

認証サーバ１５０は、しきい値対応表（図７参照、後述）によって、生体情報ハミング距離のしきい値（以後、単にしきい値と呼ぶ）と認証精度の対応関係を保存するしきい値対応記憶装置１５１、しきい値対応表を管理する対応表管理部１５２、公開テンプレートを取得する公開テンプレート取得部１５３、公開テンプレート作成サーバ１２０の公開鍵を取得する公開鍵取得部１５４、公開テンプレートに施された署名を検証する署名検証部１５５、クライアント端末１４０の証明部１４４の証明を検証する証明検証部１５６、を有し、認証ユーザが正規ユーザであることを検証する。

ＰＫＩ認証局１６０は、公開鍵を保存する公開鍵記憶装置１６１、公開鍵を提供する公開鍵提供部１６２、を有し、ＰＫＩにおける公開鍵を管理する。なお、公開テンプレート作成サーバ１２０の公開鍵は公開鍵記憶装置１６１に保存されているとする。

図３は、本実施形態における登録端末１１０、公開テンプレート作成サーバ１２０、リポジトリ１３０、クライアント端末１４０、認証サーバ１５０、ＰＫＩ認証局１６０、のハードウェア構成図の例である。

登録端末１１０、公開テンプレート作成サーバ１２０、リポジトリ１３０、クライアント端末１４０、認証サーバ１５０、ＰＫＩ認証局１６０は、情報処理が可能なコンピュータ（情報処理装置）である。

これらは図に示すとおりＣＰＵ３０１、メモリ３０２、ＨＤＤ３０３、入力装置３０４、出力装置３０５、通信装置３０６、とから構成すされている。取得部、抽出部、変換部、評価部、署名部、登録部、提供部、証明部、検証部などは、ＨＤＤ３０３からメモリ３０２にロードされたプログラムに従って、ＣＰＵ３０１が動作することにより実現される。また、秘密鍵やデータベースはＨＤＤ３０３内に構築される。

図６は、本実施例の公開テンプレートデータベースの例である。Ｎは登録ユーザ数、Ｍは登録ユーザ一人が登録している公開テンプレート数、すなわち本実施例のＰＢＩシステムが実現する認証精度のパターン数である。本実施例では、登録用特徴量の変換時に計算されるコミットメント（テンプレート）と検証用情報、コミットメントを用いて認証を行った際に実現される認証精度、コミットメントおよび検証用情報および認証精度に施した署名をまとめて公開テンプレートとし、公開テンプレートデータベースに保存する。
なお、本実施例で登録用特徴量の変換に用いる関数で変換されたデータを、一般にコミットメントという。また検証用情報は、認証時に補助的に用いられる情報である（Ｓ５０１１参照）。

認証精度は本人拒否率（認証時に誤って本人を他人と判定してしまう確率）と他人受入率（認証時に誤って他人を本人と判定してしまう確率）の組（ＦＲＲ₁、ＦＡＲ₁）、（ＦＲＲ₂、ＦＡＲ₂）、・・・、（ＦＲＲ_M、ＦＡＲ_M）で表される。

図７は、本実施例のしきい値対応表の例である。しきい値は登録用特徴量の変換の基準となり、この値は認証精度によって規定される。本実施例では、認証精度（ＦＲＲ₁、ＦＡＲ₁）、（ＦＲＲ₂、ＦＡＲ₂）、・・・、（ＦＲＲ_M、ＦＡＲ_M）に対応するしきい値をｔ₁、ｔ₂、・・・、ｔ_Mとし、しきい値対応表に保存する。

図４は、本実施例の登録処理のフローチャート例である。以下、図４を用いて本実施例の処理の詳細を説明する。

まず、登録端末１１０のユーザＩＤ取得部１１１が、登録要求を受け付ける（Ｓ４０１）。
次に、登録端末１００のユーザＩＤ取得部１１１が、登録要求に応じて入力される登録ユーザのユーザＩＤを取得する（Ｓ４０２）。

