JP5934599B2

JP5934599B2 - 照合装置および電子署名認証方法

Info

Publication number: JP5934599B2
Application number: JP2012167714A
Authority: JP
Inventors: 未歩小山; 中川　聡; 聡中川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: JP2014027564A

Description

本発明は、照合装置および電子署名認証方法に関する。

タブレット機器などの端末装置にタッチペンを用いて手書きで署名データを入力する電子署名に関する技術として、たとえば患者が端末装置のタッチパネルに入力した署名の筆跡を筆跡データとして取り込み、取り込んだ筆跡データを記憶しておく技術が特許文献１に開示されている。また署名を行う対象となる電子原本を端末装置に表示し、表示された電子原本に対してタッチペンを用いて電子署名を行うことが可能な技術が特許文献２に開示されている。

このような電子署名を行う機会は、物品などの取引において増えている。物品などの取引においては、たとえば、予め手書きの署名データを基準署名データとして登録しておき、物品の売上・受け渡しの確認の際に、端末装置のタッチパネルに入力した署名データと基準署名データとの照合を行い、その照合結果に応じて売上・受け渡しの許可を与えるか否か判断する。入力した署名データと基準署名データとが一致すれば、その電子署名が基準署名データを入力した本人によって行われたものであると判断できるので売上・受け渡しの許可を与え、一致しなければその電子署名が他人によって行われたものであると判断できるので許可を与えない。

また、物品の売上・受け渡しの確認の際に署名データを入力し、入力した署名データを記憶しておいて、その取引において何らかの問題が発生した場合に、記憶した署名データを活用する。

特開２００７−１４８７５７号公報特開２００３−１３４１０８号公報

図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来の電子署名の照合装置を説明するための図である。従来の照合装置では、予め基準署名データとして、たとえば図１０（ａ）に示すような複数の記号６０ａ〜６０ｄを表す基準筆跡データを登録しておく。図１０（ｂ）に示すような複数の記号６１ａ〜６１ｄを表すデータが署名データとして入力された場合、図１０（ｃ）に示すように、基準筆跡データが表す記号６０ａ〜６０ｄと署名データが表す記号６１ａ〜６１ｄとは完全には一致せず、基準筆跡データと署名データとは一致しない。

しかしながら、筆跡データが完全に一致しないからといってその電子署名が他人によって行われたものであるとは判断できず、筆跡データの一致しない程度が比較的小さければ、その電子署名が本人によって行われたものであると判断できる。

そのため従来の電子署名の照合装置は、他人が基準筆跡データを真似して電子署名を行った場合であっても、基準署名データと入力された署名データとが一致するおそれが高く、電子署名を行った人物が、基準署名データを入力した被認証者本人であると正しく認証される本人認証の精度が高くない。

本人認証の精度を向上させる技術として、筆跡データと併せて、電子署名の書き始めから書き終わりまでのタッチパネルにおけるタッチペンの接触位置の時間変化を示すデータを用いる技術がある。

図１１は、タッチパネルにおけるタッチペンの接触位置の時間変化を示すグラフである。タッチパネルの１辺をｘ座標、その辺に垂直な辺をｙ座標とし、図１１のグラフの横軸を時間、縦軸をｘ座標値およびｙ座標値として、接触位置の時間変化を座標位置の時間変化として示したものである。点線６５はｘ座標値の時間変化を示し、実線６６はｙ座標値の時間変化を示す。

このような接触位置の時間変化を利用する技術では、基準署名データの入力時に、一般的な筆順とは異なる筆順で署名する、または、基準署名データに筆順を予想しにくい文字以外の記号のデータなどを加えることで、本人認証の精度を向上させることができる。

しかしながら、電子署名時のみ筆跡を変えることはユーザにとって煩雑である上に、署名時に、変更した筆順を他人に見られて覚えられてしまうと、他人に基準署名データを真似して電子署名されることが考えられ、本人認証の精度が低下してしまう。

本発明の目的は、電子署名における本人認証の精度を向上させることができる照合装置および電子署名認証方法を提供することである。

本発明は、タッチペンと接触面を有するタッチパネルを備えた端末装置とからなり、予め登録された基準署名データとタッチペンを用いてタッチパネルによって入力された署名データとを照合する照合装置であって、
タッチペンは、
タッチペンにおける接触面との接触位置を検出するペン接触位置検出手段と、
ペン接触位置検出手段が検出した接触位置に基づいて、署名データを入力する入力期間中における前記接触位置の時間変化を示すデータであるペン接触位置データを、前記署
名データの一部として生成するペン接触位置データ生成手段と、
ペン接触位置データ生成手段が生成したペン接触位置データを端末装置に送信する送信手段と、を含み、
端末装置は、
送信手段が送信したペン接触位置データを受信する受信手段と、
前記接触面におけるタッチペンの接触位置を検出する位置検出手段と、
位置検出手段が検出した接触位置に基づいて、前記入力期間中における前記接触位置の時間変化を示すデータである座標データを、前記署名データの一部として生成する座標データ生成手段と、
基準署名データとして、前記ペン接触位置データの基準となる基準ペン接触位置データと、前記座標データの基準となる基準座標データとを予め記憶する記憶手段と、
前記基準ペン接触位置データと前記ペン接触位置データとの比較、および、前記基準座標データと前記座標データとの比較を行い、前記基準署名データと前記署名データとが一致するか否か判断する判断手段と、を含むことを特徴とする照合装置である。

