JP6442093B2 - 認証装置 - Google Patents

Description

本発明は、暗証番号により利用者の認証を行う認証装置、方法、および、プログラム、特に、表示装置に表示した数字に基づいて認証を行う認証装置、方法、および、プログラムに関する。

スマートフォン等の携帯端末や、銀行・コンビニエンスストア等に置かれる情報端末を利用する際に、利用者はパスワードを入力する必要がある。パスワードは予め設定した模様や文字列を使用するため、入力情報が盗み見されたり、映像記録装置等で盗撮されたりすると、パスワードが漏えいしてしまう恐れがある。以下のシステムは、この漏えいを防止することを目的としている。

特許文献１は、パスワードを入力するために用いる入力値をマトリクス化し、認証毎にマトリクスを変更するとともに、ユーザーにより事前に設定されている入力位置に入力値表のパスワード値を移動させるパスワード入力システムを開示する。
特許文献２は、パスワードの認定モードと非認定モードの設定を用いる、パスワード入力システムを開示する。このシステムは、パスワード入力時の認定モードと非認定モードの切り替えを、事前に設定した時間間隔で定期的に実施する。このシステムにおいて、認定モード時に入力したパスワードのみが有効となり、非認定モード時に入力された内容は無効となる。

特許文献３は、複数の異なる入力値が配置された入力値表の一部分と、この一部分を入力値表の範囲内において所定の方向へスライドさせるスライド用入力操作部を表示するパスワード入力装置を開示する。パスワード入力時には、ユーザーがスライド用入力操作部を操作して暗証番号の入力を行う。

特開２０１１−２０９８３５号公報 特開２０１３−２１８５６３号公報 特開２００７−１４８６５８号公報

特許文献１や特許文献３のようなパターン入力方法では、入力位置と入力値がパスワードと完全一致する。このため、パスワード入力時のユーザーの操作と画面が盗み見みや盗撮されると、パスワードが漏洩する恐れが高い。

特許文献２のパスワード入力システムは、入力のタイミングであることをユーザーに通知する必要があり、その手段として画像・音声・振動・光のような視覚及び聴覚情報を用いる。このため、ビデオカメラなどで連続的に撮影されると、該当通知情報と入力タイミングで入力されたパスワード情報が漏洩する恐れがある。

本発明は、上記課題を解決し、パスワード入力を撮影されても、パスワード情報が漏えいしにくい、認証装置、方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の１実施の形態の認証装置は、表示装置上のＭ個（Ｍは複数）の表示位置に、選択された数字を初期表示する表示手段と、初期表示された数字の中から、利用者の操作で指定された２つの位置に表示された数字を交換して表示する位置交換手段と、認証指示を入力されると、Ｍより小さい複数の予め定められた位置（以降、有効位置）に表示されている数字を、予め定められた計算式に代入して値を求め、当該値が予め与えられた暗証番号と一致すれば認証通知を出力し、そうでなければ前記認証通知を出力しない認証手段と、を備える。

本発明の１実施の形態の方法は、表示装置上のＭ個（Ｍは複数）の表示位置に、選択された数字を初期表示し、初期表示された数字の中から、利用者の操作で指定された２つの位置に表示された数字を交換して表示し、認証指示を入力されると、Ｍより小さい複数の予め定められた位置（以降、有効位置）に表示されている数字を、予め定められた計算式に代入して値を求め、当該値が予め与えられた暗証番号と一致すれば認証通知を出力し、そうでなければ前記認証通知を出力しない。

本発明の１実施の形態のプログラムは、表示装置上のＭ個（Ｍは複数）の表示位置に、選択された数字を初期表示する表示処理と、初期表示された数字の中から、利用者の操作で指定された２つの位置に表示された数字を交換して表示する位置交換処理と、認証指示を入力されると、Ｍより小さい複数の予め定められた位置（以降、有効位置）に表示されている数字を、予め定められた計算式に代入して値を求め、当該値が予め与えられた暗証番号と一致すれば認証通知を出力し、そうでなければ前記認証通知を出力しない認証処理と、をコンピュータに実行させる。

