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JP2019008369A - Information processing apparatus, authentication system, authentication method and program - Google Patents

Information processing apparatus, authentication system, authentication method and program Download PDF

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JP2019008369A
JP2019008369A JP2017120746A JP2017120746A JP2019008369A JP 2019008369 A JP2019008369 A JP 2019008369A JP 2017120746 A JP2017120746 A JP 2017120746A JP 2017120746 A JP2017120746 A JP 2017120746A JP 2019008369 A JP2019008369 A JP 2019008369A
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authentication
input
learning
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JP2017120746A
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均 並木
Hitoshi Namiki
均 並木
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

【課題】操作者の入力操作に固有な特徴を事前に学習し、学習状態に応じた課題条件で、操作者による入力操作に基づいて、認証の許否を判断することが可能な情報処理装置を提供する。【解決手段】情報処理装置は、学習処理部120、認証方式判定部110及び入力操作方式認証部150を備える。学習処理部は、操作者の操作情報を収集し、収集された操作情報に基づく複数の学習データを用いて操作者の入力操作を識別するための操作者識別モデルを学習し、モデルに基づく認証の際に許容できる課題条件及び認証を許可するか否かを決定する。認証方式判定部は、モデルに基づく認証の要求に際して操作者に対しモデルに基づく認証が許可されるか否かを判定する。入力操作方式認証部は、許可される場合に、課題条件に応答した入力操作に対する、要求にかかる操作者のモデルによる複数の識別結果に基づいて、要求にかかる操作者の認証を成功させるか否かを判断する。【選択図】図2An information processing apparatus that learns in advance features unique to an operator's input operation and can determine whether authentication is permitted or not based on the input operation performed by the operator under a task condition according to the learning state. provide. An information processing apparatus includes a learning processing unit, an authentication method determination unit, and an input operation method authentication unit. The learning processing unit collects operator operation information, learns an operator identification model for identifying an operator's input operation using a plurality of learning data based on the collected operation information, and performs authentication based on the model To determine whether or not to permit acceptable task conditions and authentication. The authentication method determination unit determines whether or not authentication based on the model is permitted for the operator when requesting authentication based on the model. Whether the input operation method authenticating unit succeeds in authenticating the operator according to the request based on a plurality of identification results based on the model of the operator according to the request with respect to the input operation responding to the task condition, when permitted. Determine whether. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、情報処理装置、認証システム、認証方法およびプログラムに関し、より詳細には、認証機能を備える情報処理装置、認証システム、認証方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to an information processing device, an authentication system, an authentication method, and a program, and more particularly, to an information processing device, an authentication system, an authentication method, and a program that have an authentication function.

近年、コンピュータで取り扱われるデータの重要性が高まる中、特定のユーザのみがアクセスできるデータを設けるという、データ保護の重要性が高まっている。データ保護の実現方法として、一般的にユーザ認証という技術が知られている。   In recent years, the importance of data protection, that is, providing data that can be accessed only by a specific user has increased as the importance of data handled by computers has increased. As a method for realizing data protection, a technique called user authentication is generally known.

ユーザ認証としては、様々な手段が提供されており、例えば、ユーザが設定した秘密のパスワードを入力することで認証成功とするパスワード認証方式のほか、指紋認証方式、顔認証方式、虹彩認証方式、PIN(Personal Identification Number)コード認証、ピクチャ認証など様々な方法が提案され、実用化されている。   As user authentication, various means are provided, for example, a password authentication method in which authentication is successful by inputting a secret password set by the user, a fingerprint authentication method, a face authentication method, an iris authentication method, Various methods such as PIN (Personal Identification Number) code authentication and picture authentication have been proposed and put into practical use.

従来の認証方式の中で、デスクトップ・コンピュータなどでは、指紋読み取りデバイスを備えていないなどの理由から、依然としてパスワード認証が最も利用されている。しかしながら、パスワード認証は、ユーザの使い勝手の点で充分なものではなかった。例えば、パスワード認証では、パスワード入力文字が隠されているため、入力間違いが多くなる傾向がある。また、ユーザ自身が自分の設定したパスワードを忘れてしまう可能性もある。さらに、ユーザが脆弱なパスワードを設定したり、デフォルトのパスワードのまま使用したりする場合のパスワード自体の脆弱性や、第三者に盗み見られるリスクなどもある。   Among conventional authentication methods, desktop computers and the like still use password authentication most because they do not have a fingerprint reading device. However, password authentication has not been sufficient in terms of user convenience. For example, in password authentication, the input characters tend to be hidden, so that input errors tend to increase. There is also a possibility that the user himself forgets the password set by himself / herself. Furthermore, there is a vulnerability of the password itself when the user sets a weak password or uses the default password as it is, and there is a risk of being stolen by a third party.

その他、ユーザ認証に関連し、特許文献1(特開2000−132514号公報)も知られている。特許文献1は、パスワードそのものに加えて、個人のパスワードの入力動作を学習し、それを認証手段とする構成を開示している。これにより、パスワードの盗難による成り済ましを防止するというものである。   In addition, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-132514) is also known in relation to user authentication. Patent Document 1 discloses a configuration in which an input operation of a personal password is learned in addition to the password itself and is used as an authentication unit. This prevents impersonation due to password theft.

しかしながら、従来の技術や上記特許文献1の技術では、入力動作をパスワード認証の補助として用いる技術にすぎず、ユーザにとっては依然として複雑なパスワードを覚えて入力しなければならない点で充分なものではなかった。   However, the conventional technique and the technique of Patent Document 1 described above are merely techniques that use the input operation as an auxiliary to password authentication, and are not sufficient in that the user still has to remember and input a complicated password. It was.

本開示は、上記点に鑑みてなされたものであり、操作者の入力操作に固有な特徴を事前に学習し、学習状態に応じた課題条件で、操作者による入力操作に基づいて、認証の許否を判断することが可能な情報処理装置を提供することを目的とする。   The present disclosure has been made in view of the above points, learns in advance features unique to the operator's input operation, and performs authentication based on the input operation by the operator under task conditions according to the learning state. It is an object of the present invention to provide an information processing apparatus capable of determining whether or not to permit.