登録端末１００の情報量評価部１１５が、変数iに初期値０を与える（Ｓ４０３）。変数iは、この後の認証処理フローが、登録用特徴量の情報量の合計が一定量Ｑを超えるまで登録用生体情報の取得および登録用特徴量の抽出を繰り返すにあたり、抽出した登録用特徴量の情報量の合計を表す。
登録端末１００の生体情報取得部１１２が、登録ユーザの登録用生体情報を取得する（Ｓ４０４）。すなわち、画像を読取り装置を経由して登録ユーザの生体情報を撮像などする。

登録端末１００の特徴量抽出部１１３が、Ｓ４０４で取得した登録用生体情報から登録用特徴量を抽出する（Ｓ４０５）。

登録端末１００の情報量評価部１１５が、抽出された登録用特徴量について、その情報量を計算し、変数ｊにその結果を与える（Ｓ４０６）。変数ｊは、この後の認証処理フローが、登録用特徴量の情報量の合計が一定量Ｑを超えるまで登録用生体情報の取得を繰り返すにあたり、抽出した最新の登録用特徴量の情報量を表す。

なお、特徴量の情報量の計算は、例えば以下の文献を参考にして行う。A． Adler, R． Youmaran, and S． Loyka, “Towards a measure of biometric information,” Proc． Canadian Conf． Comp． Elec． Eng． (CCECE), 2006．K． Takahashi and T． Murakami, “A metric of information gained through biometric systems,” Proc． of ICPR2010, 2010．
録端末１００の情報量評価部１１５が、変数（ｉ＋ｊ）を計算し、その結果を変数ｉに与える（Ｓ４０７）。
登録端末１００の情報量評価部１１５が、変数ｉと定数Ｑを比較する（Ｓ４０８）。定数Ｑは、本実施例のＰＢＩシステムにおける登録用特徴量の情報量の下限値である。
Ｑよりｉが小さければ処理をＳ４０４へ戻し、登録ユーザに、これまでに入力した生体情報とは異なる身体部位の生体情報の入力を要求する。例えば、要求を示す音声、画面を登録端末に出力する
Ｑよりｉが大きくなるまで処理Ｓ４０４からＳ４０８を繰り返す。Ｑよりｉが大きくなれば、取得した登録用特徴量をまとめて一つのデータとし、処理をＳ４０９へ進める。

登録端末１００の特徴量変換部１１４が、登録端末ＩＤおよび、認証サーバ１５０の対応表管理部１５２にしきい値対応表取得要求を送信する（Ｓ４０９）。
認証サーバ１５０の対応表管理部１５２が、登録端末１００の特徴量変換部１１４に、しきい値対応記憶装置に保存されているしきい値対応表を送信する（Ｓ４０１０）。
登録端末１００の特徴量変換部１１４が、一方向性関数としきい値対応表を用いてＭ個の登録用特徴量を変換し、コミットメント（テンプレート）、検証用情報、変換の際に用いたｔの値に対応する認証精度をまとめて一つのデータ（以後、変換済情報と呼ぶ）とし、Ｍ個の変換済情報をユーザＩＤとともに公開テンプレート作成サーバ１２０の署名部１２２に送信する（Ｓ４０１１）。

なお、登録用特徴量は変換前にＭ−１回複写し、Ｍ個取得しておく。
例えば、ｔビットの登録用特徴量ｘから（Ｅ（ｘ）、Ｆ（ｃ））（後述）を出力するような一方向性関数を用いて、登録用特徴量を変換する。

まず、以下のような性質をもつｔビット誤り訂正符号Ｃの符号語ｃをランダムに１つ選ぶ。

かつ

のとき、

に対し、

かつ

ならば、ｃ´をｃに訂正できる。
なお、関数Ｈはハミング距離、Ｈｗはハミング重み、ｅはｔビット列である。

このようなｔビット誤り訂正符号Ｄとして、例えば（ｎ、ｋ、２ｔ＋１）‐ＢＣＨ符号を用いる。
ｔには、しきい値対応表において、実現したい認証精度に対応しているしきい値を代入する。
例えば、実現したい認証精度が（ＦＲＲ₁、ＦＡＲ₁）であった場合は、図７において（ＦＲＲ₁、ＦＡＲ₁）に対応しているしきい値ｔ₁を用いた（ｎ、ｋ、２ｔ₁＋１）‐ＢＣＨ符号の符号語Ｃから、ランダムに１つの符号語ｃ_Lを選ぶ。

