チャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム
【課題】生体情報を用いより短時間に高いセキュリティで認証可能な指静脈認証システムを提供する。
【解決手段】ネットワーク３を介して接続された、指静脈パターンを用いる認証要求を行う指静脈認証要求装置１と、認証要求に応じて認証を行い認証結果を返信する指静脈照合処理サーバ２とを備え、指静脈認証要求装置１は、指静脈を撮像する手段１１と、撮像された画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する不図示の手段と、表示入力手段１２と、通信手段１３と、指静脈照合処理サーバ２と応答して必要な情報を送信する不図示の制御管理手段とを有し、指静脈照合処理サーバ２は、静脈データベース２１と、照合対象の部位を決定する要求情報決定部２２と、情報送受信部２３と、指静脈認証要求装置１から受信した指静脈パターンを照合して本人認証する指静脈パターン照合部２４とを有し、初めに部分的な照合を行って候補を限定する構成を有している。
【解決手段】ネットワーク３を介して接続された、指静脈パターンを用いる認証要求を行う指静脈認証要求装置１と、認証要求に応じて認証を行い認証結果を返信する指静脈照合処理サーバ２とを備え、指静脈認証要求装置１は、指静脈を撮像する手段１１と、撮像された画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する不図示の手段と、表示入力手段１２と、通信手段１３と、指静脈照合処理サーバ２と応答して必要な情報を送信する不図示の制御管理手段とを有し、指静脈照合処理サーバ２は、静脈データベース２１と、照合対象の部位を決定する要求情報決定部２２と、情報送受信部２３と、指静脈認証要求装置１から受信した指静脈パターンを照合して本人認証する指静脈パターン照合部２４とを有し、初めに部分的な照合を行って候補を限定する構成を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザＩＤ及びパスワードとは異なる生体情報に基づいて、より短時間に本人認証を行うことが可能なチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、個人情報、機密情報等の情報を管理する建物、部屋、システム等へのアクセス、即ち、より厳格な本人確認を必要とするアクセスにおける認証技術として、ユーザＩＤとパスワードの代わりに、指紋、虹彩、音声、静脈等の身体の一部を認証鍵として用いるバイオメトリクス認証技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、参照。）。
【０００３】
特に、指静脈の分布パターン（以下、指静脈パターンという。）を認証鍵として用いる認証方法は外部から視認不可能な体内の特長を用いるものであるため、認証鍵の偽造は極めて困難であり、又心理的な抵抗も少ないとされ、この認証方法は、金融機関等において広く採用されてきている。
【０００４】
ここで、指静脈パターンを認証鍵とする認証方法では、アクセス時に認証鍵用の指静脈パターンを読み取って認証サーバに送信し、認証サーバが予め登録していた指静脈パターンと照合して認証することが行われる。しかしながら、近年の認証鍵の多様化に応じて多様なパターンマッチングを行う必要があると共にパターンマッチングには大きな処理時間を要するため、生体情報のみを用いかつ多数の認証鍵が登録されている場合、処理時間、即ち待ち時間が長くなってしまう。
【０００５】
特許文献２には、待ち時間の長時間化の対策として、例えば、金融機関の現金自動預払機において、個人認証処理と並行してユーザに金額の入力等の入力操作をユーザの空いている手で行うことが可能な技術が記載されている。入力操作の完了までに照合処理を行うことによって、処理時間の長さをユーザに意識させないようにしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、認証完了までに所定時間を要する操作をユーザに要求するものであり、例えば、単に入退室等の短時間にユーザの操作が完了してしまう構成には有効に適用できない。即ち、登録ユーザ数が所定数以上になった場合、待ち時間が生じてしまうことになる。
【０００７】
このため、照合対象を限定して待ち時間を短縮させる技術が知られている。この技術では、生体情報の他に例えばユーザＩＤとパスワードの入力が必要とされ、又は、予め本人の指静脈パターンが記録されたＩＣカードが使用される。これによって、現実的な待ち時間となっている。
【特許文献１】特開２００２−０８３２９８号公報
【特許文献１】特開２００４−２６５２６９号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ユーザＩＤとパスワード、又はＩＣカードを使用する従来の指静脈認証技術では、生体情報を用いる利点が適切に発揮できないという問題を有していた。例えば、認証に使用されるユーザＩＤとパスワードやＩＣカードの管理は当然各ユーザ各人にも求められるため、ユーザＩＤやパスワードを忘却したり、ＩＣカードを置き忘れたりして、情報にアクセスできない場合がある。また、ＩＣカードを紛失した場合は、ＩＣカード内の指静脈パターンの情報が読み取られ、偽造される虞等がそのまま残っている。
【０００９】
また、指静脈パターンを認証に用いる従来技術では、１つの指静脈パターンの照合が行われ、通常、この指静脈パターンとして右手又は左手の人差し指の指静脈パターンが登録者によって設定されている。そのため、例えば通信中に指静脈パターンが不正に取得され解読された場合、その指静脈パターンを持つ指の擬似物の製造を容易化することとなる。
【００１０】
以上の現状に鑑み、本発明の目的は、生体情報を用いより短時間に認証可能であると共に偽造物の製造をより困難にすることが可能なチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、ネットワークを介して通信可能に接続された、指静脈パターンを介する認証の認証要求を行う指静脈認証要求装置と、前記認証要求を受信して認証結果を返信する指静脈照合処理サーバとを備えた認証システムであって、前記指静脈認証要求装置は、少なくとも入力させる手及び指に関する情報を表示する表示入力手段と、入力された指の指静脈を撮像する静脈画像撮像手段と、撮像して得られた指静脈の画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する指静脈パターン生成手段と、前記指静脈照合処理サーバに指静脈パターンを介する認証の認証要求を行い、前記指静脈照合処理サーバからの要求に応じて対応する指静脈パターンの一部又は全部を含む情報を返信する制御管理手段と、を有し、前記指静脈照合処理サーバは、登録者毎に各指の指静脈パターンを格納する静脈データベースと、前記認証要求に応じて指静脈パターンにおける照合対象の部位をランダムに決定する要求情報決定部と、前記指静脈認証要求装置から前記認証要求を受信し、前記要求情報決定部が決定した照合対象の部位に関する情報を返信して要求を行い、認証結果を返信する情報送受信部と、前記要求に応じて前記指静脈認証要求装置から受信した指静脈パターンの一部又は全部を前記静脈データベースに格納された指静脈パターンの対応する部分と照合して前記情報送受信部が送信する認証結果を生成する指静脈パターン照合部と、有し、前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈認証要求装置と通信して、まず前記要求情報決定部によってその都度決定された指静脈パターンの一部を介して照合を１回又は複数回行い、全てについて照合したときに、全指静脈パターンを介した照合を前記指静脈パターンの一部を介した照合で照合した指について１回又は複数回行い、全て照合したときに認証することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムにおいて、前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈パターンの一部を介した照合を本人の候補の数を所定の閾値以下に限定するまで所定の設定回数の範囲内で行い、前記設定回数の範囲内で本人の候補の数が所定の閾値以下に限定されないときに、最後の照合に用いた指静脈パターンの一部を新たにランダムに決定して本人の候補の数を前記所定の閾値以下に限定する照合を所定回数繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、ネットワークを介して通信可能に接続された、指静脈パターンを介する認証の認証要求を行う指静脈認証要求装置と、認証要求を受信して認証結果を返信する指静脈照合処理サーバとを備えた認証システムであって、指静脈認証要求装置は、少なくとも入力させる手及び指に関する情報を表示する表示入力手段と、入力された指の指静脈を撮像する静脈画像撮像手段と、撮像して得られた指静脈の画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する指静脈パターン生成手段と、指静脈照合処理サーバに指静脈パターンを介する認証の認証要求を行い、指静脈照合処理サーバからの要求に応じて対応する指静脈パターンの一部又は全部を含む情報を返信する制御管理手段と、を有し、指静脈照合処理サーバは、登録者毎に各指の指静脈パターンを格納する静脈データベースと、認証要求に応じて指静脈パターンにおける照合対象の部位をランダムに決定する要求情報決定部と、指静脈認証要求装置から認証要求を受信し、要求情報決定部が決定した照合対象の部位に関する情報を返信して要求を行い、認証結果を返信する情報送受信部と、要求に応じて指静脈認証要求装置から受信した指静脈パターンの一部又は全部を静脈データベースに格納された指静脈パターンの対応する部分と照合して情報送受信部が送信する認証結果を生成する指静脈パターン照合部と、を有し、指静脈照合処理サーバが、指静脈認証要求装置と通信して、まず要求情報決定部によってその都度決定された指静脈パターンの一部を介して照合を１回又は複数回行い、全てについて照合したときに、全指静脈パターンを介した照合を指静脈パターンの一部を介した照合で照合した指について１回又は複数回行い、全て照合したときに認証するため、生体情報を用いより短時間に認証可能であると共に偽造物の製造をより困難にすることが可能なチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムを実現することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、上記請求項１の効果に加えて、指静脈照合処理サーバが、指静脈パターンの一部を介した照合を本人の候補の数を所定の閾値以下に限定するまで所定の設定回数の範囲内で行い、設定回数の範囲内で本人の候補の数が所定の閾値以下に限定されないときに、最後の照合に用いた指静脈パターンの一部を新たにランダムに決定して本人の候補の数を所定の閾値以下に限定する照合を所定回数繰り返すため、認証をより確実に短時間で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明によるチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムの一実施例を模式的に示すブロック構成図である。チャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム１００は、図１に示すように、ネットワーク３を介して相互に通信可能に接続された、指静脈パターンを用いて認証を要求する指静脈認証要求装置１と、指静脈認証要求装置１からの要求に応じて認証を行って認証結果を返信する指静脈照合処理サーバ２とを備える。
【００１６】
指静脈認証要求装置１は、指が入力されたことを検知し所定の波長の透過光で指静脈を撮像する静脈画像撮像手段１１と、撮像された画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する不図示の指静脈パターン生成手段と、所定の情報を表示し操作情報等を入力させるタッチパネル等からなる表示入力手段１２と、ネットワーク３を介して指静脈照合処理サーバ２と通信する通信手段１３と、制御及び情報の管理、記憶等を行う不図示の制御管理手段とを備える。
【００１７】
ここで、静脈画像撮像手段１１は、制御管理手段からの要求に応じて、指を透過する波長の光を照射して指の透過画像を生成し、指の配置等に対する幾何学的な正規化、補正等を施す。また、指静脈パターン生成手段は、静脈画像撮像手段１１から出力された正規化等の処理後の画像中の指静脈を追跡して分類し、Ｍ×Ｎ個のピクセルのそれぞれに分類に応じて得点を設定し指静脈パターンを生成する。
【００１８】
ここで、分類に応じて設定される得点は、例えば４段階に設定されるのでもよい。具体的には、「指の外側」のピクセルには“００”が、「指内ではあるが血管がないとされる」ピクセルには“０１”が、「血管の存在確率が所定値以上」ピクセルには“１１”が、これ以外の血管の存在確率を有するピクセルには“１０”が、それぞれ２ビットで与えられる。なお、得点に関しては、“０１”以上を血管の存在確率に応じて例えば“１１１１”（４ビット）、“１１１１１１１１”
（８ビット）までの値に細分するのでもよい。
【００１９】
図２は、このように処理して得られた指静脈パターンの一例を模式的に示す図である。図２において、指の輪郭２０１に囲まれた指静脈２０２の画像と、指の外側のピクセル２０３とが示されている。制御管理手段は、表示入力手段を介してログイン等のアクセスが検出された場合、静脈画像撮像手段１１に指の透過画像の読み取り等を要求し、指静脈パターン生成手段から出力された指静脈パターンを、通信手段１３を介して指静脈照合処理サーバ２に送信すると共に、記憶し、管理する。また、このようにして得られた指静脈パターンは、指静脈照合処理サーバ２に予め参照用として格納されている。
【００２０】
指静脈照合処理サーバ２は、指静脈認証要求装置１に照合する部位を要求して認証を行う構成になっており、そのために、登録者毎に指静脈パターンを格納する静脈データベース２１と、照合対象の部位を決定する要求情報決定部２２と、認証要求を受信して認証結果等を送信する情報送受信部２３と、指静脈認証要求装置１から受信した指静脈パターンを照合して本人認証する指静脈パターン照合部２４とを備えている。ここで、静脈データベース２１には、チャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム１００を利用する全ユーザの１０本の指の指静脈パターンが登録されている。
【００２１】
図３は、静脈データベースのデータ構成の一例を示す説明図である。静脈データベース２１は、登録者名３０１と対応する各指の指静脈パターン情報３１１〜３２０とから構成され、各指の指静脈パターン情報３１１〜３２０は、さらにＭ×Ｎ個のピクセルに対応させて細分化されている。例えば、右手親指の指静脈パターン情報３１１は、ピクセル（１，１）についてのピクセル情報３３１からピクセル（Ｍ，Ｎ）についてのピクセル情報３３２までの、Ｍ×Ｎ個に細分化されて、それぞれ分類に応じて“００”から“１１”までの２ビット、血管の存在確率に応じて４、８ビット等の値が設定される。以下、説明の都合上、得点は分類に応じて２ビットで設定されるものとする。
【００２２】
本発明によるチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム１００は、まず、指静脈パターンの一部を例えば複数の指に関して繰り返し照合する、所謂チャレンジ＆レスポンス方式により静脈データベース２１から本人候補レコードの選定処理を行って候補の指静脈パターンが格納されたレコード数を十分に限定し、その後、時間を要する指静脈パターン全体の照合を行う。
