TW201802718A - 非接觸式身份驗證裝置及非接觸式身份驗證系統及非接觸式身份驗證方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種非接觸式身份驗證裝置、系統及其方法，包含一生理特徵偵測器、一控制模組、一密鑰單元、一識別單元及一傳輸單元；該生理特徵偵測器係偵測使用者之生理訊號並產生至少一驗證生理特徵資訊；該控制模組將該驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；該密鑰單元係將一檢證生理特徵值進行加密並保存；該識別單元比對該驗證生理特徵值及該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊；該傳輸單元係可向外傳輸該比對資訊。本發明之驗證技術係可快速又方便地對使用者進行驗證，並具有極高之辨識穩定度，且可確實保護使用者之個人資料。

Description

非接觸式身份驗證裝置及非接觸式身份驗證系統及非接觸式身份驗證方法

本發明係與身份驗證之技術有關，詳而言之，係指一種非接觸式身份驗證裝置、系統及其方法。

按，隨著社會之飛速發展及科技的日新月異，現今絕大多數之電子系統或裝置(例如門禁系統、手機用戶身份模組或自動提款機)均會要求使用者輸入一密碼或用戶個人識別號碼等驗證資訊(Personal Identification Number，PIN)以進行身份驗證，驗證成功使用者才可通過門禁、使用手機或進行提款，以確保使用者之人身、資訊甚至是財產之安全。然而，單純之密碼或用戶個人識別號碼一旦遭到有心人士竊取，使用該密碼或用戶個人識別號碼之電子系統或裝置即遭到破解，可知以傳統之密碼或用戶個人識別號碼並無法確實保護使用者之安全。

有鑑於此，市面上出現十分多元之驗證方式以提高使用者帳戶之安全性，而驗證方式概可分為接觸式驗證及非接觸式驗證，接觸式驗證為使用者接觸驗證裝置，驗證裝置方可進行使用者之身份驗證，例如大陸CN105103525號發明專利係以指紋辨識驗證使用者之身份，以確認使用者確為智慧卡片之所有者；又如我國公告第I529639號發明專利，其係以一腕戴式裝置獲得使用者之一生理特徵，並將該生理特徵與一預設生理特徵進行比 對，比對符合即代表驗證通過。而非接觸式驗證則為使用者不需要接觸驗證裝置，驗證裝置係以無線感測使用者之方式進行身份驗證，例如現今蓬勃發展之語音辨識、臉部辨識或虹膜辨識，其均可快速又準確地驗證使用者之身份，提升使用者身份驗證之便利性及精確性。

然而，上述之驗證方式均有不盡完善之處，例如以接觸式驗證而言，若使用者穿著厚重衣物或身體沾有汗水、髒污，均會使驗證裝置之驗證速度及準確性大打折扣；而以非接觸式驗證而言，以語音辨識進行身份驗證時，若使用者因疾病(例如感冒)或外傷而造成聲帶受損或周圍環境過於吵雜，或以臉部辨識進行驗證時，使用者之周遭光線不足或顏面有大面積損傷或覆蓋，均會產生辨識困難甚至是無法辨識，而造成無法通過驗證之問題。

於生物辨識技術中，虹膜辨識具有最精確之辨識度，惟其相關設備之成本過高，且若使用者配戴特殊之隱形眼鏡(例如有顏色或花紋之隱形眼鏡)，同樣會產生辨識困難或無法辨識之情況；再者，使用者長期使用虹膜辨識很可能造成眼睛之病變，例如虹膜辨識之紅外線可能會使眼睛產生白內障，甚是灼傷視網膜和角膜，可知長期使用虹膜辨識對人體之傷害可謂甚鉅。

目前所發展之人體生理特徵感測技術，例如我國公告第I536959號發明專利係以超寬頻感測技術(Ultra Wideband，UWB)偵測使用者之血管管徑，或如我國公告第I495452號發明專利係以奈秒脈衝近場感測技術(Nanosecond Pulse Near-field Sensing，NPNS)偵測使用者之脈搏，此等感測技術目前只應用於偵側生理特徵，並未應用於身份驗證。

再者，上揭之驗證技術無論係接觸式驗證或非接觸 式驗證，均係將其所感知之使用者生理資訊傳輸至一後端設備或系統進行比對及驗證，並未對生理資訊進行特別之保護，造成使用者之生理資訊很容易遭到竊取或竄改，危害使用者之個人資訊及驗證裝置之安全性。

藉此，如何設計一種對人體無害，且可妥善保存使用者之驗證資訊，並不受個人因素或外在環境影響辨識能力之驗證技術，乃是市場所需但仍待解決之問題。

本發明之主要目的在於提供一種非接觸式身份驗證裝置、系統及其方法，其可快速又方便地對使用者進行驗證，且不會對人體造成傷害。

本發明之另一目的在於提供一種非接觸式身份驗證裝置、系統及其方法，其不受個人因素或外在環境影響辨識能力，具有極高之辨識穩定度。

本發明之再一目的在於提供一種非接觸式身份驗證裝置、系統及其方法，其具有高度個人資訊安全性，可防止使用者之個人資訊外洩。

本發明所提供之一種非接觸式身份驗證裝置，包含有：一生理特徵偵測器，可偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；一控制模組，具有一生理特徵演算單元，將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；一密鑰單元，係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；一識別單元，係比對該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證 生理特徵值，並產生一比對資訊；一傳輸單元，將該識別單元所產生之該比對資訊以有線或無線傳輸之方式向外傳送。

