JP6398113B2 - バイオメトリックデータを用いた多因子認証 - Google Patents

Description

多因子認証は、ユーザに、自分の身元を証明するために、１より多くの検証フォームを提供するよう要求し、それにより機密データ又はコンピュータシステムへのアクセスを得るコンピュータで処理されるセキュリティ手順へのアプローチである。一般的に使用される検証フォームは、知識ベースの検証データ（例えば、パスワード又は個人識別番号のようなユーザが知っているもの）及びトークンベースの検証データ（例えば、秘密の鍵、セキュリティトークン、又はスマートカードのようなユーザが持っているもの）を含む。より最近、セキュリティの目的でバイオメトリックデータを使用することに努力が費やされている。

ここに記載される概念は、例として示されるものであり、添付の図面において限定のために示されるものではない。図の簡潔及び明確のため、図面内に示される要素は、必ずしも、縮尺通りに描写されない。適切と考えられる場合、参照ラベルは、対応する又は類似する要素を示すために図面間で繰り返されている。
バイオメトリック多因子認証システムの少なくとも１つの実施形態の簡略ブロック図である。 図１のバイオメトリック多因子認証システムの環境の少なくとも１つの実施形態の簡略ブロック図である。 図１のシステムの登録サブシステムの少なくとも１つの実施形態の簡略モジュール図である。 図１のシステムの認証サブシステムの少なくとも１つの実施形態の簡略モジュール図である。 ユーザに対してセキュアな多因子識別子を確立するための方法の少なくとも１つの実施形態の簡略化フロー図である。 バイオメトリックデータに基づいてユーザを認証する方法の少なくとも１つの実施形態の簡略化フロー図である。

本開示の概念は、様々な修正及び代替形が可能であるが、その特定の実施形態が、図面に例として示され、ここに詳細に説明される。しかし、本開示の概念を開示された特定の形成に限定する意図はなく、それどころか、本開示及び添付の特許請求の範囲と矛盾しないすべての修正、等価物、及び代替物をカバーすることを意図する。

「実施形態」、「例示」等の明細書内の参照は、記載された実施形態が、特定の特徴、構造、又は特性を含んでよいことを示すが、すべての実施形態がその特定の特徴、構造、特性を含んでも、必ずしも含まなくてもよい。さらに、そのような文言は、必ずしも、同じ実施形態を参照しない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性が実施形態に関連して記載されると、明示的に記載されている又はいない他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、又は特性を達成することは当業者の知識の範囲内であることが提示される。

開示された実施形態は、場合によっては、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせにおいて実装されてよい。開示された実施形態は、１又は複数のプロセッサにより読まれ、実行されてよい一時的又は非一時的マシン可読（例えば、コンピュータ可読）記憶媒体により実行される又は格納される命令として実装されてもよい。マシン可読記憶媒体は、マシンにより可読な形（例えば、揮発性又は不揮発性メモリ、媒体ディスク、又は他の媒体デバイス）において情報を格納又は送信するための任意のストレージデバイス、メカニズム、又は他の物理構造として実装されてよい。

図面において、幾つかの構造的又は方法の特徴は、特定の配置及び／又は順序で示されてよい。しかし、そのような特定の配置及び／又は順序は、必要とされなくてよいことが理解されるべきである。むしろ、幾つかの実施形態では、そのような特徴は、例示的な図面に示されるのと異なる方法及び／又は順序で配置されてよい。さらに、特定の図面における構造的又は方法の特徴の包含は、そのような特徴がすべての実施形態において必要とされ、幾つかの実施形態では含まれなくてよい、又は他の特徴と組み合わされてよいことを意味するものではない。

ここで図１を参照すると、バイオメトリック多因子認証システム（「システム」）１２４は、例示のコンピューティング環境１００において実装される。後でより詳細に議論するように、システム１２４は、ユーザにより供給される識別証明（例えば、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子）、及びここに「変換選択子値」として参照されるシステム生成入力の組み合わせに基づいて、コンピュータシステムの使用を望む人物の身元を認証することができる。概して、「バイオメトリック」データは、個々の人物を特定するために用いられることができるように電子的に捕捉されることができる特有の人の特性又は特徴を指す。電子的に捕捉されてバイオメトリックデータを提供できる人の特徴の幾つかの例は、人の虹彩又は網膜、指紋、掌紋、音声、顔の特徴の多様、及び／又はその他を含む。非バイオメトリックユーザ識別子の幾つかの例は、パスワード、個人識別番号、鍵、セキュリティトークン、ＩＤカード、及び／又はその他（例えば、ユーザが有するもの又はユーザ知っているもの）を含む。

後で詳述するように、システム１２４は、バイオメトリックユーザ識別子、非バイオメトリックユーザ識別子、及びソルトを生成する変換選択子値を使用する。システム１２４は、ソルトを使用して、後で認証に使用するためにセキュアなメモリ位置に格納されるユーザの識別証明（例えば、ハッシュ値）のセキュアな形式を生成する。ユーザが保護されたコンピュータ又はデータにアクセスを試みると、システム１２４は、ユーザに彼の又は彼女の識別証明（例えば、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子）の第２インスタンスを入力することを要求する。これらの値は、ユーザの識別証明（例えば、第２ハッシュ値）のセキュアな形式の第２バージョンを生成するために、システム１２４に使用される。ユーザを認証するために、システム１２４は、ユーザの識別証明のセキュアな形式の２つのバージョンを比較する。（例えば、許容可能な許容範囲内で）バージョンが合致しない場合、ユーザは、保護されたコンピュータ、データ、又はそれらの部分へのアクセスを拒否されてよい。