また本発明は、端末装置は、
鉛直方向に対する端末装置の主面の傾きを検出する端末傾き検出手段と、
端末傾き検出手段が検出した傾きに基づいて、前記入力期間中における前記傾きの時間変化を示すデータである端末傾きデータを、前記署名データの一部として生成する端末傾きデータ生成手段とをさらに含み、
記憶手段は、
基準署名データとして、さらに、前記端末傾きデータの基準となる基準端末傾きデータを予め記憶し、
判断手段は、
前記基準ペン接触位置データと前記ペン接触位置データとの比較、前記基準座標データと前記座標データとの比較、および、前記基準端末傾きデータと前記端末傾きデータとの比較を行い、前記基準署名データと前記署名データとが一致するか否か判断することを特徴とする。

また本発明は、前記照合装置を用いて、タッチペンを用いて前記署名データをタッチパネルに入力した入力者が、記憶手段に予め記憶されている前記基準署名データを入力した被認証者本人であると認証することを特徴とする電子署名認証方法である。

本発明によれば、照合装置は、タッチペンと接触面を有するタッチパネルを備えた端末装置とからなり、予め登録された基準署名データとタッチペンを用いてタッチパネルによって入力された署名データとを照合する。

タッチペンは、ペン接触位置検出手段と、ペン接触位置データ生成手段と、送信手段とを含む。ペン接触位置検出手段は、タッチペンにおける接触面との接触位置を検出する。ペン接触位置データ生成手段は、ペン接触位置検出手段が検出した接触位置に基づいて、署名データを入力する入力期間中における前記接触位置の時間変化を示すデータであるペン接触位置データを、前記署名データの一部として生成する。送信手段は、ペン接触位置データ生成手段が生成したペン接触位置データを端末装置に送信する。

端末装置は、受信手段と、位置検出手段と、座標データ生成手段と、記憶手段と、判断手段とを含む。受信手段は、送信手段が送信したペン接触位置データを受信する。位置検出手段は、前記接触面におけるタッチペンの接触位置を検出する。座標データ生成手段は、位置検出手段が検出した接触位置に基づいて、前記入力期間中における前記接触位置の時間変化を示すデータである座標データを、前記署名データの一部として生成する。記憶手段は、基準署名データとして、前記ペン接触位置データの基準となる基準ペン接触位置データと、前記座標データの基準となる基準座標データとを予め記憶する。判断手段は、前記基準ペン接触位置データと前記ペン接触位置データとの比較、および、前記基準座標データと前記座標データとの比較を行い、前記基準署名データと前記署名データとが一致するか否か判断する。

被認証者による署名の様子を他人が見た場合、署名の筆跡および筆順を覚えることは比較的容易であるが、署名時のタッチペンにおける接触面との接触位置を覚えることは困難なので、基準ペン接触位置データと一致するように他人がペン接触位置データを入力することは、基準座標データと一致するように他人が座標データを入力することよりも困難である。したがって、署名データとして座標データに加えてペン接触位置データも用いる上記のような本発明の照合装置であれば、本人認証の精度を向上させることができる。

また本発明によれば、端末装置は、鉛直方向に対する端末装置の主面の傾きを検出する端末傾き検出手段と、端末傾き検出手段が検出した傾きに基づいて、前記入力期間中における前記傾きの時間変化を示すデータである端末傾きデータを、前記署名データの一部として生成する端末傾きデータ生成手段とをさらに含む。記憶手段は、基準署名データとして、さらに、前記端末傾きデータの基準となる基準端末傾きデータを予め記憶する。判断手段は、前記基準ペン接触位置データと前記ペン接触位置データとの比較、前記基準座標データと前記座標データとの比較、および、前記基準端末傾きデータと前記端末傾きデータとの比較を行い、前記基準署名データと前記署名データとが一致するか否か判断する。

被認証者による署名の様子を他人が見た場合、署名時の端末装置の接触面の傾きを覚えることは困難であり、基準端末傾きデータと一致するように他人が端末傾きデータを入力することは困難である。したがって、署名データとしてペン接触位置データ、座標データおよび端末傾きデータを用いる上記のような本発明の照合装置であれば、本人認証の精度をさらに向上させることができる。

また本発明によれば、電子署名認証方法は、前記照合装置を用いて、タッチペンを用いて前記署名データをタッチパネルに入力した入力者が、記憶手段に予め記憶されている前記基準署名データを入力した被認証者本人であると認証する。前記照合装置は他人が見て覚えることが困難なデータを署名データとして用いるので、本発明の電子署名認証方法であれば、本人認証の精度を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態である照合装置１の外観を示す図である。本実施形態の照合装置１の構成を示すブロック図である。基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとを示すグラフである。本実施形態の照合装置１の制御方法を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態である照合装置２５の構成を示すブロック図である。本実施形態の照合装置２５の制御方法を示すフローチャートである。本発明の第３の実施形態である照合装置３０の構成を示すブロック図である。タッチペン２の先端部２ｂを拡大して示す図である。比較データの一例を示す図である。従来の電子署名データの照合方法を説明するための図である。タッチパネルとタッチペンとの接触位置の時間変化を示すグラフである。

１、第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態である照合装置１の外観を示す図である。図２は、本実施形態の照合装置１の構成を示すブロック図である。照合装置１は、予め登録された基準署名データと照合装置１に入力された署名データ（以下「入力署名データ」と記載する）とを照合して、登録された基準署名データと入力署名データとが一致するか否か判断するものである。照合装置１は、入力補助装置２と、表示装置３と、入力装置４と、端末時間測定装置８と、座標データ生成装置９と、図示しない端末受信装置と、図示しない端末送信装置と、主記憶装置６と、２次記憶装置７と、ＣＰＵ１０とを含む。表示装置３と、入力装置４と、端末時間測定装置８と、座標データ生成装置９と、端末受信装置と、端末送信装置と、主記憶装置６と、２次記憶装置７と、ＣＰＵ１０とは、端末装置５を構成する。