次に、コミットメント

と、検証用情報

を計算する。関数ｈａｓｈはハッシュ関数であり、例えばＳＨＡ−２５６を用いる。ｇは整数、ｐは大きな素数であり、ともに登録端末１００の特徴量変換部１１４に保存してある定数とする。

以上の変換を、ｔの値を変えながらＭ個の登録用特徴量に対して行い、認証時にそれぞれ異なる認証精度を実現するＭ個のコミットメント（テンプレート）と検証用情報を取得する。
公開テンプレート作成サーバ１２０の署名部１２２が、秘密鍵記憶装置１２１に保存されている公開テンプレート作成サーバ１２０の秘密鍵を用いて、登録端末１００より受信したＭ個の変換済情報に１つずつ電子署名し、変換済情報と電子署名の組をまとめて１つのデータすなわち公開テンプレートとし、登録端末１００より受信したユーザＩＤとともにリポジトリ１３０の登録部１３２に送信する（Ｓ４０１２）。

リポジトリ１３０の登録部１３２が、公開テンプレート作成サーバ１２０より受信した公開テンプレートを、公開テンプレート作成サーバ１２０より、受信したユーザＩＤと一意に関連付けて、公開テンプレート記憶装置１３１の公開テンプレートデータベースに保存する（Ｓ４０１３）。

図５は、本実施例の認証処理のフローチャート例である。
クライアント端末１４０のユーザＩＤ取得部１４１が、認証要求を受け付ける（Ｓ５０１）。クライアント端末１４０のユーザＩＤ取得部１４１が、認証ユーザのユーザＩＤを取得し、クライアント端末ＩＤおよび取得したユーザＩＤを、認証サーバ１５０の公開テンプレート取得部１５３に送信する（Ｓ５０２）。

認証サーバ１５０の公開テンプレート取得部１５３が、クライアント端末１４０より受信したユーザＩＤおよびアプリケーションが選択している認証精度とともに、リポジトリ１３０の提供部１３３に、公開テンプレート取得要求を送信する（Ｓ５０３）。
リポジトリ１３０の提供部１３３が、認証サーバ１５０より受信した認証精度およびユーザＩＤをもとに、公開テンプレート記憶装置１３１の公開テンプレートデータベースから公開テンプレートを選択し、ユーザＩＤとともに認証サーバ１５０の公開テンプレート取得部１５３に送信する（Ｓ５０４）
例えば、認証サーバ１５０より受信した認証精度が（ＦＲＲ₂、ＦＡＲ₂）、ユーザＩＤがＵ₁であった場合は、図６において、ユーザＵ₁の行にあるコミットメントＴ₁₂、検証用情報Ｈ₁₂、認証精度（ＦＲＲ₂、ＦＡＲ₂）、署名ＳＩ₁₂の公開テンプレートを、ユーザＩＤのＵ₁とともに送信する。

認証サーバ１５０の公開鍵取得部１５４が、認証サーバＩＤとともに、ＰＫＩ認証局１６１の公開鍵提供部１６２に公開鍵取得要求を送信する（Ｓ５０５）。
ＰＫＩ認証局１６１の公開鍵提供部１６２が、認証サーバ１５０より受信した認証サーバＩＤをもとに公開テンプレート作成サーバ１２０の公開鍵を選択し、認証サーバ１５０の公開鍵取得部１５４に送信する（Ｓ５０６）。

認証サーバ１５０の署名検証部１５５が、ＰＫＩ認証局１６０より受信した認証サーバの公開鍵を用いて、リポジトリ１３０より取得した公開テンプレートの署名が本当に公開テンプレート作成サーバの署名であるかどうかを検証する（Ｓ５０７）。
認証サーバ１５０の署名検証部１５５が、署名検証の結果、公開テンプレートが改ざんされているかどうかを判断する。（Ｓ５０８）。
改ざんされていると判定した場合は、警告を出力し、クライアント端末１４０の証明部１４４に認証不可の結果を送信して認証処理を終了する（Ｓ５０９）。改ざんされていないと判定した場合は、処理をＳ５０１０に進める。