本開示によれば、上記課題を解決するために、下記特徴を有した、操作者を認証する情報処理装置が提供される。本情報処理装置は、入力装置を介した操作者による操作情報を収集する収集手段と、収集された操作情報に基づく複数の学習データを用いて、該操作情報にかかる操作者の入力装置を介した入力操作を識別するための操作者識別モデルを学習する学習手段と、収集された操作情報に基づく1以上の検証データを用いて、学習にかかる操作者について操作者識別モデルに基づく認証の際に許容できる課題条件および該認証を許可するか否かを決定する決定手段を含む。本情報処理装置は、さらに、操作者識別モデルに基づく認証の要求に際して、該要求にかかる操作者に対し操作者識別モデルに基づく認証が許可されるか否かを判定する判定手段と、許可される場合に、課題条件に応答した入力操作に対する、要求にかかる操作者の操作者識別モデルによる複数の識別結果に基づいて、要求にかかる操作者の認証を成功させるか否かを判断する認証判断手段とを含む。   According to the present disclosure, in order to solve the above-described problem, an information processing apparatus that authenticates an operator having the following characteristics is provided. The information processing apparatus uses a collection means for collecting operation information by an operator via the input device and a plurality of learning data based on the collected operation information, and uses the operator's input device for the operation information. When learning based on the operator identification model, the learning means for learning the operator identification model for identifying the input operation and one or more verification data based on the collected operation information are used. And a determination means for determining whether or not to permit the authentication. The information processing apparatus further includes: a determination unit configured to determine whether authentication based on the operator identification model is permitted for an operator involved in the request when requesting authentication based on the operator identification model; Authentication decision to determine whether or not to successfully authenticate the operator for the request based on a plurality of identification results based on the operator identification model of the operator for the request for the input operation in response to the task condition Means.

上記構成により、操作者による入力操作に固有な特徴を事前に学習し、学習状態に応じた課題条件で、操作者による入力操作に基づいて、認証の許否を判断することが可能となる。   With the above configuration, it is possible to learn in advance features unique to the input operation by the operator, and to determine whether the authentication is permitted or not based on the input operation by the operator under a task condition corresponding to the learning state.

本実施形態による情報処理装置として用いられるコンピュータのハードウェア構成図。The hardware block diagram of the computer used as an information processing apparatus by this embodiment. 本実施形態による情報処理装置において入力操作に基づく認証機能を提供するためのログイン認証モジュールの機能ブロック図。The functional block diagram of the login authentication module for providing the authentication function based on input operation in the information processing apparatus by this embodiment. 本実施形態によるログイン認証モジュールにおける学習処理部のより詳細な機能ブロック図。The more detailed functional block diagram of the learning process part in the login authentication module by this embodiment. 本実施形態による学習処理部における学習状態判定部のより詳細な機能ブロックを周辺の機能構成とともに示す図。The figure which shows the more detailed functional block of the learning state determination part in the learning process part by this embodiment with a periphery functional structure. 本実施形態によるログイン認証モジュールにおける入力操作認証方式認証部のより詳細な機能ブロック図。The more detailed functional block diagram of the input operation authentication system authentication part in the login authentication module by this embodiment. 本実施形態におけるログイン認証の際に表示される(A)ログインユーザ選択画面、(B)パスワード認証方式の認証画面および(C)入力操作認証方式の認証画面を例示する図。The figure which illustrates the (A) login user selection screen, the (B) authentication screen of a password authentication system, and the (C) authentication screen of an input operation authentication system displayed in the case of login authentication in this embodiment. 本実施形態における情報処理装置が実行する、入力操作に基づく認証処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the authentication process based on input operation which the information processing apparatus in this embodiment performs. 本実施形態における入力操作に基づく認証処理において学習のために準備される学習データのデータ構造を示す図。The figure which shows the data structure of the learning data prepared for learning in the authentication process based on input operation in this embodiment. 他の実施形態によるログイン認証モジュールにおける学習処理部の機能ブロック図。The functional block diagram of the learning process part in the login authentication module by other embodiment. さらに他の実施形態によるログイン認証モジュールにおける入力操作方式認証部の機能ブロック図。The functional block diagram of the input operation system authentication part in the login authentication module by other embodiment.

以下、本実施形態をもって説明するが、実施形態は、後述する実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, although it demonstrates with this embodiment, embodiment is not limited to embodiment mentioned later.

本実施形態による情報処理装置、認証システムおよび認証方法は、キーボードなどの入力装置を介した操作者による入力操作を識別するために操作者識別モデルを事前に学習し、学習された操作者識別モデルを用いて、入力装置を介した入力操作に基づき、認証要求にかかる操作者の認証の許否を判断する構成を備える。   The information processing apparatus, the authentication system, and the authentication method according to the present embodiment learn an operator identification model in advance in order to identify an input operation by an operator via an input device such as a keyboard, and the learned operator identification model Is used to determine whether or not the authentication of the operator relating to the authentication request is permitted based on the input operation via the input device.

なお、以下の説明する実施形態においては、入力操作に基づく認証機能を単体で備える情報処理装置および該情報処理装置が実行する認証方法をそれぞれ一例として説明する。しかしながら、情報処理装置、認証システムおよび認証方法は、これらに限定されるものではない。他の実施形態においては、情報処理装置とクラウドやリモートサーバ側のリモートコンピュータとを含めた認証システムおよび情報処理装置とリモートコンピュータとが連携して実行する認証方法として構成されることを妨げるものではない。   In the embodiments described below, an information processing apparatus having an authentication function based on an input operation alone and an authentication method executed by the information processing apparatus will be described as an example. However, the information processing apparatus, the authentication system, and the authentication method are not limited to these. In other embodiments, the authentication system including the information processing apparatus and the cloud or the remote computer on the remote server side and the authentication method that the information processing apparatus and the remote computer execute in cooperation with each other are not prevented. Absent.

