認証システム
【課題】データが漏洩した場合においても個人が特定されないだけでなく、漏洩が発覚した場合に容易にユーザが変更できる認証システムを提供する。
【解決手段】生体情報認証端末などのセンシティブ情報入力端末において、センシティブ情報入力と同時に、ユーザが任意に変更できるパスワード、あるいは暗証番号などのユーザキーを入力させることによって、端末から処理装置への出力はそれらを合成した情報とする。合成した情報は、センシティブ情報の個人特定性とユーザキーの変更簡便性の両方を併せ持つ非センシティブ情報となり、ユーザの認証情報として用いられる。
【解決手段】生体情報認証端末などのセンシティブ情報入力端末において、センシティブ情報入力と同時に、ユーザが任意に変更できるパスワード、あるいは暗証番号などのユーザキーを入力させることによって、端末から処理装置への出力はそれらを合成した情報とする。合成した情報は、センシティブ情報の個人特定性とユーザキーの変更簡便性の両方を併せ持つ非センシティブ情報となり、ユーザの認証情報として用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報など個人が容易に変更できない情報であると共に個人が特定される情報（センシティブ情報）を安全に運用・ストアする認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋，掌形，網膜，虹彩，顔，血管，声紋，耳形，ＤＮＡといった静的な身体的特徴である生体情報を利用する生体認証はその偽造の少なさから手軽な認証手段、あるいは本人以外の第三者が（本人と共謀した場合でも）認証されることを防止できる手段として、幅広く認証手段に採用されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、生体情報は生涯不変であるがゆえに、一度複製によって破られてしまうと一生安全性を回復できないという問題をも持っている。
【０００３】
それゆえにセンシティブ情報として安全にストアする必要があるのはもちろんのこと、近年では、センシティブ情報をむやみに取得することが制限されている。また、プライバシーマークを取得しようとする事業者は、いかなる理由においてもセンシティブ情報の収集が原則として禁止されているという事実があり、認証システムなどを開発，運用している事業者などセンシティブ情報を積極的に収集する必要のある事業者では、プライバシーマークは現実的には取得するのがむずかしいのが現状である。
【０００４】
安全にセンシティブ情報をサーバに蓄積する方法は、情報を暗号化することである。しかしながら暗号キー及び暗号化された情報は安全に保持される必要があり、安全性をハードウェア及び警備システムで解決しようとするとコストの増加は回避できなくなる。
【０００５】
生体認証はセキュリティの高い認証であると同時に、指静脈認証の場合は指をかざすだけでよいという簡便性が特徴である。その簡便性を低コストで実現するためには、上述のようなコスト増加を避けなければならない。望ましいことは、サーバから情報が漏洩した場合においてセンシティブ情報が個人の特定につながらない、さらには漏洩が発覚できた場合に情報を所有者が簡便に変更できるような情報としてストア・運用することである。
【０００６】
簡便に変更できる本人認証の方法としては暗証番号やパスワードといった秘密情報が挙げられる。しかしながら単独に用いると、情報は他人にも簡単に伝達できるため、利用者本人でなくても認証が受けられる怖れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、データが漏洩した場合においても個人が特定されないだけでなく、漏洩が発覚した場合に容易にユーザが変更できる認証システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
生体情報認証端末などのセンシティブ情報入力端末において、センシティブ情報入力と同時に、ユーザが任意に変更できるパスワード、あるいは暗証番号などのユーザキーを入力させることによって、端末から処理装置への出力はそれらを合成した情報とする。合成した情報は、センシティブ情報の個人特定性とユーザキーの変更簡便性の両方を併せ持つ非センシティブ情報となり、ユーザの認証情報として用いられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザが個人を特定される情報を提供する抵抗が軽減し、生体認証が運用し易くなると共に、認証システムの開発または運用を行う事業者もセンシティブ情報でない情報をストアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である認証システムの構成を示すブロック図である。
【図２】認証情報登録時の処理を示した図である。
【図３】認証時の処理を示した図である。
【図４】パスワード変更時の処理を示した図である。
【図５】センシティブ情報とユーザキーの合成によって得られたデータ及び、正しいユーザキーでセンシティブ情報を抽出して得られたデータを示した図である。
【図６】センシティブ情報と誤ったユーザキーでセンシティブ情報の抽出を試みて得られたデータを示した図である。
【図７】SubBytes変換を行うためのテーブルである。
【図８】指静脈情報の認証時におけるグラフィカルインタフェースの例である。
【図９】指静脈情報の登録時におけるグラフィカルインタフェースの例である。