【００２３】
図４は、本人候補レコードの選定処理についてのフローチャートである。まず、表示入力手段１２に表示されているログインボタンが押下されたとき、指静脈認証要求装置１の制御管理手段はログイン開始の要求を、通信手段１３を介して指静脈照合処理サーバ２へ送信し（Ｓ１０１）、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３はログイン開始の要求を受信して要求情報決定部２２に出力する（Ｓ１０２）。
【００２４】
次に、要求情報決定部２２は、入力を要求する手と指をランダムに決定しこれを特定する手指特定情報を生成して所定の記憶手段に格納し（Ｓ１０３）、さらに、照合対象ピクセルを決定しこれを特定するピクセル特定情報を生成する（Ｓ１０４）。ここで、照合対象ピクセルは、上記の得点が“１１”の値をとるピクセル（以下、基本ピクセルという。）の中からランダムに決定された１つのピクセルを含む縦横Ｋ×Ｌ個のピクセルとして決定される。照合対象ピクセルをこのように構成することによって、認証に使用しない「指の外側」での処理を回避でき、照合対象を必ず含めることが可能となる。また、照合対象ピクセルは、その縦横のサイズが対応する指静脈パターンのサイズＭ、Ｎと比較してそれぞれ５〜１０％内となるようにランダムに決定される。以下、照合対象ピクセルから基本ピクセルを除いたものを配位ピクセルという。なお、要求情報決定部２２は、基本ピクセルの決定について、予め決められているピクセルの順番で“１１”の値をとるものの番号（例えば、５番目等。）を指静脈認証要求装置１に送信し、指静脈認証要求装置１の制御管理手段がこれに応じて、該当するピクセルを基本ピクセルとして決定し、このピクセルの位置を特定する情報とこのピクセルに対応する照合対象ピクセルを指静脈照合処理サーバに送信するのでもよい。
【００２５】
次に、情報送受信部２３は、上記で生成された手指特定情報とピクセル特定情報を指静脈認証要求装置１に送信する（Ｓ１０５）。ここで、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５での処理を“チャレンジ処理”、送信する情報を“チャレンジ情報”という。次に、指静脈認証要求装置１は、チャレンジ情報を受信し（Ｓ１０６）、受信したチャレンジ情報に基づいて入力させる指を表示入力手段１２に表示する（Ｓ１０７）。
【００２６】
ステップＳ１０７の表示後に指が置かれたことを指静脈認証要求装置１の静脈画像撮像手段１１が検知したとき、静脈画像撮像手段１１は上記のように指の透過画像を読み取り、指静脈パターン生成手段は指静脈パターンを取得し、制御管理手段は指静脈パターンを記憶する（Ｓ１０８）。次に、制御管理手段は、通信手段１３を介して、ステップＳ１０８で得られた指静脈パターン中のチャレンジ情報に基づいて特定されるピクセル情報を指静脈照合処理サーバ２へ送信する（Ｓ１０９）。ここで、ステップＳ１０８及びＳ１０９で行われる処理からなる処理をレスポンス処理といい、ステップＳ１０９で送信されるピクセル情報をレスポンス情報という。
【００２７】
次に、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３はステップＳ１０９で送信されたピクセル情報を受信し（Ｓ１１０）、指静脈パターン照合部２４がピクセル照合を行う（Ｓ１１１）。ここで、ピクセル照合では、レスポンス情報と静脈データベース２１の指静脈パターンにおける対応するＫ×Ｌ個のピクセルの設定値が個々に照合され、基本ピクセルについて照合し、かつ全体の合致率が５０％以上となるレコードを本人候補レコードとして抽出される。例えばＫが３でＬが４の１２個のピクセルに対して、基本ピクセルを含み６個以上照合されたとき、対応する参照データが記録されているレコードを“本人候補レコード”として抽出する。
【００２８】
次に、指静脈パターン照合部２４は、１つ以上の本人候補レコードがあるか否かを判断し（Ｓ１１２）、本人候補レコードがないと判断された場合、処理は、ステップＳ１１６に跳ぶ。ステップＳ１１２で本人候補レコードがあると判断された場合、指静脈パターン照合部２４は、本人候補レコードの数が予め設定された閾値以下であるか否かをする（Ｓ１１３）。ここで、ステップＳ１１３で比較される閾値は、照合に要する処理時間を許容範囲に収めるように決定されるものであり、指静脈照合処理サーバ２の性能などにより上下する。
【００２９】
ステップＳ１１３で閾値以下であると判断された場合、指静脈パターン照合部２４は、ステップＳ１１１で算出された合致率を記憶し（Ｓ１１４）、１本の指についての処理は終了する。
【００３０】
ステップＳ１１３で閾値以下でないと判断された場合、指静脈パターン照合部２４は、本人候補レコードの数の絞込みために、まず、ピクセル照合の実行回数が３回を超えているか否かを判断し（Ｓ１１５）、超えているか否かに応じて異なる処理を行う。即ち、指静脈パターン照合部２４は、３回以下と判断した場合はステップＳ１０３に跳び、上記のステップＳ１０３以降の処理を繰り返し、３回を超えていると判断した場合はユーザの負担を回避するためステップＳ１１６以降のリトライ処理を実行する。
【００３１】
リトライ処理では、指静脈パターン照合部２４は、まず、既に指定されている手と指についての指静脈パターンにおける異なる基本ピクセルを含む照合対象ピクセルを決定し、このピクセル特定情報を生成して指静脈認証要求装置１に要求する（Ｓ１１６）。ここで生成される情報をリトライ情報という。
【００３２】
次に、指静脈パターン照合部２４は、リトライ処理の回数が５回を超えているか否かを判断し（Ｓ１１７）、超えていると判断したとき、処理を終了する。ステップＳ１１７で超えていないと判断したとき、指静脈パターン照合部２４は、ステップＳ１０９以降の処理を上記のように繰り返す。
【００３３】
ステップＳ１１２で本人候補レコードがないと判断された場合、処理はステップＳ１１６に跳び、指静脈パターン照合部２４は、ステップＳ１１６のリトライ処理及び上記で説明した以降の処理を行う。
【００３４】
図５は、全指静脈パターン照合処理についてのフローチャートである。以下では、上記の本人候補レコードの選定処理で複数の指について照合が得られているものとして説明する。上記のように本人候補レコードの選定処理によって照合対象のレコードが限定されているので、全指静脈パターン照合処理では、限定されたレコードを対象により正確に指静脈パターン全体を用いた照合が行われる。
【００３５】
まず、指静脈照合処理サーバ２の要求情報決定部２２は、第２のチャレンジ情報を指静脈認証要求装置１に送信する（Ｓ２０１）。ここで、第２のチャレンジ情報は、指静脈認証要求装置１と指静脈照合処理サーバ２との間で予め規定されたステップでの指静脈パターンを要求する情報等であり、以下では、説明の都合上、本人候補レコードの選定処理で最初に照合したステップでの指静脈パターンを要求する情報とする。以下、ステップＳ２０１での処理を第２のチャレンジ処理という。
【００３６】
次に、指静脈認証要求装置１の通信手段１３は、第２のチャレンジ情報を受信し、制御管理手段は上記のステップＳ１０８で格納した指静脈パターンを暗号化し第２のレスポンス情報として、通信手段１３を介して指静脈照合処理サーバ２に送信する（Ｓ２０２）。以下、ステップＳ２０２での処理を第２のレスポンス処理という。
【００３７】
次に、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３が、ステップＳ２０２で送信された第２のレスポンス情報を受信し、指静脈パターン照合部２４が、第２の完全ピクセル照合処理を実行する（Ｓ２０３）。ここで、第２の完全ピクセル照合処理では、本人候補レコードの選定処理で限定された全ての本人候補レコードを対象に照合が行われる。