（入力補助装置）
本実施形態では、入力補助装置２はタッチペン２である。タッチペン２は入力装置４に入力署名データを入力するために用いられる。タッチペン２は、ユーザがタッチペン２を握るためのタッチペン本体２ａと、タッチペン本体２ａの一端部に設けられ、入力装置４と接触する先端部２ｂとからなる。タッチペン本体２ａの形状は、たとえば円柱状である。先端部２ｂの形状は、タッチペン本体２ａとの接続部からタッチペン２の先端に向かって細くなる円錐状であり、先端がある程度の丸みを有するように形成される。

タッチペン２は、鉛直方向に対するタッチペン２の軸２ｃの傾きを検出するペン傾きセンサ１１と、ペン傾きセンサ１１で検出した傾きに基づいてペン傾き時系列データを生成するペン傾きデータ生成部１２と、ペン傾き時系列データを記憶するペン記憶部１３と、データや各種信号を端末装置５に無線通信で送信する図示しないペン送信部と、端末装置５から無線通信で送信されたデータや各種信号を受信する図示しないペン受信部と、ペン時間測定部１４とを含む。

ペン傾き検出手段であるペン傾きセンサ１１は、入力署名データを入力する期間（以下単に「署名入力期間」とも記載する）中においてタッチペン２の傾きを検出する。本実施形態では、タッチペン２の傾きとして、鉛直方向に対するタッチペン２の軸２ｃの傾きを検出する。ペン傾きセンサ１１は、前記傾きとして、たとえば鉛直方向とタッチペン２の軸２ｃとの角度を検出する。ペン傾きセンサ１１としては、公知の傾斜角センサなどを用いることができる。

ペン傾きデータ生成手段であるペン傾きデータ生成部１２は、ペン傾きセンサ１１が検出したタッチペン２の軸２ｃの傾きを示すデータと、その傾きが検出された時刻を示す時間データとを関連付けることで、署名入力期間中におけるタッチペン２の軸２ｃの傾きの時間的変化を示すデータであるペン傾き時系列データを生成する。ペン時間測定部１４は、署名入力期間が開始されてから経過した時間を測定することができ、前記時間データとは、署名入力期間が開始されてからの経過時間を示すデータである。ペン傾きデータ生成部１２は、生成したペン傾き時系列データをペン記憶部１３に記憶させる。

（表示装置）
表示装置３は表示面３ａを含む。表示面３ａは平板状であり、液晶素子を有する透過型の液晶パネルなどによって構成される。表示装置３は、ＣＰＵ１０により出力が制御され、ＣＰＵ１０から信号が出力されると、表示面３ａ全体または表示面３ａの一部の領域に画像を表示させる。

（入力装置）
位置検出手段である入力装置４はタッチパネル４である。タッチパネル４は、透明なパネルによって構成され、光学式、抵抗式、静電容量式、超音波式などの各種検出方式を用いることができる。タッチパネル４は、表示装置３の表示面３ａに重なって設置されて一体化されている。タッチパネル４は、タッチペン２が接触する入力面４ａおよび座標データ生成装置９を有し、タッチペン２が接触した入力面４ａにおける位置を位置座標として検出する。入力面４ａは接触面に相当する。

タッチパネル４が検出する位置座標は、入力面４ａの左下を原点としたときの位置座標であり、タッチパネル４に重ねて配置される表示装置３の表示面３ａにおいて、ｘ軸方向の画素数がｎ個であり、ｙ軸方向の画素数がｍ個である場合、（０，０）の位置座標の右隣の座標位置を（１，０）で表し、ｘ軸方向に１つずれるにつれて、位置座標を順に（２，０）、（３，０）・・・（ｎ−１，０）、（ｎ，０）と表す。また、（０，０）の位置座標の上隣の位置座標を（０，１）と表し、ｙ軸方向に１つずれるにつれて、位置座標を順に（０，２）、（０，３）・・・（０，ｍ−１）、（０，ｍ）と表す。

タッチパネル４から位置座標を示すデータが出力されると同時に、その位置座標に対向する表示面３ａ上の位置に画像が表示される。この画像は、署名入力期間中、タッチペン２の接触位置が移動しても表示されたままである。この結果、入力面４ａにおけるタッチペン２の接触位置の軌跡を示す線図の画像が表示面３ａに表示され、表示面３ａに、ユーザがタッチペン２を用いてタッチパネル４に入力した手書き文字などの筆跡が表示される。

端末時間測定装置８は、ペン時間測定部と同様に、署名入力期間が開始されてから経過した時間を測定し、時間データを生成する。

座標データ生成手段である座標データ生成装置９は、署名入力期間中における、タッチペン２が接触した入力面４ａにおける位置の時間変化を示す座標時系列データを生成する。座標データ生成装置９は、タッチパネル４が検出した位置座標を示すデータを、ｘ座標値データとｙ座標値データとに分け、ｘ座標値データおよびｙ座標値データそれぞれを、位置座標が検出された時間データと関連付ける。このようにして、署名入力期間中におけるｘ座標値の時間変化を示すｘ座標値時系列データと、署名入力期間中におけるｙ座標値の時間変化を示すｙ座標値時系列データとを生成して、座標時系列データを生成する。座標データ生成装置９は、生成した座標時系列データを主記憶装置６に記憶される。

記憶手段である主記憶装置６は、たとえば半導体メモリ装置あるいはハードディスク装置などの記憶装置によって構成され、ＣＰＵ１０によって実行されるプログラム、およびプログラムを実行するために必要な情報を記憶する。主記憶装置６に記憶される情報は、ＣＰＵ１０によって読み書きされる。主記憶装置６は、さらにペン傾き時系列データおよび座標時系列データを記憶する。すなわち、主記憶装置６は入力署名データを記憶する。

