JP6139719B1

JP6139719B1 - 情報処理装置

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Publication number: JP6139719B1
Application number: JP2016022918A
Authority: JP
Inventors: 河野　誠一; 誠一河野
Original assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Current assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2036-02-09
Also published as: JP2017142614A

Abstract

【課題】利便性を損なわずに、セキュリティレベルを高めることのできる情報処理装置を提供する。【解決手段】ノートＰＣ１０は、第１認証部２０、記憶部１３、計時部１８、特徴量抽出部３１及び照合部３２を備える。記憶部１３には、ユーザ本人の指紋の特徴量とタイピングインターバルの特徴量を含む認証テンプレートが予め登録されている。第１認証部２０は、指紋リーダ１７により読み取られた指紋の特徴量を認証テンプレートと照合し、本人認証を行う。本人であると判定された場合はログインが許可される。ログイン後、ユーザによりキーボードが操作されると、計時部１８は、各キー入力の時間間隔を計時し、この時間時間をタイピングインターバルとして記憶部１３に格納する。特徴量抽出部３１は、格納されたタイピングインターバルを分析して特徴量を抽出する。照合部３２は、抽出された特徴量を認証テンプレートと照合し、本人か否かを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置に関するものである。

パーソナルコンピュータ、ノートＰＣ、タブレット型パーソナルコンピュータ、スマートフォン、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、電子書籍閲覧端末等の情報処理装置には、第三者の不正なアクセスを防止するためにユーザ認証機能が設けられている。主な認証手法として、例えば、パスワードによる認証や、指紋等の生体特徴を利用した生体認証などがある。
また、情報処理装置では、ユーザ認証が一旦行われた後において、一定期間以上、ユーザによってキー操作等がされなかった場合には、スクリーンセーバを表示させたり、サスペンド状態に遷移させたりすることにより、画面に表示されているデータを第三者に見られないようにしている。そして、スクリーンセーバ等から復帰する際には、パスワード等によるユーザ認証が再び要求される。

特開２０１２−１５０６２５号公報

ところで、上述したスクリーンセーバを起動させるまでの待ち時間やサスペンド状態へ遷移させるまでの待ち時間は、ユーザが自由に設定できるようになっている。利便性を重視する場合、待ち時間を長めに設定すればよいが、待ち時間が長いほど、セキュリティレベルは低下する。例えば、ログイン状態が維持されたままユーザが席を離れた場合、待ち時間が長く設定されていればいるほど、第三者に使用されるリスクは高まる。その一方で、安全性を重視し、待ち時間を短めに設定した場合には、パスワード等の入力が頻繁に要求されることとなり、ユーザの負担が大きく、利便性が損なわれる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、利便性を損なわずに、セキュリティレベルを高めることのできる情報処理装置を提供することを目的とする。

本発明の第一態様は、第１認証手段と、タイピング時におけるユーザの挙動データを用いてユーザ認証を行う第２認証手段とを備え、前記第２認証手段は、キーボードに設けられた加速度センサと、前記加速度センサによって取得された前記挙動データから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、特徴量抽出手段によって抽出された特徴量と、予め登録されている認証テンプレートとを照合する照合手段とを備える情報処理装置である。
本発明の第二態様は、第１認証手段と、タイピング時におけるユーザの挙動データを用いてユーザ認証を行う第２認証手段とを備え、前記第２認証手段は、タイピング時におけるユーザの姿勢またはパーム位置に関する挙動データを取得する撮像手段と、前記撮像手段によって取得された前記挙動データから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、特徴量抽出手段によって抽出された特徴量と、予め登録されている認証テンプレートとを照合する照合手段とを備える情報処理装置である。

本発明によれば、第１認証手段によるユーザ認証に加えて、第１認証手段とは異なる第２認証手段によるユーザ認証も行われるので、セキュリティレベルを向上させることができる。また、第２認証手段は、タイピング時におけるユーザの挙動データを取得し、この取得した挙動データに基づいてユーザ認証を行うので、ユーザ認証のための特別なデータ入力をユーザに要求することなく、ユーザ認証を実施することができる。

