JP2010079633A - 生体情報認証システム、生体情報認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報を偽造・改ざんされた場合であっても、不正なアクセスを防止することが可能な一段高いセキュリティ性を付与した生体情報認証システム及び生体情報認証方法を提供する。
【解決手段】日常生活において読み取ること、もしくは情報の偽造・改ざんが可能な生体情報だけでなく、登録者の知識情報である、角度情報を加えてその両者を用いて認証を行うことにより、不正なアクセスを防止することが可能な一段高いセキュリティ性を付与した生体情報認証システム及び生体情報認証方法が提供可能となる。
【選択図】図６

Description

この発明は、セキュリティシステムに係り、特に、被認証者の生体情報を入力して、事前に登録されている生体情報と一致するかを判断して認証する生体情報認証システム、生体情報認証方法に関するものである。

従来から、セキュリティエリアへの入退室時や、銀行ＡＴＭでの金銭の入出時等に、被認証者の生体情報を入力して登録されている生体情報と一致するかを判断することにより個人を特定し、認証されたものにのみアクセスを許可する生体情報認証システムが知られている。

このような生体情報認証システムとしては、例えば、予めドア管理装置に記録した利用者の生体情報と、入退室時に入力した生体情報とを照合することで管理区域への不正な侵入を防ぐものや、サーバで利用者の生体情報を記憶しておき、クライアントにおいて入力された生体情報をサーバで照合することで、コンピュータシステムへの不正なアクセスを防止するもの等が公知となっている。
特開平０９−１９８５０１号公報 特開平１０−１２４６６８号公報

しかしながら、従来の生体情報認証システムでは、例えば指紋をコピーする等して生体情報自体を偽造、または記憶された利用者の生体情報を改ざんすることによって、不正に利用者になりすますことが可能になってしまうという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、生体情報を偽造・改ざんされた場合であっても、不正なアクセスを防止することが可能な一段高いセキュリティ性を付与した生体情報認証システム及び生体情報認証方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、被認証者の生体情報を読み取る生体情報読取手段と、あらかじめ登録者の生体情報及び角度情報の組み合わせを記憶しておく記憶手段と、読み取った生体情報と、記憶している生体情報と角度情報との組み合わせとから、該被認証者が該登録者であるか否かを判断する判断手段と、を含むことを特徴とする生体情報認証システムである。

また本発明は、前記判断手段が、読み取った生体情報と記憶している生体情報とが一致するか否かを判断し、記憶している生体情報を基準として読み取った生体情報の角度情報を算出し、算出した角度情報と記憶している生体情報とが一致するか否かを判断し、両者が一致する場合には、前記被認証者が前記登録者であるとして認証することを特徴とする生体情報認証システムである。

また本発明は、被認証者の生体情報を読み取る生体情報読取手段と、あらかじめ角度のついた登録者の生体情報を記憶しておく記憶手段と、記憶している生体情報と、読み取った生体情報及び別途入力された角度情報とから、該被認証者が登録者であるか否かを判断する判断手段と、を含むことを特徴とする生体情報認証システムである。

また本発明は、前記判断手段が、読み取った生体情報を別途入力された角度情報に基いて回転させ、該回転させた生体情報と、記憶している角度のついた生体情報とが一致する場合には、前記被認証者が前記登録者であると判断することを特徴とする生体情報認証システムである。

また本発明は、前記生体情報が、指紋情報、指静脈、手のひら静脈、顔情報であることを特徴とする生体情報認証システムである。

また本発明は、前記記憶手段が、１つの生体情報に対応する角度情報を順序付けて複数記憶していることを特徴とする生体情報認証システムである。

また本発明は、少なくとも、前記生体情報読取手段が携帯型通信媒体に設けられていることを特徴とする生体情報認証システムである。

本発明は、以上説明したような構成であるから、以下に示す如き効果がある。

即ち、本発明によれば、従来の生体情報認証技術では生体情報が一致するか否かのみを判断していたところを、生体情報だけでなく、角度情報も合わせて判断することにより、つまり生体情報と、登録者が知っている角度情報という知識情報との、二つの情報で認証を行うことにより、生体情報認証技術に一段高いセキュリティ性を付与することが可能となるのであります。