較佳地，該生理特徵演算單元具有至少一生理特徵演算法；該至少一驗證生理特徵資訊係經該至少一生理特徵演算法轉換為至少一驗證生理特徵值；該密鑰單元具有至少一密鑰演算法，該至少一檢證生理特徵值係經該至少一密鑰演算法加密及解密。

較佳地，該檢證生理特徵值係預先儲存於該密鑰單元，供該識別單元進行比對；該加密的檢證生理特徵值係經該密鑰單元解密，復傳送至該識別單元。

較佳地，更包含有一安全元件，該密鑰單元及該識別單元係設於該安全元件中。

較佳地，更包含有一電源模組，係可對該生理特徵偵測器、該控制模組、該密鑰單元、該識別單元及/或該傳輸單元供電。

較佳地，該控制模組更包含有一預處理單元，該預處理單元係可先行將該至少一驗證生理特徵資訊進行預處理，再以該生理特徵演算單元將經過預處理之該至少一驗證生理特徵資訊轉換為所述之至少一驗證生理特徵值。

較佳地，該生理特徵偵測器係以奈秒脈衝近場感測技術或超寬頻感測技術進行偵測。

其次，本發明亦提供之一種非接觸式身份驗證裝置，包含有：一生理特徵偵測器，係非接觸地偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；一控制模組，具有一生理特徵演算單元，該生理特徵演算單 元係將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；一密鑰單元，係預先儲存有至少一檢證生理特徵值；一識別單元；係比對該驗證生理特徵值及該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊；一傳輸單元，將該識別單元所產生之該比對資訊以有線或無線傳輸之方式向外傳送。

再者，本發明亦提供一種非接觸式身份驗證系統，包含有：一驗證裝置及一外部裝置，其中：該驗證裝置包含：一生理特徵偵測器、一控制模組及一傳輸單元；該生理特徵偵測器係可偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；該控制模組具有一生理特徵演算單元及一識別單元，該生理特徵演算單元將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；該外部裝置包含：一密鑰單元及一傳訊單元；該密鑰單元係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；該傳訊單元係將該至少一檢證生理特徵值經由該驗證裝置之傳輸單元傳輸至該識別單元；該驗證裝置之該識別單元係比對該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊，該傳輸單元係可將該比對資訊回傳至該外部裝置之傳訊單元。

較佳地，更包含有一安全元件，該安全元件設於該外部裝置；該密鑰單元係設於該安全元件中。

又一，本發明再提供一種非接觸式身份驗證系統，包含有：一認證裝置及一外部裝置，其中：該認證裝置包含：一密鑰單元、一識別單元及一傳輸單元； 該密鑰單元係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；該外部裝置包含：一生理特徵偵測器、一控制模組及一傳訊單元；該生理特徵偵測器係可偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；該控制模組具有一生理特徵演算單元，該生理特徵演算單元係將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；該傳訊單元係將該驗證生理特徵值經由該認證裝置之該傳輸單元傳送至該識別單元；該認證裝置之該識別單元係比對該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊，該傳輸單元係可將該比對資訊回傳至該外部裝置之傳訊單元。

較佳地，該認證裝置更包含有一安全元件，該密鑰單元及該識別單元係設於該安全元件中。

再一，本發明復提供一種非接觸式身份驗證系統，包含有：一認證裝置及一外部裝置，其中：該認證裝置包含：一密鑰單元、一控制模組、一識別單元及一傳輸單元；該密鑰單元係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；該控制模組具有一生理特徵演算單元；該外部裝置包含：一生理特徵偵測器及一傳訊單元；該生理特徵偵測器係非接觸地偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；該傳訊單元係可將該驗證生理特徵資訊經由該認證裝置之傳輸單元傳送至該控制模組；該控制模組之生理特徵演算單元係將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；該識別單元係比對該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊，該傳輸單元係可將該比對資訊回傳至該外部裝置之傳訊單元。

復者，本發明係提供一種非接觸式身份驗證方法，包含有： 一身份驗證程序，該身份驗證程序包括以下步驟：步驟一、一生理特徵偵測器係偵測並取得一使用者之至少一驗證生理特徵資訊；步驟二、一控制模組藉由一生理特徵演算單元將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值，並將該驗證生理特徵值傳送至一識別單元；步驟三、該控制模組使儲存於一密鑰單元並經過加密之至少一檢證生理特徵值解密，並將解密後之該檢證生理特徵值傳送至該識別單元；步驟四、該識別單元比對該驗證生理特徵值及該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊。

較佳地，更包含有一身份註冊程序，於該身份驗證程序進行前，該驗證方法係先進行至少一次該身份註冊程序；該身份註冊程序包括下列步驟：步驟一、該生理特徵偵測器係偵測並取得一使用者之至少一檢證生理特徵資訊；步驟二、該控制模組藉由該生理特徵演算單元將該至少一檢證生理特徵資訊轉換為該至少一檢證生理特徵值，並將該檢證生理特徵值傳送至該密鑰單元；步驟三、該密鑰單元將該檢證生理特徵值進行加密，並將加密後之該檢證生理特徵值儲存於該密鑰單元中。

較佳地，更包含步驟五、一傳輸單元以有線或無線傳輸之方式將該比對資訊傳送至一系統或設備；步驟六、若該比對資訊為驗證成功，則該系統或設備接受登入；若該比對資訊為驗證失敗，則該系統或設備拒絕登入。

較佳地，於該身份驗證程序之該步驟二，該控制模組之一預 處理單元係先行對該至少一驗證生理特徵資訊進行預處理，再以該生理特徵演算單元將經過預處理之該至少一驗證生理特徵資訊轉換為所述之至少一驗證生理特徵值。