【図１０】指静脈情報の暗証番号変更時におけるグラフィカルインタフェースの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態である認証システムのシステム構成を示すブロック図である。なおここでは本実施形態におけるセンシティブ情報は指静脈認証に適用される場合について説明するが、指静脈以外の生体認証システムであってももちろんよく、さらにはクレジットカードなどカードＩＤをはじめとするその他のセンシティブ情報であってももちろんよい。更にはデータ型に関してもここではヘッダ，データ，データに基づいて付加されるフッタの書式について説明するが、データ型の限定は特に無くどのようなデータ型においてもデータ空間が明確であれば適用可能である。またここでは本実施の形態におけるユーザキーに関しては４桁の暗証番号を想定するが、別途カードを準備してカードＩＤを用いる、バーコード，ＱＲコードなど比較的容易に生成可能なデータを読み取るリーダを実装するなど、ユーザが比較的自由に変更でき、認証端末において入力できるデータであればいかなるものでもユーザキーとして利用することが可能である。
【００１３】
（システムの構成）
認証システムは、認証端末２０と認証サーバ３０を含んで構成される。
【００１４】
認証端末２０は、指静脈などの生体認証情報を入力するためのインタフェース２１と、暗証番号をはじめとするユーザキーを入力するためのインタフェース２２を備え、それらの入力内容を処理し、認証サーバ３０に送信処理を行うＣＰＵ２３，認証サーバ３０と相互に通信するためのＩ／Ｏポート２４で構成される。
【００１５】
認証サーバ３０は、認証端末２０と通信するためのＩ／Ｏポート３２と、Ｉ／Ｏポートから入力された情報を処理し、認証情報をデータベースに保存する処理及び、認証結果の処理を行うＣＰＵ３１，認証情報を保持するデータベース３０１を含んで構成される。
【００１６】
次に図２を用いて、本実施形態における認証システムの動作のうち、センシティブ情報を登録する処理の概要を説明する。本認証システムの認証端末２０はユーザが認証のための指静脈情報１０２を登録する場合に同時に４桁の暗証番号１０１を入力する。また、その情報に紐付けるユーザ情報１０３を追加する。このユーザ情報１０３に関しては画面による氏名入力である場合もあれば、別のＩＣカードとの紐付けの場合もあるし、事前に氏名などと紐付けた登録専用のカード，コード列によるものなどが考えられる。
【００１７】
ユーザからの入力を受けた認証端末２０は、暗証番号１０１及び指静脈情報１０２を受けて合成処理２０１を行う。合成処理の具体的な方法の例については後記する。合成処理２０１によって得られた合成情報２０２とユーザ情報２０３、及び登録要求コードが合わさり登録情報２０４として１つのデータとして認証サーバ３０へ送信される。このとき合成情報２０２を登録情報２０４の作成の以前に暗号化を施したり、通信においてＳＳＬをはじめとする暗号化を施したりしても良い。
【００１８】
認証サーバ３０は登録情報２０４を読み取り、登録情報は適切な形でデータベース３０１へ格納される。格納時においても他の安全なデータ格納に関する技術を組み合わせても良い。
【００１９】
次に図３を用いて、本実施形態における認証システムの動作のうち、実際に認証を行う処理の概要を説明する。本認証システムの認証端末２０はユーザに認証のために暗証番号１０１と指静脈情報１０２，ユーザ情報１０３を要求する。認証端末に入力されたユーザ情報２０３はユーザ情報要求コードが付与され認証サーバ３０に送信される。認証サーバ３０はユーザ情報要求を受けて対応する登録情報２０４を認証端末に送信する。登録情報２０４から合成情報２０２が抽出されて、ユーザの入力した暗証番号１０１に基づき生成情報２０７を出力する。この生成情報２０７と指静脈情報１０２の比較によって照合処理２０６を行い認証結果情報２０８を認証サーバ３０に送信する。認証サーバ３０は処理部３０２によって受信した認証結果情報２０８を処理する。認証システムが入退管理システムである場合は、該当扉の電気錠の解錠などを行うことになる。
【００２０】
このとき、登録情報２０４が保持されているサーバと認証処理を行う処理部３０２が含まれるサーバは本実施の形態においては同一のものとして説明しているが、必ずしも同一のものである必要は無い。
【００２１】
また指静脈単体で認証を行いユーザ情報１０３を要求しない認証システムの場合においては、データベースに登録される全ての候補登録情報を順次呼び出して照合を試みていくことになる。
【００２２】
次に図４を用いて、本実施形態における認証システムの動作のうち、ユーザ１０が暗証番号を変更する処理の概要を説明する。本認証システムの認証端末２０は暗証番号変更時にユーザから現在の暗証番号１０１と指静脈情報１０２，ユーザ情報１０３の入力を要求する。認証端末に入力されたユーザ情報２０３はユーザ情報要求コードが付与され認証サーバ３０に送信される。認証サーバ３０はユーザ情報要求を受けて対応する登録情報２０４を認証端末に送信する。登録情報２０４から合成情報２０２が抽出されて、デコード処理２０５を施してユーザの入力した暗証番号１０１に基づき生成情報２０７を出力する。この生成情報２０７と指静脈情報１０２の比較によって照合処理２０６を行い認証結果情報２０８を生成する。認証結果情報２０８の内容が認証成功であるならば、ユーザに新暗証番号１０４の入力を求める。新暗証番号１０４と指静脈情報１０２を結びつける合成処理２０９を行い、更新要求コードが合わさり新登録情報２１０として１つのデータとして認証サーバ３０へ送信される。
【００２３】
このとき、新暗証番号の入力時に２度入力を行い入力ミスを防いだりするＧＵＩインタフェースを付加しても良い。また、新登録情報２１０を生成する場合に指静脈情報１０２を用いる代わりに生成情報２０７を用いたり、あるいは指静脈情報１０２及び生成情報２０７両方を踏まえて新登録情報２１０を生成したりしても良い。
【００２４】
次に図５を用いて、暗証番号１０１と指静脈情報１０２を用いて合成情報２０２を生成する方法の具体例を説明する。
【００２５】