【００３８】
また、第２の完全ピクセル照合処理では、受信した指静脈パターンが解読され、上記の選定処理後に記憶されている合致率のリストに対して降順のソートが行われ、ソート後の先頭の合致率（即ち、最も高い合致率）に対応する本人候補レコードのリストについて先頭から照合が行われ、合致率が８０％を超えた指静脈パターンがあった場合にこれが格納されているレコードを最終本人候補レコードとして保持する。
【００３９】
次に、指静脈パターン照合部２４は、最終本人候補レコードが存在するか否かを判断し（Ｓ２０４）、存在しないと判断されたとき、本人認証ができなかったことを指静脈認証要求装置１に通知し（Ｓ２０５）、指静脈認証要求装置１の制御管理手段はログイン不可画面を生成して表示入力手段１２にこの旨を表示させる（Ｓ２０６）。
【００４０】
ステップＳ２０４で最終本人候補レコードが存在すると判断としたとき、指静脈照合処理サーバ２の要求情報決定部２２は、第３のチャレンジ情報を指静脈認証要求装置１に送信する（Ｓ２０７）。ここで、第３のチャレンジ情報は、指静脈認証要求装置１と指静脈照合処理サーバ２との間で予め規定されたステップでの指静脈パターンを要求する情報等であり、以下では、説明の都合上、対象の最終本人候補レコードに対応する登録者の２回目の本人候補レコードの選定処理で照合した指静脈パターン（以下、２回目照合パターンという。）を要求する情報とする。以下、ステップＳ２０７での処理を第３のチャレンジ処理という。
【００４１】
次に、指静脈認証要求装置１の制御管理手段は、第３のチャレンジ情報を受信して、２回目照合パターンを暗号化し、第３のレスポンス情報として指静脈照合処理サーバ２に送信する（Ｓ２０８）。以下、ステップＳ２０８での処理を第３のレスポンス処理という。
【００４２】
次に、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３が、ステップＳ２０８で送信された第３のレスポンス情報を受信し、指静脈パターン照合部２４が、第３の完全ピクセル照合処理を実行する（Ｓ２０９）。ここで、第３の完全ピクセル照合処理では、２回目照合パターンが記録された全てのレコードを対象に、指静脈パターン相互の照合が行われる。
【００４３】
次に、指静脈パターン照合部２４は、第３の完全ピクセル照合処理で、合致率が８０％を超えた指静脈パターンがあるか否かを判断し（Ｓ２１０）、有ると判断した場合は、本人認証が完了したことを指静脈認証要求装置１に通知し（Ｓ２１１）、指静脈認証要求装置１の制御管理手段はログイン完了画面を生成して表示入力手段１２にこの旨を表示させる（Ｓ２１２）。
【００４４】
ステップＳ２１０で合致率が８０％を超えた指静脈パターンがないと判断した場合、指静脈パターン照合部２４は、次のレコードが有るか否かを判断し（Ｓ２１３）、有ると判断した場合、次のレコードを対象とする要求を指静脈認証要求装置１に送信し（Ｓ２１４）、処理はステップＳ２０９に跳び、上記の処理が繰り返される。ステップＳ２１３で次のレコードがないと判断された場合、処理はステップＳ２０５に跳び以降の認証不可を通知する処理が繰り返される。
【００４５】
なお、上記の本人候補レコードや最終本人候補レコードを抽出するための合致率の判定値、要求するピクセル面積の値、リトライ処理の回数等は、システムを構成する機器やネットワークの性能、登録ユーザ数、セキュリティレベル等のシステムの利用状況や実装環境に応じて、最適な値に設定できるものである。
【００４６】
また、指静脈パターンと参照パターンとが１対１となる一般的な指静脈認証システムにおいては、上記の合致率などが通常非常に高く設定されている。このため、指静脈装置や体調の具合などにより、本人であっても本人認証されない可能性があるが、本発明によれば複数の指で繰り返し照合することで合致率をある程度低く設定することが可能となる。これは、例えば、１本の指の血管が類似している人間はいても、複数の指の血管が全て類似している人間は殆んどおらず、３本の指に対して合致率が各々８０％以上であることは、人差指のみで合致率が９０％以上であることと同等であるためである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムの一実施例を模式的に示すブロック構成図である。
【図２】このように処理して得られた指静脈パターンの一例を模式的に示す図である。
【図３】静脈データベースのデータ構成の一例を示す説明図である。
【図４】本人候補レコードの選定処理についてのフローチャートである。
【図５】全指静脈パターン照合処理についてのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 指静脈認証要求装置
２ 指静脈照合処理サーバ
３ ネットワーク
１１ 静脈画像撮像手段
１２ 表示入力手段
１３ 通信手段
２１ 静脈データベース
２２ 要求情報決定部
２３ 情報送受信部
２４ 指静脈パターン照合部
１００ チャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム
２０１ 指の輪郭
２０２ 指静脈
２０３ 指の外側のピクセル
３０１ ユーザ名
３１１ 右手親指の指静脈パターン情報
３１２ 右手人差指の指静脈パターン情報
３１３ 右手中指の指静脈パターン情報
３１４ 右手薬指の指静脈パターン情報
３１５ 右手小指の指静脈パターン情報
３１６ 左手親指の指静脈パターン情報
３１７ 左手人差指の指静脈パターン情報
３１８ 左手中指の指静脈パターン情報
３１９ 左手薬指の指静脈パターン情報
３２０ 左手小指の指静脈パターン情報
３３１ ピクセル（１，１）についてのピクセル情報
３３２ ピクセル（Ｍ，Ｎ）についてのピクセル情報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザＩＤ及びパスワードとは異なる生体情報に基づいて、より短時間に本人認証を行うことが可能なチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、個人情報、機密情報等の情報を管理する建物、部屋、システム等へのアクセス、即ち、より厳格な本人確認を必要とするアクセスにおける認証技術として、ユーザＩＤとパスワードの代わりに、指紋、虹彩、音声、静脈等の身体の一部を認証鍵として用いるバイオメトリクス認証技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、参照。）。
【０００３】
特に、指静脈の分布パターン（以下、指静脈パターンという。）を認証鍵として用いる認証方法は外部から視認不可能な体内の特長を用いるものであるため、認証鍵の偽造は極めて困難であり、又心理的な抵抗も少ないとされ、この認証方法は、金融機関等において広く採用されてきている。
【０００４】
ここで、指静脈パターンを認証鍵とする認証方法では、アクセス時に認証鍵用の指静脈パターンを読み取って認証サーバに送信し、認証サーバが予め登録していた指静脈パターンと照合して認証することが行われる。しかしながら、近年の認証鍵の多様化に応じて多様なパターンマッチングを行う必要があると共にパターンマッチングには大きな処理時間を要するため、生体情報のみを用いかつ多数の認証鍵が登録されている場合、処理時間、即ち待ち時間が長くなってしまう。
【０００５】
特許文献２には、待ち時間の長時間化の対策として、例えば、金融機関の現金自動預払機において、個人認証処理と並行してユーザに金額の入力等の入力操作をユーザの空いている手で行うことが可能な技術が記載されている。入力操作の完了までに照合処理を行うことによって、処理時間の長さをユーザに意識させないようにしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、認証完了までに所定時間を要する操作をユーザに要求するものであり、例えば、単に入退室等の短時間にユーザの操作が完了してしまう構成には有効に適用できない。即ち、登録ユーザ数が所定数以上になった場合、待ち時間が生じてしまうことになる。