藉此，本發明係利用該生理特徵偵測器以非接觸式方式對人體進行偵測，可免去傳統之輸入密碼或用戶個人識別號碼等動作，提升驗證之快速性及方便性，且本發明之偵測方式並不會對人體造成傷害，可確保人體安全無虞。其次，本發明之偵測方式具有極高之辨識穩定度，其可適用於多種情況及場合，並不受個人因素或外在環境影響辨識能力。再者，本發明可對所偵測到之人體生理特徵進行加密，並將之儲存於一硬體式安全元件，而可保護使用者之個人生理資訊，防止使用者之生物特徵遭到窺探或竊取，具有極高之資訊安全性。

10‧‧‧非接觸式身份驗證裝置

20‧‧‧生理特徵偵測器

21‧‧‧偵測天線

30‧‧‧控制模組

33‧‧‧預處理單元

36‧‧‧生理特徵演算單元

40‧‧‧安全元件

43‧‧‧密鑰單元

47‧‧‧識別單元

50‧‧‧傳輸單元

60‧‧‧電源模組

70‧‧‧非接觸式身份驗證系統

72‧‧‧驗證裝置

76‧‧‧外部裝置

77‧‧‧傳訊單元

80、80’‧‧‧非接觸式身份驗證系統

82、82’‧‧‧認證裝置

83‧‧‧晶片

84‧‧‧電源管理單元

86、86’‧‧‧外部裝置

87‧‧‧傳訊單元

88‧‧‧插卡槽

89‧‧‧供電模組

90‧‧‧電腦

A1‧‧‧檢證生理特徵資訊

A2‧‧‧檢證生理特徵值

B1‧‧‧驗證生理特徵資訊

B2‧‧‧驗證生理特徵值

C‧‧‧比對資訊

為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明四較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后：第一圖係本發明第一較佳實施例之非接觸式身份驗證裝置之架構圖。

第二圖係顯示第一圖之非接觸式身份驗證裝置之進行身份驗證時之流程。

第三圖係顯示第一圖之非接觸式身份驗證裝置之進行身份註冊時之流程。

第四圖係使用者接近第一圖之非接觸式身份驗證裝置以進行驗證之示意圖。

第五圖係第一圖之非接觸式身份驗證裝置向一系統或設備傳輸比對資訊之示意圖。

第六圖係本發明第二較佳實施例之非接觸式身份驗證系統之架構圖，並顯示其進行身份驗證時之流程。

第七圖係本發明第三較佳實施例之非接觸式身份驗證系統之架構圖，並顯示其進行身份驗證時之流程。

第八圖係第七圖之非接觸式身份驗證系統之其中一種使用示意圖。

第九圖係本發明第四較佳實施例之非接觸式身份驗證系統之架構圖，並顯示其進行身份驗證時之流程。

第十圖係本發明之非接觸式身份驗證方法之身份註冊程序之流程圖。

第十一圖係本發明之非接觸式身份驗證方法之身份驗證程序之流程圖。

本發明係提供非接觸式之身份驗證技術，藉由驗證生理特徵，以辨識使用者之身份。請參閱第一及二圖，本發明第一較佳實施例所提供之身份驗證技術係一非接觸式身份驗證裝置10，包含有：一生理特徵偵測器20、一控制模組30、一安全元件40、一傳輸單元50及一電源模組60，茲說明如后：該生理特徵偵測器20具有一微型偵測構件，例如一微型雷達，該微型雷達設有偵測天線21，該生理特徵偵測器20係藉由該微型雷達之偵測天線21以奈秒脈衝近場感測技術(Nanosecond Pulse Near-field Sensing，NPNS)或超寬頻感測技術 (Ultra Wideband，UWB)偵測使用者之呼吸、脈搏、心跳、血壓或其他生理訊號，從而可即時取得使用者之至少一驗證生理特徵資訊B1。

該控制模組30係具有一預處理單元33及一生理特徵演算單元36，並與該生理特徵偵測器20、該安全元件40及該傳輸單元50連接。該預處理單元33係先行對該生理特徵偵測器20所產生之該驗證生理特徵資訊B1預作處理，例如但不以此為限，對該驗證生理特徵資訊B1進行雜訊清理、資料轉換及容量減縮，以更明確該驗證生理特徵資訊B1所包含之生理特徵及精簡該驗證生理特徵資訊B1之容量。該生理特徵演算單元36具有至少一生理特徵演算法(未示)，並可將經過預處理之該驗證生理特徵資訊B1轉換為至少一驗證生理特徵值B2，成為特定人的專屬生理特徵值。

須說明的是，該控制模組30可不設有該預處理單元，而是透過其它與其相配合之微處理器或處理模組等處理電路對該驗證生理特徵資訊B1進行預處理。

該安全元件40具有一密鑰單元43及一識別單元47，該二者43、47係相互連接。該密鑰單元43具有至少一密鑰演算法(未示)，該密鑰單元43係以該密鑰演算法將至少一檢證生理特徵值A2進行加密，並將該檢證生理特徵值A2儲存於密鑰單元43；此處僅簡單提及該檢證生理特徵值A2，其詳細說明於後述。前述之驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2係為特定人的專屬生理特徵、專屬生理密碼；不同人有各自的專屬生理特徵。該識別單元47係用以比對該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2，並產生一比對資訊C。

該傳輸單元50係與該安全元件40連接，並可將該 比對資訊C以有線傳輸方式(例如透過傳輸線或網路線)或無線傳輸方式(例如藍芽、無線射頻或WiFi)向一系統或設備傳送。