暗証番号４０１は１０進数の４桁とし、指静脈情報５１は認証端末の処理によって、固定値のヘッダ部５０１，データ部５０２，データに基づいて計算されるフッタ部５０３で構成されているものとする。いずれもバイナリ情報であり、図では便宜上１６進数で表記する。暗証番号４０１のデータ空間は指静脈情報５１のデータ空間よりはるかに狭いため、できるだけ指静脈情報の空間と同じ程度に分散するように、拡張を行う。今回は暗証番号ｃを暗証番号変換Ｅ（ｃ）＝ｃ＊１０００１０００１０００１とした。
【００２６】
生体情報コードのうちヘッダ部５０１は固定値なので仮に漏洩しても個人の特定とならない。またフッタ部５０３はデータ部５０２と関係しているため伏せなければならないが、データ部と区別せずに合成を行うとデータ部５０２とフッタ部５０３の関係性から正しい情報が特定されてしまう。そのためフッタ部５０３はデータ部５０２を変換して得られた結果から再計算して付与する。
【００２７】
データ部５０２の変換はシンプルにデータ部５０２に暗証番号変換列４０２Ｅ（ｃ）と和をとることにより実現する。ただし４ビット単位で計算を行い繰り上がりは行わない。しかしながら、データ部５０２に処理を施すことなく暗証番号変換列４０２と足し合わせると暗証番号が近い場合データが似通ったものとなってしまう。すると、生体認証によっては、登録データと入力データの差が閾値以下であることを以って認証成功としているため、閾値によっては暗証番号がある程度近いと認証成功となってしまう可能性がある。従って、線形性を解消するためにＡＥＳ暗号の処理の一部でも使われるSubBytes変換を施す。今回用いたSubBytes変換のための変換テーブルは図７に示した。本変換テーブルは１バイトデータを２桁の１６進数で表示している。例えば２桁の１６進数｛５３｝が与えられたときに、ｘ＝５，ｙ＝３の成分は｛ｅｄ｝である。従って、本変換テーブルによってデータ部にSubBytes変換を施すと指静脈情報５１は指静脈SubBytes変換情報５２に変換される。この値に暗証番号変換列４０２を足し込むと合成情報５３が生成される。この合成情報５３が認証サーバ３０へ登録されることになる。認証時に合成情報から指静脈情報５１に戻す場合は逆の手順を行えばよい。すなわち、暗証番号変換列４０２を減じて、逆SubBytes変換を行い、その結果に応じてフッタを追加する。
【００２８】
ここで図６を用いて、合成情報５３から指静脈情報５１を取得する過程において異なる暗証番号（この場合は１だけ値が異なる）を入力した場合の出力について説明する。暗証番号変換列４０２を減じた結果５６は本来よりも数ビット値が異なる。このデータ列に逆SubBytes変換を施し、その結果に応じたフッタを追加することにより指静脈情報５７が出力されるが、この情報は本来の指静脈情報５１と比較すると大きく異なる情報となる。しかしながら、指静脈情報のデータ空間における情報であるため、指静脈情報５７が正しい情報かどうかはこれだけでは判別できない。
【００２９】
本説明におけるｃからＥ（ｃ）の拡張変換，SubBytes変換による線形性の回避などの考え方はセンシティブ情報が取り得るデータ空間，データ構造，ユーザキーが取り得るデータ空間，データ構造によってカスタマイズする。
【００３０】
具体例を示す。例えば生体情報の入力をＩＮＦＯ ０２２０３９４３３２１３ ５５（ＩＮＦＯはヘッダ、次の１２桁は生体情報のデータ列、下２桁５５はデータ列のチェックサム）としてコード列に変換するシステムに対してユーザキー０００３で非センシティブ情報を生成する場合、復号を試みた場合に
０００１： ２８ＦＥ １３０２９８４３ＤＥ１３ ２Ｘ
０００２： ＸＳ３Ｆ ０５Ｓ２ＦＥ２３９Ｘ＆２ ％２
０００３： ＩＮＦＯ ０２２０３９４３３２１３ ＸＳ
０００４： ＰＣＮＯ ０Ｉ２Ｉ３９８６３７４２ Ｒ２
０００５： Ｐ４９Ｓ ２３８９ＤＮ３ＥＳＫＬ３ ２Ｓ
となれば、フォーマットを知る人だと０００３の場合の情報列が目的情報であると容易に推測される。そのためユーザキーの空間が狭い場合に、総当り攻撃で容易に目的情報が特定される。この実状を回避するためには、復号を試みた場合に、
０００１： ＩＮＦＯ ０１３９２８３０２９３８ ４９
０００２： ＩＮＦＯ １３２０９１０２９３８２ ７９
０００３： ＩＮＦＯ ０２２０３９４３３２１３ ５５
０００４： ＩＮＦＯ ０２９８９８３４６９８２ ５５
０００５： ＩＮＦＯ １３８７３６７００２８３ ０５
というように、どの復号結果ももっともらしいデータとすることが好ましい。そのため非センシティブ情報を作成する場合はフォーマットを意識した合成方法を実装する。これによって、何らかの暗号化によって保持された認証用データが仮に解読され漏洩した場合においてもセンシティブ情報の特定が困難となる。
【００３１】
以下図８，図９，図１０を用いて本実施形態におけるグラフィカルインタフェースの例を示す。今回は液晶画面付き認証端末を想定して液晶画面に表示すべき内容と画面遷移の例を示す。低コスト化をはかるために案内を刻印しておき現在のフェーズをＬＥＤで表示するなどの方法をとっても良い。
【００３２】
図８を用いて、指静脈情報の認証時におけるグラフィカルインタフェースの例について説明する。メニュー画面６００において認証時はメニューの指示に従って指を所定の認証インタフェース６０１にかざす。指情報が取得できなければ取得失敗を示す画面６１０を表示する。指情報が取得できた場合は、テンキーで暗証番号を入力する画面６２０を表示する。取得した指情報と入力されたテンキーの情報によって前述した照合処理を行い成功したら認証成功の画面６３０を表示し、必要な処理を行う。認証失敗の場合は認証失敗の画面６４０を表示し、しばらく表示した後メニュー画面６００に自動遷移する。
【００３３】
