JPH11312247A - 手書きによる筆者認証方法と電子ペン認証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 忘失・紛失の恐れがなく、筆記物から複製が
不可能であり、本人のみが再現可能であり、本人ならば
再現が容易である非開示情報を用いた認証方法を実現す
るものであり、また、これらの方法を実現するため、タ
ブレットの類を用いない安価な装置を提供するものであ
る。これにより、高い安全性と高い利便性を持つ筆者の
認証装置を、低コストで実現する。 【解決手段】 ペン状の電子装置１を手書きデータ取得
手段として含むほか、解析手段２、判定手段３、照合デ
ータ管理手段４、出力手段５からなる筆者認証装置を用
い、手書きデータのうち非開示情報のみを用いて認証を
おこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非開示情報のみを
用いて、筆者の認証をおこなう電子ペン装置とその方法
に関する。より具体的には、本発明は、ペン状の電子装
置を用いて、筆者が手書き行為をおこなう際の手書きデ
ータを読み取り、読み取ったデータのうち非開示情報の
みを用いて、照合データに示される人物と筆者が同一で
あるかどうかを判定し、結果を出力する装置と、その方
法に関するものである。

【０００２】この明細書において、「認証」とは、手書
き行為をおこなった人物、すなわち筆者が、照合データ
管理手段によって限定される人物と同一であるかどうか
の判定をおこなうことである。

【０００３】この明細書において、「手書きデータ」と
は、筆圧、ペン角度、筆記時間、筆記速度、筆順、移動
方向、移動距離、移動速度、移動加速度、ペン先の軌跡
のことである。

【０００４】この明細書において、「開示情報」とは、
筆記後も開示が継続する情報のことであり、筆跡に相当
する。また、「非開示情報」とは、筆記時以外には開示
がおこなわれない情報のことであり、筆圧、ペン角度、
筆記時間、筆記速度、筆順、移動方向、移動距離、移動
速度、移動加速度、ペン先の軌跡のことである。また、
「非開示情報」には、手書き隠しパターンを含むことが
ある。

【０００５】この明細書において、「隠し手書きパター
ン」とは、筆者の意図により非開示情報に追加された特
徴のことである。

【０００６】この明細書において、「重複筆記法」と
は、筆跡が一カ所に集中するよう筆記する筆記の方法の
ことである。

【０００７】

【従来の技術】従来、日本国内の商取引や各種の公的手
続きでは、本人を認証するものとして実印を含む印鑑を
使用している。しかし、印鑑は、偽造や紛失の可能性が
あり、実際に事件になることもある。また、印鑑の信用
を保証するのは印鑑証明であるが、印鑑と印鑑証明の関
係では、どちらか一方が欠ければ信用が崩れる。さら
に、他人が印鑑証明を手にした場合、そこに記された印
影をもとに印鑑を偽造することができる。偽造した印鑑
と印鑑証明があれば、本人であると認証される。すなわ
ち、印鑑による認証は、安全性に問題がある。

【０００８】一方、世界的には、筆者認証はサインを用
いてなされるのが一般的である。カードを利用した物品
購入では、簡便なその方法の利点をすでに享受してい
る。しかしこの方法においても、不正使用者は後を絶た
ない。なぜなら、サインによる認証では、認証情報とし
て筆跡のみを利用しているからである。筆跡は可視情報
であり、筆記時以外にも他人に開示されている。したが
って、筆記物、たとえば伝票などから再現することが容
易である。すなわち、開示情報である筆跡のみを用いて
筆者認証をおこなう方法は、安全性に問題がある。