該電源模組60係提供電力或自電力源獲取電力之構造，使該驗證裝置10能獲取得以運作的電力。電源模組60於本實施例可為一市電插頭、通用序列匯流排(USB)接頭或蘋果公司之Lightning接頭，或為一可重複/不可重複充電或可更換/不可更換之電池。該電源模組60係與該生理特徵偵測器20、該控制模組30、該安全元件40及該傳輸單元50連接，並可對該生理特徵偵測器20、該控制模組30、該安全元件40及該傳輸單元50供電。

該電源模組60對相關構件有多種供電方式，例如但不限於，該電源模組60供電至該安全元件40，該安全元件40復供電至該生理特徵偵測器20；或為該電源模組60同時供電至該控制模組30、該安全元件40及該生理特徵偵測器20；或為該電源模組60供電至該控制模組30，該控制模組30再同時供電至該安全元件40及該生理特徵偵測器20。

值得一提的是，該電源模組60更可具有一開關(未示)，該開關可於該身份驗證裝置10未使用時將該身份驗證裝置10關閉。或可於該電源裝置60設置一計時器(未示)，該計時器可於該身份驗證裝置10閒置一段時間後使該身份驗證裝置10進入休眠狀態。

本發明之該生理特徵偵測器20、該控制模組30、該安全元件40、該傳輸單元50及該電源模組60可封裝於相同或不同之積體電路(Integrated Circuit，IC)，例如但不限於，該生理特徵偵測器20及該控制模組30係封裝於同一個積體電路，或該生理特徵偵測器20、該控制單元30及該安全元件40係封裝於同 一個積體電路，又或是將該生理特徵偵測器20及該傳輸單元50係封裝於同一個積體電路。

以下說明本實施例之使用方式，當使用者欲利用該身份驗證裝置10進行驗證前，係先將使用者自身之生理特徵向該身份驗證裝置10之安全元件40至少進行一次註冊，使該密鑰單元43預先儲存至少一檢證生理特徵值A2。首先，請參閱第三圖，該身份驗證裝置10之生理特徵偵測器20係偵測並取得由使用者之生理特徵所形成之至少一檢證生理特徵資訊A1，該檢證生理特徵資訊A1復經過該控制模組30之預處理單元33之預處理及該生理特徵演算單元36轉換為至少一檢證生理特徵值A2，該檢證生理特徵值A2再以該安全元件40之密鑰單元43進行加密並儲存於其中。如此，使用者專屬、獨一無二之生理特徵憑證已儲存於該身份驗證裝置10，可利用該身份驗證裝置10進行生理特徵之驗證，以完成身份認證。

請參閱第二及四圖，本實施例之驗證技術係利用該身份驗證裝置10進行使用者之身份驗證以登入一系統或設備。欲進行身份驗證之前，該驗證裝置10之密鑰單元43已預先儲存有一經過密碼演算法加密後的人體特徵值(即該檢證生理特徵值A2)。使用者欲登入時將身體(例如手)靠近該身份驗證裝置10，該身份驗證裝置10之該生理特徵偵測器20係偵測使用者之生理訊號並產生該驗證生理特徵資訊B1，復將該驗證生理特徵資訊B1傳送至該控制模組30。

需說明的是，該生理特徵偵測器20於每次偵測時均取得與該檢證生理特徵值A2相同性質的生理特徵，例如該檢證生理特徵值A2係由偵測脈搏狀態所生成之數值，則該生理特徵偵測器20於身份驗證時亦係偵測使用者之脈搏狀態，使該驗 證裝置10得以相同之生理特徵相互比對，從而進行身份驗證。

該控制模組30接收到該驗證生理特徵資訊B1後，係先行利用該預處理單元33將該驗證生理特徵資訊B1進行預處理，使該驗證生理特徵資訊B1所包含之生理特徵更加明確並精簡該驗證生理特徵資訊B1之容量。其後，該控制模組30再以該生理特徵演算單元36將經過預處理之該驗證生理特徵資訊B1轉換為該驗證生理特徵值B2，並將該驗證生理特徵值B2傳送至該安全元件40之識別單元47。此時，該控制模組30亦將先行儲存於該安全元件40之密鑰單元43之該檢證生理特徵值A2解密後並傳送至該識別單元47。

該識別單元47收到該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2後，係比對並分析該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2，且將比對結果形成一比對資訊C，並將該比對資訊C向該傳輸單元50傳輸。

請參閱第五圖，當該傳輸單元50收到該比對資訊C後，復將該比對資訊C向一系統或設備(本實施例為一電腦90)傳輸，若該比對資訊C之比對結果係驗證成功，使用者係可登入該電腦90；若該比對資訊C之比對結果係驗證失敗，使用者則無法登入該電腦90。

於驗證過程中，若使用者與該身分驗證裝置10之間的距離超過該生理特徵偵測器20可偵測的範圍時，該身分驗證裝置10之身分驗證成功之狀態會被自動撤銷，使用者需再次回到該生理特徵偵測器20可偵測的範圍內重新進行身份驗證作業。

本發明之非接觸式身份驗證裝置之應用廣泛其可設置於電腦、智慧型手機、平板電腦、門禁設備、自動櫃員機、 家電用品、交通工具等裝置或設備，由於本發明之身份驗證裝置係以非接觸偵測方式對使用者進行生理特徵驗證，當使用者於靠近該身份驗證裝置的同時，該身份驗證裝置即完成身份驗證作業，具有極高之驗證效率。其次，本發明之身份驗證裝置之構件成本不高，且偵測方式並不會對人體造成傷害，可確保使用者之身體安全無虞及提升偵測裝置之效益性。再者，本發明之偵測方式具有極高之辨識穩定度，即便使用者受傷、患病、穿戴厚重衣物、手套或身處環境惡劣，本發明之身份驗證裝置仍可對使用者進行驗證，並不受個人因素或外在環境影響辨識能力，且於驗證過程中，使用者不需脫下衣物或手套，增加使用者驗證時之便利性。又一，本發明可對所偵測到之人體生理特徵進行加密，並將之儲存於一硬體式安全元件，如此可確保使用者之個人生理資訊不被有心人士窺探或竊取，進而提升身份驗證裝置之資訊安全性。