本実施例では画面上にテンキーを表示する例を示しているが、覗き見防止の工夫を施したり、ハードウェアテンキーを使用する方法でももちろん良い。暗証番号を入力させる場合はテンキーではなくソフトウェアキーボードあるいはハードウェアのキーボードを設置しても良い。暗証番号の入力に代えて、ＩＤカードの情報をユーザキーとして用いるためにカードリーダを接続することもできる。またＩＤカードをかざしてユーザを特定してからの認証の場合は、ＩＤカードをかざす要求画面を追加しても良い。
【００３４】
次に図９を用いて、指静脈情報の登録時におけるグラフィカルインタフェースの例について説明する。事前に管理窓口により申請手続きを行い、登録部分はユーザ本人に行ってもらうこととして登録コードを発行している例を示す。メニュー画面６００において新規登録ボタンを押すと、新規登録のための登録コード入力画面７１０を表示する。登録コード１２桁を入力し決定ボタンを押すと、登録コードが適切であれば、登録コード受理画面７２０を表示する。登録コードが未登録であれば、登録コード未登録画面７３０を表示する。
【００３５】
登録コード受理画面７２０において登録内容の確認が行われるため、「はい」を押下した場合には指の登録画面７５０に遷移する。「いいえ」を押下した場合には登録失敗画面７４０を表示し、しばらくたってメニュー画面６００に戻る。
【００３６】
指の登録画面７５０にて指の情報が取得できた場合、暗証番号入力画面７６０に遷移する。入力後決定ボタンを押すと確認のための暗証番号再入力画面７７０に遷移する。暗証番号再入力画面７７０において、再度入力後決定ボタンを押すと、２回の入力が一致していれば暗証番号の登録が成功し、その暗証番号と指静脈情報から合成された登録情報が認証サーバに送信される。成功した場合に登録成功画面７８０が表示される。２回の入力が不一致である場合は暗証番号不整合画面７９０を表示する。
【００３７】
登録作業を管理者が行う場合においても、暗証番号入力においては書面を通じて委託せず、本人が直接システムに入力できる形態が好ましい。
【００３８】
次に図１０を用いて、指静脈情報の暗証番号変更時におけるグラフィカルインタフェースの例について説明する。メニュー画面６００においてキー変更ボタンを押すと、暗証番号変更のための指静脈認証画面８１０を表示する。指情報の取得成功後、現在の暗証番号入力画面８２０を表示する。これらの指情報及び現在の暗証番号によって本人確認を行い、認証成功時に新しい暗証番号入力画面８３０を表示する。認証に失敗した場合は認証失敗画面８４０を表示する。なお、本図では、簡単のため、画面８２０と画面８３０を同じ図で示した。
【００３９】
新しい暗証番号入力画面８３０にて入力後決定ボタンを押すと確認のための暗証番号再入力画面８５０に遷移する。暗証番号再入力画面８５０において、再度入力後決定ボタンを押すと、２回の入力が一致していれば暗証番号の登録が成功し、その暗証番号と指静脈情報から合成された登録情報が無認証サーバに送信される。成功した場合に登録成功画面８６０が表示される。２回の入力が不一致である場合は暗証番号不整合画面８７０を表示する。
【００４０】
上述した実施形態によれば、既存の認証システムに干渉しないように実際の処理を行うことができ、この場合にはユーザキーによって非センシティブ情報からオリジナルのセンシティブ情報を引き出すことができる。また、ユーザキーは漏洩を防ぐためにも本人自身の記憶においてのみ管理されるのが望ましいためユーザキーは短いことがユーザにとって使い易いが、上述した実施形態によれば、短いユーザキーであってもオリジナルのセンシティブ情報が特定されないために、いかなるユーザキーであってもセンシティブ情報として適切なフォーマットでデータを出力し、既知平文攻撃に対して対策することができる。
【００４１】
以上詳述した実施形態に限らず、本発明の技術的思想の範囲内で、種々の実施形態が可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００４２】
１０ ユーザ
２０ 認証端末
２１，２２ インタフェース
２３，３１ ＣＰＵ
２４，３２ Ｉ／Ｏポート
３０ 認証サーバ
１０１ 暗証番号
１０２ 指静脈情報
１０３，２０３ ユーザ情報
１０４ 新暗証番号
２０１，２０９ 合成処理
２０２ 合成情報
２０４ 登録情報
２０５ デコード処理
２０６ 照合処理
２０７ 生成情報
２０８ 認証結果情報
２１０ 新登録情報
３０１ データベース
３０２ 処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報など個人が容易に変更できない情報であると共に個人が特定される情報（センシティブ情報）を安全に運用・ストアする認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋，掌形，網膜，虹彩，顔，血管，声紋，耳形，ＤＮＡといった静的な身体的特徴である生体情報を利用する生体認証はその偽造の少なさから手軽な認証手段、あるいは本人以外の第三者が（本人と共謀した場合でも）認証されることを防止できる手段として、幅広く認証手段に採用されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、生体情報は生涯不変であるがゆえに、一度複製によって破られてしまうと一生安全性を回復できないという問題をも持っている。
【０００３】
それゆえにセンシティブ情報として安全にストアする必要があるのはもちろんのこと、近年では、センシティブ情報をむやみに取得することが制限されている。また、プライバシーマークを取得しようとする事業者は、いかなる理由においてもセンシティブ情報の収集が原則として禁止されているという事実があり、認証システムなどを開発，運用している事業者などセンシティブ情報を積極的に収集する必要のある事業者では、プライバシーマークは現実的には取得するのがむずかしいのが現状である。