【０００７】
このため、照合対象を限定して待ち時間を短縮させる技術が知られている。この技術では、生体情報の他に例えばユーザＩＤとパスワードの入力が必要とされ、又は、予め本人の指静脈パターンが記録されたＩＣカードが使用される。これによって、現実的な待ち時間となっている。
【特許文献１】特開２００２−０８３２９８号公報
【特許文献１】特開２００４−２６５２６９号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ユーザＩＤとパスワード、又はＩＣカードを使用する従来の指静脈認証技術では、生体情報を用いる利点が適切に発揮できないという問題を有していた。例えば、認証に使用されるユーザＩＤとパスワードやＩＣカードの管理は当然各ユーザ各人にも求められるため、ユーザＩＤやパスワードを忘却したり、ＩＣカードを置き忘れたりして、情報にアクセスできない場合がある。また、ＩＣカードを紛失した場合は、ＩＣカード内の指静脈パターンの情報が読み取られ、偽造される虞等がそのまま残っている。
【０００９】
また、指静脈パターンを認証に用いる従来技術では、１つの指静脈パターンの照合が行われ、通常、この指静脈パターンとして右手又は左手の人差し指の指静脈パターンが登録者によって設定されている。そのため、例えば通信中に指静脈パターンが不正に取得され解読された場合、その指静脈パターンを持つ指の擬似物の製造を容易化することとなる。
【００１０】
以上の現状に鑑み、本発明の目的は、生体情報を用いより短時間に認証可能であると共に偽造物の製造をより困難にすることが可能なチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、ネットワークを介して通信可能に接続された、指静脈パターンを介する認証の認証要求を行う指静脈認証要求装置と、前記認証要求を受信して認証結果を返信する指静脈照合処理サーバとを備えた認証システムであって、前記指静脈認証要求装置は、少なくとも入力させる手及び指に関する情報を表示する表示入力手段と、入力された指の指静脈を撮像する静脈画像撮像手段と、撮像して得られた指静脈の画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する指静脈パターン生成手段と、前記指静脈照合処理サーバに指静脈パターンを介する認証の認証要求を行い、前記指静脈照合処理サーバからの要求に応じて対応する指静脈パターンの一部又は全部を含む情報を返信する制御管理手段と、を有し、前記指静脈照合処理サーバは、登録者毎に各指の指静脈パターンを格納する静脈データベースと、前記認証要求に応じて指静脈パターンにおける照合対象の部位をランダムに決定する要求情報決定部と、前記指静脈認証要求装置から前記認証要求を受信し、前記要求情報決定部が決定した照合対象の部位に関する情報を返信して要求を行い、認証結果を返信する情報送受信部と、前記要求に応じて前記指静脈認証要求装置から受信した指静脈パターンの一部又は全部を前記静脈データベースに格納された指静脈パターンの対応する部分と照合して前記情報送受信部が送信する認証結果を生成する指静脈パターン照合部と、有し、前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈認証要求装置と通信して、まず前記要求情報決定部によってその都度決定された指静脈パターンの一部を介して照合を１回又は複数回行い、全てについて照合したときに、全指静脈パターンを介した照合を前記指静脈パターンの一部を介した照合で照合した指について１回又は複数回行い、全て照合したときに認証することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムにおいて、前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈パターンの一部を介した照合を本人の候補の数を所定の閾値以下に限定するまで所定の設定回数の範囲内で行い、前記設定回数の範囲内で本人の候補の数が所定の閾値以下に限定されないときに、最後の照合に用いた指静脈パターンの一部を新たにランダムに決定して本人の候補の数を前記所定の閾値以下に限定する照合を所定回数繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、ネットワークを介して通信可能に接続された、指静脈パターンを介する認証の認証要求を行う指静脈認証要求装置と、認証要求を受信して認証結果を返信する指静脈照合処理サーバとを備えた認証システムであって、指静脈認証要求装置は、少なくとも入力させる手及び指に関する情報を表示する表示入力手段と、入力された指の指静脈を撮像する静脈画像撮像手段と、撮像して得られた指静脈の画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する指静脈パターン生成手段と、指静脈照合処理サーバに指静脈パターンを介する認証の認証要求を行い、指静脈照合処理サーバからの要求に応じて対応する指静脈パターンの一部又は全部を含む情報を返信する制御管理手段と、を有し、指静脈照合処理サーバは、登録者毎に各指の指静脈パターンを格納する静脈データベースと、認証要求に応じて指静脈パターンにおける照合対象の部位をランダムに決定する要求情報決定部と、指静脈認証要求装置から認証要求を受信し、要求情報決定部が決定した照合対象の部位に関する情報を返信して要求を行い、認証結果を返信する情報送受信部と、要求に応じて指静脈認証要求装置から受信した指静脈パターンの一部又は全部を静脈データベースに格納された指静脈パターンの対応する部分と照合して情報送受信部が送信する認証結果を生成する指静脈パターン照合部と、を有し、指静脈照合処理サーバが、指静脈認証要求装置と通信して、まず要求情報決定部によってその都度決定された指静脈パターンの一部を介して照合を１回又は複数回行い、全てについて照合したときに、全指静脈パターンを介した照合を指静脈パターンの一部を介した照合で照合した指について１回又は複数回行い、全て照合したときに認証するため、生体情報を用いより短時間に認証可能であると共に偽造物の製造をより困難にすることが可能なチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムを実現することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、上記請求項１の効果に加えて、指静脈照合処理サーバが、指静脈パターンの一部を介した照合を本人の候補の数を所定の閾値以下に限定するまで所定の設定回数の範囲内で行い、設定回数の範囲内で本人の候補の数が所定の閾値以下に限定されないときに、最後の照合に用いた指静脈パターンの一部を新たにランダムに決定して本人の候補の数を所定の閾値以下に限定する照合を所定回数繰り返すため、認証をより確実に短時間で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明によるチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムの一実施例を模式的に示すブロック構成図である。チャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム１００は、図１に示すように、ネットワーク３を介して相互に通信可能に接続された、指静脈パターンを用いて認証を要求する指静脈認証要求装置１と、指静脈認証要求装置１からの要求に応じて認証を行って認証結果を返信する指静脈照合処理サーバ２とを備える。
【００１６】