認証サーバ１５０の証明検証部１５６が、公開テンプレートおよびｇ、ｐおよびクライアント端末１４０の証明部１４４に生体情報取得要求を送信する（Ｓ５０１０）。

クライアント端末１４０の生体情報取得部１４２が、認証ユーザの認証用生体情報を取得する（Ｓ５０１１）。
クライアント端末１４０の特徴量抽出部１４３が、認証用生体情報から認証用特徴量を抽出する（Ｓ５０１２）。

クライアント端末１４０の証明部１４４と認証サーバ１５０の証明検証部１５６が、相互に通信を行い、クライアント端末１４０の証明部１４４が認証ユーザが正規ユーザであることを証明し、認証サーバ１５０の証明検証部１５６がクライアント端末１４０の証明部１４４の証明を検証する（Ｓ５０１３）。

例えば、Ｓ５０１０において、クライアント端末１４０の証明部１４４が、コミットメントＴ₁₂、検証用情報Ｈ₁₂、認証精度（ＦＲＲ₂、ＦＡＲ₂）、署名のＳＩ₁₂の公開テンプレートを受信しているとする。また、これは登録用特徴量ｙの変換によって作成された公開テンプレートであり、検証用情報Ｈ₁₂は、

という変換によって生成されているとする。

このとき、クライアント端末１４０の証明部１４４は、認証用特徴量をｙ´として、

を計算する。次に、（ｎ、ｋ、２ｔ＋１）‐ＢＣＨ符号のアルゴリズムによってＷを誤り訂正し、誤り訂正ビット列Ｗ´を取得する。このとき、登録用特徴量ｙと証明用特徴量ｙ´が十分に近ければ、Ｗ´＝ｃ_zとなる。

クライアント端末１４０の証明部１４４は、認証サーバ１５０の署名検証部１５６に、ｈａｓｈ（Ｗ´）すなわちｈａｓｈ（ｃ_z）を知っていることを、例えばゼロ知識対話証明の一つであるＳｃｈｎｏｒｒ認証を用いて証明する。

認証サーバ１５０の証明検証部１５６が、Ｓ５０１３における検証結果を出力し、認証の結果としてクライアント端末１４０の証明部１４４に送信する（Ｓ５０１４）。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した各構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、認証処理の特徴量抽出を認証サーバで実行（このためにユーザ端末じゃ生体情報を送信）するなど上述した各処理を他の装置で実行するようにしてもよい。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００ ＰＢＩシステム
１１０ 登録端末
１１１ ユーザＩＤ取得部
１１２ 生体情報取得部
１１３ 特徴量抽出部
１１４ 特徴量変換部
１１５ 情報量評価部
１２０ 公開テンプレート作成サーバ
１２１ 秘密鍵記憶装置
１２２ 署名部
１３０ リポジトリ
１３１ 公開テンプレート記憶装置
１３２ 登録部
１３３ 提供部
１４０ クライアント端末
１４１ ユーザＩＤ取得部
１４２ 生体情報取得部
１４３ 特徴量抽出部
１４４ 証明部
１５０ 認証サーバ
１５１ しきい値対応記憶装置
１５２ 対応表管理部
１５３ 公開テンプレート取得部
１５４ 公開鍵取得部
１５５ 署名検証部
１５６ 証明検証部
１６０ ＰＫＩ認証局
１６１ 公開鍵記憶装置
１６２ 公開鍵提供部

Claims (10)