このように、バイオメトリック多因子認証は、ユーザのバイオメトリックデータを格納する必要なしに、また格納されるソルトを要求することなしに、遂行されることができる。システム１２４は、バイオメトリックデータではなく非バイオメトリック識別子を主要な識別子として使用するため、これは、将来的に必要であれば、ユーザに、同じバイオメトリックデータを再使用できるようにする（例えば、彼又は彼女が同じ指を使用して指紋を生成することができる）。この理由のため、同様に、（例えばＳＨＡ−２５６等のセキュアハッシュアルゴリズムのような）標準の暗号学的ハッシュアルゴリズムはバイオメトリックデータを守るために使用されることができる。加えて、ここに記載されるようなソルトの使用は、バイオメトリックデータの高度に正確な複製の必要を排除する。

システム１２４は、通常、１又は複数のバイオメトリックセンサ（「センサ」）１２６及びバイオメトリックプロセッサ１２２のようなバイオメトリックシステムに関連する幾つかのコンポーネントを含む。センサ１２６は、すべてのセンサ及び／又は他の機器又はシステム１２４により使用されるバイオメトリックデータを電子的に捕捉することを要求されるデバイスを含む。例えば、バイオメトリックセンサ１２６は、カメラ、指紋スキャナ、又はマイクを含んでよい。バイオメトリックプロセッサ１２２は、アナログデジタルコンバータ、デジタルシグナルプロセッサ等のような、センサ１２６により捕捉されるバイオメトリックデータをデジタル化するために用いられる電子コンポーネントを含む。

図１に示されるように、コンピューティング環境１００は、１又は複数のネットワーク１３２を介して通信され得る１又は複数のコンピューティングデバイス１１０，１４０を含んでよい。このように、例示のシステム１２４は、コンピューティングデバイス１１０に対してローカルな１又は複数のコンポーネント及び／又は他のコンピューティングデバイス１４０のうちの１又は複数にわたって分配される１又は複数のコンポーネント１５４を含むことができる。例えば、システム１２４におけるユーザの登録は、コンピューティングデバイス１１０，１４０の１つで生じてよく、同時に、ユーザの認証は、その後、任意の時点で、同じ又は別のコンピューティングデバイス１１０，１４０で生じてよく、また、ユーザの取り消しは、同じ又はさらに別のコンピューティングデバイス１１０，１４０で生じてよい。

例示のコンピューティングデバイス１１０は、少なくとも１つのプロセッサ１１２、メモリ１１６、入出力（Ｉ／Ｏ）サブシステム１１８、１又は複数のデータストレージデバイス（「ストレージ」）１２０、１又は複数の入力デバイス１２８、及び１又は複数の通信インタフェース１３０として実装され、センサ１２６を含む又はそれに動作可能に結合される。コンピューティングデバイス１１０は、システム１２４の特定の使用に応じて、例えば、デスクトップコンピュータシステム、ラップトップ又はタブレットコンピュータシステム、サーバ、企業のコンピュータシステム、コンピュータのネットワーク、ハンドヘルド型又はそうでなければモバイルコンピューティングデバイス、又は他の電子デバイスのようなあらゆるタイプのコンピューティングデバイスにおいて又はとして実装されてよい。

例示のプロセッサ１１２は、シングルコア１１４の１又は複数のプロセッサコア又は論理セクションを含む。プロセッサ１１２及び／又はそのコア１１４は、メモリ１１６を含む、またはそうでなければそれに通信可能に結合される。メモリ１１６の一部は、ダイナミックランダムアクセスメモリデバイス（ＤＲＡＭ）、同期型ダイナミックランダムアクセスメモリデバイス（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートダイナミックランダムアクセスメモリデバイス（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、及び／又は他の揮発性メモリデバイスのようなあらゆるタイプの適当なメモリデバイスとして実装されてよい。

プロセッサ１１２は、Ｉ／Ｏサブシステム１１８にも通信可能に結合される。具体的には示されないが、Ｉ／Ｏサブシステム１１８は、一般的に、メモリコントローラサブシステム、入出力コントローラサブシステム、及びファームウェアデバイスを含む。もちろん、他の実施形態では、他の構成を有するＩ／Ｏサブシステムが使用されてよい。例えば、幾つかの実施形態では、Ｉ／Ｏサブシステム１１８は、システムオンチップ（ＳｏＣ）の一部を形成してよいし、コンピューティングデバイス１１０のプロセッサ１１２及び他のコンポーネントとともに、単一集積回路チップ上に組み込まれてよい。このように、Ｉ／Ｏサブシステム１１８の各コンポーネントは、幾つかの実施形態では、共通の集積回路チップ上に設けられてよいことが理解されよう。

例示のＩ／Ｏサブシステム１１８は、ストレージ１２０に通信可能に結合される。ストレージ１２０の一部は、ディスクストレージ（例えば、ハードディスク）、メモリカード、メモリスティック、及び／又はその他のような、データ及び／又は命令を格納するためのあらゆる適当なデバイスとして実装されてよい。幾つかの実施形態では、バイオメトリックプロセッサ１２２及びシステム１２４の一部は、少なくとも一時的に、ストレージ１２０内に実装されてよい。実行中、バイオメトリックプロセッサ１２２及び／又はシステム１２４の一部は、より速い処理又は他の理由のために、メモリ１２０又はキャッシュメモリにロードされてよい。他の実施形態では、バイオメトリックプロセッサ１２２及び／又はシステム１２４の一部は、電気回路又はマシン実行可能論理ユニットとして実装されてよい。すなわち、コンピューティングデバイス１１０，１４０の様々な実施形態では、バイオメトリックプロセッサ１２２及び／又はシステム１２４の一部は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、及び／又はそれらの組み合わせとして実装されてよい。