【０００９】一方、コンピュータの世界では、従来、パ
スワード方式が多く採用されてきた。銀行の自動現金引
き出し機で使用する暗証番号方式もこの方法に含まれ
る。パスワード方式の問題点は次の例で明示できる。銀
行の自動現金引き出し機で使用するカードを複数枚所有
している場合、長期間使用しない暗証番号は忘失しやす
い。したがって、暗証番号をすべて同じに設定すること
がある。また、暗証番号として誕生日の数字を使用する
ことも多く、このような使用を避けるようサービス提供
者側が利用者に要請しているのは周知の事実である。す
なわち、パスワード方式では、利用者側には、パスワー
ドや暗証番号を記憶するか、あるいは安全に記録保持す
るよう求められる。この要求は、ときに過大であり、パ
スワード方式の安全性と、特に利便性には問題がある。
また、この方式では、設定した暗証番号やパスワードを
盗まれた場合、盗まれた事実に利用者側が気づきにくい
という欠点も持つ。今後、ネットワークを利用した電子
商取引などが実現すると、パスワード方式の問題による
影響は大きいものになる。暗証番号やパスワードよりも
安全であり、利便性の高い認証方法への要求は高まると
予想される。

【００１０】これらの問題を解決するものとして、感圧
タブレットなどを利用する筆者認証装置がある。この装
置では、筆記に使用するペンとともに下敷き状の感圧タ
ブレットやディジタイザなどを用い、筆跡を取得してい
る。ただし、この方法では、筆跡の模倣をおこなう偽筆
者の通過確率が高くなり、事故や損害の原因となる。ま
た、下敷き状のタブレット上で必ず筆記がおこなわれる
必要があり、場所が限定されるため、利便性に欠ける。
しかも、ある程度の厚みがあり、筆記時に感覚的な違和
感がある。したがって、タブレット上では、自然な筆記
状態で筆記行為をおこなうことが難しい。また装置のコ
ストの低減という課題を解決できない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い安全性
と高い利便性を、低い装置コストで実現しなければなら
ないという課題を解決しようとするものである。具体的
には、忘失・紛失の恐れがなく、筆記物から複製が不可
能であり、本人のみが再現可能であり、本人ならば再現
が容易である認証方法を実現するものである。また、こ
れらの方法を実現するため、タブレットを用いない安価
な装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記の課題
を解決するため、次のような手段を講じる。 （１）ペン状の電子装置を手書きデータ取得手段として
含む筆者認証装置を用い、非開示情報のみを用いて筆者
を認証する方法とする。 （２）手書きデータのうち非開示情報のみを用いて認証
をおこなう装置であり、ペン状の電子装置を手書きデー
タ取得手段として使用する筆者認証装置を用いる。

【００１３】本発明は、上記の手段を用いることによっ
て、高い利便性と高い安全性を、低い装置コストで実現
する。具体的には、本発明では、紛失しない非開示情報
を用いて認証をおこなう。すなわち、カード提示による
認証と違い、何も携行する必要がなく、高い利便性を実
現する。しかも、盗用の危険性を低減できる。また、従
来の暗証番号やパスワードの利用と違い、暗証番号など
の暗記や記録が不要である。さらに、感圧タブレットや
ディジタイザが不要となり、低コストで装置を実現でき
る。

【００１４】本発明では、手書きデータのうち、筆圧な
どの非開示情報に関して、筆者自身の意図による特徴、
すなわち隠し手書きパターンを追加し、安全性をさらに
高めることができる。

【００１５】隠し手書きパターンを利用する方法は、印
鑑においては、複製の困難な印像を彫刻することに相当
し、従来のサイン方式においては、偽筆者による模倣が
困難なサインを工夫することに相当する。ただし、印鑑
および従来のサインと異なるのは、筆跡からの再現が困
難な、筆圧やペン角度などの非開示情報に、特徴を設定
できることである。

【００１６】

【本発明の特徴】本発明の特徴は、したがって下記のよ
うになる。 （１）認証に開示情報を用いず、非開示情報のみを用い
るので、偽筆をおこなうことが困難になる。 （２）タブレットの類の装置を用いず、ペン状の電子装
置を用いるので、筆記する場所が限定されず、書き易
く、装置のコストを低減できる。 （３）隠し手書きパターンを用いれば、安全性が向上す
る。