以下、図1を参照しながら、まず、本実施形態による入力操作に基づく認証機能を備える情報処理装置のハードウェア構成について説明する。図1は、本実施形態による情報処理装置として用いられるコンピュータ10のハードウェア構成図である。コンピュータ10は、典型的には、汎用コンピュータとして構成されている。   Hereinafter, the hardware configuration of an information processing apparatus including an authentication function based on an input operation according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a computer 10 used as the information processing apparatus according to the present embodiment. The computer 10 is typically configured as a general-purpose computer.

図1に示すコンピュータ10は、CPU(Central Processing Unit)12と、CPU12とメモリとの接続を担うノースブリッジ14と、サウスブリッジ16とを含む。サウスブリッジ16は、上記ノースブリッジ14と専用バスまたはPCIバスを介して接続され、PCIバスやUSBなどのI/Oとの接続を担う。   A computer 10 shown in FIG. 1 includes a central processing unit (CPU) 12, a north bridge 14 that is connected to the CPU 12 and a memory, and a south bridge 16. The south bridge 16 is connected to the north bridge 14 via a dedicated bus or a PCI bus, and is connected to an I / O such as a PCI bus or USB.

ノースブリッジ14には、CPU12の作業領域を提供するRAM(Random Access Memory)18が接続されている。ノースブリッジ14には、さらに、映像信号を出力するグラフィックボード20が接続されてもよい。グラフィックボード20には、映像出力インタフェースを介してディスプレイ50が接続されてもよい。   A RAM (Random Access Memory) 18 that provides a work area for the CPU 12 is connected to the north bridge 14. The north bridge 14 may further be connected to a graphic board 20 that outputs a video signal. A display 50 may be connected to the graphic board 20 via a video output interface.

サウスブリッジ16には、PCI(Peripheral Component Interconnect)22、LANポート24、IEEE1394ポート26、USBポート28、補助記憶装置30、オーディオ入出力32、シリアルポート34が接続され得る。補助記憶装置30は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などであり、コンピュータ10を制御するためのオペレーティング・システム、後述する機能部を実現するためのプログラムや各種システム情報や各種設定情報を格納する。LANポート24は、コンピュータ10を有線および無線でネットワークに接続させるインタフェース機器である。   A PCI (Peripheral Component Interconnect) 22, a LAN port 24, an IEEE 1394 port 26, a USB port 28, an auxiliary storage device 30, an audio input / output 32, and a serial port 34 can be connected to the south bridge 16. The auxiliary storage device 30 is an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like, and an operating system for controlling the computer 10, programs for realizing the functional units described later, various system information, and various types Stores setting information. The LAN port 24 is an interface device that connects the computer 10 to a network by wire and wireless.

USBポート28には、キーボード52およびマウス54などの入力装置が接続される。コンピュータは、補助記憶装置30から、オペレーティング・システムや、本実施形態による入力操作に基づく認証機能のためのプログラムを読み出し、RAM18が提供する作業空間に展開する。これにより、CPU12の制御の下、後述する各機能部および各処理が実現される。   Input devices such as a keyboard 52 and a mouse 54 are connected to the USB port 28. The computer reads the operating system and the program for the authentication function based on the input operation according to the present embodiment from the auxiliary storage device 30 and expands them in the work space provided by the RAM 18. Thereby, under the control of the CPU 12, each functional unit and each process described later are realized.

本実施形態において、ディスプレイ50は、入力操作に基づく認証機能において操作者に入力を求める課題を表示する表示装置として用いられる。キーボード52は、本実施形態において、当該認証機能における入力操作を受け付ける入力装置として用いられる。   In the present embodiment, the display 50 is used as a display device that displays a task for requesting input from an operator in an authentication function based on an input operation. In this embodiment, the keyboard 52 is used as an input device that receives an input operation in the authentication function.

なお、本実施形態による入力操作に基づく認証機能を備える情報処理装置において、ディスプレイ50およびキーボード52に関しては、市販されている任意の製品を用いることができ、特に特殊な装置を要するものではない。情報処理装置自身としても、一般的なハードウェア構成を有すればよく、後述する機械学習アルゴリズムをバックグラウンドで実行ないし制御を行うのに充分な計算資源を有することが好ましいが、特別なハードウェアを要するものではない。また、図1に示すハードウェア構成は、一例であって、本実施形態による入力操作に基づく認証機能の認識精度を向上させるために、カメラなどの外部デバイスを備えていてもよい。さらに、入力装置としても、キーボード52を一例として説明するが、マウスやタッチパッドを備えてもよい。   In the information processing apparatus having the authentication function based on the input operation according to the present embodiment, any commercially available products can be used for the display 50 and the keyboard 52, and no special apparatus is required. The information processing apparatus itself may have a general hardware configuration, and preferably has sufficient computing resources to execute or control a machine learning algorithm described later in the background. Is not required. The hardware configuration illustrated in FIG. 1 is an example, and an external device such as a camera may be provided in order to improve the recognition accuracy of the authentication function based on the input operation according to the present embodiment. Furthermore, although the keyboard 52 is described as an example of the input device, a mouse or a touch pad may be provided.

図2は、本実施形態による情報処理装置において、上述した入力操作に基づく認証機能を提供するためのログイン認証モジュールの機能ブロック図である。図2に示すように、ログイン認証モジュール100の機能構成としては、認証方式判定部110と、パスワード方式認証部112と、学習処理部120と、入力操作方式認証部150とが含まれる。   FIG. 2 is a functional block diagram of a login authentication module for providing an authentication function based on the above-described input operation in the information processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the functional configuration of the login authentication module 100 includes an authentication method determination unit 110, a password method authentication unit 112, a learning processing unit 120, and an input operation method authentication unit 150.