Ｉ／Ｏサブシステム１１８は、上述のセンサ１２６、入力デバイス１２８、及び通信インタフェース１３０にも通信可能に結合される。入力デバイス１２８は、例えば、タッチスクリーンディスプレイ、キーパッド又はキーボード、マイク、及び／又は人に非バイオメトリックユーザ識別子を入力させるあらゆる他の適当なメカニズムを含んでよい。通信インタフェース１３０は、ネットワーク１３２を介してコンピューティングデバイス１１０と他のコンピューティングデバイス１４０との間での通信をイネーブル可能なあらゆる通信回路、デバイス、又はそれらの組み合わせとして実装されてよい。通信インタフェース１３０は、そのような通信を達成するために、１又は複数の形式の通信技術（例えば、無線又は有線通信）及び関連するプロトコル（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ等）のいずれを使用するよう構成されてよい。

具体的に示されないが、Ｉ／Ｏサブシステム１１８は、例えばコンピューティングデバイス１１０の使用目的に応じて、グラフィクス及び／又は動画アダプタ、ディスプレイ、プリンタ、データストレージデバイス、及び／又は他の周辺機器のような１又は複数の周辺機器に通信可能に結合されてよい。さらに、コンピューティングデバイス１１０の様々な実施形態は、説明の明確のため図１に示されない他のコンポーネント、サブコンポーネント、及びデバイスを含んでよい。

ネットワーク１３２のそれぞれは、あらゆるタイプの有線及び／又は無線電気通信ネットワークとして実装されてよい。例えば、ネットワーク１３２は、１又は複数の公私のセルラーネットワーク、電話、デジタル加入者線（ＤＳＬ）又はケーブルネットワーク、ローカルエリア又は広域ネットワーク、公的に利用可能なグローバルネットワーク（例えば、インターネット）、又はそれらの任意の組み合わせとして実装される又はそうでなければ含んでよい。さらに、ネットワーク１３２のいずれは、ルータ、スイッチ、介入コンピュータ、及び／又はその他のような、コンピューティングデバイス１１０、１４０の間での通信を促すのに必要とする任意の数の追加のデバイスを含んでよい。あらゆる適当な通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）は、例えば、特定のネットワーク１３２の特定のタイプ又は構成に応じて、ネットワーク１３２のいずれを介しての通信を達成するために使用されてよい。

一般的に、コンピューティングデバイス１１０のコンポーネントは、１又は複数の信号経路により、図１に示されるように通信可能に結合される。そのような信号経路は、各デバイス間の通信を促進可能なあらゆるタイプの有線又は無線信号経路として実装されてよい。例えば、信号経路は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、ポイントツーポイント相互接続、介入デバイス等として実装されてよい。

例示のコンピューティングデバイス１４０のコンポーネントは、コンピューティングデバイス１１０と機能的に同様又は類似し、そのコンポーネントは、概して、同じ名を有する上記のコンピューティングデバイス１１０のコンポーネントに相当する。従って、図１において個別に列挙すると、コンポーネント１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５４、１５６、１５８、１６０は、説明の明確のために別個に記載されない。しかし、コンピューティングデバイス１１０，１４０及び／又はそのコンポーネントは、いずれの又はすべての実施形態において同じ形式をとる必要はないことを理解すべきである。幾つかの実施形態では、例えば、コンピューティングデバイス１１０は、ポータブル又はモバイルコンピューティングデバイスであってよく、またコンピューティングデバイス１４０は、サーバ又はデスクトップコンピュータであってよく、又はその逆であってもよい。

ここで図２を参照すると、システム１２４の例示の実施形態２００は、システム１２４が、システム１２４の様々な特徴を提供する１又は複数の登録データベース２１４と結びつく登録モジュール２１０、取り消しモジュール２１２、及び認証モジュール２１６を含むように示される。図３を参照して以下でより詳細に説明されるように、登録モジュール２１０は、ユーザが供給する識別証明が容易に導出されることができないユーザの識別証明（例えば、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子）のセキュアな形式を作成する。取り消しモジュール２１２は、例えば、ユーザがもはや保護されたデータ又はシステムにアクセスを許可されない、又はユーザの識別証明のセキュリティが損なわれている場合に、ユーザの識別証明の取り消しを処理する。認証モジュール２１６は、登録モジュール２１０により確立されるセキュアな形式のユーザの識別証明を使用して、（例えば、ユーザが保護されたデータ又はシステムにアクセスを試みる様々な時に）ユーザの身元を続けて検証する。以下により詳細に記載されるように、１又は複数の登録データベース２１４は、ユーザの識別証明に関する情報、セキュアな形式のユーザの証明を作成するために使用されてよい情報、及び／又はユーザの証明を認証又は取り消すために用いられてよい情報をセキュアに格納するよう構成されるあらゆる適当なデータ構造又は他のデータストレージメカニズムとして実装されてよい。

ここで図３を参照すると、システム１２４の例示の登録サブシステム３００が示される。登録サブシステム３００は、上述のようなバイオメトリックセンサ１２６、バイオメトリックプロセッサ１２２、及び入力デバイス１２８を介して、エンドユーザにより供給される識別証明（例えば、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子）を受信する。サブシステム３００では、登録モジュール２１０は、変換選択子値（ＴＳＶ）生成部３１０、変換サブモジュール３１２、テンプレートサブモジュール３１４、及び暗号学的ハッシュエンジン３１６を含む。図５を参照して以下でより詳細に説明されるように、ＴＳＶ生成部３１０は、変換サブモジュール３１２への入力として使用される変換選択子値を生成する。

変換サブモジュール３１２は、ＴＳＶ及びバイオメトリックユーザ識別子を用いて変換関数を実行する。テンプレートサブモジュール３１４は、特徴抽出アルゴリズムをバイオメトリックユーザ識別子に適用して、バイオメトリックテンプレート（「テンプレート」）を作成する。テンプレートサブモジュール３１４は、変換サブモジュール３１２の動作の前又は後のいずれかに、テンプレートを作成する。言い換えると、変換サブモジュール３１２は、変換関数を、「生」のデジタル化されたバイオメトリックユーザ識別子又はそのバイオメトリックテンプレートのいずれかに適用してよい。いずれの場合にも、変換サブモジュール３１２は、変換及びテンプレート化されたバイオメトリックユーザ識別子からソルトを導出する。暗号学的ハッシュエンジン３１６は、ソルト及び非バイオメトリック識別子を一方向暗号学的ハッシュ関数への入力として使用して、その対応するＴＳＶとともに、セキュアな登録データベース２１４の１つに格納されるユーザの識別証明のセキュアなバージョン（例えば、セキュアハッシュ値）を出力する。