以下、本発明の一実施形態による生体情報認証システムを、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例においては、生体情報として指紋情報を用いる例を示すが、本発明における生体情報は、これに限定されるものではなく、静脈、虹彩、顔、その他の生体情報を用いても良い。

図１は、本発明の生体情報認証システム構成の一例を示す図である。
図１に示す生体情報認証システムは、認証装置と、それに接続されたサーバを備え、生体情報読取手段を、認証装置が有し、記憶手段と、判断手段とを、サーバが有している。なお、記憶手段及び判断手段の両方又はどちらか一方は、認証装置自身が有していても良く、サーバがなく認証装置のみで生体情報読取手段と記憶手段と判断手段を有している形態も可能であり、本発明における生体情報認証システムは、この実施例に限定されるものではない。

生体情報読取手段は、利用者の生体情報を読み取る手段のことであり、具体的には、生体情報が指紋情報である場合には、指紋認証センサのことであり、生体情報が顔情報である場合には、ＣＣＤカメラといったように、認証に用いる各々の生体情報に対応したセンサである。

記憶手段は、事前に、この生体情報認証システムを利用する利用者が登録しておいた生体情報と、それに対応する角度情報とを記憶しておく手段である。なお、角度情報は、１つの生体情報に対して、順序付けをして複数登録しておいても良く、例えば指紋認証の場合であれば、１つの指だけでなく、指の種類を変えて順序付けをして複数登録しておいても良い。そうすることでさらにセキュリティ性を高めることができる。

判断手段は、読み取った生体情報と、記憶している生体情報と角度情報との組み合わせとから、該被認証者が該登録者であるか否かを判断する。判断の方法としては、まず、記憶している生体情報と被認証者から読み取った生体情報とが一致するか否かを判断し、生体情報が一致する場合には、さらに入力された生体情報と記憶している生体情報とから角度情報を算出し、算出された角度情報と記憶している角度情報とが一致するか否かを判断し、角度情報が一致した場合に被認証者を登録者であるとして認証する方法があげられる。また、生体情報及び角度情報の判断を同時に行っても良い。

なお、１つの生体情報に対して角度情報が順序付けをして複数登録しておき、認証の際には複数回生体情報を入力し、全ての角度情報が一致したときのみ登録者であると判断するようにする等、さらにセキュリティ性を高めても良い。

図２は、図１に示した生体情報認証システムに用いられる認証装置の外観を示す図である。認証装置は、生体情報読取手段を有するセンサを有している。

センサは、指紋センサの場合であれば、指紋をラインスキャンしながら順次取得するラインタイプや指紋全体を一度に取得するエリアタイプ等があり、その中でも感熱式、静電容量時、感圧式等の各種方式が採用可能であり、特に限定されるものではない。また、指紋情報を入力する際に利用者に対して角度を分かりやすくするために、角度を示す目盛等を設けても良い。若しくは、センサに回転機構を設け、センサ自身を回転可能にしても良い。センサの回転は手動で行うようにしても良いが、例えば別途設けたタッチパネルディスプレイ若しくはテンキー等（図示せず）を用いて利用者が角度情報を入力すると、自動でセンサが回転するようにしても良い。

また、認証装置は別途ディスプレイを有していても良い。ディスプレイは、本発明の生体情報認証システムを利用して、利用者の認証を行った際、その認証結果等を、それぞれの生体情報認証システムの設置目的に応じて表示するものである。例えば、入場者を認証するためのシステムであれば、利用者が正式に登録されている入場者と判断されれば、入場を許可する旨の通知を、そうでなければ入場を許可しない旨の通知を行う。この認証結果の利用者への通知は、ディスプレイを用いなくとも、音声や、ゲートの開閉、ランプの点灯等の機能を別途設けて行っても良い。