指静脈認証要求装置１は、指が入力されたことを検知し所定の波長の透過光で指静脈を撮像する静脈画像撮像手段１１と、撮像された画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する不図示の指静脈パターン生成手段と、所定の情報を表示し操作情報等を入力させるタッチパネル等からなる表示入力手段１２と、ネットワーク３を介して指静脈照合処理サーバ２と通信する通信手段１３と、制御及び情報の管理、記憶等を行う不図示の制御管理手段とを備える。
【００１７】
ここで、静脈画像撮像手段１１は、制御管理手段からの要求に応じて、指を透過する波長の光を照射して指の透過画像を生成し、指の配置等に対する幾何学的な正規化、補正等を施す。また、指静脈パターン生成手段は、静脈画像撮像手段１１から出力された正規化等の処理後の画像中の指静脈を追跡して分類し、Ｍ×Ｎ個のピクセルのそれぞれに分類に応じて得点を設定し指静脈パターンを生成する。
【００１８】
ここで、分類に応じて設定される得点は、例えば４段階に設定されるのでもよい。具体的には、「指の外側」のピクセルには“００”が、「指内ではあるが血管がないとされる」ピクセルには“０１”が、「血管の存在確率が所定値以上」ピクセルには“１１”が、これ以外の血管の存在確率を有するピクセルには“１０”が、それぞれ２ビットで与えられる。なお、得点に関しては、“０１”以上を血管の存在確率に応じて例えば“１１１１”（４ビット）、“１１１１１１１１”
（８ビット）までの値に細分するのでもよい。
【００１９】
図２は、このように処理して得られた指静脈パターンの一例を模式的に示す図である。図２において、指の輪郭２０１に囲まれた指静脈２０２の画像と、指の外側のピクセル２０３とが示されている。制御管理手段は、表示入力手段を介してログイン等のアクセスが検出された場合、静脈画像撮像手段１１に指の透過画像の読み取り等を要求し、指静脈パターン生成手段から出力された指静脈パターンを、通信手段１３を介して指静脈照合処理サーバ２に送信すると共に、記憶し、管理する。また、このようにして得られた指静脈パターンは、指静脈照合処理サーバ２に予め参照用として格納されている。
【００２０】
指静脈照合処理サーバ２は、指静脈認証要求装置１に照合する部位を要求して認証を行う構成になっており、そのために、登録者毎に指静脈パターンを格納する静脈データベース２１と、照合対象の部位を決定する要求情報決定部２２と、認証要求を受信して認証結果等を送信する情報送受信部２３と、指静脈認証要求装置１から受信した指静脈パターンを照合して本人認証する指静脈パターン照合部２４とを備えている。ここで、静脈データベース２１には、チャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム１００を利用する全ユーザの１０本の指の指静脈パターンが登録されている。
【００２１】
図３は、静脈データベースのデータ構成の一例を示す説明図である。静脈データベース２１は、登録者名３０１と対応する各指の指静脈パターン情報３１１〜３２０とから構成され、各指の指静脈パターン情報３１１〜３２０は、さらにＭ×Ｎ個のピクセルに対応させて細分化されている。例えば、右手親指の指静脈パターン情報３１１は、ピクセル（１，１）についてのピクセル情報３３１からピクセル（Ｍ，Ｎ）についてのピクセル情報３３２までの、Ｍ×Ｎ個に細分化されて、それぞれ分類に応じて“００”から“１１”までの２ビット、血管の存在確率に応じて４、８ビット等の値が設定される。以下、説明の都合上、得点は分類に応じて２ビットで設定されるものとする。
【００２２】
本発明によるチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム１００は、まず、指静脈パターンの一部を例えば複数の指に関して繰り返し照合する、所謂チャレンジ＆レスポンス方式により静脈データベース２１から本人候補レコードの選定処理を行って候補の指静脈パターンが格納されたレコード数を十分に限定し、その後、時間を要する指静脈パターン全体の照合を行う。
【００２３】
図４は、本人候補レコードの選定処理についてのフローチャートである。まず、表示入力手段１２に表示されているログインボタンが押下されたとき、指静脈認証要求装置１の制御管理手段はログイン開始の要求を、通信手段１３を介して指静脈照合処理サーバ２へ送信し（Ｓ１０１）、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３はログイン開始の要求を受信して要求情報決定部２２に出力する（Ｓ１０２）。
【００２４】
次に、要求情報決定部２２は、入力を要求する手と指をランダムに決定しこれを特定する手指特定情報を生成して所定の記憶手段に格納し（Ｓ１０３）、さらに、照合対象ピクセルを決定しこれを特定するピクセル特定情報を生成する（Ｓ１０４）。ここで、照合対象ピクセルは、上記の得点が“１１”の値をとるピクセル（以下、基本ピクセルという。）の中からランダムに決定された１つのピクセルを含む縦横Ｋ×Ｌ個のピクセルとして決定される。照合対象ピクセルをこのように構成することによって、認証に使用しない「指の外側」での処理を回避でき、照合対象を必ず含めることが可能となる。また、照合対象ピクセルは、その縦横のサイズが対応する指静脈パターンのサイズＭ、Ｎと比較してそれぞれ５〜１０％内となるようにランダムに決定される。以下、照合対象ピクセルから基本ピクセルを除いたものを配位ピクセルという。なお、要求情報決定部２２は、基本ピクセルの決定について、予め決められているピクセルの順番で“１１”の値をとるものの番号（例えば、５番目等。）を指静脈認証要求装置１に送信し、指静脈認証要求装置１の制御管理手段がこれに応じて、該当するピクセルを基本ピクセルとして決定し、このピクセルの位置を特定する情報とこのピクセルに対応する照合対象ピクセルを指静脈照合処理サーバに送信するのでもよい。
【００２５】
次に、情報送受信部２３は、上記で生成された手指特定情報とピクセル特定情報を指静脈認証要求装置１に送信する（Ｓ１０５）。ここで、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５での処理を“チャレンジ処理”、送信する情報を“チャレンジ情報”という。次に、指静脈認証要求装置１は、チャレンジ情報を受信し（Ｓ１０６）、受信したチャレンジ情報に基づいて入力させる指を表示入力手段１２に表示する（Ｓ１０７）。
【００２６】
ステップＳ１０７の表示後に指が置かれたことを指静脈認証要求装置１の静脈画像撮像手段１１が検知したとき、静脈画像撮像手段１１は上記のように指の透過画像を読み取り、指静脈パターン生成手段は指静脈パターンを取得し、制御管理手段は指静脈パターンを記憶する（Ｓ１０８）。次に、制御管理手段は、通信手段１３を介して、ステップＳ１０８で得られた指静脈パターン中のチャレンジ情報に基づいて特定されるピクセル情報を指静脈照合処理サーバ２へ送信する（Ｓ１０９）。ここで、ステップＳ１０８及びＳ１０９で行われる処理からなる処理をレスポンス処理といい、ステップＳ１０９で送信されるピクセル情報をレスポンス情報という。
【００２７】
次に、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３はステップＳ１０９で送信されたピクセル情報を受信し（Ｓ１１０）、指静脈パターン照合部２４がピクセル照合を行う（Ｓ１１１）。ここで、ピクセル照合では、レスポンス情報と静脈データベース２１の指静脈パターンにおける対応するＫ×Ｌ個のピクセルの設定値が個々に照合され、基本ピクセルについて照合し、かつ全体の合致率が５０％以上となるレコードを本人候補レコードとして抽出される。例えばＫが３でＬが４の１２個のピクセルに対して、基本ピクセルを含み６個以上照合されたとき、対応する参照データが記録されているレコードを“本人候補レコード”として抽出する。
【００２８】