幾つかの実施形態では、ＴＳＶ生成部３１０は、モジュール３１２、３１４、３１６によって使用されて複数のセキュアなバージョンのユーザの識別証明を生成する複数のＴＳＶを生成する。それらの実施形態では、複数のＴＳＶ及び複数の対応するセキュアなバージョンの識別証明は、他の登録データベース２１４に格納されて、それにより、セキュリティの目的のために互いから隔てた状態を保つ。幾つかの実施形態では、そのような複数のＴＳＶ及びセキュア証明は、システム１２４によって使用されて、損なわれたユーザ識別子の取り消し及び／又はユーザのセキュア証明の再設定を促すことができる。

ここで図４を参照すると、システム１２４の例示の認証サブシステム４００が示される。認証サブシステム４００は、上述のようなバイオメトリックセンサ１２６，１５６、バイオメトリックプロセッサ１２２、１５２、及び入力デバイス１２８，１５８を介して、エンドユーザの識別証明（例えば、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子）の第２バージョンを受信する。上記のように、エンドユーザの識別証明の第２バージョンは、ユーザが保護されたコンピュータシステム又は機密データにアクセス（例えばログオンすることで）を試みる場合に取得されてよい。認証サブシステム４００では、認証モジュール２１６は、変換サブモジュール４１０、テンプレートサブモジュール４１２、暗号学的ハッシュエンジン４１４、及びオーセンティケータ４１６を含む。変換サブモジュール４１０、テンプレートサブモジュール４１２、及び暗号学的ハッシュエンジン４１４は、ＴＳＶが登録データベース２１４から取得されることを除いて、上記のサブモジュール３１２，３１４及び暗号学的ハッシュエンジン３１６と同様に動作する。言い換えると、認証モジュール２１６は、登録モジュール２１０により生成されたＴＳＶを、ユーザのバイオメトリック及び非バイオメトリック識別子の第２インスタンスとともに、モジュール４１０、４１２、４１４への入力として使用する。従って、暗号学的ハッシュエンジン４１４の出力は、認証モジュール２１６により受信されるようなユーザの識別証明の第２インスタンスのセキュアなバージョンである（例えば、第２セキュアハッシュ値）。オーセンティケータ４１６は、（例えば、パターンマッチング又は他の適当な比較技術を用いて）セキュア証明の第２バージョンを登録モジュール２１０により作成されたオリジナルのセキュア証明と比較することにより、認証を実行する

ここで図５を参照すると、コンピュータで処理されるプログラム、ルーチン、ロジック、及び／又は命令として、登録モジュール２１０の様々なコンポーネントにより実行可能な例示の方法５００が示される。破線を用いて示されるブロック５１０は、その機能は、一般的に、登録モジュール２１０によって実行されず、バイオメトリックセンサ１２６、バイオメトリックプロセッサ１２２、及び入力デバイス１２８によって実行されることを示す。いずれの場合でも、エンドユーザの識別証明（例えば、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子）は、ブロック５１０にて受信される。

ブロック５１２にて、方法５００は、１又は複数の変換選択子値を生成する。例示の実施形態では、ＴＳＶは、ブロック５１０で識別証明を供給した特定のユーザに関連し、このように、秘密を保つために、セキュアな場所に格納されるべきである。さらに、ＴＳＶは、後述のブロック５１８にて適用される変換関数の入力仕様（例えば、パラメータ要件）に応じて、自動化乱数生成アルゴリズムによりランダムに生成される。すなわち、変換関数が複数の入力を要求する場合、ブロック５１２にて、方法５００は、各ＴＳＶに対して、変換関数により必要とされる数の入力を生成する。

例えば、変換関数が２次元ガウス関数である場合、方法５００は、３つのパラメータ値（ｘ、ｙ）（ガウス関数の中心のデカルト座標）及びｒ（ガウス分布の中心の半径）をランダムに生成する。幾つかの実施形態では、方法５００は、追加のステップを取って、ランダムに生成されたＴＳＶ値が選択された変換関数の要件に準拠することを保証してよい。例えば、ガウス関数の例において、方法５００は、（ｘ，ｙ）が正、ゼロ、又は負になるとともにｒが負にならない乱数生成部を指定してよい。さらに、幾つかの実施形態では、方法は、選択された変換関数の要件に適合しないすべてのシステム生成パラメータ値を単に破棄し、乱数生成部を再実行して、許容可能なＴＳＶ値を取得する。

ブロック５１４にて、方法５００は、ブロック５１２にて生成されたＴＳＶを用いて、変換及びテンプレート化されたバージョンのバイオメトリックユーザ識別子を生成する。上記のとおり、バイオメトリックテンプレートの作成（ブロック５１６）及び変換関数の適用（ブロック５１８）は、いずれの順序で生じてよい。ブロック５１６にて、方法５００は、ブロック５１０にて受信されたバイオメトリックデータ又はブロック５１８にて作成されるその変換されたバージョンのいずれかのテンプレートを作成する。概して、ブロック５１６の出力は、特徴ベクトル、すなわち、バイオメトリックサンプルの特徴を表す数値のｎ次元ベクトルである（ただし、ｎは正の整数である）。上記の通り、特徴抽出アルゴリズムは、テンプレートを作成するために用いられる。テンプレートを作成するためにバイオメトリックデータから抽出されることができる特徴の幾つかの例は、ユーザの皮膚のきめ、指紋の特徴、指紋又は顔の向き、（音声の）メル周波数ケプストラム係数、及び／又はその他のユニークな又は際立った特徴を識別するデータを含む。特徴抽出アルゴリズムの幾つかの例は、標定図、ガボールフィルタ、独立成分分析アルゴリズム、及び／又はその他を含む。