また、この認証装置に、人が近づくと電源がオンになるような感知機能を設けておいても良く、電源がオンになると、生体情報の入力を促す通知がされるように動作設定しても良い。さらに、生体情報の読取が正常に行えなかった場合には、利用者に対して再度生体情報を入力するように要求する機能を有していても良い。

次に、図３を参照しながら、本発明における生体情報認証システムの動作について詳細に説明する。

生体情報認証システムの利用者は、あらかじめ指紋情報とそれに対応する角度情報を登録しておく。登録は、指を真っ直ぐの状態で記憶しておき、別途数値で角度情報を記憶しても良いし、指を真っ直ぐの状態でまず登録し、角度をつけて再度入力してそこから角度情報を算出したものを記憶しておいても良い。

認証時には、利用者は角度をつけて指紋情報を入力する。利用者がセンサに触れると、指紋情報を読み取る。そして、読み取られた指紋情報は、認証装置からネットワークを介してサーバに送信される。ここで、指紋情報が正確に読み取れるようにするためのアシスト機能を有していても良い。アシスト機能とは、例えば指を置く位置が少しずれているような場合には、それを利用者に対して指摘したり、指が極度にぬれていたり又は乾燥していたりする場合には、それを利用者に対して指摘し、適切に指紋情報が読み取れるように促す機能のことである。

サーバの判断部は、まず入力された指紋情報を適宜回転させ、サーバの記憶部に登録されている指紋情報との照合を行う。若しくは登録されている指紋情報を回転させて照合を行っても良い。指紋情報が一致した場合には、一致したときの角度情報を算出し、算出した角度情報と、登録されている指紋情報に対応した角度情報とが、一致した場合には、サーバは利用者を正当な登録者と判断して、判断結果を認証装置へ送信する。一方で、指紋情報とその角度の両方若しくはどちらか片方が、登録されている情報と一致しない場合には、サーバは利用者が正当な登録者ではないと判断して、判断結果を認証装置へ送信する。認証装置はサーバから判断結果を受信すると、それに応じて、認証装置の認証目的によって決められた一定の動作を行う。

なお、１つの生体情報に対して、複数の角度情報が順序付けて登録されている場合には、１回目の生体情報の入力で、生体情報及び角度情報が一致すると判断された後、利用者に対して２つめの角度で生体情報を入力するように要求し、全ての角度情報とその順序が一致すると判断されると利用者を正当な登録者として判断するように、動作設定すれば良い。

もしくは、１回目の生体情報の入力でエラーが出た場合、別途登録しておいた暗証番号等のキー情報をタッチパネル又はテンキー等を用いて利用者が入力すると、２つめの生体情報の入力に移行するようにし、２つめ生体情報及び角度情報が一致した場合には、利用者を正当な登録者として判断するように動作設定しても良い。このとき、指の種類を変えておくと、例えば、１回目が人差し指で２回目が中指といったようにしておくと、特定の指の認証率が悪いような場合には便利である。

指紋情報が一致するか否かの判断手法については、パターンマッチング方式や、マニューシャ方式等の公知の手法があり、本発明においてはどれを用いても良い。また、どの程度一致していれば同一であると判断するかといった閾値については、その認証システムが設けられた目的のセキュリティ性の高さ等を考慮して適宜設定すれば良い。

登録された指紋情報から、入力された指紋情報の角度を算出する具体的な手段としては、パターンマッチング方式の場合、登録時には、指をまっすぐの状態で指紋情報を入力し、別途角度情報を登録しておき、認証の際には、入力された指紋情報と登録されている指紋情報とが一致する場所を探しながらどちらかの指紋情報の画像を回転させて、一致した場合には、その回転角度を求めるようにすれば良い。