本発明によれば、利便性を損なうことなく、セキュリティレベルを高めることができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の概略構成を示した図である。本発明の第１実施形態に係る情報処理装置により実行されるユーザ認証の手順を示したフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の概略構成を示した図である。本発明の第３実施形態に係る情報処理装置の概略構成を示した図である。

以下に、本発明の各実施形態に係る情報処理装置について、図面を参照して説明する。情報処理装置の一例として、パーソナルコンピュータ、ノートＰＣ、タブレット型パーソナルコンピュータ、スマートフォン、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、電子書籍閲覧端末等が挙げられるが、本実施形態では情報処理装置としてノートＰＣを使用した場合について説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るノートＰＣ１０の概略構成を示した図である。図１に示すように、ノートＰＣ１０は、制御部１１、メインメモリ１２、記憶部１３、入力部１４、表示部１５、通信部１６、指紋リーダ１７、計時部１８等を備えており、各部はバスを介して電気的に接続されている。

メインメモリ１２は、例えば、キャッシュメモリ、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等の書き込み可能なメモリで構成され、制御部１１の実行プログラムの読み出しや実行プログラムによる処理データの書き込み等を行う作業領域として利用される。

記憶部１３は、例えば、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等であり、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）等のノートＰＣ１０全体の制御を行うためのＯＳ、周辺機器類をハードウェア操作するための各種ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーション、及び各種データやファイル等を格納する。

入力部１４は、ユーザが入力操作を行うためのユーザインターフェースであり、例えば、各種キーにより構成されるキーボード、及び画面上のカーソルを移動させたり、各種メニューを選択したりするためのポインティング・スティックやマウス等で構成される。また、キーボードはフィジカルキーボードであってもよいし、タッチパネル等に各種キーが表示されるソフトウェアキーボードであってもよい。
表示部１５は、例えば、液晶表示装置であり、制御部１１の制御に従って表示を行う。

指紋リーダ１７は、後述する第１のユーザ認証に用いられ、ユーザの指紋を読み取り、読み取った指紋情報を制御部１１に出力する。
計時部１８は、後述する第２のユーザ認証に用いられ、例えば、ユーザによってキーボードが操作された場合に、各キー入力の時間間隔を計時し、この時間時間をタイピングインターバルとして記憶部１３に格納する。

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ等であり、ノートＰＣ１０の動作を統括的に制御して各種の処理を実現する。具体的には、制御部１１は、バスを介して接続された記憶部１３に格納されたＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）によりノートＰＣ１０全体の制御を行うとともに、記憶部１３に格納された各種プログラムを実行することにより各種処理を実現する。
更に、制御部１１は、記憶部１３に格納されている第１認証プログラム、第２認証プログラム等をメインメモリ１２に展開して実行することにより、第１認証部２０、第２認証部３０として機能する。

第１認証部２０は、指紋リーダ１７によって読み取られた指紋の特徴量と、予め記憶部１３に登録されているユーザ本人の指紋の特徴量とを照合し、本人認証を行う。なお、指紋認証に関する処理については、公知の技術であるため、詳細は省略する。

第２認証部３０は、タイピング入力時におけるユーザの挙動データに基づいてユーザ認証を繰り返し行う。本実施形態において、挙動データは、ユーザのタイピング速度に関するデータである。具体的には、第２認証部３０は、記憶部１３に格納されたタイピングインターバルのデータを分析して特徴量を抽出する特徴量抽出部３１と、特徴量抽出部３１によって抽出された特徴量と予め記憶部１３に登録されているユーザ本人の特徴量である認証テンプレートとを照合し、本人か否かを判定する照合部３２とを備えている。

次に、本実施形態に係るノートＰＣ１０のユーザ認証に係る処理手順について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るノートＰＣ１０により実行されるユーザ認証の手順を示したフローチャートである。
図２に示すように、ログイン時に指紋リーダ１７及び第１認証部２０による指紋認証が行われる（ステップＳＡ１）。この結果、本人ではないと判定された場合は（ステップＳＡ２において「ＮＯ」）、ログインが拒否され（ステップＳＡ３）、本人であると判定された場合は（ステップＳＡ２において「ＹＥＳ」）、ログインが許可される（ステップＳＡ４）。

