JP6389110B2 - 生体認証システム、セキュアエレメント、端末装置、生体認証方法、及び、コンピュータプログラム - Google Patents
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(2)本発明に係る生体認証システムは、端末装置と、セキュアエレメントと、サーバ装置とを備える生体認証システムであり、前記セキュアエレメントは、秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成部と、前記セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化部と、前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成部と、第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化部と、前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化部と、前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化部と、前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化部と、を備え、前記端末装置は、生体情報を入力する生体情報入力部と、前記生体情報入力部から入力された登録生体情報と前記第2の符号語とを使用して登録テンプレートを生成する登録テンプレート生成部と、前記登録テンプレートを記憶する記憶部と、前記生体情報入力部から入力された照合生体情報から生成された前記符号化照合生体情報と前記記憶部に記憶される登録テンプレートとを照合し、前記テンプレート照合結果データを生成する照合部と、を備え、前記サーバ装置は、前記セキュアエレメントとの間で、前記公開鍵と前記秘密鍵との組に基づく認証を実行する認証部を備える、生体認証システムである。
(3)本発明に係る生体認証システムは、上記(1)又は(2)のいずれかの生体認証システムにおいて、前記第1の符号語を生成する第1の符号生成部を前記サーバ装置に備えた、生体認証システムである。
(4)本発明に係る生体認証システムは、上記(1)又は(2)のいずれかの生体認証システムにおいて、前記第1の符号語を生成する第1の符号生成部を前記セキュアエレメントに備えた、生体認証システムである。
(5)本発明に係る生体認証システムは、上記(1)又は(2)のいずれかの生体認証システムにおいて、前記セキュアエレメントは、SIM(Subscriber Identity Module)カード又はeSIM(Embedded Subscriber Identity Module)である生体認証システムである。
(6)本発明に係る生体認証システムは、上記(5)の生体認証システムにおいて、前記端末装置は、前記SIMカード又は前記eSIMを使用して無線通信を行う通信部を備えた生体認証システムである。
(8)本発明に係るセキュアエレメントは、秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成部と、自セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化部と、前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成部と、第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化部と、前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化部と、前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化部と、前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化部と、を備えたセキュアエレメントである。
(10)本発明に係る端末装置は、上記(8)のセキュアエレメントと、生体情報を入力する生体情報入力部と、前記生体情報入力部から入力された登録生体情報と前記セキュアエレメントから入力された第2の符号語とを使用して登録テンプレートを生成する登録テンプレート生成部と、前記登録テンプレートを記憶する記憶部と、前記生体情報入力部から入力された照合生体情報から前記セキュアエレメントにより生成された前記符号化照合生体情報と前記記憶部に記憶される登録テンプレートとを照合し、前記テンプレート照合結果データを生成する照合部と、を備えた端末装置である。
(12)本発明に係る生体認証方法は、セキュアエレメントが、秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成ステップと、前記セキュアエレメントが、自己に備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化ステップと、前記セキュアエレメントが、前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成ステップと、前記セキュアエレメントが、第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化ステップと、前記セキュアエレメントが、前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化ステップと、前記セキュアエレメントが、前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化ステップと、前記セキュアエレメントが、前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化ステップと、を含む生体認証方法である。
(14)本発明に係るコンピュータプログラムは、セキュアエレメントに、秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成ステップと、前記セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化ステップと、前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成ステップと、第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化ステップと、前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化ステップと、前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化ステップと、前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。