また、マニューシャ方式の場合は、指紋の特徴点を記憶しておくので、登録の際には、指をまっすぐの状態で読み取り、別途角度を登録しておき、認証の際には、任意の特徴点同士を結んだ線の角度と、入力された指紋情報のそれと比べることにより算出する方法があげられる。なお、ここに示した方法は、認証手法の一例であり、入力された指紋情報と、登録されている指紋情報とを比較して、入力された指紋情報の角度情報を算出することが可能であれば、特に上述した方法に限定されるものではない。また、角度情報が一致するとみなす閾値については、認証装置に求められているセキュリティ性の高さによって適宜設定すれば良い。

ここで、マンションの入り口等に設置される認証装置のように、利用者が複数いる場合は、１：ｎの認証を行う必要がある。この場合は、データベースに複数の利用者の生体情報とそれに対応する角度情報とを記憶しておき、入力された生体情報と角度情報とを、記憶されている複数の情報と認証し、どれか１つでも一致すると判断されるものがあれば正当な登録者であると判断する。認証は、全て同時に若しくは任意の数ずつ同時に行っても良いし、１つずつ順番に行っても良い。ただし、処理速度、時間等を考慮すると、登録しておくことが可能な情報の数が制限されるおそれがある。

また、角度情報と生体情報とを対応する個別の情報として記憶しておかずに、角度のついた生体情報を記憶しておいても良い。この場合、認証時に生体情報を入力する際は、真っ直ぐの状態で入力し、別途タッチパネルやテンキー等を用いて角度情報を入力し、入力された真っ直ぐの状態の生体情報を、入力された角度情報に基いて回転させ、回転させた生体情報を、記憶してある角度のついた生体情報と照合させれば良い。

図４は、本発明の生体情報認証システム構成の別の一例を示す図である。
図４に示した該生体情報認証システムにおいては、携帯型通信媒体と、それと通信可能なリーダライタを備え、指紋情報読取手段と、記憶手段とが携帯型通信媒体に、判断手段がリーダライタに設けられている。また、リーダライタはネットワークを介してサーバと接続されていても良い。

この実施例のように携帯型通信媒体をシステムに取り込むことにより、前述した様な１：ｎの認証を行う必要がなくなり、１：ｎ認証を行う場合に、処理速度等からある程度登録者数が制限され、また認証の正確性も落ちるのに対し、携帯型通信媒体を個々の登録者に所持させることにより、常に１：１認証で、早く正確な認証を行うことが可能となる。

図４においては、携帯型通信媒体として非接触ＩＣカードを例としてあげているが、本発明における携帯型通信媒体は、非接触ＩＣカード及びタグ、接触ＩＣカード及びタグ、ＳＩＭカードを搭載した携帯端末等も含んでおり、これに限定されるものではない。

非接触ＩＣカードは、リーダライタと非接触通信を行う通信部と、指紋情報を読み取るためのセンサと、ＩＣチップとを有する。また、利用者が指紋情報を入力する際に角度を分かりやすくする為に、角度を示す目盛等を適宜設けても良い。センサは、指紋認証の場合、指紋をラインスキャンしながら順次取得するラインタイプや指紋全体を一度に取得するエリアタイプ等があり、その中でも感熱式、静電容量時、感圧式等の各種方式が採用可能であり、特に限定されるものではない。なお、センサに回転機構を設け、センサ自身を回転可能にしても良い。若しくは、リーダライタに角度を示す目盛等を適宜設けておき、利用者に、非接触ＩＣカードを目盛に合わせて対応する角度に置くようにうながしたり、非接触ＩＣカードをはめこんで回転させることが可能な機構を設けたりしても良い。