なお、本実施形態によるログイン認証モジュール100は、所定のユーザ・アカウントについて、認証方式として入力操作に基づく認証方式(以下、入力操作認証方式と参照する。)が選択されている場合に、この所定のユーザ・アカウントのログイン認証処理の開始に応答して呼び出される。つまり、以下の説明においては、当該情報処理装置を操作する操作者に対応したユーザ・アカウントに対し、入力操作認証方式での認証が指定されているか、または、入力操作認証方式が選択肢として有効化されており、かつ、入力操作認証方式を指定して認証要求が行われたものとして説明する。   Note that the login authentication module 100 according to the present embodiment performs this predetermined authentication when an authentication method based on an input operation (hereinafter referred to as an input operation authentication method) is selected as an authentication method for a predetermined user account. Called in response to the start of login authentication processing for a user account. In other words, in the following explanation, authentication by the input operation authentication method is specified for the user account corresponding to the operator who operates the information processing apparatus, or the input operation authentication method is enabled as an option. In the following description, it is assumed that the authentication request has been made by designating the input operation authentication method.

なお、以下に説明する実施形態では、コンピュータ上でデスクトップへアクセスするための資格情報を検証するログインないしサインイン処理において、本実施形態による入力操作認証方式の認証機能が提供されるものとして説明する。しかしながら、入力操作認証方式の認証機能の適用範囲は、ログインないしサインイン処理に限定されるものではない。他の実施形態では、ネットワーク共有フォルダなどのリソースへのアクセス時や、アプリケーションのインストールや設定変更などの際の管理者権限への昇格時に要求される認証手続に対して、入力操作認証方式の認証機能を適用することができる。さらに他の実施形態では、インターネットや組織内のネットワーク上で提供されるサービスやアプリケーションへのログインに対して、入力操作認証方式の認証機能を適用することもできる。   In the embodiment described below, it is assumed that the authentication function of the input operation authentication method according to this embodiment is provided in the login or sign-in processing for verifying the credential information for accessing the desktop on the computer. . However, the application range of the authentication function of the input operation authentication method is not limited to login or sign-in processing. In another embodiment, the authentication of the input operation authentication method is used for an authentication procedure required when accessing a resource such as a network shared folder or when promoting to administrator authority when installing an application or changing a setting. Function can be applied. In yet another embodiment, the authentication function of the input operation authentication method can be applied to login to a service or application provided on the Internet or a network in an organization.

認証方式判定部110は、入力操作認証方式が指定される場合に、認証の要求があった際に、要求にかかる操作者に対し当該入力操作認証方式の認証が許可されるか否かを判定する。後述するように、認証の要求にかかる操作者について、当該入力操作認証方式の認証を行うための準備が未だ完了していない場合は、認証方式判定部110は、入力操作認証方式の認証を許可しないと判断し、代替認証のためパスワード方式認証部112を呼び出す。この場合、ログイン認証後、上記入力操作認証方式の認証の準備のために学習処理部120が呼び出される。当該入力操作認証方式の認証を行うための準備が完了している場合は、認証方式判定部110は、当該入力操作認証方式の認証を許可すると判断し、入力操作方式認証部150を呼び出す。認証方式判定部110は、本実施形態における判定手段を構成する。   When the input operation authentication method is designated, the authentication method determination unit 110 determines whether or not authentication of the input operation authentication method is permitted for the operator who requests the request when authentication is requested. To do. As will be described later, for an operator who requests authentication, if the preparation for performing the authentication of the input operation authentication method is not yet completed, the authentication method determination unit 110 permits the authentication of the input operation authentication method. The password method authentication unit 112 is called for alternative authentication. In this case, after login authentication, the learning processing unit 120 is called to prepare for authentication of the input operation authentication method. When the preparation for performing the authentication of the input operation authentication method is completed, the authentication method determination unit 110 determines that the authentication of the input operation authentication method is permitted, and calls the input operation method authentication unit 150. The authentication method determination unit 110 constitutes a determination unit in the present embodiment.

パスワード方式認証部112は、通常のユーザ名およびパスワードを用いたパスワード認証を実行する。パスワード方式認証部112は、本実施形態のよる入力操作認証方式の認証が指定される場合であって、その準備が未完了の場合に呼び出されて、代替的に、パスワード認証によるログイン認証を行う。なお、代替方式に応じた各種設定、例えばパスワードの設定は、事前に行われているものとする。また、説明する実施形態では、代替方式として、パスワード認証を例示するが、特に限定されるものではなく、他の実施形態では、PINコード認証やピクチャ認証などが行われてもよい。   The password method authentication unit 112 executes password authentication using a normal user name and password. The password method authentication unit 112 is called when the authentication of the input operation authentication method according to the present embodiment is designated and the preparation is not completed, and alternatively performs login authentication by password authentication. . It should be noted that various settings according to alternative methods, for example, password settings, are performed in advance. In the embodiment to be described, password authentication is exemplified as an alternative method. However, the authentication is not particularly limited, and PIN code authentication or picture authentication may be performed in other embodiments.

学習処理部120は、現在ログイン中のユーザ・アカウントに対応した操作者による入力装置を介した入力操作の情報を収集し、収集した操作情報に基づき複数の学習データを準備し、正当な操作者の入力操作を識別するための操作者識別モデルを学習する。ここで、操作者識別モデルとは、後述する予測器に対して、特定の操作者を認証するために学習によって生成されたパラメータを与えて構成される、入力が特定の操作者によるものかどうかを識別するためのニューラルネットワークなどのモデルを指す。なお、ここでは、所定の代替認証処理を通過しているので、現在ログイン中のユーザ・アカウントに対応した正当な操作者が各種操作を行っているものとみなしてもよい。学習処理部120は、入力操作認証方式の認証が指定される場合であって、少なくとも準備が未完了である場合に呼び出され、ログイン後、学習データの収集を行い、充分な学習が完了すると、入力操作認証方式の認証の許可を与える。   The learning processing unit 120 collects input operation information via an input device by an operator corresponding to the currently logged-in user account, prepares a plurality of learning data based on the collected operation information, and a valid operator The operator identification model for identifying the input operation is learned. Here, the operator identification model is configured by giving a parameter generated by learning to authenticate a specific operator to a predictor described later, and whether the input is by a specific operator. A model such as a neural network for identifying Here, since a predetermined alternative authentication process is passed, it may be considered that a legitimate operator corresponding to the currently logged-in user account is performing various operations. The learning processing unit 120 is called when authentication of the input operation authentication method is designated, and is called at least when the preparation is not completed.After the login, learning data is collected, and when sufficient learning is completed, Gives permission for authentication of the input operation authentication method.