２次記憶装置７は、端末装置５に接続される独立した記憶装置によって構成される。２次記憶装置７には予め基準署名データが記憶されている。基準署名データは、ペン傾き時系列データの基準となる基準ペン傾き時系列データ、および、座標時系列データの基準となる基準座標時系列データを含む。基準署名データは、照合装置１で登録されたものであってもよく、他の装置で登録されたものであってもよい。

端末送信装置は、データや各種信号をペン受信部に無線通信で送信する。端末受信装置は、ペン送信部から送信されたデータや各種信号を受信する。

ＣＰＵ１０は、入力署名データ、主記憶装置６に記憶されているプログラムおよびデータなどに基づいて、照合装置１全体の制御を行う。ＣＰＵ１０は、基準署名データと入力署名データとを比較して、基準署名データと入力署名データが一致するかどうか判断する判断部１５を有する。

判断手段である判断部１５は、署名入力期間の終了直後に、主記憶装置６から入力署名データを取得し、２次記憶装置７から基準署名データを取得し、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとの比較、および、基準時系列座標データと座標時系列データとの比較を行い、基準署名データと入力署名データとが一致するかどうか判断する。

基準署名データと入力署名データとが一致すれば、入力署名データの入力者が、基準署名データを入力した被認証者本人であることを示し、基準署名データと入力署名データとが一致しなければ、入力署名データの入力者が、基準署名データを入力した被認証者とは別の人物であることを示す。

判断部１５は、基準署名データと入力署名データとの一致を、複数の判断材料から総合的に判断する。基準署名データと入力署名データとが一致する場合には、それらのデータが完全に一致する場合はもちろん、それらのデータが予め定める許容範囲内で近似している場合も含まれる。

図３（ａ），（ｂ）は、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとを示すグラフである。点線２０は基準ペン傾き時系列データを示し、実線２３，２１はペン傾き時系列データを示す。図３（ａ）は、判断部１５によって基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとが一致すると判断される場合の一例であり、図３（ｂ）は、判断部１５によって基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとが一致しないと判断される場合の一例である。図３（ａ），（ｂ）を用いて、判断部１５によって行われる判断の方法を説明する。

判断部１５は、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとを比較するために、基準ペン傾き時系列データの最大値とペン傾き時系列データの最大値との差、基準ペン傾き時系列データの最小値とペン傾き時系列データの最小値との差、ならびに署名入力期間にわたる、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差の累積値をそれぞれ算出し、それらの差や累積値が予め定める閾値未満かどうか判断する。

基準ペン傾き時系列データおよびペン傾き時系列データが図３（ａ）に示すようなデータである場合、判断部１５は、基準ペン傾き時系列データの最大値２０ａとペン傾き時系列データの最大値２３ａとの差、基準ペン傾き時系列データの最小値２０ｂとペン傾き時系列データの最小値２３ｂとの差、ならびに署名入力期間にわたる、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差２４の累積値をそれぞれ算出し、それらの差や累積値が予め定める閾値未満かどうか判断する。

上記差は基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとが似ているほど小さくなりやすく、上記累積値は基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとが似ているほど小さくなる。判断部１５は、上記差および上記累積値が予め定める閾値未満であれば基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとの差異が許容範囲内であり、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとが一致すると判断する。上記差および上記累積値が予め定める閾値以上であれば基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとの差異が許容範囲を超えており、一致しないと判断する。図３（ａ）に示すデータでは、上記差および上記累積値が予め定める閾値未満となるので、判断部１５は、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとが一致すると判断する。

基準ペン傾き時系列データおよびペン傾き時系列データが図３（ｂ）に示すようなデータである場合、判断部１５は、基準ペン傾き時系列データの最大値２０ａとペン傾き時系列データの最大値２１ａとの差、基準ペン傾き時系列データの最小値２０ｂとペン傾き時系列データの最小値２１ｂとの差、ならびに署名入力期間にわたる、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差２２の累積値をそれぞれ算出し、それらの差や累積値が予め定める閾値未満かどうか判断する。図３（ｂ）に示すデータでは、上記差および上記累積値が予め定める閾値を超えるので、判断部１５は、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとが一致しないと判断する。

基準座標時系列データと座標時系列データとの比較も同様にして行い、基準ｘ座標値時系列データとｘ座標値時系列データ、基準ｙ座標値時系列データとｙ座標値時系列データそれぞれについて、最大値の差、最小値の差および差の累積値を算出し、それらの差や累積値を用いて、基準座標時系列データと座標時系列データとが一致するかどうか判断する。

なお、署名入力期間にわたって、同時刻における基準座標時系列データの値と座標時系列データの値とが同程度の割合で大きくなっている場合、または、同時刻における基準座標時系列データの値と座標時系列データの値とが同程度の割合で小さくなっている場合、入力署名データの入力者が、基準署名データを入力した被認証者本人であり、基準署名データを入力した位置と、入力署名データを入力した位置とが上または下にずれているだけである場合が考えられる。このような場合には、署名入力期間にわたって基準座標時系列データと座標時系列データとの差を一定の割合で小さくしてから、基準署名データと入力署名データとの一致を判断するようにしてもよい。

判断部１５は、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データ、基準ｘ座標値時系列データとｘ座標値時系列データ、基準ｙ座標値時系列データとｙ座標値時系列データの全てのデータがそれぞれ一致した場合、基準署名データと入力署名データとが一致したと判断し、そうではない場合、基準署名データと入力署名データとが一致しなかったと判断する。

被認証者による署名の様子を他人が見た場合、署名の筆跡および筆順を覚えることは比較的容易であるが、署名時のタッチペン２の軸２ｃの傾きを覚えることは困難なので、基準ペン傾き時系列データと一致するように他人がペン傾き時系列データを入力することは、基準座標時系列データと一致するように他人が座標時系列データを入力することよりも困難である。したがって、入力署名データとしてペン傾き時系列データおよび座標時系列データを用いる照合装置１であれば、本人認証の精度を向上させることができる。