本発明にかかる認証装置は、パスワード入力を撮影されても、パスワード情報が漏えいしにくい認証機能を提供できる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる認証装置１０の構成を示す図である。 図２は、コンピュータ装置４０の構成を示す図である。 図３は、認証装置１０が行う認証処理の動作フローチャートである。 図４は、数字マトリクスの処理過程を示す、具体的なデータ例を示す図である（その１）。 図５は、数字マトリクスの処理過程を示す、具体的なデータ例を示す図である（その２。 図６は、数字マトリクスの処理過程を示す、具体的なデータ例を示す図である（その３）。 図７は、数字マトリクスの処理過程を示す、具体的なデータ例を示す図である（その４）。 図８は、数字マトリクスの処理過程を示す、具体的なデータ例を示す図である（その５）。 図９は、数字マトリクスの処理過程を示す、具体的なデータ例を示す図である（その６）。 図１０は、数字マトリクスの処理過程を示す、具体的なデータ例を示す図である（その７）。 図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる認証装置１０の構成を示す図である。

＜第１の実施の形態＞
＜構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる認証装置１０の構成図である。この認証装置１０は、例えば、銀行、コンビニエンスストアに設置されている情報端末装置である。この認証装置１０は、端末装置２０からパスワードを入力して、利用者の認証を行う。認証が成功した場合、この認証装置１０は、操作ロックを解除して、利用者からの操作指示に基づく処理を行う。利用者からの操作指示に基づく処理は、例えば、預金の引き出し、遊園地の入場券購入である。

この認証装置１０は、登録部１１、表示部１２、位置交換部１３、認証部１４、利用者操作実行部１５、設定情報記憶部１７、および、表示記憶部１８を包含する。

表示部１２は、例えば、数字マトリクスを生成して、端末装置２０のディスプレイに表示する。位置交換部１３は、端末装置２０のキーボード、マウス、あるいはタッチパネルから利用者の指示を受けて、表示されている数字マトリクスの２つのセルの数字を交換する。以降、この２つのセル間の数字の交換を、数字の位置交換と称する。この数字の位置交換は、例えば、１行目２列目の数字と３行目５列目の数字を交換することである。

なお、表示部１２が表示した数字マトリクス、すなわち、数字の位置交換前の数字マトリクスを、初期マトリクスと呼ぶ場合が有る。

認証部１４は、利用者から認証指示を受け付けて、表示されている数字マトリクスの特定セル（以降、有効位置と称する）に表示されている複数の数値であるパスワードを取得する。さらに、認証部１４は、パスワードから所定の計算式で算出された値（以降、評価値と称する）が、所定の暗証番号と一致していれば、利用者操作実行部１５に対し、認証通知を送信する。

利用者操作実行部１５は、認証部１４から認証通知を受信すると、端末装置２０のキーボード、マウス、あるいはタッチパネルから利用者の指示を受けて、利用者からの操作指示に基づく処理を行う。利用者操作実行部１５は、認証部１４から認証通知を受信するまでは、操作ロックされており、利用者の操作指示を受け付けない。