【０００４】
安全にセンシティブ情報をサーバに蓄積する方法は、情報を暗号化することである。しかしながら暗号キー及び暗号化された情報は安全に保持される必要があり、安全性をハードウェア及び警備システムで解決しようとするとコストの増加は回避できなくなる。
【０００５】
生体認証はセキュリティの高い認証であると同時に、指静脈認証の場合は指をかざすだけでよいという簡便性が特徴である。その簡便性を低コストで実現するためには、上述のようなコスト増加を避けなければならない。望ましいことは、サーバから情報が漏洩した場合においてセンシティブ情報が個人の特定につながらない、さらには漏洩が発覚できた場合に情報を所有者が簡便に変更できるような情報としてストア・運用することである。
【０００６】
簡便に変更できる本人認証の方法としては暗証番号やパスワードといった秘密情報が挙げられる。しかしながら単独に用いると、情報は他人にも簡単に伝達できるため、利用者本人でなくても認証が受けられる怖れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、データが漏洩した場合においても個人が特定されないだけでなく、漏洩が発覚した場合に容易にユーザが変更できる認証システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
生体情報認証端末などのセンシティブ情報入力端末において、センシティブ情報入力と同時に、ユーザが任意に変更できるパスワード、あるいは暗証番号などのユーザキーを入力させることによって、端末から処理装置への出力はそれらを合成した情報とする。合成した情報は、センシティブ情報の個人特定性とユーザキーの変更簡便性の両方を併せ持つ非センシティブ情報となり、ユーザの認証情報として用いられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザが個人を特定される情報を提供する抵抗が軽減し、生体認証が運用し易くなると共に、認証システムの開発または運用を行う事業者もセンシティブ情報でない情報をストアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である認証システムの構成を示すブロック図である。
【図２】認証情報登録時の処理を示した図である。
【図３】認証時の処理を示した図である。
【図４】パスワード変更時の処理を示した図である。
【図５】センシティブ情報とユーザキーの合成によって得られたデータ及び、正しいユーザキーでセンシティブ情報を抽出して得られたデータを示した図である。
【図６】センシティブ情報と誤ったユーザキーでセンシティブ情報の抽出を試みて得られたデータを示した図である。
【図７】SubBytes変換を行うためのテーブルである。
【図８】指静脈情報の認証時におけるグラフィカルインタフェースの例である。
【図９】指静脈情報の登録時におけるグラフィカルインタフェースの例である。
【図１０】指静脈情報の暗証番号変更時におけるグラフィカルインタフェースの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態である認証システムのシステム構成を示すブロック図である。なおここでは本実施形態におけるセンシティブ情報は指静脈認証に適用される場合について説明するが、指静脈以外の生体認証システムであってももちろんよく、さらにはクレジットカードなどカードＩＤをはじめとするその他のセンシティブ情報であってももちろんよい。更にはデータ型に関してもここではヘッダ，データ，データに基づいて付加されるフッタの書式について説明するが、データ型の限定は特に無くどのようなデータ型においてもデータ空間が明確であれば適用可能である。またここでは本実施の形態におけるユーザキーに関しては４桁の暗証番号を想定するが、別途カードを準備してカードＩＤを用いる、バーコード，ＱＲコードなど比較的容易に生成可能なデータを読み取るリーダを実装するなど、ユーザが比較的自由に変更でき、認証端末において入力できるデータであればいかなるものでもユーザキーとして利用することが可能である。
【００１３】
（システムの構成）
認証システムは、認証端末２０と認証サーバ３０を含んで構成される。
【００１４】
認証端末２０は、指静脈などの生体認証情報を入力するためのインタフェース２１と、暗証番号をはじめとするユーザキーを入力するためのインタフェース２２を備え、それらの入力内容を処理し、認証サーバ３０に送信処理を行うＣＰＵ２３，認証サーバ３０と相互に通信するためのＩ／Ｏポート２４で構成される。
【００１５】
認証サーバ３０は、認証端末２０と通信するためのＩ／Ｏポート３２と、Ｉ／Ｏポートから入力された情報を処理し、認証情報をデータベースに保存する処理及び、認証結果の処理を行うＣＰＵ３１，認証情報を保持するデータベース３０１を含んで構成される。
【００１６】
次に図２を用いて、本実施形態における認証システムの動作のうち、センシティブ情報を登録する処理の概要を説明する。本認証システムの認証端末２０はユーザが認証のための指静脈情報１０２を登録する場合に同時に４桁の暗証番号１０１を入力する。また、その情報に紐付けるユーザ情報１０３を追加する。このユーザ情報１０３に関しては画面による氏名入力である場合もあれば、別のＩＣカードとの紐付けの場合もあるし、事前に氏名などと紐付けた登録専用のカード，コード列によるものなどが考えられる。
【００１７】
ユーザからの入力を受けた認証端末２０は、暗証番号１０１及び指静脈情報１０２を受けて合成処理２０１を行う。合成処理の具体的な方法の例については後記する。合成処理２０１によって得られた合成情報２０２とユーザ情報２０３、及び登録要求コードが合わさり登録情報２０４として１つのデータとして認証サーバ３０へ送信される。このとき合成情報２０２を登録情報２０４の作成の以前に暗号化を施したり、通信においてＳＳＬをはじめとする暗号化を施したりしても良い。