ブロック５１８にて、選択された変換関数は、ブロック５１０にて取得されたバイオメトリックデータ、又は、場合に応じて、ブロック５１２にて生成されるＴＳＶを用いて、ブロック５１６にて作成されるそのテンプレートのいずれかに適用される。言い換えると、ＴＳＶ及びバイオメトリックデータ／テンプレートの両方が変換関数への入力として使用される。例示の実施形態では、変換関数は、多次元値を一次元値に変換する多対一関数のような、繰り返し可能な非可逆変換関数である。変換関数の幾つかの例は、（上述の２次元ガウス関数のような）ガウス関数、カルテシアン、極性、表面折り畳み変換関数、及び／又はその他を含む。変換関数が生のバイオメトリックデータではなくテンプレート上で動作する実施形態では、変換関数は秘密に保たれる必要はない。

上述のように複数のセキュア証明がユーザに対して生成される幾つかの実施形態では、方法５００は、各セキュア証明を生成するために使用される異なる変換関数を選択してよい。代わりに又は加えて、幾つかの実施形態では、異なる変換関数は、異なるユーザ又はユーザのグループに対してセキュア証明を生成するために使用されてよい。様々な実施形態では、変換関数の選択は、自動化された方法で（例えば、システム１２４により）又は手動で（例えば、システム管理者により）行われてよい。

ブロック５２０にて、ソルトは、ブロック５１４で生成された変換バイオメトリック識別子から導出される。一般的に、ソルトは、（例えば、付加する、インターリーブする、連結すること等により）ハッシュ関数への入力を形成する別の値と組み合わされる固定長の文字列値である。ソルトの目的は、ハッシュ関数への入力である値にセキュリティの付加的な自由度を提供することである。例えば、ハッシュ関数への入力がユーザのパスワードである場合、複数のユーザは同じパスワードを有することが可能である。ソルトをパスワードと結合することは、たとえ、彼らのパスワードが同じでも、各ユーザにハッシュ関数の異なる出力を生成する。ソルトは、あらゆる適当な手段を用いて変換バイオメトリック識別子から導出されてよい。例えば、方法５００は、（例えば、切り捨て及び／又は他の技術を用いて）ソルトとして使用するために変換バイオメトリック識別子の固定長部分を選択してよい。代わりに、変換関数は、ブロック５１４で生成される変換バイオメトリック識別子は固定サイズ（例えば２ビット）となるように構成されてよい。その場合、変換バイオメトリック識別子のすべて又はその一部は、ソルトとして使用されてよい。複数のＴＳＶが生成される実施形態では、ソルトは、各ＴＳＶに対応して生成されてよい。

ブロック５２２にて、方法５００は、ソルトを非バイオメトリックユーザ識別子に組み合わせ、入力として、ソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子の組み合わせを用いて暗号学的ハッシュ関数を実行する。ソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子は、選択された暗号学的ハッシュ関数の要件又は仕様（例えば、長さ、ブロックサイズ等）に応じて組み合わされてよい。例えば、ソルトは、非バイオメトリックユーザ識別子の最初又は最後のいずれかで、非バイオメトリックユーザ識別子と連結されてよく、又はソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子のバイナリ表現はランダムにインターリーブされてよい。

一般的に、暗号学的ハッシュ関数は、任意長の文字列値（例えば、ソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子の組み合わせ）を固定長の値に変換する一方向関数である。暗号学的ハッシュ関数の出力は、ユーザの識別証明がそれから容易に導出されることのできないセキュアハッシュ値である。セキュアハッシュアルゴリズム、ＭＤ５アルゴリズム、及び／又はその他のいずれかのような、あらゆる適当な暗号的ハッシュアルゴリズムが使用されてよい。複数のＴＳＶが生成され、従って複数の対応するソルトが生成される実施形態では、暗号学的ハッシュ関数は、ソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子の各組み合わせ上で実行され、それにより、複数のセキュアハッシュ値を生成してよい。

変換関数への入力として使用されるセキュアハッシュ値及びＴＳＶは、秘密に保たれるべきであり、従って、ブロック５２４にて登録データベース２１４（又は高セキュアなその一部）にセキュアに格納される。ユーザの識別証明の現在のセットを取り消すために、関連するセキュア証明（例えば、ハッシュ値）及びその対応するＴＳＶは、単に、登録データベース２１４から削除され、新しい値が、再度、方法５００を実行することにより、又は複数のそのような値が前もってセキュアに格納されている実施形態では、単に、セキュアストレージから新しい値を取得することにより、生成される。上記のとおり、彼又は彼女のセキュア証明の前のバージョンが取り消される必要のある場合には、ユーザは、同じバイオメトリックの特徴を使用して、新しいセキュア証明を作成してよい。