設定情報記憶部１７は、例えば、以下のパラメータを記憶する。上述の各部は、設定情報記憶部１７を参照して必要なパラメータを取得する。
・数字マトリクスの形状（数字の配列はm×n（m≧2、n≧2）の矩形に限られない。数字の配列は、円形、楕円、多角体などの正規形状また不規則な形状や、三次元の配列（m×n×o (m≧2、n≧2、o≧2)であっても良い）、及び、大きさ
・数字マトリクスにおける有効位置（有効位置は複数であり、連続していても良いし、連続していなくても良い）
・数字マトリクスにおける禁止数字表示位置（禁止数字表示位置は１つ以上であり、その役割については後述する）
・評価値計算式（この式は、有効位置に含まれる各数値を引数とする計算式であり、加算、減算、乗算、除算、階乗などの演算を含む）
・暗証番号
登録部１１は、上述の認証処理に先立ち、上述の各部の処理に必要なパラメータを端末装置２０のキーボード、マウス、あるいはタッチパネルから取得して、設定情報記憶部１７に格納する。登録部１１は、パラメータ取得に当たり、以下のことを行っても良い。
・数字マトリクスの形状の登録に際しては、登録部１１が、事前に用意した数字マトリクスの形状の選択肢を端末装置２０に提示し、利用者は選択した選択肢の番号を端末装置２０に入力する。
・暗証番号の登録に際しては、表示する数値範囲及び計算方法により設定可能な暗証番号の範囲を端末装置２０に提示し、利用者は、その範囲内で暗証番号を決定して入力する。

表示記憶部１８は、前回認証が成功した時に表示部１２が表示した初期マトリクスを記憶する。初期値は空である。これは、表示部１２が、前回認証が成功した時の初期マトリクスと同一の数字マトリクスを表示してしまうことを避ける為に用いられる。

ここで、登録部１１、表示部１２、位置交換部１３、認証部１４、および、利用者操作実行部１５は論理回路で構成される。設定情報記憶部１７、および、表示記憶部１８は、半導体記憶装置、または、磁気ディスク装置で構成される。

また、認証装置１０は、プログラム４３を備えるコンピュータ装置４０で実現することも出来る。

図２は、コンピュータ装置４０の構成図である。コンピュータ装置４０は、バス４５で相互に接続されたプロセッサ４１、主記憶部４２、補助記憶装置４４を備える。ここで、例えば、主記憶部４２は半導体記憶装置、補助記憶装置４４はＨＤＤ（Hardware Disk Drive）やＳＤＤ(Solid State Drive)である。主記憶部４２はプログラム４３を記憶している。

プログラム４３は、プロセッサ４１で実行されることにより、プロセッサ４１を登録部１１、表示部１２、位置交換部１３、認証部１４、または、利用者操作実行部１５として機能させる。補助記憶装置４４または主記憶部４２は、設定情報記憶部１７、および、表示記憶部１８として機能する。

＜動作＞
図３は、認証装置１０が行う認証処理の動作フローチャートである。なお、認証処理の実行に先立ち、利用者は上述したパラメータを決定し、例えば、登録部１１やファイル転送機能を用いて、決定したパラメータを設定情報記憶部１７に設定する。

まず、表示部１２が、数字マトリクスの各セルに、所定範囲内からランダムに選択した数字を割り当てて、数字マトリクスを生成する（Ｓ１）。選択は、完全にランダムである必要は無い。表示部１２は、例えば、同一数字の出現回数や、連続出現数を所定数以下に制限しても良い。

表示部１２は、生成した数字マトリクスと表示記憶部１８に格納されている数字マトリクスとの間に相違が有るかを判定し（Ｓ２）、相違が無ければ（Ｓ２でＮ）数字マトリクスを作り直す。これは、前回認証成功時に表示部１２が表示した数字マトリクスの重複使用を回避する為である。重複使用されると、前回と同じ操作で認証が成功してしまい、ビデオレコーダによる連続盗撮に対する脆弱性が出てしまう。

生成した数字マトリクスと表示記憶部１８に格納されている数字マトリクスとの間に相違が有れば（Ｓ２でＹ）、表示部１２は、生成した数字マトリクスを端末装置２０のディスプレイに表示する（Ｓ３）。

その後、利用者は、数字の位置交換を何回か実行して、数字マトリクスの有効位置に適切なパスワードを設定する。この時、利用者は、交換対象となる２つのセルを指定して、端末装置２０から位置交換部１３に交換指示を送信する。