【００１８】
認証サーバ３０は登録情報２０４を読み取り、登録情報は適切な形でデータベース３０１へ格納される。格納時においても他の安全なデータ格納に関する技術を組み合わせても良い。
【００１９】
次に図３を用いて、本実施形態における認証システムの動作のうち、実際に認証を行う処理の概要を説明する。本認証システムの認証端末２０はユーザに認証のために暗証番号１０１と指静脈情報１０２，ユーザ情報１０３を要求する。認証端末に入力されたユーザ情報２０３はユーザ情報要求コードが付与され認証サーバ３０に送信される。認証サーバ３０はユーザ情報要求を受けて対応する登録情報２０４を認証端末に送信する。登録情報２０４から合成情報２０２が抽出されて、ユーザの入力した暗証番号１０１に基づき生成情報２０７を出力する。この生成情報２０７と指静脈情報１０２の比較によって照合処理２０６を行い認証結果情報２０８を認証サーバ３０に送信する。認証サーバ３０は処理部３０２によって受信した認証結果情報２０８を処理する。認証システムが入退管理システムである場合は、該当扉の電気錠の解錠などを行うことになる。
【００２０】
このとき、登録情報２０４が保持されているサーバと認証処理を行う処理部３０２が含まれるサーバは本実施の形態においては同一のものとして説明しているが、必ずしも同一のものである必要は無い。
【００２１】
また指静脈単体で認証を行いユーザ情報１０３を要求しない認証システムの場合においては、データベースに登録される全ての候補登録情報を順次呼び出して照合を試みていくことになる。
【００２２】
次に図４を用いて、本実施形態における認証システムの動作のうち、ユーザ１０が暗証番号を変更する処理の概要を説明する。本認証システムの認証端末２０は暗証番号変更時にユーザから現在の暗証番号１０１と指静脈情報１０２，ユーザ情報１０３の入力を要求する。認証端末に入力されたユーザ情報２０３はユーザ情報要求コードが付与され認証サーバ３０に送信される。認証サーバ３０はユーザ情報要求を受けて対応する登録情報２０４を認証端末に送信する。登録情報２０４から合成情報２０２が抽出されて、デコード処理２０５を施してユーザの入力した暗証番号１０１に基づき生成情報２０７を出力する。この生成情報２０７と指静脈情報１０２の比較によって照合処理２０６を行い認証結果情報２０８を生成する。認証結果情報２０８の内容が認証成功であるならば、ユーザに新暗証番号１０４の入力を求める。新暗証番号１０４と指静脈情報１０２を結びつける合成処理２０９を行い、更新要求コードが合わさり新登録情報２１０として１つのデータとして認証サーバ３０へ送信される。
【００２３】
このとき、新暗証番号の入力時に２度入力を行い入力ミスを防いだりするＧＵＩインタフェースを付加しても良い。また、新登録情報２１０を生成する場合に指静脈情報１０２を用いる代わりに生成情報２０７を用いたり、あるいは指静脈情報１０２及び生成情報２０７両方を踏まえて新登録情報２１０を生成したりしても良い。
【００２４】
次に図５を用いて、暗証番号１０１と指静脈情報１０２を用いて合成情報２０２を生成する方法の具体例を説明する。
【００２５】
暗証番号４０１は１０進数の４桁とし、指静脈情報５１は認証端末の処理によって、固定値のヘッダ部５０１，データ部５０２，データに基づいて計算されるフッタ部５０３で構成されているものとする。いずれもバイナリ情報であり、図では便宜上１６進数で表記する。暗証番号４０１のデータ空間は指静脈情報５１のデータ空間よりはるかに狭いため、できるだけ指静脈情報の空間と同じ程度に分散するように、拡張を行う。今回は暗証番号ｃを暗証番号変換Ｅ（ｃ）＝ｃ＊１０００１０００１０００１とした。
【００２６】
生体情報コードのうちヘッダ部５０１は固定値なので仮に漏洩しても個人の特定とならない。またフッタ部５０３はデータ部５０２と関係しているため伏せなければならないが、データ部と区別せずに合成を行うとデータ部５０２とフッタ部５０３の関係性から正しい情報が特定されてしまう。そのためフッタ部５０３はデータ部５０２を変換して得られた結果から再計算して付与する。
【００２７】
データ部５０２の変換はシンプルにデータ部５０２に暗証番号変換列４０２Ｅ（ｃ）と和をとることにより実現する。ただし４ビット単位で計算を行い繰り上がりは行わない。しかしながら、データ部５０２に処理を施すことなく暗証番号変換列４０２と足し合わせると暗証番号が近い場合データが似通ったものとなってしまう。すると、生体認証によっては、登録データと入力データの差が閾値以下であることを以って認証成功としているため、閾値によっては暗証番号がある程度近いと認証成功となってしまう可能性がある。従って、線形性を解消するためにＡＥＳ暗号の処理の一部でも使われるSubBytes変換を施す。今回用いたSubBytes変換のための変換テーブルは図７に示した。本変換テーブルは１バイトデータを２桁の１６進数で表示している。例えば２桁の１６進数｛５３｝が与えられたときに、ｘ＝５，ｙ＝３の成分は｛ｅｄ｝である。従って、本変換テーブルによってデータ部にSubBytes変換を施すと指静脈情報５１は指静脈SubBytes変換情報５２に変換される。この値に暗証番号変換列４０２を足し込むと合成情報５３が生成される。この合成情報５３が認証サーバ３０へ登録されることになる。認証時に合成情報から指静脈情報５１に戻す場合は逆の手順を行えばよい。すなわち、暗証番号変換列４０２を減じて、逆SubBytes変換を行い、その結果に応じてフッタを追加する。
【００２８】