なお、説明する実施形態では、準備が未完了である場合に学習処理部120が呼び出されて、学習データの収集および学習が行われ、一方、入力操作認証方式の認証の許可が一旦与えられた以降については、学習処理部120が用いられないものとして説明する。しかしながら、このような態様に限定されるものではない。他の実施形態では、入力操作認証方式の認証の許可が一旦与えられた以降も、ログイン後、学習データの収集を行い、学習を継続して行い、認証の精度を改善する態様としてもよい。   In the embodiment to be described, when the preparation is not completed, the learning processing unit 120 is called to collect and learn learning data, and on the other hand, the authorization of the input operation authentication method is once given. The following description will be made assuming that the learning processing unit 120 is not used. However, it is not limited to such an aspect. In another embodiment, after permission for authentication of the input operation authentication method is once given, learning data may be collected after login, learning may be continued, and the accuracy of authentication may be improved.

入力操作方式認証部150は、入力操作認証方式の認証が指定される場合であって入力操作認証方式の認証が許可されるときに呼び出され、要求にかかる操作者の入力操作に基づいて認証を成功させるか否かを判断する処理を行う。ここで、入力操作認証方式にとは、認証の際に操作者に対し、秘密ではない任意の文字列の入力を課題として求めて、この際に操作者により実際になされた入力操作が、事前に学習しておいた操作者の入力操作の特徴と合致するか否かの判断に基づいて、当該操作者の正当性を検証する方式をいう。   The input operation method authentication unit 150 is called when the authentication of the input operation authentication method is designated and the authentication of the input operation authentication method is permitted, and performs authentication based on the input operation of the operator concerning the request. A process for determining whether or not to succeed is performed. Here, the input operation authentication method is a method in which the operator is asked to input an arbitrary non-secret character string during authentication, and the input operation actually performed by the operator at this time is determined in advance. This is a method for verifying the legitimacy of the operator based on the judgment as to whether or not it matches the characteristics of the input operation of the operator that has been learned.

以下、図3および図4を参照しながら、ログイン認証モジュール100を構成する学習処理部120のより詳細な機能構成について説明する。図3は、本実施形態によるログイン認証モジュールにおける学習処理部120のより詳細な機能ブロック図である。図3に示すように、学習処理部120の機能構成としては、特徴ベクトル生成部122と、ダミー入力生成部124と、機械学習部128と、予測器132と、学習状態判定部138とが含まれる。   Hereinafter, a more detailed functional configuration of the learning processing unit 120 configuring the login authentication module 100 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a more detailed functional block diagram of the learning processing unit 120 in the login authentication module according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 3, the functional configuration of the learning processing unit 120 includes a feature vector generation unit 122, a dummy input generation unit 124, a machine learning unit 128, a predictor 132, and a learning state determination unit 138. It is.

特徴ベクトル生成部122は、キーボード52を介した操作者による操作情報を収集し、操作者による操作情報から、学習データおよび検証データ各々を構成する特徴ベクトルを生成する。ここで、特徴ベクトルとは、元の生情報から、機械学習で取り扱い可能となるように変換されたデータであり、後述する操作者識別モデル130を構成する予測器132への入力となるものである。特徴ベクトルとしては、一例としては、押されたキーに加えて、キーの時間間隔およびキー押下の強度の一方または両方を表現したものを用いることができる。特徴ベクトル生成部122は、本実施形態における収集手段を構成する。なお、特徴ベクトルについては、詳細を後述する。   The feature vector generation unit 122 collects operation information by the operator via the keyboard 52, and generates a feature vector constituting each of the learning data and the verification data from the operation information by the operator. Here, the feature vector is data converted from the original raw information so that it can be handled by machine learning, and is input to the predictor 132 constituting the operator identification model 130 described later. is there. As a feature vector, for example, in addition to a pressed key, a representation of one or both of a key time interval and a key pressing strength can be used. The feature vector generation unit 122 constitutes a collection unit in the present embodiment. Details of the feature vector will be described later.

ダミー入力生成部124は、事前に多くの操作者による入力操作を収集して準備された入力操作統計情報126に基づいて、上記操作者以外の他の操作者による仮想的な擬似操作情報(以下、ダミーデータともいう)を生成する。擬似操作情報は、上述した特徴ベクトルの形で生成される。擬似操作情報は、操作者識別モデル130の学習およびテストの両方で用いることができる。ダミー入力生成部124は、本実施形態における擬似情報生成手段を構成する。   Based on the input operation statistical information 126 prepared by collecting input operations by many operators in advance, the dummy input generation unit 124 includes virtual pseudo operation information (hereinafter referred to as “virtual pseudo operation information”) by other operators than the above-described operators. , Also referred to as dummy data). The pseudo operation information is generated in the form of the feature vector described above. The pseudo operation information can be used for both learning and testing of the operator identification model 130. The dummy input generation unit 124 constitutes pseudo information generation means in the present embodiment.