図1は、本発明の一実施形態に係る生体認証システム1を示す構成図である。図1に示される生体認証システム1は、テンプレート保護技術としてバイオメトリック暗号方式を使用する。図1において、生体認証システム1は、SIMカード(Subscriber Identity Module Card)10と端末20とサーバ30とを備える。SIMカード10は端末20に備わる。SIMカード10は、通信事業者の無線通信ネットワーク(例えば携帯電話網など)の加入者に対して発行されたものである。SIMカード10にアクセスするためには通信事業者の許可が必要である。SIMカード10は、耐タンパー性(Tamper Resistant)を有する。
Ke=Enc(Ks,K) ・・・(1)
Ke→Fk ・・・(2)
端末インタフェース部15は、第2の符号語Fkを端末20へ送信する。端末20のSIMカードインタフェース部27は、SIMカード10から第2の符号語Fkを受信する。
T=(Fk)XOR(B) ・・・(3)
F(B’)=(B’)XOR(F) ・・・(4)
端末インタフェース部15は、生成された符号化照合生体情報F(B’)を端末20へ送信する。
(T)XOR(F(B’))=(T)XOR(B’)XOR(F)=(Fk)XOR(B)XOR(B’)XOR(F) ・・・(5)
(Fk)XOR(F)XOR(F)=Fk ・・・(6)
Fk→Ke ・・・(7)
Dec(Ke,K)=Dec(Enc(Ks,K),K)=Ks ・・・(8)
(Enc(Ks,K))XOR(B)XOR(B’)XOR(F)=(Enc(Ks,K))XOR(F) ・・・(9)
ここで、「S=Enc(Ks,K)」とすると、端末20上で取得できるのは、登録テンプレートTに相当する「(S)XOR(B)」と、テンプレート照合結果データに相当する「(S)XOR(F)」とのみである。これにより、Sを取得することは困難である。同様に、量子化登録生体情報Bを取得することは困難である。また、テンプレート照合結果データに相当する「(S)XOR(F)」が取得されてSIMカード10へのテンプレート照合結果データの入力に使用されたとしても、第1の符号語Fが変われば秘密鍵Ksの復元に失敗する。これにより、バイオメトリック暗号方式を使用する際の安全性の向上を図ることができるという効果が得られる。
上述した実施形態の変形例を説明する。図7は、本発明の一実施形態に係るSIMカード10の変形例を示す構成図である。この図7において図2の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。本変形例では、上述の図4に示されるサーバ30に備わる第1の符号生成部34を、図7に示されるようにSIMカード10に備える。したがって、サーバ30は、図4と同様であるが、第1の符号生成部34を備えなくてもよい。この第1の符号生成部34の配置以外の構成は上述の実施形態と同じである。
上述した実施形態の応用例を説明する。図9は、本発明の一実施形態に係る生体認証システム1の応用例を示す構成図である。SIMカード10は、上述した図2の構成であってもよく、又は、上述した図7の構成であってもよい。端末20は、上述した図3の構成である。サーバ30は、図4の構成である。但し、SIMカード10が図7の構成である場合には、サーバ30は第1の符号生成部34を備えなくてもよい。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Claims (14)
- 端末装置と、セキュアエレメントと、サーバ装置とを備える生体認証システムであり、
前記セキュアエレメントは、
秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成部と、
前記セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化部と、
第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化部と、
前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化部と、
前記復号化テンプレート照合結果データに対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化部と、
を備え、
前記端末装置は、
生体情報を入力する生体情報入力部と、
前記生体情報入力部から入力された登録生体情報と前記暗号化秘密鍵とを使用して登録テンプレートを生成する登録テンプレート生成部と、
前記登録テンプレートを記憶する記憶部と、
前記生体情報入力部から入力された照合生体情報から生成された前記符号化照合生体情報と前記記憶部に記憶される登録テンプレートとを照合し、前記テンプレート照合結果データを生成する照合部と、
を備え、
前記サーバ装置は、前記セキュアエレメントとの間で前記公開鍵と前記秘密鍵との組に基づく認証を実行する認証部、を備える、
生体認証システム。 - 端末装置と、セキュアエレメントと、サーバ装置とを備える生体認証システムであり、
前記セキュアエレメントは、
秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成部と、
前記セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化部と、
前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成部と、
第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化部と、
前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化部と、
前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化部と、
前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化部と、
を備え、
前記端末装置は、
生体情報を入力する生体情報入力部と、
前記生体情報入力部から入力された登録生体情報と前記第2の符号語とを使用して登録テンプレートを生成する登録テンプレート生成部と、
前記登録テンプレートを記憶する記憶部と、
前記生体情報入力部から入力された照合生体情報から生成された前記符号化照合生体情報と前記記憶部に記憶される登録テンプレートとを照合し、前記テンプレート照合結果データを生成する照合部と、
を備え、
前記サーバ装置は、前記セキュアエレメントとの間で、前記公開鍵と前記秘密鍵との組に基づく認証を実行する認証部を備える、
生体認証システム。 - 前記第1の符号語を生成する第1の符号生成部を前記サーバ装置に備えた、
請求項1又は2のいずれか1項に記載の生体認証システム。 - 前記第1の符号語を生成する第1の符号生成部を前記セキュアエレメントに備えた、
請求項1又は2のいずれか1項に記載の生体認証システム。 - 前記セキュアエレメントは、SIM(Subscriber Identity Module)カード又はeSIM(Embedded Subscriber Identity Module)である請求項1又は2のいずれか1項に記載の生体認証システム。