ここで図６を用いて、合成情報５３から指静脈情報５１を取得する過程において異なる暗証番号（この場合は１だけ値が異なる）を入力した場合の出力について説明する。暗証番号変換列４０２を減じた結果５６は本来よりも数ビット値が異なる。このデータ列に逆SubBytes変換を施し、その結果に応じたフッタを追加することにより指静脈情報５７が出力されるが、この情報は本来の指静脈情報５１と比較すると大きく異なる情報となる。しかしながら、指静脈情報のデータ空間における情報であるため、指静脈情報５７が正しい情報かどうかはこれだけでは判別できない。
【００２９】
本説明におけるｃからＥ（ｃ）の拡張変換，SubBytes変換による線形性の回避などの考え方はセンシティブ情報が取り得るデータ空間，データ構造，ユーザキーが取り得るデータ空間，データ構造によってカスタマイズする。
【００３０】
具体例を示す。例えば生体情報の入力をＩＮＦＯ ０２２０３９４３３２１３ ５５（ＩＮＦＯはヘッダ、次の１２桁は生体情報のデータ列、下２桁５５はデータ列のチェックサム）としてコード列に変換するシステムに対してユーザキー０００３で非センシティブ情報を生成する場合、復号を試みた場合に
０００１： ２８ＦＥ １３０２９８４３ＤＥ１３ ２Ｘ
０００２： ＸＳ３Ｆ ０５Ｓ２ＦＥ２３９Ｘ＆２ ％２
０００３： ＩＮＦＯ ０２２０３９４３３２１３ ＸＳ
０００４： ＰＣＮＯ ０Ｉ２Ｉ３９８６３７４２ Ｒ２
０００５： Ｐ４９Ｓ ２３８９ＤＮ３ＥＳＫＬ３ ２Ｓ
となれば、フォーマットを知る人だと０００３の場合の情報列が目的情報であると容易に推測される。そのためユーザキーの空間が狭い場合に、総当り攻撃で容易に目的情報が特定される。この実状を回避するためには、復号を試みた場合に、
０００１： ＩＮＦＯ ０１３９２８３０２９３８ ４９
０００２： ＩＮＦＯ １３２０９１０２９３８２ ７９
０００３： ＩＮＦＯ ０２２０３９４３３２１３ ５５
０００４： ＩＮＦＯ ０２９８９８３４６９８２ ５５
０００５： ＩＮＦＯ １３８７３６７００２８３ ０５
というように、どの復号結果ももっともらしいデータとすることが好ましい。そのため非センシティブ情報を作成する場合はフォーマットを意識した合成方法を実装する。これによって、何らかの暗号化によって保持された認証用データが仮に解読され漏洩した場合においてもセンシティブ情報の特定が困難となる。
【００３１】
以下図８，図９，図１０を用いて本実施形態におけるグラフィカルインタフェースの例を示す。今回は液晶画面付き認証端末を想定して液晶画面に表示すべき内容と画面遷移の例を示す。低コスト化をはかるために案内を刻印しておき現在のフェーズをＬＥＤで表示するなどの方法をとっても良い。
【００３２】
図８を用いて、指静脈情報の認証時におけるグラフィカルインタフェースの例について説明する。メニュー画面６００において認証時はメニューの指示に従って指を所定の認証インタフェース６０１にかざす。指情報が取得できなければ取得失敗を示す画面６１０を表示する。指情報が取得できた場合は、テンキーで暗証番号を入力する画面６２０を表示する。取得した指情報と入力されたテンキーの情報によって前述した照合処理を行い成功したら認証成功の画面６３０を表示し、必要な処理を行う。認証失敗の場合は認証失敗の画面６４０を表示し、しばらく表示した後メニュー画面６００に自動遷移する。
【００３３】
本実施例では画面上にテンキーを表示する例を示しているが、覗き見防止の工夫を施したり、ハードウェアテンキーを使用する方法でももちろん良い。暗証番号を入力させる場合はテンキーではなくソフトウェアキーボードあるいはハードウェアのキーボードを設置しても良い。暗証番号の入力に代えて、ＩＤカードの情報をユーザキーとして用いるためにカードリーダを接続することもできる。またＩＤカードをかざしてユーザを特定してからの認証の場合は、ＩＤカードをかざす要求画面を追加しても良い。
【００３４】
次に図９を用いて、指静脈情報の登録時におけるグラフィカルインタフェースの例について説明する。事前に管理窓口により申請手続きを行い、登録部分はユーザ本人に行ってもらうこととして登録コードを発行している例を示す。メニュー画面６００において新規登録ボタンを押すと、新規登録のための登録コード入力画面７１０を表示する。登録コード１２桁を入力し決定ボタンを押すと、登録コードが適切であれば、登録コード受理画面７２０を表示する。登録コードが未登録であれば、登録コード未登録画面７３０を表示する。
【００３５】
登録コード受理画面７２０において登録内容の確認が行われるため、「はい」を押下した場合には指の登録画面７５０に遷移する。「いいえ」を押下した場合には登録失敗画面７４０を表示し、しばらくたってメニュー画面６００に戻る。
【００３６】
指の登録画面７５０にて指の情報が取得できた場合、暗証番号入力画面７６０に遷移する。入力後決定ボタンを押すと確認のための暗証番号再入力画面７７０に遷移する。暗証番号再入力画面７７０において、再度入力後決定ボタンを押すと、２回の入力が一致していれば暗証番号の登録が成功し、その暗証番号と指静脈情報から合成された登録情報が認証サーバに送信される。成功した場合に登録成功画面７８０が表示される。２回の入力が不一致である場合は暗証番号不整合画面７９０を表示する。
【００３７】
登録作業を管理者が行う場合においても、暗証番号入力においては書面を通じて委託せず、本人が直接システムに入力できる形態が好ましい。
【００３８】
次に図１０を用いて、指静脈情報の暗証番号変更時におけるグラフィカルインタフェースの例について説明する。メニュー画面６００においてキー変更ボタンを押すと、暗証番号変更のための指静脈認証画面８１０を表示する。指情報の取得成功後、現在の暗証番号入力画面８２０を表示する。これらの指情報及び現在の暗証番号によって本人確認を行い、認証成功時に新しい暗証番号入力画面８３０を表示する。認証に失敗した場合は認証失敗画面８４０を表示する。なお、本図では、簡単のため、画面８２０と画面８３０を同じ図で示した。