ログインが許可され、ユーザによってキーボードからキー入力がなされると、計時部１８によってタイピングインターバルが計時され、記憶部１３に格納される（ステップＳＡ５）。続いて、ユーザのキー入力開始または前回の認証時から所定期間が経過したか否かが判定され（ステップＳＡ６）、所定期間が経過した場合に（ステップＳＡ６において「ＹＥＳ」）、特徴量抽出部３１による特徴量の抽出が行われる（ステップＳＡ７）。例えば、特徴量抽出部３１は、記憶部１３に格納されているタイピングインターバルのデータを読み出し、横軸に絶対時間、縦軸にタイムインターバルをプロットしたグラフを作成し、これを周波数分析することにより、特徴量を抽出する。

照合部３２は、特徴量抽出部３１によって抽出された特徴量と記憶部１３に予め登録されているユーザの特徴量である認証テンプレートとを照合し、本人であるか否かを判定する（ステップＳＡ８）。この結果、本人であると判定した場合には（ステップＳＡ８において「ＹＥＳ」）、ステップＳＡ５に戻る。これにより、今回の認証から所定期間経過後に、ユーザ認証が再び行われることとなる。ここで、照合部３２は、認証が終了する度に、記憶部１３に格納されているタイピングインターバルを消去することとしてもよい。これにより、タイピングインターバルによりメモリが圧迫されることを回避することができる。
一方、ステップＳＡ８において、本人でないと判定した場合には、ステップＳＡ１に戻り、指紋による認証がユーザに要求される。

このように、本実施形態に係るノートＰＣ１０によれば、指紋認証を行う第１認証部２０と、タイピング時のユーザの挙動データであるタイピングインターバルに基づいてユーザ認証を行う第２認証部３０とを有し、第１認証部２０によって認証が行われた後においても、第２認証部３０によって認証が繰り返し行われる。これにより、ログイン状態のままユーザが席を立ち、その後、第三者によってノートＰＣが使用されてタイピングが行われた場合には、そのタイピングインターバルの特徴量から第三者であることを判別することが可能となる。これにより、第１認証部２０のみによるユーザ認証を有している情報処理装置に比べて、セキュリティレベルを向上させることが可能となる。

更に、第２認証部３０は、ユーザのタイピング時におけるタイピングインターバルからユーザ認証を行うので、ユーザは認証のために特別な入力や作業を行う必要がない。したがって、認証に対する煩わしさを解消することができる。このように、本実施形態に係るノートＰＣ１０によれば、ユーザのタイピング時における行動的特徴（癖）を用いてユーザ認証を行うことにより、利便性を損なうことなく、セキュリティレベルを上げることが可能となる。

なお、本実施形態では、特徴量抽出部３１は、一定の時間間隔で特徴量の抽出を行う場合について述べたが、特徴量を抽出するタイミングは上記例に限定されない。例えば、記憶部１３に格納されたタイピングインターバルのデータ量が所定量以上となった場合に特徴量の抽出を行うこととしてもよい。

また、本実施形態では、第１認証部２０が指紋を用いてユーザ認証を行う場合を例示したが、第１認証部２０はこの例に限定されず、他の生体認証、例えば、虹彩認証、静脈認証、網膜認証等の公知の認証手法を適宜用いることが可能である。また、このような生体認証に代えて、パスワードによる認証を適用することも可能である。
また、パスワードによる認証のように、第１認証部２０による認証時において、ユーザによるキー入力が要求される場合には、第２認証部３０は、第１認証時に入力されたキー入力のタイピングインターバルを用いてユーザ認証を行ってもよい。このように、第１認証部２０による認証と同時に第２認証部３０による認証も行うことにより、セキュリティレベルを更に向上させることが可能となる。

また、本実施形態においては、タイピング時におけるユーザの挙動データとして、タイピングインターバルを採用し、タイピングインターバルを用いてユーザ認証を行ったが、タイピングインターバル以外の特徴をユーザの挙動データとして用いることとしてもよい。例えば、タイピングの強さ、タイピング時のパーム位置、タイピング時におけるユーザの姿勢等を用いることとしてもよい。
これらの特徴についても、タイピング時におけるユーザの癖を捉えることができ、これらの特徴を少なくとも一つ利用してユーザ認証を行うことで、ユーザ認証に関するユーザの負担を増大させることなく、セキュリティレベルを高めることが可能となる。