請參閱第六圖，本發明第二較佳實施例所提供之身份驗證技術係一非接觸式身份驗證系統70，包含有：一驗證裝置72與一外部裝置76。該驗證裝置72同樣包含有一生理特徵偵測器20、一控制模組30、一傳輸單元50及一電源模組60，其中：該驗證裝置72之該控制模組30係與該生理特徵偵測器20及該傳輸單元50連接，該電源模組60係可對該生理特徵偵測器20、該控制模組30及/或該傳輸單元50供電。該控制模組30係包含有一識別單元47。

該外部裝置76，可為但不限於電腦、智慧型手機、平板電腦、門禁設備、自動櫃員機、家電用品或交通工具等裝置或設備。該外部裝置76更具有一傳訊單元77。

該安全元件40係包含一密鑰單元43，並設於該外部裝置76，於本實施例該安全元件40可為內建於該外部裝置76 (例如智慧型裝置)之其中一處理器核心(例如可信任執行環境，Trusted Execution Environment，TEE)，或裝設於該外部裝置76之用戶身份模組(Subscriber Identity Module，SIM)或記憶卡(例如microSD)。該安全元件40係與該傳訊單元77連接。

使用本實施例之非接觸式身份驗證系統70前，使用者同樣需要先將其生理特徵至少註冊至該安全元件40一次，使該安全元件40之密鑰單元43儲存有一檢證生理特徵值A2。本實施例之使用者生理特徵註冊方式與第一較佳實施例相同，容不贅述。

當使用者欲利用該驗證裝置72進行驗證以登入該外部裝置76時，該驗證裝置72之該生理特徵偵測器20係偵測使用者之生理訊號並產生該驗證生理特徵資訊B1，並將之傳送至該控制模組30。該控制模組30復以該預處理單元33及該生理特徵演算單元36將該驗證生理特徵資訊B1進行預處理及轉換成為該驗證生理特徵值B2，並將該驗證生理特徵值B2傳輸至該識別單元47。

此時，該控制模組30係令設於該外部裝置76之該安全元件40之密鑰單元43透過該傳訊單元77將該檢證生理特徵值A2傳輸至該驗證裝置72之該傳輸單元50，該傳輸單元復將該檢證生理特徵值A2傳輸至該控制模組30之識別單元47，該識別單元47將比對該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2後產生一比對資訊C，並將該比對資訊C透過該傳輸單元50傳輸至該外部裝置76之傳輸單元77，若該比對資訊C之比對結果為驗證通過，則該使用者可登入該外部裝置76，若該比對資訊C之比對結果為驗證失敗，則使用者無法登入該外部裝置76。

請參閱第七、八圖，係本發明之身份驗證技術之第 三較佳實施例，其係為一非接觸式身份驗證系統80，包含有一認證裝置82及一外部裝置86，其中：該認證裝置82包含一安全元件40及一傳輸單元50，該安全元件40及該傳輸單元50係相互連接。該認證裝置82更包含有一電源管理單元84，該電源管理單元84係與該安全元件40及該傳輸單元50係連接。於本實施例，該認證裝置82可為一卡片形式，例如提款卡或電子票證，於本實施例該認證裝置82係為一提款卡，該安全元件40係設於一晶片83。

該外部裝置86包含一生理特徵偵測器20、一控制模組30及一供電模組89，該生理特徵偵測器20及該控制模組30係相互連接。該外部裝置86更包含有一傳訊單元87，該傳訊單元87係與該控制模組30連接。該外部裝置86可為讀卡機、自動加值機或自動櫃員機，於本實施例中，該外部裝置86係為自動櫃員機，並設有一插卡槽88，該插卡槽88內具有一晶片讀取器(未示)，該傳訊單元87係設於該晶片讀取器中。

藉此，請參閱第八圖，本實施例之驗證裝置82之安全元件40係先行儲存有使用者之該檢證生理特徵值A2，當使用者欲藉由該驗證裝置(提款卡)82對該外部裝置(自動櫃員機)86進行操作時，使用者係將該驗證裝置82插入該外部裝置86之插卡槽88，並使該驗證裝置82之晶片83與該外部裝置86之插卡槽88之晶片讀取器連接。

復請參閱第七圖，當該驗證裝置82置入該外部裝置86之插卡槽88時，該外部裝置86之供電模組89係可對該驗證裝置82之電源管理單元84輸電，令該驗證裝置82之電源管理單元84可向該安全元件40及/或該傳輸單元50供電，使該安全元件40及/或該傳輸單元50可藉由該電源管理單元84之電力 進行運作。

可理解的是，若該外部裝置86係為一讀卡機時，該讀卡機可藉由例如但不限於USB連接線或Lightning連接線與一終端(例如電腦)連接，使該電腦對該外部裝置86供電，該外部裝置86之供電模組89再對該驗證裝置82之電源管理單元84輸電，使該驗證裝置82進行運作。

該外部裝置86之生理特徵偵測器20係偵測使用者之生理訊號並產生該驗證生理特徵資訊B1，並將之傳送至該控制模組30，該控制模組30復將該驗證生理特徵資訊B1以該預處理單元33及該生理特徵演算單元36進行預處理及轉換為該驗證生理特徵值B2，並將該驗證生理特徵值B2通過該傳訊單元87傳輸至該認證裝置82之傳輸單元50，該傳輸單元50再將該驗證生理特徵值B2傳輸至該安全元件40之識別單元47。此時，設於該外部裝置86之該控制模組30亦使儲存於該安全元件40之該檢證生理驗證值送至該識別單元47。