機械学習部128は、収集された操作情報に基づく複数の学習データを用いて、所定の機械学習アルゴリズムを実行することにより、正当な操作者の入力操作を識別するための予測器132のパラメータ134を学習する。好ましくは、機械学習部128は、操作者の実際の操作情報に基づく複数の学習データに加えて、上記ダミー入力生成部124により生成された擬似操作情報に基づく複数の学習データをさらに用いて、予測器132のパラメータ134を学習することができる。当該操作者以外の者による入力操作の特徴を有するデータを学習データとして与えることにより、機械学習の精度を向上させることができる。機械学習部128により、予測器132の最適化されたパラメータ134が与えられる。機械学習部128は、本実施形態における学習手段を構成する。   The machine learning unit 128 uses a plurality of learning data based on the collected operation information to execute a predetermined machine learning algorithm, thereby identifying a parameter 134 of the predictor 132 for identifying an input operation of a valid operator. To learn. Preferably, the machine learning unit 128 further uses a plurality of learning data based on the pseudo operation information generated by the dummy input generation unit 124 in addition to the plurality of learning data based on the actual operation information of the operator, The parameters 134 of the predictor 132 can be learned. The accuracy of machine learning can be improved by giving, as learning data, data having the characteristics of an input operation by a person other than the operator. The machine learning unit 128 provides the optimized parameter 134 of the predictor 132. The machine learning unit 128 constitutes learning means in the present embodiment.

ここで、予測器132とは、所定の操作者の入力操作を識別するための数理モデルをいう。予測器132は、与えられた入力操作を表す入力データに対し、その入力操作が所定の操作者により行われたものであるか、あるいは他の操作者により行われたものであるかを識別し、識別結果を出力する。上述したように、操作者の入力操作を表す入力データは、特徴ベクトルとして与えられる。このため、予測器132は、入力された特徴ベクトルに対し、それが操作者の入力操作であるか否かを識別する識別結果を出力するよう構成される。   Here, the predictor 132 refers to a mathematical model for identifying an input operation of a predetermined operator. The predictor 132 identifies whether the input operation representing the given input operation is performed by a predetermined operator or another operator. The identification result is output. As described above, the input data representing the operator's input operation is given as a feature vector. For this reason, the predictor 132 is configured to output an identification result for identifying whether or not the input feature vector is an input operation of the operator.

識別結果は、典型的には、確率によって表される。例えば、入力データが対象操作者からのものである(VALIDな)確率あるいは、入力データが対象操作者以外の者からのものである(INVALIDな)確率として出力される。あるいは、入力データが各操作者(USER1,USER2)からのものである確率として出力される。   The identification result is typically represented by a probability. For example, the probability that the input data is from the target operator (VALID) or the probability that the input data is from a person other than the target operator (INVALID) is output. Alternatively, it is output as a probability that the input data is from each operator (USER1, USER2).

予測器132には、学習データ各々に含まれる特徴ベクトルを入力として、正しい識別結果が出力されるよう、機械学習アルゴリズムにより調整されたパラメータ134が算出され、設定される。予測器132およびそのパラメータ134により、本実施形態における操作者識別モデル130が構成される。   A parameter 134 adjusted by a machine learning algorithm is calculated and set in the predictor 132 so that a feature vector included in each learning data is input and a correct identification result is output. The predictor 132 and its parameters 134 constitute the operator identification model 130 in this embodiment.

なお、機械学習部128が実行する機械学習アルゴリズムとしては、これまで知られた如何なる機械学習アルゴリズムを用いることができ、機械学習を適用する予測器132の様式に応じて適切なアルゴリズムを用いればよい。機械学習アルゴリズムとしては、好ましくは、教師あり学習を行うことができる。その場合に、操作者の実際の操作情報から生成された学習データには、その入力が当該操作者により行われたことを示す有効(VALID)の正解ラベルが付される。一方、上記ダミー入力生成部124による擬似操作情報から生成された学習データには、その入力が当該操作者以外の者により行われたことを示す無効(INVALID)の正解ラベルが付される。   Any machine learning algorithm known so far can be used as the machine learning algorithm executed by the machine learning unit 128, and an appropriate algorithm may be used according to the mode of the predictor 132 to which machine learning is applied. . As a machine learning algorithm, supervised learning can be preferably performed. In this case, a valid (VALID) correct answer label indicating that the input has been made by the operator is attached to the learning data generated from the actual operation information of the operator. On the other hand, the learning data generated from the pseudo operation information by the dummy input generation unit 124 is attached with an invalid (INVALID) correct answer label indicating that the input was made by a person other than the operator.

また、機械学習アルゴリズムが適用される予測器132としては、特に限定されるものではないが、ニューラルネットワーク(ANN:Artificial Neural Network)およびサポートベクターマシン(SVM:Support Vector Machine)、またはこれらの組み合わせを用いることができる。例えば、ニューラルネットワークは、学習データとして与えられる入力に対して正しい識別ができるように、誤差逆伝搬法によりパラメータを調整することができる。ニューラルネットワークは、入力層、隠れ層および出力層を含み、学習すべきパラメータとしては、各層間の重み、各層のバイアスなどが含まれる。例えば、SVMに関しては、逐次最小問題最適化法などの2次計画問題の解法としてよく知られたアルゴリズムを用いることができる。SVMの学習すべきパラメータとしては、線形しきい素子のパラメータが含まれる。   In addition, the predictor 132 to which the machine learning algorithm is applied is not particularly limited, but a neural network (ANN: Artificial Neural Network) and a support vector machine (SVM) or a combination thereof may be used. Can be used. For example, the neural network can adjust the parameters by the error back-propagation method so that the input can be correctly identified as the learning data. The neural network includes an input layer, a hidden layer, and an output layer, and parameters to be learned include a weight between layers, a bias of each layer, and the like. For example, for SVM, an algorithm well known as a solution method for a quadratic programming problem such as a sequential minimum problem optimization method can be used. The parameters to be learned by the SVM include parameters of linear threshold elements.