〔第２実施形態〕
上述の第１実施形態では、タイピングインターバル（タイピング速度）を用いて第２認証部がユーザ認証を行う場合について説明したが、本実施形態では、タイピングの強さを用いて第２認証部がユーザ認証を行う。以下、本発明の第２実施形態に係る情報処理装置について、図３を参照して説明する。

図３は、本発明の第２実施形態に係るノートＰＣ１０ａの概略構成を示した図である。図３に示すように、ノートＰＣ１０ａは、フィジカルキーボードの各キーの下方に設けられ、キーの押圧レベルを検出する圧力センサ４０を有している。圧力センサ４０によって取得された押圧データは、記憶部１３に格納される。そして、上記実施形態と同様に、特徴量抽出部３１ａによって、押圧データから特徴量が抽出され、抽出された特徴量と予め記憶部１３ａに格納されている本人の特徴量である認証テンプレートとが照合部３２ａによって照合され、ユーザ認証が行われる。

タイピングインターバルと同様に、タイピングの強さもユーザによって異なる。したがって、タイピングの押圧レベルに基づいて本人か否かを判断することが可能である。また、タイピングの強さを検出するセンサとして、圧力センサ４０に代えて、加速度センサを用いてもよい。この場合、キーボードに加速度センサを設け、加速度センサによってタイピング時の衝撃を検出し、加速度センサの検出値から特徴量を抽出し、この特徴量を用いてユーザ認証を行う。

〔第３実施形態〕
上記実施形態では、タイピングインターバル等を用いて第２のユーザ認証を行う場合について説明したが、本実施形態では、タイピング時のパーム位置に関する特徴量を用いて第２のユーザ認証を繰り返し行う。以下、本発明の第３実施形態に係る情報処理装置について、図４を参照して説明する。

図４は、本発明の第３実施形態に係るノートＰＣ１０ｂの概略構成を示した図である。本実施形態に係るノートＰＣ１０ｂは、パーム位置を検出するための撮像部４１を備えている。撮像部４１によって取得された映像データは、記憶部１３ｂに格納される。そして、上記実施形態と同様に、特徴量抽出部３１ｂによって、映像データから特徴量が抽出され、抽出された特徴量と予め記憶部１３ｂに格納されている本人の特徴量である認証テンプレートとが照合部３２ｂによって照合され、第２のユーザ認証が行われる。
この場合における特徴量としては、例えば、ホームポジションにおける左右のパームの重心位置、タイピング時におけるパームの重心位置の移動量、キーボード上における指の配置等が一例として挙げられる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係るノートＰＣ１０ｃは、タイピング時の姿勢に関する特徴量を用いて第２のユーザ認証を繰り返し行う。以下、本発明の第４実施形態に係る情報処理装置について説明する。

本実施形態に係るノートＰＣは、上述した第３実施形態に係るノートＰＣと同様の構成を備えている。すなわち、本実施形態に係るノートＰＣは、ユーザの姿勢に関するデータを取得するための手段として撮像部４１を備えている。そして、撮像部４１によって取得された映像データから、ユーザの姿勢に関する特徴量を抽出する。この特徴量としては、例えば、画面と頭部との距離または両者の相対的な位置関係（例えば、角度）、タイピング中にユーザが画面を見ているときの時間とキーボードを見ているときの時間比率などが挙げられる。
このように、タイピング時における姿勢にも、個人の行動的特徴（癖）が現れるので、このような情報に基づいて本人か否かを判定することが可能である。
なお、ユーザの姿勢に関する特徴量として、画像と頭部との距離を用いる場合には、撮像部に代えて赤外線センサ等を用いることも可能である。

以上、本発明の各実施形態を用いて説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。更に、各実施形態を適宜組み合わせた態様も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、各実施形態では、第２認証部がタイピングインターバル（タイピング速度）、タイピングの強さ、タイピング時のパーム位置、及びタイピング時の姿勢のいずれかを用いてユーザ認証を行う場合について述べたが、第２認証部は、上述の各種特徴量のいずれか２つ以上を組み合わせ、多面的にユーザ認証を行うこととしてもよい。また、上記以外の特徴量、例えば、ミスタイピングの傾向等を用いてユーザ認証を行ってもよい。