待該識別單元47收到該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2後，該識別單元47係比對該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2且產生一比對資訊C，並將該比對資訊C透過該傳輸單元50傳輸至該外部裝置86之傳訊單元87，若該比對資訊C之比對結果為驗證通過，則使用者係可操作該外部裝置86，若該比對資訊C之比對結果為驗證失敗，則使用者無法操作該外部裝置86。

請參閱第九圖，係本發明之身份驗證技術之第四較佳實施例，其係為一非接觸式身份驗證系統80’，其結構概同於第三較佳實施例之結構，同樣包含有一認證裝置82’及一外部裝置86’，差異之處在於： 該控制模組30係設於該認證裝置82’，並與該安全元件40該傳輸單元50連接；該電源管理單元84亦與該控制模組30連接，並可對該控制模組30供電。該外部裝置86’之該生理特徵偵測器20係與該傳訊單元87連接。

本實施例之使用方式亦可如第八圖所示，該認證裝置82’可為一提款卡，該外部裝置86’則為一自動櫃員機，而該認證裝置82’之安全元件40同樣已先行儲存有使用者之該檢證生理特徵值A2。當使用者藉由該驗證裝置82’對該外部裝置86’進行操作時，該外部裝置86’之生理特徵偵測器20係偵測使用者之生理訊號並產生該驗證生理特徵資訊B1，該傳訊單元87係將該驗證生理特徵資訊B1藉由該認證裝置82’之傳輸單元50傳遞至該控制模組30，該控制模組30復將該驗證生理特徵資訊B1以該預處理單元33及該生理特徵演算單元36進行預處理及轉換為該驗證生理特徵值B2，並將該驗證生理特徵值B2傳輸至該安全元件40之識別單元47。此時，該控制模組30亦使儲存於該安全元件40之密鑰單元43之該檢證生理驗證值A2送至該識別單元47。

待該識別單元47收到該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2後，該識別單元47係比對該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2且產生一比對資訊C，並將該比對資訊C透過該傳輸單元50傳輸至該外部裝置86’之傳訊單元87，若該比對資訊C之比對結果為驗證通過，則使用者係可操作該外部裝置86’，若該比對資訊C之比對結果為驗證失敗，則使用者無法操作該外部裝置86’。

第十及十一圖為一系統流程圖，用以說明本發明之非接觸式身份驗證方法，其包含有：一身份註冊程序及一身份驗 證程序，其中，該驗證方法係進行至少一次該身份註冊程序後，才可進行身份驗證程序。請參閱第十圖，該身份註冊程序具有以下步驟：

步驟一：以一生理特徵偵測器20係偵測使用者之生理訊號並取得至少一檢證生理特徵資訊A1。

步驟二：一控制模組30之一預處理單元33係先行對該至少一檢證生理特徵資訊A1進行預處理，再藉由一生理特徵演算單元36將經過預處理之該至少一檢證生理特徵資訊A1轉換為至少一檢證生理特徵值A2，並將該檢證生理特徵值A2傳送至一密鑰單元43。

步驟三：該密鑰單元43藉由至少一密鑰演算法將該檢證生理特徵值A2進行加密，並將加密後之該檢證生理特徵值A2儲存於其中。該檢證生理特徵值23便成為特定使用者所獨有的生理特徵辨識憑證。

如此，該密鑰單元43係儲存有使用者之該檢證生理特徵值A2，並以該檢證生理特徵值A2用於驗證比對使用者之身份，令使用者可進行下述之該身份驗證程序。請參閱第十一圖，該身份驗證程序具有以下步驟：

步驟一：該生理特徵偵測器20係偵測使用者之生理訊號並取得至少一驗證生理特徵資訊B1。

步驟二：該控制模組30之該預處理單元33係先行對該至少一驗證生理特徵資訊B1進行預處理，再藉由該生理特徵演算單元36將經過預處理之該驗證生理特徵資訊B1轉換為至少一驗證生理特徵值B2，並將該驗證生理特徵值B2傳送至該識別單元47。

步驟三：該控制模組30將儲存於該密鑰單元43並 經過加密之該檢證生理特徵值A2解密，並將解密後之該檢證生理特徵值A2傳送至該識別單元47。

步驟四：該識別單元47係比對該驗證生理特徵值B2及該檢證生理特徵值A2，並產生一比對資訊C。

步驟五：一傳輸單元50係以有線或無線傳輸之方式將該比對資訊C向一系統或設備傳送。

步驟六：該系統或設備根據該比對資訊C以接受或拒絕使用者之登入；若該比對資訊C為驗證成功，則該系統或設備接受使用者登入；若該比對資訊C為驗證失敗，則該系統或設備拒絕使用者登入，並返回步驟一重新驗證。