図５は、図４に示した非接触ＩＣカードのハードウェア構成を示すブロック図である。ＩＣチップは、ＣＰＵを各に、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭで構成される。ここで、ＥＥＰＲＯＭは、データ書き換え可能な不揮発性メモリであり、ここに非接触ＩＣカードの所有者の指紋情報とその角度を記憶する。また、その他に、所有者を特定する情報、例えば、所有者ＩＤ、所有者氏名等の個人情報等を記憶していても良い。ＲＯＭは、非接触ＩＣカードの動作を規定するプログラムが格納されるメモリである。なお、非接触ＩＣカードの動作を規定するプログラムはＥＥＯＲＯＭに格納されていても良い。ＲＡＭは、データを一時的に格納する作業用のメモリである。ＣＰＵは、ＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、ＲＡＭを用いて非接触ＩＣカードの動作を制御するが、ここでは、主に生体情報とその角度情報の登録、リーダライタとの通信を行う。

なお、図５に示すＶｃｃは電源、ＧＮＤはグランド、ＲＳＴはリセット、Ｉ／Ｏは通信（入出力）のそれぞれに関する端子を示す。また、ＣＰＵの動作を補助するコプロセッサ（図示せず）が内蔵されてもよく、この場合、データの暗号化、復号化、圧縮、伸長等を用いた高度な認証操作が可能になる。

次に、図６を参照しながら、本発明における生体情報認証システムの動作について詳細に説明する。

生体情報認証システムの利用者は、あらかじめ非接触ＩＣカードに指紋情報とそれに対応する角度を登録しておき、リーダライタに非接触ＩＣカードをかざす。リーダライタと非接触ＩＣカードが通信圏内に入ると、リーダライタと非接触ＩＣカードが通信状態となり、リーダライタは、非接触ＩＣカードに記憶されている指紋情報とその角度情報を提供するよう要求する。また、リーダライタは、利用者に対して指紋情報の入力を要求する。この要求は、リーダライタに別途ディスプレイを設けてそこに文字や絵柄を表示するようにしても良いし、音声で行う等しても良い。ここで、リーダライタが非接触ＩＣカードに対して指紋情報とその角度を要求する動作と、利用者に対して指紋情報の入力を要求する動作とは、前後逆に行われても、同時に行われても良い。

非接触ＩＣカードは、リーダライタからの提供要求を受信すると、記憶部に記憶されている指紋情報とその角度情報とをリーダライタに対して送信する。

利用者がセンサに指紋情報を入力すると、入力された指紋情報は、リーダライタに送信される。ここで認証装置は、指紋の読取が正常に行えなかった場合には、利用者に対して再度指紋情報を入力するように要求する機能を有していても良い。そして、リーダライタの判断部は、入力された指紋情報とＩＣカードに登録されていた指紋情報との照合を行い、一致する際の角度情報を算出し、算出した角度情報と、登録されている角度情報とが一致すれば、利用者を非接触ＩＣカードの正当な所有者と判断する。指紋情報とその角度の両方若しくはどちらか片方が一致しない場合には、利用者が非接触ＩＣカードの正当な所有者ではないと判断する。

そして、リーダライタは、その判断結果と、当生体情報認証システムの認証目的に即した適切な動作をするように設定しても良い。ここで例えば非接触ＩＣカードが、入場者規制のためのＩＤカード等である場合には、利用者が正当な所有者と判断された場合には入場を許可するように利用者に通知すれば良いし、そうでない場合には、入場を拒否する旨を利用者に通知するか、指紋情報を再度入力するように利用者に対して要求するようにしても良い。また、非接触ＩＣカードが、銀行ＡＴＭ用のキャッシュカード等である場合には、利用者が正当な所有者と判断された場合には取引可能であることを通知するようにすれば良く、そうでない場合には取引不可能である旨を通知するか、指紋情報を再度入力するように利用者に対して要求するようにしても良い。

ここで、指紋情報が正確に読み取れるようにするためのアシスト機能を有していても良い。アシスト機能とは、例えば指を置く位置が少しずれているような場合には、それを利用者に対して指摘したり、指が極度にぬれていたり又は乾燥していたりする場合には、それを利用者に対して指摘し、適切に指紋情報が読み取れるように促す機能のことである。