また、記憶部１３には、事前に認証テンプレートが登録されている場合について述べたが、認証テンプレートは第１認証部による認証が行われる毎に更新されてもよい。例えば、第１認証部２０による認証後において、特徴量抽出部３１、３１ａ、３１ｂによって最初に抽出された特徴量を認証テンプレートとして記憶部１３に格納することとしてもよい。
タイピング時におけるユーザの挙動は、その時々の気分や環境によって異なる。したがって、第１認証部２０による認証後において、特徴量抽出部３１によって最初に抽出された特徴量を認証テンプレートとして登録しておくことにより、ユーザ認証の精度を向上させることが可能となる。

また、上記の各実施形態において、特徴量抽出部３１、３１ａ、３１ｂは、記憶部１３に格納されている全てのデータを用いて特徴量を抽出していたが、これに代えて、例えば、特定のキー入力がされたときのデータを抽出し、そのときのデータを用いて特徴量を抽出することとしてもよい。例えば、予め入力頻度の高い単語（例えば、「ｔｏｔｈｅ」、「ｍｅｅｔｉｎｇ」、「ｔｈａｎｋｙｏｕ」等）を登録しておき、これらの単語が入力されたときのデータのみを使用して特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて第２のユーザ認証を行うこととしてもよい。このように、第２のユーザ認証を行う単語を制限することで、第２のユーザ認証の精度向上を期待することができる。なお、この場合、記憶部１３には、ユーザの挙動データ（例えば、タイピングインターバル等）とそのデータが入力されたときのキーとが関連付けられて格納される。

また、上述の各実施形態では、タイピング時におけるユーザの行動的特徴を利用して第２のユーザ認証を行うこととしたが、スマートフォンなどのようにユーザが端末を把持して利用するような情報処理装置においては、例えば、端末の持ち方に基づいてユーザ認証を行ってもよい。この場合、例えば、情報処理装置の外周部に圧力センサを設け、他の箇所に比べて大きな圧力が検出される位置を特徴量として取得し、この特徴量を用いてユーザ認証を行ってもよい。

１０、１０ａ、１０ｂノートＰＣ（情報処理装置）
１１、１１ａ、１１ｂ制御部
１２メインメモリ
１３、１３ａ、１３ｂ記憶部
１４入力部
１５表示部
１６通信部
１７指紋リーダ
１８計時部
２０第１認証部
３０、３０ａ、３０ｂ第２認証部
３１、３１ａ、３１ｂ特徴量抽出部
３２、３２ａ、３２ｂ照合部
４０圧力センサ
４１撮像部

Claims

第１認証手段と、
タイピング時におけるユーザの挙動データを用いてユーザ認証を行う第２認証手段と
を備え、
前記第２認証手段は、
キーボードに設けられた加速度センサと、
前記加速度センサによって取得された前記挙動データから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
特徴量抽出手段によって抽出された特徴量と、予め登録されている認証テンプレートとを照合する照合手段と
を備える情報処理装置。
第１認証手段と、
タイピング時におけるユーザの挙動データを用いてユーザ認証を行う第２認証手段と
を備え、
前記第２認証手段は、
タイピング時におけるユーザの姿勢またはパーム位置に関する挙動データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段によって取得された前記挙動データから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
特徴量抽出手段によって抽出された特徴量と、予め登録されている認証テンプレートとを照合する照合手段と
を備える情報処理装置。
前記特徴量抽出手段は、予め登録されている特定の単語またはフレーズが入力されたときの前記挙動データを用いて特徴量を抽出する請求項１または請求項２に記載の情報処理装置。
前記第２認証手段は、ユーザ認証に失敗した場合に、前記第１認証手段によるユーザ認証をユーザに要求する請求項１から請求項３のいずれかに記載の情報処理装置。
前記第２認証手段は、タイピング時におけるユーザの前記挙動データを用いてユーザ認証を繰り返し行う請求項１から請求項４のいずれかに記載の情報処理装置。