- 前記端末装置は、前記SIMカード又は前記eSIMを使用して無線通信を行う通信部を備えた請求項5に記載の生体認証システム。
- 秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成部と、
自セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化部と、
第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化部と、
前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化部と、
前記復号化テンプレート照合結果データに対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化部と、
を備えたセキュアエレメント。 - 秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成部と、
自セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化部と、
前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成部と、
第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化部と、
前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化部と、
前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化部と、
前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化部と、
を備えたセキュアエレメント。 - 請求項7に記載のセキュアエレメントと、
生体情報を入力する生体情報入力部と、
前記生体情報入力部から入力された登録生体情報と前記セキュアエレメントから入力された暗号化秘密鍵とを使用して登録テンプレートを生成する登録テンプレート生成部と、
前記登録テンプレートを記憶する記憶部と、
前記生体情報入力部から入力された照合生体情報から前記セキュアエレメントにより生成された前記符号化照合生体情報と前記記憶部に記憶される登録テンプレートとを照合し、前記テンプレート照合結果データを生成する照合部と、
を備えた端末装置。 - 請求項8に記載のセキュアエレメントと、
生体情報を入力する生体情報入力部と、
前記生体情報入力部から入力された登録生体情報と前記セキュアエレメントから入力された第2の符号語とを使用して登録テンプレートを生成する登録テンプレート生成部と、
前記登録テンプレートを記憶する記憶部と、
前記生体情報入力部から入力された照合生体情報から前記セキュアエレメントにより生成された前記符号化照合生体情報と前記記憶部に記憶される登録テンプレートとを照合し、前記テンプレート照合結果データを生成する照合部と、
を備えた端末装置。 - セキュアエレメントが、秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成ステップと、
前記セキュアエレメントが、自己に備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化ステップと、
前記セキュアエレメントが、第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化ステップと、
前記セキュアエレメントが、前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化ステップと、
前記セキュアエレメントが、前記復号化テンプレート照合結果データに対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化ステップと、
を含む生体認証方法。 - セキュアエレメントが、秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成ステップと、
前記セキュアエレメントが、自己に備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化ステップと、
前記セキュアエレメントが、前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成ステップと、
前記セキュアエレメントが、第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化ステップと、
前記セキュアエレメントが、前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化ステップと、
前記セキュアエレメントが、前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化ステップと、
前記セキュアエレメントが、前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化ステップと、
を含む生体認証方法。 - セキュアエレメントに、
秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成ステップと、
前記セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化ステップと、
第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化ステップと、
前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化ステップと、
前記復号化テンプレート照合結果データに対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。 - セキュアエレメントに、
秘密鍵と公開鍵との組を生成する鍵生成ステップと、
前記セキュアエレメントに備わる共通鍵を使用して前記秘密鍵を暗号化し、暗号化秘密鍵を生成する暗号化ステップと、
前記暗号化秘密鍵を第2の符号語に変換する第2の符号生成ステップと、
第1の符号語を使用して照合生体情報を符号化し、符号化照合生体情報を生成する第1の符号化ステップと、
前記第1の符号語を使用してテンプレート照合結果データを復号し、復号化テンプレート照合結果データを生成する第1の符号復号化ステップと、
前記復号化テンプレート照合結果データに対して前記第2の符号語の逆変換を実行する第2の符号復号化ステップと、
前記第2の符号語の逆変換の実行結果に対して、前記共通鍵を使用して復号化を実行する暗号復号化ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。
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