本発明の他の実施形態では、本人認証の判断材料として、署名データ入力時の筆圧を示すデータをさらに加えてもよい。

さらに、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差が予め定める値よりも大きい期間と、同時刻における基準座標時系列データの座標値と座標時系列データの座標値との差が予め定める値よりも大きい期間との一致の程度を、本人認証の判断材料に追加してもよい。

署名者が基準署名データを入力した人と同じである場合、署名入力期間中において、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差が比較的小さい期間と、同時刻における基準座標時系列データの座標値と座標時系列データの座標値との差が比較的小さい期間は重なりやすく、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差が比較的大きい期間と、同時刻における基準座標時系列データの座標値と座標時系列データの座標値との差が比較的大きい期間は重なりやすい。

そのため、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差、および、同時刻における基準座標時系列データの座標値と座標時系列データの座標値との差の少なくともどちらか一方が予め定める値よりも大きい期間に対する、同時刻における基準ペン傾き時系列データの値とペン傾き時系列データの値との差、および、同時刻における基準座標時系列データの座標値と座標時系列データの座標値との差の両方が予め定める値よりも大きい期間の値が、予め定める値よりも大きいと、基準署名データと入力署名データとが一致すると判断し、予め定める値よりも小さいと、基準署名データと入力署名データとが一致しないと判断する。これによって、本人認証の精度をさらに向上させることができる。

図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態の照合装置１の制御方法を示すフローチャートである。図４（ａ）は端末装置５の制御方法を示すフローチャートであり、図４（ｂ）はタッチペン２の制御方法を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、照合装置１において署名要求が発生する、すなわち照合装置１が、入力署名データを取得可能な状態となると開始される。

ステップＳ１では、ＣＰＵ１０は、端末送信装置を介して、署名開始と同時にタッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する要求をタッチペン２に送信する。

ステップＳ１１では、タッチペン２は、ペン受信部を介して、署名開始と同時にタッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する要求を受信する。

ステップＳ１２では、タッチペン２は、ペン送信部を介して、署名開始と同時にタッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する要求を受信したことを示す受信確認データを端末装置５に送信する。

ステップＳ２では、ＣＰＵ１０は、端末受信装置を介して、受信確認データを受信する。
ステップＳ３では、ＣＰＵ１０は、署名記入待ちの旨を示す文字などが表示面３ａに表示されるように表示装置３を制御する。

ステップＳ４では、ＣＰＵ１０は署名が開始されたかどうか判断する。ＣＰＵ１０は、タッチペン２がタッチパネル４の入力面４ａに接触したと判断すると、署名が開始されたと判断する。署名が開始されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。署名が開始されたと判断された時点が署名入力期間の開始時点であり、端末時間測定装置８は署名入力期間開始からの経過時間の測定を開始する。

ステップＳ１３では、タッチペン２は署名が開始されたかどうか判断する。署名が開始されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。タッチペン２は、たとえば署名が開始されたとＣＰＵ１０が判断したことを示すデータをペン受信部が受信したか否かで、署名が開始されたか否か判断する。署名が開始されたと判断された時点が署名入力期間の開始時点であり、ペン時間測定部１４は署名入力期間開始からの経過時間の測定を開始する。

ステップＳ５では、タッチパネル４は、入力面４ａにおいてタッチペン２が接触した位置を示す位置座標の検出を開始する。タッチパネル４は、検出した位置座標を座標データ生成装置９に順次出力する。

ステップＳ１４では、ペン傾きセンサ１１は、タッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する。ペン傾きセンサ１１は、検出したタッチペン２の軸２ｃの傾きをペン傾きデータ生成部１２に順次出力する。

ステップＳ６では、ＣＰＵ１０は署名が終了したかどうか判断する。署名が終了されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。ＣＰＵ１０は、たとえば署名終了の指示を照合装置１に伝えるボタンが押されたと判断すると、署名が終了したと判断する。署名が終了したと判断された時点が署名入力期間の終了時点であり、ペン時間測定部１４は経過時間の測定を終了する。

ステップＳ１５では、タッチペン２は署名が終了したかどうか判断する。署名が終了されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。タッチペン２は、たとえば署名が終了したとＣＰＵ１０が判断したことを示すデータをペン受信部が受信したか否かで、署名が終了したか否か判断する。署名が終了したと判断された時点が署名入力期間の終了時点であり、ペン時間測定部１４は経過時間の測定を終了する。

ステップＳ７では、タッチパネル４は、位置座標の検出を終了する。座標データ生成装置９は、タッチパネル４が検出した位置座標と、端末時間測定装置８が測定した経過時間とに基づいて、座標時系列データを生成する。座標データ生成装置９は、生成した座標時系列データを主記憶装置６に記憶させる。

ステップＳ１６では、ペン傾きセンサ１１は、タッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を終了する。ペン傾きデータ生成部１２は、ペン傾きセンサ１１が検出したタッチペン２の軸２ｃの傾きと、ペン時間測定部１４が測定した経過時間とに基づいて、ペン傾き時系列データを生成する。ペン傾きデータ生成部１２は、生成したペン傾き時系列データをペン記憶部１３に記憶させる。

ステップＳ８では、ＣＰＵ１０は、端末送信装置を介して、ペン傾き時系列データを端末装置５に送信する要求をタッチペン２に送信する。

ステップＳ１７では、タッチペン２は、ペン受信部を介して、ペン傾き時系列データを端末装置５に送信する要求を受信する。

ステップＳ１８では、タッチペン２は、ペン送信部を介して、ペン傾き時系列データを端末装置５に送信する。

ステップＳ９では、ＣＰＵ１０は、端末受信装置を介して、ペン傾き時系列データを受信する。ＣＰＵ１０は、受信したペン傾き時系列データを主記憶装置６に記憶させる。

ステップＳ１０では、判断部１５は、２次記憶装置７から基準署名データを取得し、主記憶装置６から入力署名データとしてペン傾き時系列データおよび座標時系列データを取得し、基準署名データと入力署名データとが一致するかどうか判断し、判断結果を表示面３ａに出力させる。これによって本フローチャートの終了となる。