【００１７】本発明で使用する方法、および具体的なも
ので実現した装置の基本的構成は図１の通りである。ペ
ン状の手書きデータ取得手段１は、筆記時の筆者の手書
きデータを取得する働きがある。解析手段２は、手書き
データ取得手段１で取得した手書きデータから非開示情
報を解析し、特徴を抽出する。判定手段３ではこれらの
情報をもとに判定をおこなう。判定には照合データを利
用する。照合データ管理手段４では、判定に用いる照合
データを管理する。具体的な構成例として、磁気カード
やＩＣカード、およびカードリーダが挙げられる。この
ほか、公衆回線などを通じ、照合データを一括管理する
センタを利用することも可能である。また、記憶チップ
の内蔵可能な携帯物、企業内データベースなどとの接続
も可能である。入退室管理の用途では、別室に設置した
メンバー管理コンピュータに、ネットワークを経由して
接続することも可能である。出力手段５は、判定の結果
を表示し、信号を送る部分である。手書きデータと照合
データとの一致と不一致の結果に応じて応用作動をおこ
なわせる信号を送出する。この信号は、公衆回線経由で
照合センタに送り、口座引き落としなどのトランザクシ
ョンを予約するのに利用することも可能である。

【００１８】筆記により取得する情報は、ペン状の取得
装置で取得可能な種々の情報である。たとえば、筆圧、
ペン角度、筆記時間、筆記速度、筆順、移動方向、移動
距離、移動速度、移動加速度、ペン先の軌跡などであ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】

【実施例】ペン状の手書きデータ取得手段を持ち、この
手段で取得できる手書きデータのうち、非開示情報であ
る筆圧を利用して認証をおこなう装置の全体図を図２に
示す。本実施例では入室管理システムを示す。本システ
ムは、おおまかに、電子ペン６と認証ボックス７と自動
ドア制御装置１１と自動ドア１２で構成される。電子ペ
ン６は、手書きデータのうち、筆圧情報を取得するため
に用いる。本システムの利用者は、本システムを次のよ
うに利用する。入室可能メンバーはＩＣカード９を所持
している。ＩＣカード９には、本人の手書きデータから
抽出した筆圧の照合データが保存されている。本人は、
入室時、認証ボックス７のＩＣカードリーダ８にＩＣカ
ード９を挿入し、電子ペン６で手書き行為をおこなう。
手書きデータとＩＣカード９の内部の照合データが一致
した場合、自動ドア１２が開き、入室が可能となる。登
録された本人の筆跡を模倣して、本人以外の偽筆者が偽
筆した場合の動作を含め、以下に本システムの詳細を示
す。

【００２０】ペン状の筆圧情報取得器である電子ペン６
の内部構造を図３に示す。内部には、筆圧検知部６２と
信号変換部６３がある。ペン芯６１を通して筆圧検知部
６２で検知した筆圧情報を、信号変換部６３でデジタル
信号に変換する。変換したデジタル信号は、信号線６４
を経由して認証ボックス７に送信される。本実施例で
は、送信に有線を用いているが、エネルギーの供給によ
り、無線を用いることも可能である。

【００２１】認証ボックス７の詳細を図４に示す。認証
ボックス７は、解析手段としての解析器２１、判定手段
としての判定器２２、照合データ管理手段としてのＩＣ
カードリーダ８とＩＣカード９、出力手段としての信号
出力器２３、制御器２４、判定ランプ１０から構成され
ている。電子ペン１からの信号は解析器２１に入力され
る。解析器２１にはピーク検出器２１１とボトム検出器
２１２があり、両検出器によって特徴が抽出され特性デ
ータが作成される。作成された特性データは判定器２２
に入力される。判定器２２では、解析器２１から入力さ
れた特性データと、照合データを管理するためのＩＣカ
ードリーダ８とＩＣカード９から入力された照合データ
を用いて判定をおこなう。判定器２２では、特性データ
と照合データが一致するかどうかを判定し、結果を出力
する。判定には、非開示情報である筆圧のみを用い、筆
跡はまったく用いない。判定結果は、信号出力器２３か
ら出力される。この信号は分岐され、判定ランプ１０を
点灯させるほか、特性データと照合データが一致した場
合に限り、自動ドア制御装置１１に働きかけて自動ドア
１２を開閉動作させる。なお、制御器２４はこれらの構
成物を制御し、動作させるものである。制御器２４は一
例であり、本発明はこれに限定されない。