なお、機械学習部128の機械学習アルゴリズムにおける具体的な演算は、当該コンピュータ10のCPUが行ってもよいし、必要に応じて当該コンピュータに接続されたGPUが行ってもよい。あるいは、ネットワークを介して接続された他のコンピュータ・システムに、学習データを与えて、機械学習アルゴリズムにおける具体的な演算を行わせて、当該情報処理装置は、学習の成果物を得るだけとしてもよい。予測器132における具体的な演算についても同様である。   The specific calculation in the machine learning algorithm of the machine learning unit 128 may be performed by the CPU of the computer 10 or may be performed by a GPU connected to the computer as necessary. Alternatively, it is also possible to give learning data to another computer system connected via a network and perform a specific calculation in a machine learning algorithm, so that the information processing apparatus only obtains a learning product. Good. The same applies to specific calculations in the predictor 132.

収集された操作情報の一部は、学習データのほか、予測器の精度を検証するための検証データのために用いられる。同様に、擬似操作情報の一部も、検証データのために用いられる。予測器132は、与えられたパラメータ134の下、検証データを構成する特徴ベクトルの入力を受けて、各検証データの入力操作が当該操作者により行われたものであるか、あるいは他の操作者により行われたものであるかを識別し、識別結果を出力する。検証データにおいては、正解ラベルが与えられるので、予測器132が出力する識別結果から、予測器132の識別精度を評価することができる。この識別精度を評価するために用意される識別結果を学習後検査結果136と参照する。   Part of the collected operation information is used not only for learning data but also for verification data for verifying the accuracy of the predictor. Similarly, part of the pseudo operation information is also used for verification data. The predictor 132 receives the input of the feature vector constituting the verification data under the given parameter 134, and whether the input operation of each verification data has been performed by the operator or another operator Is identified, and the identification result is output. Since the correct answer label is given in the verification data, the identification accuracy of the predictor 132 can be evaluated from the identification result output by the predictor 132. The identification result prepared for evaluating the identification accuracy is referred to as a post-learning inspection result 136.

学習状態判定部138は、収集された操作情報に基づく1以上の検証データおよびその検証データに対して予測器132が出力した学習後検査結果136を用いて、操作者識別モデル130の学習状態を評価する。学習状態判定部138は、学習状態の評価の結果に応じて、現在の学習状態の操作者識別モデル130に基づく認証の際に許容できる課題条件および該認証を許可するか否かを決定する。ここで、許容できる課題条件は、認証に際して入力を求める任意の文字列の文字数の指定を含むことができる。   The learning state determination unit 138 uses one or more verification data based on the collected operation information and the post-learning inspection result 136 output from the predictor 132 for the verification data to determine the learning state of the operator identification model 130. evaluate. The learning state determination unit 138 determines, according to the result of evaluation of the learning state, an acceptable task condition for authentication based on the operator identification model 130 in the current learning state and whether to permit the authentication. Here, the acceptable task condition can include designation of the number of characters of an arbitrary character string that is requested to be input upon authentication.

入力操作に基づく認証が許可された場合は、当該操作者のアカウントに対し当該入力操作認証方式の認証が許可される旨が記録される。そして、決定された課題条件および学習済みの予測器132のパラメータ134が、学習処理部120から入力操作方式認証部150へ渡される。   When the authentication based on the input operation is permitted, the fact that the authentication of the input operation authentication method is permitted for the operator's account is recorded. Then, the determined task condition and the learned parameter 134 of the predictor 132 are passed from the learning processing unit 120 to the input operation method authentication unit 150.

図4は、本実施形態による学習処理部120における学習状態判定部138のより詳細な機能ブロックを周辺の機能構成とともに示す。図4に示すように、学習状態判定部138の機能構成としては、妥当性検証部140および認証誤り精度算出部142とを含み構成される。   FIG. 4 shows more detailed functional blocks of the learning state determination unit 138 in the learning processing unit 120 according to the present embodiment, together with the peripheral functional configuration. As shown in FIG. 4, the functional configuration of the learning state determination unit 138 includes a validity verification unit 140 and an authentication error accuracy calculation unit 142.

妥当性検証部140は、検証データ各々に対する学習後検査結果が正しいか否かを判定する。学習後検査結果136に対する入力データが、収集した実際の操作情報から特徴ベクトル生成部122で生成されたものであるか、またはダミー入力生成部124で生成された擬似操作情報に基づくものであるかは、既知であり、各検証データには、正解ラベルを与えることができる。このため、識別結果として出力された値が正しいかを判定することが可能である。ただし、識別結果は、確率で表されるため、間違うこともあることを考慮し、これまでの学習後検査結果136の測定記録を記録し、計算された確率が、検証データの入力値の組に対して著しく差が無いことの評価を行うことが好ましい。   The validity verification unit 140 determines whether or not the post-learning inspection result for each verification data is correct. Whether the input data for the post-learning inspection result 136 is generated by the feature vector generation unit 122 from the collected actual operation information or is based on the pseudo operation information generated by the dummy input generation unit 124 Are known, and each verification data can be given a correct answer label. For this reason, it is possible to determine whether the value output as the identification result is correct. However, since the identification result is represented by a probability, it is possible to make a mistake, and a measurement record of the post-learning inspection result 136 is recorded, and the calculated probability is a set of input values of the verification data. It is preferable to evaluate that there is no significant difference.

ここでは、実際の入力操作から生成された検証データに対し、正当な操作者の入力である確率が50%以上であるという結果を出したか否か、擬似操作情報から生成された検証データに対して、正当な操作者の入力である確率が50%未満であるという結果を出したか否かが判定基準となる。妥当性検証部140は、条件を満たさない場合は、識別結果は妥当ではないと判断する。   Here, whether or not the verification data generated from the actual input operation has yielded a result that the probability of being a valid operator input is 50% or more, Thus, whether or not a result that the probability that the input is a valid operator is less than 50% is obtained is a criterion. The validity verification unit 140 determines that the identification result is not valid when the condition is not satisfied.