なお、基準署名データと入力署名データとが一致した場合、電子署名を行った人物が被認証者本人であると認証されたとして各種取引の成立となる。基準署名データと入力署名データとが一致しない場合、表示面３ａにエラーメッセージが表示され、署名データの再入力が促される。

２、第２の実施形態
図５は、本発明の第２の実施形態である照合装置２５の構成を示すブロック図である。本実施形態の照合装置２５は、署名データとして、ペン傾き時系列データおよび座標時系列データに加えて、署名入力期間における鉛直方向に対する端末装置５の入力面４ａの傾きの時間変化を示すデータを用いる点が第１の実施形態である照合装置１と異なる。

照合装置２５は、タッチパネル４に、端末装置５の入力面４ａの傾きを検出する端末傾きセンサ１７を備え、また端末傾きデータ生成装置１６を備える。

端末傾き検出手段である端末傾きセンサ１７は、署名入力期間中において、鉛直方向に対する端末装置５の入力面４ａの傾きを検出する。端末傾きセンサ１７は、前記傾きとしてたとえば鉛直方向に対する入力面４ａの角度を検出する。端末傾きセンサ１７としては、ペン傾きセンサ１１と同様に、公知の傾斜角センサなどを用いることができる。

端末傾きデータ生成手段である端末傾きデータ生成装置１６は、端末傾きセンサ１７が検出した端末装置５の入力面４ａの傾きを示すデータと、その傾きが検出された時刻を示す時間データとを関連付けることで、署名入力期間中における端末装置５の入力面４ａの傾きの時間的変化を示すデータである端末傾き時系列データを生成する。前記時間データは、端末時間測定装置８によって生成される。端末傾きデータ生成装置１６は、生成した端末傾き時系列データを主記憶装置６に記憶させる。

本実施形態では、２次記憶装置７は、基準署名データとして基準ペン傾き時系列データ、基準座標時系列データ、および端末傾き時系列データの基準となる基準端末傾き時系列データを予め記憶する。また判断部１５は、基準ペン傾き時系列データとペン傾き時系列データとの比較、基準座標時系列データと座標時系列データとの比較、基準端末傾き時系列データと端末傾き時系列データとの比較を行い、これらのデータがそれぞれ全て一致した場合、基準署名データと入力署名データとが一致したと判断し、そうではない場合、基準署名データと入力署名データとが一致しなかったと判断する。

被認証者による署名の様子を他人が見た場合、署名時の端末装置５の入力面４ａの傾きを覚えることは困難であり、基準端末傾き時系列データと一致するように他人が端末傾き時系列データを入力することは困難である。したがって、入力署名データとしてペン傾き時系列データ、座標時系列データおよび端末傾き時系列データを用いる照合装置２５であれば、本人認証の精度をさらに向上させることができる。

なお、本発明の他の実施形態では、入力署名データとして座標時系列データおよび端末傾き時系列データを用いてもよい。

図６（ａ），（ｂ）は、本実施形態の照合装置２５の制御方法を示すフローチャートである。図６（ａ）は端末装置５の制御方法を示すフローチャートであり、図６（ｂ）はタッチペン２の制御方法を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、照合装置２５において署名要求が発生する、すなわち照合装置２５が、入力署名データを取得可能な状態となると開始される。

ステップＳ２１では、ＣＰＵ１０は、端末送信装置を介して、署名開始と同時にタッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する要求をタッチペン２に送信する。

ステップＳ４１では、タッチペン２は、ペン受信部を介して、署名開始と同時にタッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する要求を受信する。

ステップＳ４２では、タッチペン２は、ペン送信部を介して、署名開始と同時にタッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する要求を受信したことを示す受信確認データを端末装置５に送信する。

ステップＳ２２では、ＣＰＵ１０は、端末受信装置を介して、受信確認データを受信する。

ステップＳ２３では、ＣＰＵ１０は、署名記入待ちの旨を示す文字などが表示面３ａに表示されるように表示装置３を制御する。

ステップＳ２４では、ＣＰＵ１０は署名が開始されたかどうか判断する。ＣＰＵ１０は、タッチペン２がタッチパネル４の入力面４ａに接触したと判断すると、署名が開始されたと判断する。署名が開始されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。署名が開始されたと判断された時点が署名入力期間の開始時点であり、端末時間測定装置８は署名入力期間開始からの経過時間の測定を開始する。

ステップＳ４３では、タッチペン２は署名が開始されたかどうか判断する。署名が開始されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。タッチペン２は、たとえば署名が開始されたとＣＰＵ１０が判断したことを示すデータをペン受信部が受信したか否かで、署名が開始されたか否か判断する。署名が開始されたと判断された時点が署名入力期間の開始時点であり、ペン時間測定部１４は署名入力期間開始からの経過時間の測定を開始する。

ステップＳ２５では、タッチパネル４は、入力面４ａにおいてタッチペン２が接触した位置を示す位置座標の検出を開始する。タッチパネル４は、検出した位置座標を座標データ生成装置９に順次出力する。

ステップＳ２６では、端末傾きセンサ１７は、鉛直方向に対する端末装置５の入力面４ａの傾きの検出を開始する。端末傾きセンサ１７は、検出した傾きを端末傾きデータ生成装置１６に順次出力する。

ステップＳ４４では、ペン傾きセンサ１１は、タッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を開始する。ペン傾きセンサ１１は、検出したタッチペン２の軸２ｃの傾きをペン傾きデータ生成部１２に順次出力する。