なお、指紋情報とその角度の照合手法については、図１に示した生体情報認証システムについて説明した場合と、同様にして行われる。

図４乃至図６の実施形態例においては、指紋情報読取手段と記憶手段とが、携帯型通信媒体に設けられ、判断手段がリーダライタに設けられているが、記憶手段及び判断手段は、携帯型通信媒体とリーダライタのどちらに設けられていても良く、また、リーダライタとネットワークを介して接続されるサーバに設けられていても良い。指紋情報読取手段も、リーダライタに設けても良いが、個人用の非接触ＩＣカードに設けた方が衛生面を気にする利用者にとっては好ましいと考えられる。

記憶手段を、リーダライタ又はリーダライタとネットワークを介して接続されるサーバに設ける場合には、非接触ＩＣカードに登録されている、所有者を特定することが可能な固有情報、例えば所有者ＩＤ等と、生体情報及び角度情報を紐づけて記憶しておき、リーダライタは、認証工程において、非接触ＩＣカードから固有情報を読み出し、これをもとにリーダライタ又はサーバの記憶部から、登録されている生体情報及び角度情報を読み出せばよい。

また、生体情報読取手段、記憶手段、判断手段が、全て携帯型通信媒体に設けられている実施形態も可能であり、この場合、利用者が正当な所有者であると判断された場合に、携帯型通信媒体が利用可能な状態、つまり有効になり、そうでない場合には、携帯型通信媒体が利用不可能な状態になるという動作設定をすればよい。

本発明における生体情報認証システム構成の一例を示す図である。 図１に示した認証装置の外観を示す図である。 図１に示した生体情報認証システムの動作を説明する図である。 本発明における生体情報認証システム構成の別の一例を示す図である。 図２に示した非接触ＩＣカードのハードウェア構成を示すブロック図である。 図２に示した生体情報認証システムの動作を説明する図である。

符号の説明

１・・・認証装置
２・・・センサ
３・・・目盛
４・・・ディスプレイ

Claims (7)

1. 被認証者の生体情報を読み取る生体情報読取手段と、
   あらかじめ登録者の生体情報及び角度情報の組み合わせを記憶しておく記憶手段と、
   該角度情報を利用して、読み取った生体情報と、記憶している生体情報とが一致するか否かにより、該被認証者が該登録者であるか否かを判断する判断手段と、
   を含むことを特徴とする生体情報認証システム。
2. 前記判断手段が、読み取った生体情報と記憶している生体情報とが一致するか否かを判断し、記憶している生体情報と読み取った生体情報とが一致する位置の角度情報を算出し、算出した角度情報と記憶している生体情報とが一致するか否かを判断し、両者が一致する場合には、前記被認証者が前記登録者であるとして認証することを特徴とする請求項１に記載の生体情報認証システム。
3. 被認証者の生体情報を読み取る生体情報読取手段と、
   被認証者が角度情報を入力するための入力手段と、
   あらかじめ登録者の生体情報を記憶しておく記憶手段と、
   入力された角度情報を利用して、記憶している生体情報が読み取った生体情報と一致するか否かにより、該被認証者が登録者であるか否かを判断する判断手段と、
   を含むことを特徴とする生体情報認証システム。
4. 前記判断手段が、読み取った生体情報を別途入力された角度情報に基いて回転させ、該回転させた生体情報と、記憶している生体情報とが一致する場合には、前記被認証者が前記登録者であると判断することを特徴とする請求項３に記載の生体情報認証システム。
5. 前記生体情報が、指紋情報、指静脈、手のひら静脈、顔情報であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体情報認証システム。
6. 前記記憶手段が、１つの生体情報に対応する角度情報を順序付けて複数記憶していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体情報認証システム。
7. 少なくとも、前記生体情報読取手段が携帯型通信媒体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体情報認証システム。

Images