位置交換部１３が、交換指示を受信して、指定された２つのセル間で表示されている数字の交換を行う（Ｓ４）。位置交換部１３は、例えば、利用者がタッチパネルで一方の数字を押しながら、他方の数字の位置に移動することを検出して、２つのセルを認識する。位置交換部１３は、利用者が、一方の数字と他方の数字を一個ずつタッチすることを検出して、２つのセルを認識しても良い。位置交換部１３は、利用者が、二つ数字を同時タッチすることを検出して、２つのセルを認識しても良い。

このとき、位置交換部１３は、表示部１２による初期マトリクス表示後に、数字の位置交換を何回実行したかをカウントする。

その後、利用者がタッチパネル状の「確定」ボタンを押下して認証指示を入力すると、認証部１４が当該指示を受信し（Ｓ５）、パスワードの入力時に認証ルール違反が有ったか否かを判定する（Ｓ６）。認証ルールは、例えば、以下のものである。これらのルールは、試し入力による偶然的パスワード解除の防止及び有効位置の漏えいを防止するために設けされている。

・ルール１：有効位置に指定されているパラメータは、初期マトリクスの禁止数字表示位置に表示されていた数字を含んでいてはならない。なお、禁止数字表示位置は、有効位置の中から選択されたセルである。認証装置１０においては、表示部１２が初期マトリクスを表示したときに禁止数字表示位置に表示されていた数字は、パラメータに使用できない。

・ルール２：利用者は数字の位置交換を最低一回は行う。

・ルール３：利用者が実行できる数字の位置交換の回数は所定の最大回数以下である。最大回数は、例えば、有効位置個数−１である。最大回数は、個別にパラメータとして与えられた数値でも良い。

パスワードの入力に認証ルール違反が有った場合（Ｓ６でＹ）、認証部１４は、認証失敗との信号を利用者操作実行部１５に送信して認証処理動作を終了する（ＳＢ）。この後、認証装置１０は、ステップＳ１に戻って、認証プロセスをやり直しても良い。

パスワードの入力に認証ルール違反が無かった場合（Ｓ６でＮ）、認証部１４は、数字の位置交換後の数字マトリクスの有効位置からパスワードを取得し、パスワードの各数値を評価値計算式に代入して評価値を算出する（Ｓ７）。

算出した評価値と与えられた暗証番号が一致すれば（Ｓ８でＹ）、認証部１４は、今回（最新）の初期マトリクスを表示記憶部１８に保存して（Ｓ９）、認証成功との信号を利用者操作実行部１５に送信して認証処理動作を終了する（ＳＡ）。なお、表示部１２から認証部１４への初期マトリクスの通知は、例えば、作業記憶域などを経由して行われる。

算出した評価値と与えられた暗証番号が一致しなければ（Ｓ８でＮ）、認証部１４は、認証失敗との信号を利用者操作実行部１５に送信して認証処理動作を終了する（ＳＢ）。この後、認証装置１０は、ステップＳ１に戻って、認証プロセスをやり直しても良い。

なお、利用者操作実行部１５は、認証部１４から認証成功との信号を受信すると、その後、利用者が端末装置２０から入力する操作指示を受け付けて実行する。利用者操作実行部１５は、認証部１４から認証失敗との信号を受信すると、または、認証成功との信号を受信しない限り、利用者が入力する操作指示を受け付けない。

＜具体的なデータに即した例＞
数字マトリクスの形状の登録に際し、登録部１１は、例えば、図４の（ａ）と（ｂ）の２つの形状を端末装置２０のタッチパネルに表示する。ここで、利用者は、例えば、（ｂ）を選択して、登録部１１に通知する。登録部１１は、選択された数字マトリクスの形状を、行番号ａ、ｂ、ｃ、と列番号１、２、３を付して、端末装置２０のタッチパネルに表示する。図５はこの表示例を示す。