ここで図６を参照すると、コンピュータで処理されるプログラム、ルーチン、ロジック及び／又は命令として認証モジュール２１６の様々なコンポーネントにより実行可能な例示の方法６００が示される。破線を用いて示されるブロック６１０は、その機能は、一般的に、認証モジュール２１６によって実行されず、バイオメトリックセンサ１２６，１５６、バイオメトリックプロセッサ１２２，１５２、及び入力デバイス１２８，１５８によって実行されることを示す。いずれの場合でも、エンドユーザの識別証明（例えば、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子）の第２インスタンスは、ブロック６１０にて受信される。ブロック６１２にて、（例えば、ユーザのコンピュータユーザＩＤとの関連を介して）ユーザに割り当てられる変換選択子値は、そのセキュアな格納場所（例えば、登録データベース２１４）から取得される。ブロック６１２にて取得されたＴＳＶは、ブロック６１４、６１６、６１８、６２０及び６２２によりユーザのセキュア証明の第２インスタンスを生成するために、ブロック６１０にて取得されたユーザの識別証明の第２インスタンスとともに用いられる。言い換えると、ブロック６１４、６１６、６１８、６２０及び６２２は、上記のブロック５１４、５１６、５１８、５２０及び５２２と同様に動作する。従って、その説明は繰り返えされない。ユーザのセキュア証明の第２インスタンス（例えば、第２ハッシュ値）は、登録データベース２１４において、ユーザに対して格納され（及び例えばユーザＩＤにより、それに関連付けられ）たセキュア証明と比較される。ブロック６２２で生成されるセキュア証明のブロック５２４で生成されるセキュア証明との比較の結果は、ユーザを認証する、すなわち、ブロック６１０にて取得された識別証明が有効であるかどうか判断するためにシステム１２４により使用される。例えば、方法６００は、比較が、値が合致することを示す場合に認証は成功し、比較が、２つの値が合致しないことを示す場合に認証は成功していないと判断してよい。

［実施例］ ここに開示されるデバイス、システム、及び方法の例示の実施例が以下に提供される。デバイス、システム、及び方法の実施形態は、後述の実施例のいずれかの１又は複数、及び任意の組み合わせを含んでよい。

実施例１は、バイオメトリック多因子認証を可能にするためのコンピューティングデバイスを含む。コンピューティングデバイスは、変換選択子値を生成する変換選択子値生成部を含む。変換モジュールは、変換選択子値及びバイオメトリックユーザ識別子に基づいて暗号学的ハッシュ関数のソルトを生成する。暗号学的ハッシュエンジンは、ソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子に基づいてハッシュ値を生成する。

実施例２は、実施例１の主題を含み、さらに、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子を取得する入出力サブシステムを含む。

実施例３は、実施例１及び２のいずれかの主題を含み、変換モジュールは、バイオメトリックユーザ識別子及び変換選択子値を入力として用いて、繰り返し可能な非可逆変換関数を実行する変換モジュールを含む。

実施例４は、実施例１から３のいずれかの主題を含み、変換モジュールは、ガウス関数、カルテシアン、極性、又は表面折り畳み変換関数を含む変換関数、及び多次元値を一次元値に変換する他の関数のグループから繰り返し可能な非可逆変換関数を選択する変換モジュールを備える。

実施例５は、実施例１から４のいずれかの主題を含み、さらに、バイオメトリックユーザ識別子からバイオメトリックテンプレートを生成するテンプレートモジュールを含み、バイオメトリックテンプレートは、バイオメトリックユーザ識別子から抽出される１又は複数の特徴を含む。

実施例６は、実施例１から５のいずれかの主題を含み、テンプレートモジュールは、バイオメトリックユーザ識別子を入力として用いて特徴抽出アルゴリズムを実行するテンプレートモジュールを含む。

実施例７は、実施例１から６のいずれかの主題を含み、テンプレートモジュールは、標定図、ガボールフィルタ、独立成分分析アルゴリズム、及び他の特徴抽出アルゴリズムを有するアルゴリズムのグループから特徴抽出アルゴリズムを選択するテンプレートモジュールを含む。

実施例８は、実施例１から７のいずれかの主題を含み、変換モジュールは、バイオメトリックユーザ識別子の変換されたバージョンを生成する変換モジュールを含み、テンプレートモジュールは、バイオメトリックユーザ識別子の変換されたバージョンを入力として用いてバイオメトリックテンプレートを生成するテンプレートモジュールを含む。

実施例９は、実施例１から８のいずれかの主題を含み、テンプレートモジュールは、バイオメトリックユーザ識別子を入力として用いてバイオメトリックテンプレートを生成するテンプレートモジュールを含み、変換モジュールは、バイオメトリックテンプレートを入力として用いてバイオメトリックユーザ識別子の変換されたバージョンを生成する変換モジュールを含む。

実施例１０は、実施例１から９のいずれかの主題を含み、変換選択子値及びハッシュ値を格納するデータベースをさらに含む。

実施例１１は、実施例１から１０のいずれかの主題を含み、ソルト及びバイオメトリックユーザ識別子は、データベースに格納されない。

実施例１２は、実施例１から１１のいずれかの主題を含み、変換モジュールは、バイオメトリックユーザ識別子を用いて変換関数を実行する変換モジュールを含み、変換選択子値生成部は、変換関数に関連する仕様に従って変換選択子値を生成する変換選択子値生成部を含む。

実施例１３は、実施例１から１２のいずれかの主題を含み、変換選択子値生成部は、乱数生成部を含む。

実施例１４は、実施例１から１３のいずれかの主題を含み、さらに、暗号学的ハッシュ関数を実行し、暗号学的ハッシュ関数の少なくとも１つの仕様に従ってソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子を組み合せる暗号学的ハッシュエンジンを含む。

実施例１５は、実施例１から１４のいずれかの主題を含み、さらに、複数の変換選択子値を格納する複数のデータベースを含み、変換選択子値のうちの少なくとも１つは、他の変換選択子値と別に格納される。

実施例１６は、実施例１から１５のいずれかの主題を含み、変換モジュールは、複数のソルトを生成する変換モジュールを含み、各ソルトは、変換選択子値の１つを入力として用いて生成される。

実施例１７は、実施例１から１６のいずれかの主題を含み、暗号学的ハッシュエンジンは、複数のハッシュ値を生成する暗号学的ハッシュエンジンを含み、各ハッシュ値は、ソルトの１つを入力として用いて生成される。

実施例１８は、実施例１から１７のいずれかの主題を含み、ハッシュ値のうちの少なくとも１つは、他のハッシュ値と別に格納される。

実施例１９は、コンピューティングデバイスを用いる多因子認証の方法を含む。方法は、変換選択子値を生成する段階と、変換選択子値及びバイオメトリックユーザ識別子の第１インスタンスに基づいて暗号学的ハッシュ関数に対するソルトの第１インスタンスを生成する段階と、ソルトの第１インスタンス及び非バイオメトリックユーザ識別子の第１インスタンスに基づいて第１ハッシュ値を生成する段階と、を含む。