【００３９】
新しい暗証番号入力画面８３０にて入力後決定ボタンを押すと確認のための暗証番号再入力画面８５０に遷移する。暗証番号再入力画面８５０において、再度入力後決定ボタンを押すと、２回の入力が一致していれば暗証番号の登録が成功し、その暗証番号と指静脈情報から合成された登録情報が無認証サーバに送信される。成功した場合に登録成功画面８６０が表示される。２回の入力が不一致である場合は暗証番号不整合画面８７０を表示する。
【００４０】
上述した実施形態によれば、既存の認証システムに干渉しないように実際の処理を行うことができ、この場合にはユーザキーによって非センシティブ情報からオリジナルのセンシティブ情報を引き出すことができる。また、ユーザキーは漏洩を防ぐためにも本人自身の記憶においてのみ管理されるのが望ましいためユーザキーは短いことがユーザにとって使い易いが、上述した実施形態によれば、短いユーザキーであってもオリジナルのセンシティブ情報が特定されないために、いかなるユーザキーであってもセンシティブ情報として適切なフォーマットでデータを出力し、既知平文攻撃に対して対策することができる。
【００４１】
以上詳述した実施形態に限らず、本発明の技術的思想の範囲内で、種々の実施形態が可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００４２】
１０ ユーザ
２０ 認証端末
２１，２２ インタフェース
２３，３１ ＣＰＵ
２４，３２ Ｉ／Ｏポート
３０ 認証サーバ
１０１ 暗証番号
１０２ 指静脈情報
１０３，２０３ ユーザ情報
１０４ 新暗証番号
２０１，２０９ 合成処理
２０２ 合成情報
２０４ 登録情報
２０５ デコード処理
２０６ 照合処理
２０７ 生成情報
２０８ 認証結果情報
２１０ 新登録情報
３０１ データベース
３０２ 処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証情報をサーバに蓄積し、ユーザの入力情報と照合することで認証を行う認証システムにおいて、前記認証情報はセンシティブ情報とユーザが容易に変更可能な情報を合成した情報であることを特徴とする認証システム。
【請求項２】
請求項１に記載される認証システムにおいて、記憶媒体にユーザのセンシティブ情報及びユーザキーが保持されていないことを特徴とする認証システム。
【請求項３】
請求項１に記載される認証システムにおいて、記憶媒体の認証情報及びユーザが認証時に入力するユーザキーから抽出されたユーザのセンシティブ情報とユーザが認証時に入力する生体情報を比較して認証結果を出力することを特徴とする認証システム。
【請求項４】
請求項１に記載される認証システムにおいて、ユーザが任意のタイミングでユーザキーを変更し、サーバに蓄積する認証情報を変更するための認証情報変更手段を有し、前記認証情報変更手段において、ユーザは現ユーザキーとセンシティブ情報を入力し、照合が成立した場合に新ユーザキーを入力し、該センシティブ情報と新ユーザキーを合成した情報を記憶媒体に更新保持することを特徴とする認証システム。
【請求項５】
請求項１に記載される認証システムにおいて、合成した情報は同一のユーザキーを用いることでセンシティブ情報が抽出できる合成情報であることを特徴とする認証システム。
【請求項６】
請求項１に記載される認証システムにおいて、合成した情報は異なるユーザキーを用いてセンシティブ情報の抽出を試みた場合、異なる情報が出力されるが、その情報はセンシティブ情報としてのフォーマットを満たすことを特徴とする認証システム。
【請求項１】
認証情報をサーバに蓄積し、ユーザの入力情報と照合することで認証を行う認証システムにおいて、前記認証情報はセンシティブ情報とユーザが容易に変更可能な情報を合成した情報であることを特徴とする認証システム。
【請求項２】
請求項１に記載される認証システムにおいて、記憶媒体にユーザのセンシティブ情報及びユーザキーが保持されていないことを特徴とする認証システム。
【請求項３】
請求項１に記載される認証システムにおいて、記憶媒体の認証情報及びユーザが認証時に入力するユーザキーから抽出されたユーザのセンシティブ情報とユーザが認証時に入力する生体情報を比較して認証結果を出力することを特徴とする認証システム。
【請求項４】
請求項１に記載される認証システムにおいて、ユーザが任意のタイミングでユーザキーを変更し、サーバに蓄積する認証情報を変更するための認証情報変更手段を有し、前記認証情報変更手段において、ユーザは現ユーザキーとセンシティブ情報を入力し、照合が成立した場合に新ユーザキーを入力し、該センシティブ情報と新ユーザキーを合成した情報を記憶媒体に更新保持することを特徴とする認証システム。
【請求項５】
請求項１に記載される認証システムにおいて、合成した情報は同一のユーザキーを用いることでセンシティブ情報が抽出できる合成情報であることを特徴とする認証システム。
【請求項６】
請求項１に記載される認証システムにおいて、合成した情報は異なるユーザキーを用いてセンシティブ情報の抽出を試みた場合、異なる情報が出力されるが、その情報はセンシティブ情報としてのフォーマットを満たすことを特徴とする認証システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２１１４３３（Ｐ２０１０−２１１４３３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５８７０（Ｐ２００９−５５８７０）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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