於驗證過程發生中斷時，例如使用者之位置超出該生理特徵偵測器20可偵測的範圍，則該使用者之驗證成功之狀態會自動撤銷或中止，該使用者需重新進行身份驗證作業。

本發明之身份驗證技術係涵蓋非接觸式身份驗證裝置、系統及其方法等技術領域，並可廣泛應用於如電腦、智慧型手機、平板電腦、門禁設備、自動櫃員機、家電用品、交通工具等裝置或設備，且本發明係利用該生理特徵偵測器以非接觸式方式對使用者進行生理偵測，當使用者一接近該生理特徵偵測器係可迅速且立即地偵測使用者之生理特徵資訊，使用者並不需要額外輸入任何的密碼或用戶個人識別號碼，提升身份驗證之快速性及方便性。其次，本發明之驗證技術係為以非接觸方式檢測使用者之呼吸、脈搏、心跳或血壓等生理特徵，並不會對使用者之生理造成傷害，即使係長時間利用本發明之偵測技術進行身份驗證，仍不會對使用者之生理造成影響，確保使用者之生理之安全無虞。再者，本發明之偵測方式並不受個人因素或外在環境影響辨識效果，其可適用於各種不同的情況及場合，即便使用者穿戴 手套、身著厚重衣物、受傷、患病、身處惡劣環境(例如高溫或嚴寒)或是一時身體狀態之改變(例如運動前後)，其仍可準確地偵測使用者之生理特徵並進行驗證，具有極高之辨識穩定度。又一，本發明可對所偵測到之人體生理特徵進行加密，並將之儲存於一硬體式安全元件，並不會將該生理特徵上傳至其它系統或設備，可保護使用者之個人生理資訊，防止使用者之生物特徵遭到窺探或竊取，具有極高之資訊安全性。

上揭諸實施例僅係說明本發明而非限制，所屬技術領域之通常知識者在瞭解本發明之技術手段所為之簡單改變，均應視為本發明之保護範圍。本發明所提供之非接觸式身份驗證裝置、系統及其方法，係為本技術領域所首創之技術，具進步性，爰依法提出申請。

10‧‧‧非接觸式身份驗證裝置

20‧‧‧生理特徵偵測器

21‧‧‧偵測天線

30‧‧‧控制模組

36‧‧‧生理特徵演算單元

40‧‧‧安全元件

43‧‧‧密鑰單元

47‧‧‧識別單元

50‧‧‧傳輸單元

60‧‧‧電源模組

Claims (29)