1. 生体情報を用いて利用者について生体認証を実行するための生体認証システムにおいて、
   前記利用者から、当該利用者を識別するユーザＩＤおよび生体情報を含む登録要求の入力を受付ける手段と、
   前記生体情報の特徴量を抽出する手段と、
   前記抽出された特徴量を、一方向性関数を用いて変換して、登録用テンプレートを算出する手段と、
   前記ユーザＩＤと前記登録用テンプレートを対応付けて登録する手段と、
   前記利用者からユーザＩＤおよび生体情報を含む認証要求を受付けた場合、当該認証要求に含まれるユーザＩＤおよび生体情報を、前記登録する手段に登録されたユーザＩＤおよび登録用テンプレートを用いて認証を実行する手段と、を有し、
   前記生体情報の特徴量を抽出する手段は、前記特徴量の情報量の合計が一定量を超えるまで抽出を繰り返す
   ことを特徴とした生体認証システム。
2. 請求項１に記載の生体認証システムにおいて、
   当該生体認証システムは、登録端末、公開テンプレート管理サーバおよび認証サーバからなり、
   前記登録端末が、前記受付ける手段、前記抽出する手段および算出する手段を備え、
   前記公開テンプレート管理サーバが、前記登録する手段を備え、
   前記認証サーバが、前記認証を実行する手段を備えた
   ことを特徴とする生体認証システム。
3. 請求項２に記載の生体認証システムにおいて、
   前記公開テンプレート管理サーバは、秘密鍵で電子署名されたユーザＩＤおよび登録用テンプレートを対応付けて記憶しておき、前記認証サーバが前記認証を実行する際、前記秘密鍵に対応する公開鍵を前記認証サーバに送信し、
   前記認証サーバは、前記公開鍵で署名検証を実行し、当該検証が肯定的な場合、前記生体認証を実行する
   ことを特徴とする生体認証システム。
4. 請求項２または３のいずれかに記載の生体認証システムにおいて、
   前記認証サーバは、
   生体情報ハミング距離のしきい値と認証精度の対応関係を保存するしきい値対応表を記憶し、
   前記登録要求のあった場合、前記しきい値対応表を、前記登録端末に送信し、
   前記登録端末は、
   前記しきい値対応表を用いて、前記一方向性関数を用いた変換を実行する
   ことを特徴とする生体認証システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の生体認証システムにおいて、
   前記受付ける手段は、前記利用者の身体の異なる部位における複数の生体情報を受付け、
   前記登録する手段は、前記複数の生体情報それぞれの登録用テンプレートを登録する
   ことを特徴とする生体認証システム。
6. 生体情報を用いて利用者について生体認証を実行するための生体認証システムを用いた生体認証方法において、
   前記利用者から、当該利用者を識別するユーザＩＤおよび生体情報を含む登録要求の入力を受付けるステップと、
   前記生体情報の特徴量を抽出するステップと、
   前記抽出された特徴量を、一方向性関数を用いて変換して、登録用テンプレートを算出するステップと、
   前記ユーザＩＤと前記登録用テンプレートを対応付けて登録するステップと、
   前記利用者からユーザＩＤおよび生体情報を含む認証要求を受付けた場合、当該認証要求に含まれるユーザＩＤおよび生体情報を、前記登録する手段に登録されたユーザＩＤおよび登録用テンプレートを用いて認証を実行するステップと、を有し、
   前記生体情報の特徴量を抽出するステップは、前記特徴量の情報量の合計が一定量を超えるまで抽出を繰り返す
   ことを特徴とした生体認証方法。
7. 請求項６に記載の生体認証方法において、
   当該生体認証システムは、登録端末、公開テンプレート管理サーバおよび認証サーバからなり、
   前記登録端末が、前記受付けるステップ、前記抽出するステップおよび算出するステップを実行し、
   前記公開テンプレート管理サーバが、前記登録するステップを実行し、
   前記認証サーバが、前記認証を実行するステップを実行する
   ことを特徴とする生体認証方法。
8. 請求項７に記載の生体認証方法において、
   前記公開テンプレート管理サーバは、秘密鍵で電子署名されたユーザＩＤおよび登録用テンプレートを対応付けて記憶しておき、前記認証サーバが前記認証を実行する際、前記秘密鍵に対応する公開鍵を前記認証サーバに送信し、
   前記認証サーバは、前記公開鍵で署名検証を実行し、当該検証が肯定的な場合、前記生体認証を実行する
   ことを特徴とする生体認証方法。
9. 請求項７または８のいずれかに記載の生体認証方法において、
   前記認証サーバは、
   生体情報ハミング距離のしきい値と認証精度の対応関係を保存するしきい値対応表を記憶し、
   前記登録要求のあった場合、前記しきい値対応表を、前記登録端末に送信し、
   前記登録端末は、
   前記しきい値対応表を用いて、前記一方向性関数を用いた変換を実行する
   ことを特徴とする生体認証方法。
10. 請求項６乃至９のいずれかに記載の生体認証方法において、
    前記受付けるステップは、前記利用者の身体の異なる部位における複数の生体情報を受付け、
    前記登録するステップは、前記複数の生体情報それぞれの登録用テンプレートを登録する
    ことを特徴とする生体認証方法。

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