ステップＳ２７では、ＣＰＵ１０は署名が終了したかどうか判断する。署名が終了されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。ＣＰＵ１０は、たとえば署名終了の指示を照合装置１に伝えるボタンが押されたと判断すると、署名が終了したと判断する。署名が終了したと判断された時点が署名入力期間の終了時点であり、ペン時間測定部１４は経過時間の測定を終了する。

ステップＳ４５では、タッチペン２は署名が終了したかどうか判断する。署名が終了されたと判断されるまで本ステップを繰り返す。タッチペン２は、たとえば署名が終了したとＣＰＵ１０が判断したことを示すデータをペン受信部が受信したか否かで、署名が終了したか否か判断する。署名が終了したと判断された時点が署名入力期間の終了時点であり、ペン時間測定部１４は経過時間の測定を終了する。

ステップＳ２８では、タッチパネル４は、位置座標の検出を終了する。座標データ生成装置９は、タッチパネル４が検出した位置座標と、端末時間測定装置８が測定した経過時間とに基づいて、座標時系列データを生成する。座標データ生成装置９は、生成した座標時系列データを主記憶装置６に記憶させる。

ステップＳ２９では、端末傾きセンサ１７は、鉛直方向に対する端末装置５の入力面４ａの傾きの検出を終了する。端末傾きデータ生成装置１６は、端末傾きセンサ１７が検出した傾きと、端末時間測定装置８が測定した経過時間とに基づいて、端末傾き時系列データを生成する。端末傾きデータ生成装置１６は、生成した端末傾き時系列データを主記憶装置６に記憶させる。

ステップＳ４６では、ペン傾きセンサ１１は、タッチペン２の軸２ｃの傾きの検出を終了する。ペン傾きデータ生成部１２は、ペン傾きセンサ１１が検出したタッチペン２の軸２ｃの傾きと、ペン時間測定部１４が測定した経過時間とに基づいて、ペン傾き時系列データを生成する。ペン傾きデータ生成部１２は、生成したペン傾き時系列データをペン記憶部１３に記憶させる。

ステップＳ３０では、ＣＰＵ１０は、端末送信装置を介して、ペン傾き時系列データを端末装置５に送信する要求をタッチペン２に送信する。

ステップＳ４７では、タッチペン２は、ペン受信部を介して、ペン傾き時系列データを端末装置５に送信する要求を受信する。

ステップＳ４８では、タッチペン２は、ペン送信部を介して、ペン傾き時系列データを端末装置５に送信する。

ステップＳ３１では、ＣＰＵ１０は、端末受信装置を介して、ペン傾き時系列データを受信する。ＣＰＵ１０は、受信したペン傾き時系列データを主記憶装置６に記憶させる。

ステップＳ３２では、判断部１５は、２次記憶装置７から基準署名データを取得し、主記憶装置６から入力署名データとしてペン傾き時系列データ、座標時系列データおよび端末傾き時系列データを取得し、基準署名データと入力署名データとが一致するかどうか判断し、判断結果を表示面３ａに出力させる。これによって本フローチャートの終了となる。

３、第３の実施形態
図７は、本発明の第３の実施形態である照合装置３０の構成を示すブロック図である。本実施形態の照合装置３０は、タッチペン２の傾きを検出するために、ペン傾きセンサ１１の代わりに接触センサ３１を用い、署名データとして、座標時系列データ、および、署名入力期間における接触センサ３１で検出されたタッチペン２の傾きの時間変化を示すデータであるペン接触位置時系列データを用いる点が異なること以外は第１の実施形態の照合装置１と同様である。

図８は、タッチペン２の先端部２ｂを拡大して示す図である。ペン接触位置検出手段である接触センサ３１は、先端部２ｂにおけるタッチパネル４の入力面４ａとの接触位置を検出することによってタッチペン２の傾きを検出する。接触センサ３１が検出するタッチペン２の傾きは、入力面４ａに対するタッチペン２の傾きである。接触センサ３１は、タッチペン２の最先端３２が入力面４ａと接触している場合、タッチペン２は傾いていないことを示すデータを検出し、入力面４ａとの接触位置が最先端３２から遠くなるほどタッチペン２の傾きが大きくなるデータを検出する。

本発明の他の実施形態では、署名データとして、ペン傾き時系列データ、座標時系列データ、および、ペン接触位置時系列データを用いて、基準ペン傾き時系列データ、基準座標時系列データ、および、ペン接触位置時系列データの基準となる基準ペン接触位置時系列データと比較して、基準署名データと入力署名データとが一致するか否か判断してもよい。

４、第４の実施形態
本発明の第４の実施形態である照合装置は、判断部１５を備えず、判断部１５を備えない代わりに比較画像表示部を備える点が第１の実施形態の照合装置１と異なる。基準署名データと入力署名データとが一致するかどうかの判断を、判断部１５を備える照合装置１では照合装置１が行ったが、比較画像表示部を備える本実施形態の照合装置では人が判断する。

出力手段である比較画像表示部は、２次記憶装置７に記憶されている基準署名データと、主記憶装置６に記憶されている入力署名データとに基づいて、基準署名データと入力署名データとを比較可能なデータとして比較データを作成し、作成した比較データを外部の表示装置に出力する。外部の表示装置に表示された比較データを見て人が前記判断を行う。該判断を行う人は、署名データの入力者とは別の人物であり、たとえば入力者が取引を行う会社の従業員であり、外部の表示装置としては、たとえば前記判断を行う人物が操作するパーソナルコンピュータなどが挙げられる。

図９は、比較データの一例を示す図である。図９に示す比較データは、基準署名データを示すグラフ５１と、入力署名データを示す下側のグラフ５２とを含む。グラフ５１，５２において横軸は署名入力期間が開始されてからの経過時間を示し、縦軸はｘ座標値、ｙ座標値およびタッチペン２の軸２ｃの傾きを示す。