次いで利用者は、表示された数字マトリクスから有効位置を選択する。利用者は、例えば、有効位置として(ａ,3)、(ｂ,3)、(ｃ,3)のセルを選択し、端末装置２０から登録部１１に通知する。利用者は、タッチパネルに表示された数字マトリクスのセルをタッチして、有効位置を選択しても良いし、セルの行番号、列番号をキーボードから入力しても良い。この例では、３箇所の有効位置を選択したことにより、利用者の数字の位置交換の最大回数は２となる。

さらに利用者は、３箇所の有効位置から禁止数字表示位置を選択する。例えば、利用者は、(ｂ,3)のセルを選択して、登録部１１に通知する。

さらに利用者は、評価値計算式『ａ3＋ｂ3−ｃ3』と暗証番号『１０』をキーボードから登録部１１に入力する。

登録部１１は、これらのパラメータを設定情報記憶部１７に記憶する。

図３のフローチャートに示した認証の実行時、表示部１２は、数字をランダムに選択して、利用者が事前に選択した形状の数字マトリクスを生成し、端末装置２０のディスプレイに表示させる。この時、表示記憶部１８の内容は空である。

図６は、表示部１２が表示した初期マトリクスの例を示す。ここで、禁止数字表示位置(ｂ,3)のセルに表示された数値５は、パスワードとして使用できない。

＜第１のケース：１回の位置交換操作で認証成功＞
図６の表示を見た利用者は、端末装置２０のタッチパネルを用いて、数字の位置交換操作を行う。ここで、利用者は、(ｂ,3)の5と(ａ,2)の6との位置交換指示を、位置交換部１３に入力する。図７はこの様子を示す。位置交換部１３は、この数字の位置交換指示を実行して、数字マトリクスの表示を図８のように変更する。図８において、有効位置(ａ,3)、(ｂ,3)、(ｃ,3)の各セルに表示されている8、6、4が入力されたパスワードとなる。

パスワードの入力が完了した利用者は、タッチパネル上の「確定」ボタンを押す。この操作を受けた認証部１４は、有効位置(ａ,3)、(ｂ,3)、(ｃ,3)の各セルに表示されている8、6、4を取得して、評価値計算式『ａ3＋ｂ3−ｃ3』に代入して評価値を計算する。すなわち、認証部１４は、8+6-4=10を計算し、暗証番号との一致を確認し、利用者操作実行部１５に認証成功を送信する。認証部１４は、同時に今回の初期マトリクス（図６）を表示記憶部１８に保存する。

＜第２のケース：２回の位置交換操作で認証成功＞
図６の表示を見た利用者は、(ｂ,3)の5と(ａ,1)の3との位置交換、次いで、(ｃ,3)の4 と(ｂ,１)の１との位置交換の２回の位置交換指示を、位置交換部１３に入力しても良い。図９はこの様子を示す。位置交換部１３は、この数字の位置交換指示を実行して、数字マトリクスの表示を図１０のように変更する。図１０において、有効位置(ａ,3)、(ｂ,3)、(ｃ,3)の各セルに表示されている8、3、1が入力されたパスワードとなる。

利用者により「確定」ボタンが押下されると、認証部１４は有効位置(ａ,3)、(ｂ,3)、(ｃ,3)の各セルに表示されている8、3、1を取得して、評価値計算式『ａ3＋ｂ3−ｃ3』に代入して評価値を計算する。すなわち、認証部１４は、8+3-1=10を計算し、暗証番号との一致を確認し、利用者操作実行部１５に認証成功を送信する。

なお、図６の初期マトリクスから２回の位置交換操作で認証を成功させるケースは、他に３通りの方法が有る。それらは、8+4-2=10、8+9-7=10、6+8-4=10である。

＜変形例＞
認証装置１０は、パラメータを他の装置から通信で取得しても良い。この場合、認証装置１０は、登録部１１を備えなくても良い。さらに、利用者操作実行部１５は、認証装置１０に接続された別の装置に存在しても良い。