次に、指静脈パターン照合部２４は、１つ以上の本人候補レコードがあるか否かを判断し（Ｓ１１２）、本人候補レコードがないと判断された場合、処理は、ステップＳ１１６に跳ぶ。ステップＳ１１２で本人候補レコードがあると判断された場合、指静脈パターン照合部２４は、本人候補レコードの数が予め設定された閾値以下であるか否かをする（Ｓ１１３）。ここで、ステップＳ１１３で比較される閾値は、照合に要する処理時間を許容範囲に収めるように決定されるものであり、指静脈照合処理サーバ２の性能などにより上下する。
【００２９】
ステップＳ１１３で閾値以下であると判断された場合、指静脈パターン照合部２４は、ステップＳ１１１で算出された合致率を記憶し（Ｓ１１４）、１本の指についての処理は終了する。
【００３０】
ステップＳ１１３で閾値以下でないと判断された場合、指静脈パターン照合部２４は、本人候補レコードの数の絞込みために、まず、ピクセル照合の実行回数が３回を超えているか否かを判断し（Ｓ１１５）、超えているか否かに応じて異なる処理を行う。即ち、指静脈パターン照合部２４は、３回以下と判断した場合はステップＳ１０３に跳び、上記のステップＳ１０３以降の処理を繰り返し、３回を超えていると判断した場合はユーザの負担を回避するためステップＳ１１６以降のリトライ処理を実行する。
【００３１】
リトライ処理では、指静脈パターン照合部２４は、まず、既に指定されている手と指についての指静脈パターンにおける異なる基本ピクセルを含む照合対象ピクセルを決定し、このピクセル特定情報を生成して指静脈認証要求装置１に要求する（Ｓ１１６）。ここで生成される情報をリトライ情報という。
【００３２】
次に、指静脈パターン照合部２４は、リトライ処理の回数が５回を超えているか否かを判断し（Ｓ１１７）、超えていると判断したとき、処理を終了する。ステップＳ１１７で超えていないと判断したとき、指静脈パターン照合部２４は、ステップＳ１０９以降の処理を上記のように繰り返す。
【００３３】
ステップＳ１１２で本人候補レコードがないと判断された場合、処理はステップＳ１１６に跳び、指静脈パターン照合部２４は、ステップＳ１１６のリトライ処理及び上記で説明した以降の処理を行う。
【００３４】
図５は、全指静脈パターン照合処理についてのフローチャートである。以下では、上記の本人候補レコードの選定処理で複数の指について照合が得られているものとして説明する。上記のように本人候補レコードの選定処理によって照合対象のレコードが限定されているので、全指静脈パターン照合処理では、限定されたレコードを対象により正確に指静脈パターン全体を用いた照合が行われる。
【００３５】
まず、指静脈照合処理サーバ２の要求情報決定部２２は、第２のチャレンジ情報を指静脈認証要求装置１に送信する（Ｓ２０１）。ここで、第２のチャレンジ情報は、指静脈認証要求装置１と指静脈照合処理サーバ２との間で予め規定されたステップでの指静脈パターンを要求する情報等であり、以下では、説明の都合上、本人候補レコードの選定処理で最初に照合したステップでの指静脈パターンを要求する情報とする。以下、ステップＳ２０１での処理を第２のチャレンジ処理という。
【００３６】
次に、指静脈認証要求装置１の通信手段１３は、第２のチャレンジ情報を受信し、制御管理手段は上記のステップＳ１０８で格納した指静脈パターンを暗号化し第２のレスポンス情報として、通信手段１３を介して指静脈照合処理サーバ２に送信する（Ｓ２０２）。以下、ステップＳ２０２での処理を第２のレスポンス処理という。
【００３７】
次に、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３が、ステップＳ２０２で送信された第２のレスポンス情報を受信し、指静脈パターン照合部２４が、第２の完全ピクセル照合処理を実行する（Ｓ２０３）。ここで、第２の完全ピクセル照合処理では、本人候補レコードの選定処理で限定された全ての本人候補レコードを対象に照合が行われる。
【００３８】
また、第２の完全ピクセル照合処理では、受信した指静脈パターンが解読され、上記の選定処理後に記憶されている合致率のリストに対して降順のソートが行われ、ソート後の先頭の合致率（即ち、最も高い合致率）に対応する本人候補レコードのリストについて先頭から照合が行われ、合致率が８０％を超えた指静脈パターンがあった場合にこれが格納されているレコードを最終本人候補レコードとして保持する。
【００３９】
次に、指静脈パターン照合部２４は、最終本人候補レコードが存在するか否かを判断し（Ｓ２０４）、存在しないと判断されたとき、本人認証ができなかったことを指静脈認証要求装置１に通知し（Ｓ２０５）、指静脈認証要求装置１の制御管理手段はログイン不可画面を生成して表示入力手段１２にこの旨を表示させる（Ｓ２０６）。
【００４０】
ステップＳ２０４で最終本人候補レコードが存在すると判断としたとき、指静脈照合処理サーバ２の要求情報決定部２２は、第３のチャレンジ情報を指静脈認証要求装置１に送信する（Ｓ２０７）。ここで、第３のチャレンジ情報は、指静脈認証要求装置１と指静脈照合処理サーバ２との間で予め規定されたステップでの指静脈パターンを要求する情報等であり、以下では、説明の都合上、対象の最終本人候補レコードに対応する登録者の２回目の本人候補レコードの選定処理で照合した指静脈パターン（以下、２回目照合パターンという。）を要求する情報とする。以下、ステップＳ２０７での処理を第３のチャレンジ処理という。
【００４１】
次に、指静脈認証要求装置１の制御管理手段は、第３のチャレンジ情報を受信して、２回目照合パターンを暗号化し、第３のレスポンス情報として指静脈照合処理サーバ２に送信する（Ｓ２０８）。以下、ステップＳ２０８での処理を第３のレスポンス処理という。
【００４２】
次に、指静脈照合処理サーバ２の情報送受信部２３が、ステップＳ２０８で送信された第３のレスポンス情報を受信し、指静脈パターン照合部２４が、第３の完全ピクセル照合処理を実行する（Ｓ２０９）。ここで、第３の完全ピクセル照合処理では、２回目照合パターンが記録された全てのレコードを対象に、指静脈パターン相互の照合が行われる。
【００４３】
次に、指静脈パターン照合部２４は、第３の完全ピクセル照合処理で、合致率が８０％を超えた指静脈パターンがあるか否かを判断し（Ｓ２１０）、有ると判断した場合は、本人認証が完了したことを指静脈認証要求装置１に通知し（Ｓ２１１）、指静脈認証要求装置１の制御管理手段はログイン完了画面を生成して表示入力手段１２にこの旨を表示させる（Ｓ２１２）。
【００４４】
ステップＳ２１０で合致率が８０％を超えた指静脈パターンがないと判断した場合、指静脈パターン照合部２４は、次のレコードが有るか否かを判断し（Ｓ２１３）、有ると判断した場合、次のレコードを対象とする要求を指静脈認証要求装置１に送信し（Ｓ２１４）、処理はステップＳ２０９に跳び、上記の処理が繰り返される。ステップＳ２１３で次のレコードがないと判断された場合、処理はステップＳ２０５に跳び以降の認証不可を通知する処理が繰り返される。
【００４５】
なお、上記の本人候補レコードや最終本人候補レコードを抽出するための合致率の判定値、要求するピクセル面積の値、リトライ処理の回数等は、システムを構成する機器やネットワークの性能、登録ユーザ数、セキュリティレベル等のシステムの利用状況や実装環境に応じて、最適な値に設定できるものである。
【００４６】
また、指静脈パターンと参照パターンとが１対１となる一般的な指静脈認証システムにおいては、上記の合致率などが通常非常に高く設定されている。このため、指静脈装置や体調の具合などにより、本人であっても本人認証されない可能性があるが、本発明によれば複数の指で繰り返し照合することで合致率をある程度低く設定することが可能となる。これは、例えば、１本の指の血管が類似している人間はいても、複数の指の血管が全て類似している人間は殆んどおらず、３本の指に対して合致率が各々８０％以上であることは、人差指のみで合致率が９０％以上であることと同等であるためである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システムの一実施例を模式的に示すブロック構成図である。