実施例２０は、実施例１９の主題を含み、さらに、変換選択子値及び第１ハッシュ値を登録データベースに格納する段階を含む。

実施例２１は、実施例１９及び２０のいずれかの主題を含み、さらに、第２ハッシュ値を生成する段階と、第２ハッシュ値を第１ハッシュ値と比較する段階と、を含む。

実施例２２は、実施例１９から２１のいずれかの主題を含み、さらに、変換選択子値及びバイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて第２ハッシュ値を生成する段階を含む。

実施例２３は、実施例１９から２２のいずれかの主題を含み、さらに、非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて第２ハッシュ値を生成する段階を含む。

実施例２４は、実施例１９から２３のいずれかの主題を含み、変換選択子値、バイオメトリックユーザ識別子の第１インスタンス、及び非バイオメトリックユーザ識別子の第１インスタンスは、多因子ユーザ識別子を含み、方法は、変更されるバイオメトリックユーザ識別子又は非バイオメトリックユーザ識別子を要することなく多因子ユーザ識別子を取り消す段階を含む。

実施例２５は、実施例１９から２４のいずれかの主題を含み、さらに、変換選択子値及び第１ハッシュ値を登録データベースに格納する段階を備え、多因子ユーザ識別子を取り消す段階は、登録データベースから変換選択子値及び第1ハッシュ値を削除する段階を含む。

実施例２６は、プロセッサと、プロセッサにより実行されると、モバイルデジタル情報表示デバイスに実施例１９から２５のいずれかの方法を実行させる複数の命令をその中に格納して有するメモリと、を備えるコンピューティングデバイスを含む。

実施例２７は、実行されることに応じて、コンピューティングデバイスに実施例１９から２５のいずれかの方法を実行させる複数の命令をその上に格納して有する１又は複数のマシン可読記憶媒体を含む。

実施例２８は、実行されることに応じて、コンピューティングデバイスに、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子を受信する手順と、変換選択子値を生成する手順と、バイオメトリックユーザ識別子及び変換選択子値に基づいて暗号学的ハッシュ関数に対するソルトを生成する手順と、をさせる複数の命令をその上に格納して有する１又は複数のマシン可読記憶媒体を含む。

実施例２９は、実施例２８の主題を含み、変換選択子値を生成する手順は、変換選択子値をランダムに生成する手順を含む。

実施例３０は、実施例２８及び２９のいずれかの主題を含み、さらに、ソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子に基づいてハッシュ値を生成する手順を含む。

実施例３１は、実施例２８から３０のいずれかの主題を含み、さらに、ハッシュ値を第２ハッシュ値と比較する手順を含み、第２ハッシュ値は、変換選択子値、バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンス、及び非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づく。

Claims (23)