【００２２】照合データとして登録した筆圧の特性デー
タを図５に示す。この特性データのもととなる実際の筆
跡を図６に示す。筆跡を一カ所に集中して筆記する重複
筆記法を利用すれば、図７のような筆記も可能である。
図７では、「大川 仁」と筆記し、その後、円周を筆記
している。この筆記から抽出した筆圧の特性データを図
８に示す。本発明では、図９の筆跡を残すような筆記も
可能である。中央の点で、隠し手書きパターンを作成し
ている。この点を筆記するのは、各文字の後であり、合
計３回である。この点上で、電子ペン６の先端を筆記面
に強く押し当てている。この筆記から抽出した筆圧の特
性データを図１０に示す。

【００２３】これらの照合データを用いて認証をおこな
った例を次に示す。図６に示した筆跡をもとに偽筆者が
筆記した例を図１１に示す。この筆記による筆圧を図１
２に示す。重複筆記法を利用した図７の筆跡をもとに、
偽筆者が筆記した例を図１３に示す。この筆記による筆
圧を図１４に示す。重複筆記法によって画数を判断する
のが困難となったため、誤った画数で筆記しているが、
ピーク検出器およびボトム検出器により画数を解析でき
るので、画数が一致していないと判定され、このデータ
は本人とは認証されない。隠し手書きパターンを利用し
た図９の筆跡をもとに、偽筆者が筆記した例を図１５に
示す。この筆記による筆圧の特性データを図１６に示
す。中央の点の位置が誤っており、しかも３回、強く加
圧した特徴が再現されていない。この場合も、ピーク検
出器およびボトム検出器により画数を抽出できるので、
このデータは本人とは認証されない。図９のような筆記
方法は、模倣が非常に困難であることが示される。

【００２４】

【発明の効果】本発明によって、高い利便性と高い安全
性を持つ筆者認証を、低い装置コストで実現することが
できる。その理由は次の通りである。本発明では、非開
示情報を用いて認証をおこなう。サイン時の非開示情報
は常に所持しているものであり、認証のために何も携行
する必要がなくなる。暗証番号を記憶する労力も不要で
ある。また、紛失が生じないため、盗用される危険性も
低減できる。実施例に示したように、カード提示との併
用では、カード所持という条件に加え、非開示情報の一
致という条件を満たす必要があり、安全性が高まる。さ
らに、タブレットを備えた開示情報である筆跡を利用す
る認証装置と比較すれば、筆跡の模倣により偽筆者が通
過する確率を低減できる。また、装置コストの低減も可
能となる。タブレット上で筆記をおこなう不自然さも回
避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する方法と具体的なもので実現し
た装置の基本的構成を示す。