【図２】このように処理して得られた指静脈パターンの一例を模式的に示す図である。
【図３】静脈データベースのデータ構成の一例を示す説明図である。
【図４】本人候補レコードの選定処理についてのフローチャートである。
【図５】全指静脈パターン照合処理についてのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 指静脈認証要求装置
２ 指静脈照合処理サーバ
３ ネットワーク
１１ 静脈画像撮像手段
１２ 表示入力手段
１３ 通信手段
２１ 静脈データベース
２２ 要求情報決定部
２３ 情報送受信部
２４ 指静脈パターン照合部
１００ チャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム
２０１ 指の輪郭
２０２ 指静脈
２０３ 指の外側のピクセル
３０１ ユーザ名
３１１ 右手親指の指静脈パターン情報
３１２ 右手人差指の指静脈パターン情報
３１３ 右手中指の指静脈パターン情報
３１４ 右手薬指の指静脈パターン情報
３１５ 右手小指の指静脈パターン情報
３１６ 左手親指の指静脈パターン情報
３１７ 左手人差指の指静脈パターン情報
３１８ 左手中指の指静脈パターン情報
３１９ 左手薬指の指静脈パターン情報
３２０ 左手小指の指静脈パターン情報
３３１ ピクセル（１，１）についてのピクセル情報
３３２ ピクセル（Ｍ，Ｎ）についてのピクセル情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介して通信可能に接続された、指静脈パターンを介する認証の認証要求を行う指静脈認証要求装置と、前記認証要求を受信して認証結果を返信する指静脈照合処理サーバとを備えた認証システムであって、
前記指静脈認証要求装置は、
少なくとも入力させる手及び指に関する情報を表示する表示入力手段と、入力された指の指静脈を撮像する静脈画像撮像手段と、撮像して得られた指静脈の画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する指静脈パターン生成手段と、前記指静脈照合処理サーバに指静脈パターンを介する認証の認証要求を行い、前記指静脈照合処理サーバからの要求に応じて対応する指静脈パターンの一部又は全部を含む情報を返信する制御管理手段と、を有し、
前記指静脈照合処理サーバは、
登録者毎に各指の指静脈パターンを格納する静脈データベースと、前記認証要求に応じて指静脈パターンにおける照合対象の部位をランダムに決定する要求情報決定部と、前記指静脈認証要求装置から前記認証要求を受信し、前記要求情報決定部が決定した照合対象の部位に関する情報を返信して要求を行い、認証結果を返信する情報送受信部と、前記要求に応じて前記指静脈認証要求装置から受信した指静脈パターンの一部又は全部を前記静脈データベースに格納された指静脈パターンの対応する部分と照合して前記情報送受信部が送信する認証結果を生成する指静脈パターン照合部と、を有し、
前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈認証要求装置と通信して、まず前記要求情報決定部によってその都度決定された指静脈パターンの一部を介して照合を１回又は複数回行い、全てについて照合したときに、全指静脈パターンを介した照合を前記指静脈パターンの一部を介した照合で照合した指について１回又は複数回行い、全て照合したときに認証することを特徴とするチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム。
【請求項２】
前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈パターンの一部を介した照合を本人の候補の数を所定の閾値以下に限定するまで所定の設定回数の範囲内で行い、前記設定回数の範囲内で本人の候補の数が所定の閾値以下に限定されないときに、最後の照合に用いた指静脈パターンの一部を新たにランダムに決定して本人の候補の数を前記所定の閾値以下に限定する照合を所定回数繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム。
【請求項１】
ネットワークを介して通信可能に接続された、指静脈パターンを介する認証の認証要求を行う指静脈認証要求装置と、前記認証要求を受信して認証結果を返信する指静脈照合処理サーバとを備えた認証システムであって、
前記指静脈認証要求装置は、
少なくとも入力させる手及び指に関する情報を表示する表示入力手段と、入力された指の指静脈を撮像する静脈画像撮像手段と、撮像して得られた指静脈の画像に基づいて認証用の指静脈パターンを生成する指静脈パターン生成手段と、前記指静脈照合処理サーバに指静脈パターンを介する認証の認証要求を行い、前記指静脈照合処理サーバからの要求に応じて対応する指静脈パターンの一部又は全部を含む情報を返信する制御管理手段と、を有し、
前記指静脈照合処理サーバは、
登録者毎に各指の指静脈パターンを格納する静脈データベースと、前記認証要求に応じて指静脈パターンにおける照合対象の部位をランダムに決定する要求情報決定部と、前記指静脈認証要求装置から前記認証要求を受信し、前記要求情報決定部が決定した照合対象の部位に関する情報を返信して要求を行い、認証結果を返信する情報送受信部と、前記要求に応じて前記指静脈認証要求装置から受信した指静脈パターンの一部又は全部を前記静脈データベースに格納された指静脈パターンの対応する部分と照合して前記情報送受信部が送信する認証結果を生成する指静脈パターン照合部と、を有し、
前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈認証要求装置と通信して、まず前記要求情報決定部によってその都度決定された指静脈パターンの一部を介して照合を１回又は複数回行い、全てについて照合したときに、全指静脈パターンを介した照合を前記指静脈パターンの一部を介した照合で照合した指について１回又は複数回行い、全て照合したときに認証することを特徴とするチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム。
【請求項２】
前記指静脈照合処理サーバが、前記指静脈パターンの一部を介した照合を本人の候補の数を所定の閾値以下に限定するまで所定の設定回数の範囲内で行い、前記設定回数の範囲内で本人の候補の数が所定の閾値以下に限定されないときに、最後の照合に用いた指静脈パターンの一部を新たにランダムに決定して本人の候補の数を前記所定の閾値以下に限定する照合を所定回数繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のチャレンジ＆レスポンス型指静脈認証システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−３１９８６（Ｐ２００９−３１９８６Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９４６０５（Ｐ２００７−１９４６０５）
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００２３３０５５）日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 (1,610)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００２３３０５５）日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 (1,610)
【Ｆターム（参考）】
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