比較画像表示部は、基準ｘ座標値時系列データの複数のｘ座標値のデータを時間データに対応させてプロットし、プロットされたｘ座標値のデータを直線または曲線でつないで基準ｘ座標値時系列データを示す点線５３ａを作成し、基準ｙ座標値時系列データの複数のｙ座標値のデータを時間データに対応させてプロットし、プロットされたｙ座標値のデータを直線でつないで基準ｙ座標値時系列データを示す実線５３ｂを作成する。またｘ座標値時系列データの複数のｘ座標値のデータを時間データに対応させてプロットし、プロットされたｘ座標値のデータを直線でつないでｘ座標値時系列データを示す点線５５ａを作成し、ｙ座標値時系列データの複数のｙ座標値のデータを時間データに対応させてプロットし、プロットされたｙ座標値のデータを直線でつないでｙ座標値時系列データを示す実線５５ｂを作成する。

グラフ５１では、点線５３ａで示される基準ｘ座標値時系列データと実線５３ｂで示される基準ｙ座標値時系列データと太線５４で示される基準ペン傾き時系列データとが、それぞれの時間データの値が一致するように重ね合わせられている。グラフ５２では、点線５５ａで示されるｘ座標値時系列データと実線５５ｂで示されるｙ座標値時系列データと太線５６で示されるペン傾き時系列データとが、それぞれの時間データの値が一致するように重ね合わせられている。

このようなグラフ５１とグラフ５２とが、時間データの最小値がグラフ５１，５２の横軸方向において一致するように上下に並べて表示されている。

このような比較データの画像が外部の表示装置に表示されることによって、この画像を見た人が、基準署名データと入力署名データとが一致するかどうかを判断することができる。図９では、基準ｘ座標時系列データを示す点線５３ａの形状とｘ座標時系列データを示す点線５５ａの形状、および、基準ｙ座標時系列データを示す実線５３ｂの形状とｙ座標時系列データを示す実線５５ｂの形状は似ているが、基準ペン傾き時系列データを示す太線５４の形状とペン傾き時系列データを示す太線５６の形状は似ていないことから、基準署名データと入力署名データとが一致しないと判断することができる。

上記のような照合装置を用いることによっても、本人認証の精度を向上させることができる。

本発明の他の実施形態では、比較画像表示部は、基準ペン傾き時系列データ、基準座標時系列データ、ペン傾き時系列データおよび座標時系列データを外部の表示装置に出力し、外部の表示装置がそれらのデータに基づいて比較データを作成して、作成した比較データを外部の表示装置に表示する構成としてもよい。

前述の第２，３の実施形態の照合装置２５，３０においても、判断部１５を比較画像表示部と置き換えた構成とすることは可能である。

本発明の電子署名認証方法は、第１〜４の実施形態を含む前述の照合装置のいずれか１つを用いて、タッチペンを用いて入力署名データをタッチパネル４に入力した入力者が、基準署名データを入力した被認証者本人であると認証するので、本人認証の精度が高い。

１照合装置
２入力補助装置
３表示装置
４入力装置
５端末装置
６主記憶装置
７２次記憶手段
８端末時間測定装置
９座標データ生成装置
１０ＣＰＵ

Claims

タッチペンと接触面を有するタッチパネルを備えた端末装置とからなり、予め登録された基準署名データとタッチペンを用いてタッチパネルによって入力された署名データとを照合する照合装置であって、
タッチペンは、
タッチペンにおける接触面との接触位置を検出するペン接触位置検出手段と、
ペン接触位置検出手段が検出した接触位置に基づいて、署名データを入力する入力期間中における前記接触位置の時間変化を示すデータであるペン接触位置データを、前記署名データの一部として生成するペン接触位置データ生成手段と、
ペン接触位置データ生成手段が生成したペン接触位置データを端末装置に送信する送信手段と、を含み、
端末装置は、
送信手段が送信したペン接触位置データを受信する受信手段と、
前記接触面におけるタッチペンの接触位置を検出する位置検出手段と、
位置検出手段が検出した接触位置に基づいて、前記入力期間中における前記接触位置の時間変化を示すデータである座標データを、前記署名データの一部として生成する座標データ生成手段と、
基準署名データとして、前記ペン接触位置データの基準となる基準ペン接触位置データと、前記座標データの基準となる基準座標データとを予め記憶する記憶手段と、
前記基準ペン接触位置データと前記ペン接触位置データとの比較、および、前記基準座標データと前記座標データとの比較を行い、前記基準署名データと前記署名データとが一致するか否か判断する判断手段と、を含むことを特徴とする照合装置。
端末装置は、
鉛直方向に対する端末装置の主面の傾きを検出する端末傾き検出手段と、
端末傾き検出手段が検出した傾きに基づいて、前記入力期間中における前記傾きの時間変化を示すデータである端末傾きデータを、前記署名データの一部として生成する端末傾きデータ生成手段とをさらに含み、
記憶手段は、
基準署名データとして、さらに、前記端末傾きデータの基準となる基準端末傾きデータを予め記憶し、
判断手段は、
前記基準ペン接触位置データと前記ペン接触位置データとの比較、前記基準座標データと前記座標データとの比較、および、前記基準端末傾きデータと前記端末傾きデータとの比較を行い、前記基準署名データと前記署名データとが一致するか否か判断することを特徴とする請求項１に記載の照合装置。
請求項１または２に記載の照合装置を用いて、タッチペンを用いて前記署名データをタッチパネルに入力した入力者が、記憶手段に予め記憶されている前記基準署名データを入力した被認証者本人であると認証することを特徴とする電子署名認証方法。