認証装置１０が携帯端末装置である場合、端末装置２０は当該携帯端末装置が備えるタッチパネルで代替えされる。

図３のステップＳ２において、表示部１２は、生成した数字マトリクスが、最近の複数世代の初期マトリクスのいずれとも相違することを検証しても良い。

＜効果＞
本実施の形態の認証装置１０は、パスワード入力を連続的に撮影されても、パスワード情報が漏えいしにくい認証機能を提供できる。

その理由は、認証部１４が評価値計算に用いる変数であるパスワードを、数字マトリクスの有効位置に隠すことができ、さらに、パスワードも計算式の変数として可変だからである。すなわち、パスワードを構成する数字の組みあわせが可変で、当該数字の表示位置が有効位置に隠されている。

さらに、数字マトリクスに表示する数字がランダムに選択されるため、第三者により盗みされても画面の有効位置を推定することが困難である。

また、認証部１４が、数字の位置交換操作回数が上限値を超えると認証しないため、画面有効位置が全て漏洩する可能性も低い。

さらに、初期マトリクスの禁止数字表示位置に表示された数字は、パスワードとして使用できないため、試行錯誤による誤認証の確率を低減する。すなわち、パスワードとして有効な数字の組み合わせが、第三者に知られないように減らされている。

＜第２の実施形態＞
図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる認証装置１０の構成を示す図である。認証装置１０は、表示部１２、位置交換部１３、及び、認証部１４を備える。

表示部１２は、表示装置上のＭ個（Ｍは複数）の表示位置に、選択された数字を初期表示する。位置交換部１３は、初期表示された数字の中から、利用者の操作で指定された２つの位置に表示された数字を交換して表示する。

認証部１４は、認証指示を入力されると、Ｍより小さい複数の予め定められた位置に表示されている数字を、予め定められた計算式に代入して値を求め、当該値が予め与えられた暗証番号と一致すれば認証通知を出力する。そうでなければ認証部１４は、認証通知を出力しない
本実施の形態の認証装置１０は、パスワード入力を連続的に撮影されても、パスワード情報が漏えいしにくい認証機能を提供できる。

その理由は、認証部１４が評価値計算に用いる変数であるパスワードを、数字マトリクスの有効位置に隠すことができ、さらに、パスワードも計算式の変数として可変だからである。すなわち、パスワードを構成する数字の組みあわせが可変で、当該数字の表示位置が有効位置に隠されている。

さらに、数字マトリクスに表示する数字がランダムに選択されるため、第三者により盗みされても画面の有効位置を推定することが困難である。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０ 認証装置
１１ 登録部
１２ 表示部
１３ 位置交換部
１４ 認証部
１５ 利用者操作実行部
１７ 設定情報記憶部
１８ 表示記憶部
２０ 端末装置
４０ コンピュータ装置
４１ プロセッサ
４２ 主記憶部
４３ プログラム
４４ 補助記憶装置
４５ バス

Claims (1)

1. 表示装置上のＭ個（Ｍは複数）の表示位置に、選択された数字を初期表示する表示手段と、
   初期表示された数字の中から、利用者の操作で指定された２つの位置に表示された数字を交換して表示する位置交換手段と、
   認証指示を入力されると、Ｍより小さい複数の予め定められた位置（以降、有効位置）に表示されている数字を、予め定められた計算式に代入して値を求め、当該値が予め与えられた暗証番号と一致すれば認証通知を出力し、そうでなければ前記認証通知を出力しない認証手段と、
   Ｍ個の前記表示位置、前記有効位置、前記計算式、および前記暗証番号を入力されて、設定記憶手段に登録する登録手段と、を備え、
   前記表示手段、及び、前記認証手段は、前記設定記憶手段を参照して、Ｍ個の前記表示位置、前記有効位置、前記計算式、または、前記暗証番号、を取得する、
   認証装置。

Images