1. バイオメトリック因子を含む多因子認証を可能にするコンピューティングデバイスであって、
   乱数生成部を含み、該乱数生成部により変換選択子値を生成する変換選択子値生成部と、
   前記変換選択子値及びバイオメトリックユーザ識別子を複数の入力として用いて数学的変換関数を実行して変換バイオメトリック識別子を生成し、前記変換バイオメトリック識別子の固定長部分からソルトを導出することにより、暗号学的ハッシュ関数への入力として用いられる前記固定長の文字列値であるソルトを生成する変換モジュールと、
   前記ソルト及び非バイオメトリックユーザ識別子を前記暗号学的ハッシュ関数への複数の入力として用いて第１ハッシュ値を生成する暗号学的ハッシュエンジンと、
   前記変換選択子値及び前記第１ハッシュ値をデータベースに格納する登録モジュールと、を備え、
   前記第１ハッシュ値は、認証のために、前記変換選択子値、前記バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンス、及び前記非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて生成される第２ハッシュ値と比較される、コンピューティングデバイス。
2. 前記バイオメトリックユーザ識別子及び前記非バイオメトリックユーザ識別子を取得する入出力サブシステムをさらに備える、請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
3. 前記変換モジュールは、前記バイオメトリックユーザ識別子及び前記変換選択子値を複数の入力として用いて繰り返し可能な非可逆変換関数を実行する変換モジュールを備える、請求項１または２に記載のコンピューティングデバイス。
4. 前記変換モジュールは、ガウス関数、カルテシアン、極性、又は表面折り畳み変換関数を含む変換関数、及び複数の多次元値を複数の一次元値に変換する複数の他の関数のグループから前記繰り返し可能な非可逆変換関数を選択する変換モジュールを含む、請求項３に記載のコンピューティングデバイス。
5. 前記バイオメトリックユーザ識別子からバイオメトリックテンプレートを生成するテンプレートモジュールをさらに備え、前記バイオメトリックテンプレートは、前記バイオメトリックユーザ識別子から抽出される１又は複数の特徴を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のコンピューティングデバイス。
6. 前記テンプレートモジュールは、前記バイオメトリックユーザ識別子を入力として用いて特徴抽出アルゴリズムを実行するテンプレートモジュールを含む、請求項５に記載のコンピューティングデバイス。
7. 前記テンプレートモジュールは、複数の標定図、複数のガボールフィルタ、複数の独立成分分析アルゴリズム、及び複数の他の特徴抽出アルゴリズムを有する複数のアルゴリズムのグループから特徴抽出アルゴリズムを選択するテンプレートモジュールを含む、請求項５または６に記載のコンピューティングデバイス。
8. 前記テンプレートモジュールは、前記バイオメトリックユーザ識別子を入力として用いて前記バイオメトリックテンプレートを生成するテンプレートモジュールを含み、前記変換モジュールは、前記バイオメトリックテンプレートを入力として用いて前記バイオメトリックユーザ識別子の変換されたバージョンを生成する変換モジュールを含む、請求項５から７のいずれか一項に記載のコンピューティングデバイス。
9. 前記ソルト及び前記バイオメトリックユーザ識別子は、前記データベースに格納されない、請求項１から８のいずれか一項に記載のコンピューティングデバイス。
10. 前記変換選択子値生成部は、前記数学的変換関数に関連する複数の仕様に従って前記変換選択子値を生成する変換選択子値生成部を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のコンピューティングデバイス。
11. 暗号学的ハッシュ関数を実行し、前記暗号学的ハッシュ関数の少なくとも１つの仕様に従って前記ソルト及び前記非バイオメトリックユーザ識別子を組み合せる暗号学的ハッシュエンジンをさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンピューティングデバイス。
12. 複数の変換選択子値を格納する複数のデータベースをさらに備え、前記複数の変換選択子値のうちの少なくとも１つは、他の変換選択子値と別に格納される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のコンピューティングデバイス。
13. 前記変換モジュールは、前記複数の変換選択子値のうちの１つを入力として用いて各ソルトを生成することにより、複数のソルトを生成する変換モジュールを含む、請求項１２に記載のコンピューティングデバイス。
14. 前記暗号学的ハッシュエンジンは、複数のハッシュ値を生成する暗号学的ハッシュエンジンを含み、各ハッシュ値は、複数の前記ソルトの１つを入力として用いて生成される、請求項１２または１３に記載のコンピューティングデバイス。
15. 前記複数のハッシュ値のうちの少なくとも１つは、他のハッシュ値と別に格納される、請求項１４に記載のコンピューティングデバイス。
16. 前記変換選択子値、前記バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンス、及び前記非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて前記第２ハッシュ値を生成し、前記第２ハッシュ値を前記第１ハッシュ値と比較する認証モジュールをさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載のコンピューティングデバイス。
17. コンピューティングデバイスを用いる多因子認証の方法であって、
    前記コンピューティングデバイスの変換選択子値生成部により、乱数生成部を用いて変換選択子値を生成する段階と、
    前記コンピューティングデバイスの変換モジュールにより、前記変換選択子値及びバイオメトリックユーザ識別子を複数の入力として用いて数学的変換関数を実行して、変換バイオメトリック識別子を生成する段階と、
    前記コンピューティングデバイスの変換モジュールにより、前記変換バイオメトリック識別子の固定長部分からソルトを導出することにより、暗号学的ハッシュ関数への入力として用いられる前記固定長の文字列値であるソルトの第１インスタンスを生成する段階と、
    前記コンピューティングデバイスの暗号学的ハッシュエンジンにより、前記ソルトの前記第１インスタンス及び非バイオメトリックユーザ識別子の第１インスタンスを前記暗号学的ハッシュ関数への複数の入力として用いて第１ハッシュ値を生成する段階と、
    前記コンピューティングデバイスの登録モジュールにより、前記変換選択子値及び前記第１ハッシュ値を登録データベースに格納する段階と、を備え、
    前記第１ハッシュ値は、認証のために、前記変換選択子値、前記バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンス、及び前記非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて生成される第２ハッシュ値と比較される、方法。
18. 前記コンピューティングデバイスの認証モジュールにより、前記変換選択子値、前記バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンス、及び前記非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて前記第２ハッシュ値を生成する段階と、前記コンピューティングデバイスの認証モジュールにより、前記第２ハッシュ値を前記第１ハッシュ値と比較する段階と、をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
19. 前記コンピューティングデバイスの取り消しモジュールにより、前記登録データベースから前記変換選択子値及び前記第１ハッシュ値を削除する段階をさらに備える、請求項１７又は１８に記載の方法。
20. プロセッサと、
    前記プロセッサにより実行されると、モバイルデジタル情報表示デバイスに請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法を実行させる複数の命令をその中に格納して有するメモリと、
    を備えるコンピューティングデバイス。
21. コンピューティングデバイスに、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法を実行させるプログラム。
22. コンピューティングデバイスに、
    前記コンピューティングデバイスの登録モジュールにより、バイオメトリックユーザ識別子及び非バイオメトリックユーザ識別子を受信する手順と、
    前記コンピューティングデバイスの変換選択子値生成部により、乱数生成部を用いて変換選択子値を生成する手順と、
    前記コンピューティングデバイスの変換モジュールにより、前記変換選択子値及びバイオメトリックユーザ識別子を複数の入力として用いて数学的変換関数を実行して、変換バイオメトリック識別子を生成する手順と、
    前記コンピューティングデバイスの変換モジュールにより、前記変換バイオメトリック識別子の固定長部分からソルトを導出することにより、暗号学的ハッシュ関数への入力として用いられる前記固定長の文字列値であるソルトを生成する手順と、
    前記コンピューティングデバイスの暗号学的ハッシュエンジンにより、前記ソルト及び前記非バイオメトリックユーザ識別子を前記暗号学的ハッシュ関数への複数の入力として用いて第１ハッシュ値を生成する手順と、
    前記コンピューティングデバイスの登録モジュールにより、前記変換選択子値及び前記第１ハッシュ値を登録データベースに格納する手順と、を実行させ、
    前記第１ハッシュ値は、認証のために、前記変換選択子値、前記バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンス、及び前記非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて生成される第２ハッシュ値と比較される、プログラム。
23. 前記コンピューティングデバイスの認証モジュールにより、前記変換選択子値、前記バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンス、及び前記非バイオメトリックユーザ識別子の第２インスタンスに基づいて前記第２ハッシュ値を生成する手順と、前記コンピューティングデバイスの前記認証モジュールにより、前記第２ハッシュ値を前記第１ハッシュ値と比較する手順と、をコンピューティングデバイスにさらに実行させる、請求項２２に記載のプログラム。

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