1. 一種非接觸式身份驗證裝置，包含有：一生理特徵偵測器，係非接觸地偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；一控制模組，具有一生理特徵演算單元，該生理特徵演算單元係將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；一密鑰單元，係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；一識別單元，係比對該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊；一傳輸單元，將該識別單元所產生之該比對資訊以有線或無線傳輸之方式向外傳送。
2. 如請求項1所述之非接觸式身份驗證裝置，其中：該加密的檢證生理特徵值係經該密鑰單元解密，復傳送至該識別單元。
3. 一種非接觸式身份驗證裝置，包含有：一生理特徵偵測器，係非接觸地偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；一控制模組，具有一生理特徵演算單元，該生理特徵演算單元係將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；一密鑰單元，係預先儲存有至少一檢證生理特徵值；一識別單元，係比對該驗證生理特徵值及該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊；一傳輸單元，將該識別單元所產生之該比對資訊以有線或無線傳輸之方式向外傳送。
4. 如請求項1或3所述之非接觸式身份驗證裝置，其中：該生理特徵演算單元具有至少一生理特徵演算法；該至少一驗證生理特徵資訊係經該至少一生理特徵演算法轉換為至少一驗證生理特徵值；該密鑰單元具有至少一密鑰演算法，該至少一檢證生理特徵值係經該密鑰演算法加密及解密。
5. 如請求項1或3所述之非接觸式身份驗證裝置，其中：該檢證生理特徵值係預先儲存於該密鑰單元，供該識別單元進行比對。
6. 如請求項1或3所述之非接觸式身份驗證裝置，更包含有：一安全元件，該密鑰單元及該識別單元係設於該安全元件中。
7. 如請求項1或3所述之非接觸式身份驗證裝置，更包含有：一電源模組，係可對該生理特徵偵測器、該控制模組、該密鑰單元、該識別單元及/或該傳輸單元供電。
8. 如請求項1或3所述之非接觸式身份驗證裝置，其中：該控制模組更包含有一預處理單元，該預處理單元係先將該至少一驗證生理特徵資訊進行預處理；該生理特徵演算單元復將經過預處理之該至少一驗證生理特徵資訊轉換為所述之至少一驗證生理特徵值。
9. 如請求項1或3所述之非接觸式身份驗證裝置，其中：該生理特徵偵測器係以奈秒脈衝近場感測技術或超寬頻感測技術進行偵測。
10. 一種非接觸式身份驗證系統，包含有：一驗證裝置及一外部裝置，其中：該驗證裝置包含：一生理特徵偵測器、一控制模組及一傳輸單元；該生理特徵偵測器係可非接觸地偵測人體之生理特 徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；該控制模組具有一生理特徵演算單元及一識別單元，該生理特徵演算單元將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；該外部裝置包含：一密鑰單元及一傳訊單元；該密鑰單元係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；該傳訊單元係將該至少一檢證生理特徵值經由該驗證裝置之傳輸單元傳輸至該識別單元；該驗證裝置之該識別單元係比對該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊，該傳輸單元係可將該比對資訊回傳至該外部裝置之傳訊單元。
11. 如請求項10所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該生理特徵演算單元具有至少一生理特徵演算法；該至少一驗證生理特徵資訊係經該至少一生理特徵演算法轉換為至少一驗證生理特徵值；該密鑰單元具有至少一密鑰演算法，該至少一檢證生理特徵值係經該至少一密鑰演算法加密及解密。
12. 如請求項10所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該檢證生理特徵值係預先儲存於該外部裝置之該密鑰單元，供該驗證裝置之該識別單元進行比對。
13. 如請求項10所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該加密的檢證生理特徵值係經該密鑰單元解密，復傳送至該驗證裝置之該識別單元。
14. 如請求項10所述之非接觸式身份驗證系統，更包含有：一安全元件，設於該外部裝置；該密鑰單元係設於該安全元件中。
15. 如請求項10所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該驗證裝置更包含有一電源模組，該電源模組係對該生理特徵偵測 器、該控制模組及/或該傳輸單元供電。
16. 一種非接觸式身份驗證系統，包含有：一認證裝置及一外部裝置，其中：該認證裝置包含：一密鑰單元、一識別單元及一傳輸單元；該密鑰單元係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；該外部裝置包含：一生理特徵偵測器、一控制模組及一傳訊單元；該生理特徵偵測器係非接觸地偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；該控制模組具有一生理特徵演算單元，該生理特徵演算單元係將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；該傳訊單元係將該驗證生理特徵值經由該認證裝置之傳輸單元傳輸至該識別單元；該認證裝置之該識別單元係比對該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊，該傳輸單元係可將該比對資訊回傳至該外部裝置之傳訊單元。
17. 一種非接觸式身份驗證系統，包含有：一認證裝置及一外部裝置，其中：該認證裝置包含：一密鑰單元、一控制模組、一識別單元及一傳輸單元；該密鑰單元係加密並儲存有至少一檢證生理特徵值；該控制模組具有一生理特徵演算單元；該外部裝置包含：一生理特徵偵測器及一傳訊單元；該生理特徵偵測器係非接觸地偵測人體之生理特徵，並產生至少一驗證生理特徵資訊；該傳訊單元係可將該驗證生理特徵資訊經由該認證裝置之傳輸單元傳送至該控制模組；該控制模組之生理特徵演算單元係將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值；該識別單元係比對 該驗證生理特徵值及經解密後之該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊，該傳輸單元係可將該比對資訊回傳至該外部裝置之傳訊單元。
18. 如請求項16或17所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該生理特徵演算單元具有至少一生理特徵演算法；該至少一驗證生理特徵資訊係經該至少一生理特徵演算法轉換為至少一驗證生理特徵值；該密鑰單元具有至少一密鑰演算法，該至少一檢證生理特徵值係經該至少一密鑰演算法加密及解密。
19. 如請求項16或17所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該檢證生理特徵值係預先儲存於該認證裝置之該密鑰單元，供該識別單元進行比對。
20. 如請求項16或17所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該加密的檢證生理特徵值係經該密鑰單元解密，復傳送至該識別單元。
21. 如請求項16或17所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該認證裝置更包含有一安全元件，該密鑰單元及該識別單元係設於該安全元件中。
22. 如請求項16或17所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該外部裝置更包含有一供電模組；該認證裝置更包含有一電源管理單元，該電源管理單元係可自該外部裝置之供電模組接收電力，並向該密鑰單元、控制模組、該識別單元及/或該傳輸單元供電。
23. 如請求項10、16或17任一項所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該控制模組更包含有一預處理單元，該預處理單元係可先行將該至少一驗證生理特徵資訊進行預處理，再以該生 理特徵演算單元將經過預處理之該至少一驗證生理特徵資訊轉換為所述之至少一驗證生理特徵值。
24. 如請求項10、16或17任一項所述之非接觸式身份驗證系統，其中：該生理特徵偵測器係以奈秒脈衝近場感測技術或超寬頻感測技術進行偵測。
25. 一種非接觸式身份驗證方法，包含有一身份驗證程序，該身份驗證程序包括以下步驟：步驟一、一生理特徵偵測器係非接觸地偵測並取得一使用者之至少一驗證生理特徵資訊；步驟二、一控制模組藉由一生理特徵演算單元將該至少一驗證生理特徵資訊轉換為至少一驗證生理特徵值，並將該驗證生理特徵值傳送至一識別單元；步驟三、該控制模組使儲存於一密鑰單元並經過加密之至少一檢證生理特徵值解密，並將解密後之該檢證生理特徵值傳送至該識別單元；步驟四、該識別單元比對該驗證生理特徵值及該檢證生理特徵值，並產生一比對資訊。
26. 如請求項25所述之非接觸式身份驗證方法，更包含有：一身份註冊程序，於該身份驗證程序進行前，該驗證方法係先進行至少一次該身份註冊程序；該身份註冊程序包括下列步驟：步驟一、該生理特徵偵測器係非接觸地偵測並取得一使用者之至少一檢證生理特徵資訊；步驟二、該控制模組藉由該生理特徵演算單元將該至少一檢證生理特徵資訊轉換為該至少一檢證生理特徵值，並將該檢證生理特徵值傳送至該密鑰單元； 步驟三、該密鑰單元將該檢證生理特徵值進行加密，並將加密後之該檢證生理特徵值儲存於該密鑰單元中。
27. 如請求項25所述之非接觸式身份驗證方法，更包含有：步驟五、一傳輸單元以有線或無線傳輸之方式將該比對資訊傳送至一系統或設備；步驟六、若該比對資訊為驗證成功，則該系統或設備接受登入；若該比對資訊為驗證失敗，則該系統或設備拒絕登入。
28. 如請求項25所述之非接觸式身份驗證方法，其中：於該身份驗證程序之步驟二，該控制模組之一預處理單元係先行對該至少一驗證生理特徵資訊進行預處理，再以該生理特徵演算單元將經過預處理之該至少一驗證生理特徵資訊轉換為所述之至少一驗證生理特徵值。
29. 如請求項26所述之非接觸式身份驗證方法，其中：於該身份註冊程序之步驟二，該控制模組之一預處理單元係先行對該至少一檢證生理特徵資訊進行預處理，再以該生理特徵演算單元將經過預處理之該至少一檢證生理特徵資訊轉換為所述之至少一檢證生理特徵值。