【図２】電子ペンを用いた入室管理システムの構成図を
示す。

【図３】電子ペンの構造の概略を示す。

【図４】認証ボックスのブロック図を示す。

【図５】筆圧を利用した照合データの例を示す。

【図６】筆圧のもととなる手書き行為による筆跡を示
す。

【図７】重複筆記法を利用した手書き行為の筆跡を示
す。

【図８】重複筆記法を利用した手書き行為による筆圧を
示す。

【図９】隠し手書きパターンとして点を加えた手書き行
為による筆跡を示す。

【図１０】隠し手書きパターンを利用した手書き行為に
よる筆圧を示す。

【図１１】偽筆者による筆跡を示す。

【図１２】偽筆者による筆圧を示す。

【図１３】重複筆記法を利用した手書き行為を模倣した
偽筆者による筆跡を示す。

【図１４】重複筆記法を利用した手書き行為を模倣した
偽筆者による筆圧を示す。

【図１５】隠し手書きパターンとして点を加えた手書き
行為を模倣した偽筆者による筆跡を示す。

【図１６】隠し手書きパターンとして点を加えた手書き
行為を模倣した偽筆者による筆圧を示す。

【符号の説明】

１ 非開示情報取得手段 ２ 解析手段 ３ 判定手段 ４ 照合データ管理手段 ５ 出力手段 ６ 電子ペン ７ 認証ボックス ８ ＩＣカードリーダ ９ ＩＣカード １０ 判定ランプ １１ 自動ドア制御装置 １２ 自動ドア ６１ ペン芯 ６２ 筆圧検知部 ６３ 信号変換部 ６４ 信号線 ２１ 解析器 ２１１ ピーク検出器 ２１２ ボトム検出器 ２２ 判定器 ２３ 信号出力器 ２４ 制御器 ２５ 電子ペンからの信号線 ２６ 自動ドア制御装置への信号線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手書きデータ取得手段であるペン状の電
   子装置を用いておこなわれる手書き行為により、筆者の
   手書きデータを取得し、取得した手書きデータから、解
   析手段によって非開示情報のみの特徴を抽出し、照合デ
   ータ管理手段で管理する照合データと照合し、判定手段
   によって判定をおこない、出力手段を通して判定の結果
   を出力し、非開示情報のみを用いて筆者の認証をおこな
   う筆者認証方法。
2. 【請求項２】 筆圧情報取得手段であるペン状の電子装
   置を用いておこなわれる手書き行為により、筆者の筆圧
   情報を取得し、取得した筆圧情報から、解析手段によっ
   て特徴を抽出し、照合データ管理手段で管理する照合デ
   ータと照合し、判定手段によって判定をおこない、出力
   手段を通して判定の結果を出力し、筆者の認証をおこな
   う請求項１に記載の筆者認証方法。
3. 【請求項３】 非開示情報が筆圧、ペン角度、筆記時
   間、筆記速度、筆順、移動方向、移動距離、移動速度、
   移動加速度、ペン先の軌跡およびこれらの組み合わせで
   あり、これらの非開示情報が隠し手書きパターンを含む
   場合のある請求項１に記載の筆者認証方法。
4. 【請求項４】 筆圧情報が隠し手書きパターンを含む場
   合のある請求項２に記載の筆者認証方法。
5. 【請求項５】 手書きデータを取得するためのペン状の
   電子装置である手書きデータ取得手段と、上記手段で取
   得した手書きデータを解析し、非開示情報のみの特徴を
   抽出する解析手段と、上記の解析手段による結果をもと
   に判定をおこなう判定手段と、上記の判定手段で照合に
   使用する照合データの管理をおこなう照合データ管理手
   段と、上記の判定手段による判定の結果を出力する出力
   手段とを備え、非開示情報のみを用いて筆者の認証をお
   こなう電子ペン認証装置。
6. 【請求項６】 筆圧情報を取得するためのペン状の電子
   装置である筆圧情報取得手段と、上記手段で取得した筆
   圧情報を解析し、特徴を抽出する解析手段と、上記の解
   析手段による結果をもとに判定をおこなう判定手段と、
   上記の判定手段で照合に使用する照合データの管理をお
   こなう照合データ管理手段と、上記の判定手段による判
   定の結果を出力する出力手段とを備え、筆圧情報を用い
   て筆者の認証をおこなう請求項５に記載の電子ペン認証
   装置。
7. 【請求項７】 非開示情報が筆圧、ペン角度、筆記時
   間、筆記速度、筆順、移動方向、移動距離、移動速度、
   移動加速度、ペン先の軌跡およびこれらの組み合わせで
   あり、これらの非開示情報が隠し手書きパターンを含む
   場合のある請求項５に記載の電子ペン認証装置。
8. 【請求項８】 筆圧情報が隠し手書きパターンを含む場
   合のある請求項６に記載の電子ペン認証装置。