認証誤り精度算出部142は、1以上の検証データ各々に対する現時点の操作者識別モデル130による学習後検査結果136に基づいて、学習後検査結果136として得られた確率から、認証するに十分な課題条件を決定する。認証誤り精度算出部142は、より具体的には、何文字の文字列を入力として求める課題とすれば認証するに十分であるかを算出し、所定の認証精度が得られるような文字数を決定する。認証誤り精度算出部142は、文字数が所定の条件を満たさない場合には、操作者識別モデル130に基づく認証を許可しない旨を決定することができる。   The authentication error accuracy calculation unit 142 is a subject sufficient to authenticate from the probability obtained as the post-learning inspection result 136 based on the post-learning inspection result 136 by the current operator identification model 130 for each of the one or more verification data. Determine the conditions. More specifically, the authentication error accuracy calculation unit 142 calculates the number of characters that can obtain a predetermined authentication accuracy by calculating the number of character strings that can be used as an input and calculating the number of characters that are sufficient for authentication. To do. If the number of characters does not satisfy a predetermined condition, the authentication error accuracy calculation unit 142 can determine that authentication based on the operator identification model 130 is not permitted.

ここで所定の基準とは、人間が入力するのに不都合を生じないレベルの文字数を判断する基準をいう。例えば、ログイン認証のため、11文字以下の入力であれば許容されるが、11文字を超える入力を求めることは負荷が大きすぎで不都合であると考えるのであれば、11文字以下を基準として与えればよい。そして、99%以上の認証精度など、十分に高い数値になるように設定がなされた際に、課題の文字列が11文字といった、人間が入力するのに不都合を生じないレベルの文字数である場合は、当該入力操作認証方式の認証が許可される。   Here, the predetermined standard is a standard for determining the number of characters at a level that does not cause inconvenience for human input. For example, for login authentication, an input of 11 characters or less is allowed, but if it is considered inconvenient to require an input of more than 11 characters, it is given on the basis of 11 characters or less. That's fine. When the setting is made so that the authentication accuracy is sufficiently high such as 99% or more, the character string of the subject is a character number of a level that does not cause inconvenience for human input, such as 11 characters. In this case, authentication of the input operation authentication method is permitted.

このようにして、学習状態が良好であり、高い精度で識別が可能である状態であれば、より短い文字数の文字列を入力するという課題を操作者に課すことで認証の判断がなされるようになる。一方、学習状態が良好ではなく、あまり高い精度で識別が可能ではない状態であれば、より長い文字数の文字列を入力するという課題が操作者に課される。あるいは、学習状態が不良であれば、学習未完了状態となり、入力操作に基づく認証自体が許可されない。   In this way, if the learning state is good and the state can be identified with high accuracy, authentication can be determined by imposing the task of inputting a character string having a shorter number of characters on the operator. become. On the other hand, if the learning state is not good and identification is not possible with very high accuracy, a problem of inputting a character string having a longer number of characters is imposed on the operator. Alternatively, if the learning state is poor, the learning is incomplete, and authentication itself based on the input operation is not permitted.

なお、所定の認証精度を維持するために、何文字の入力が必要となるかについては、統計学的に求めることが可能である。また、検証データを正しい結果と判断できる確率と、誤判定確率に差があれば、複数の入力データに対して正しい結果を返しているものが50%を上回る確率は、文字列の文字数が多いほど向上する。認証精度を維持するために、何文字の入力が必要となるかの計算方法については、詳細を後述する。   It should be noted that it is possible to statistically determine how many characters are required to maintain a predetermined authentication accuracy. In addition, if there is a difference between the probability that the verification data can be determined to be a correct result and the erroneous determination probability, the probability that a correct result is returned for a plurality of input data is more than 50% has a large number of characters in the character string. It improves so much. Details of how to calculate how many characters are required to maintain the authentication accuracy will be described later.

以下、図5を参照しながら、ログイン認証モジュール100を構成する入力操作方式認証部150のより詳細な機能構成について説明する。図5は、本実施形態によるログイン認証モジュール100における入力操作方式認証部150のより詳細な機能ブロック図である。図5に示すように、入力操作方式認証部150の機能構成としては、認証用文字列生成部152と、特徴ベクトル生成部154と、予測器156と、認証判断部162とが含まれる。   Hereinafter, a more detailed functional configuration of the input operation method authenticating unit 150 configuring the login authentication module 100 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a more detailed functional block diagram of the input operation method authenticating unit 150 in the login authentication module 100 according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 5, the functional configuration of the input operation method authentication unit 150 includes an authentication character string generation unit 152, a feature vector generation unit 154, a predictor 156, and an authentication determination unit 162.

認証用文字列生成部152は、入力を促すためにディスプレイ50などの表示装置に表示させる、学習処理部120から渡された課題条件に応じた文字列を生成する。認証用文字列生成部152は、例えば、単語辞書を保持しており、単語辞書に登録された文字列の中から、課題条件に適合した文字列を選択する。例えば、課題条件が、11文字の指定を含む場合、11文字以上の単語を選択することや、合わせて11文字以上となる複数の単語を選択することができる。認証用文字列生成部152は、本実施形態における認証用入力生成手段を構成する。   The authentication character string generation unit 152 generates a character string corresponding to the task condition passed from the learning processing unit 120 and displayed on a display device such as the display 50 to prompt input. The authentication character string generation unit 152 holds, for example, a word dictionary, and selects a character string that matches the task condition from character strings registered in the word dictionary. For example, when the task condition includes designation of 11 characters, it is possible to select a word having 11 characters or more, or to select a plurality of words having 11 characters or more in total. The authentication character string generation unit 152 constitutes an authentication input generation unit in the present embodiment.

特徴ベクトル生成部154は、上述した学習処理部120の特徴ベクトル生成部122と同様のものであり、課題条件に応答して入力された入力操作の情報を1以上の認証用特徴ベクトルに変換する。特徴ベクトル生成部154は、本実施形態における変換手段を構成する。   The feature vector generation unit 154 is similar to the feature vector generation unit 122 of the learning processing unit 120 described above, and converts input operation information input in response to the task condition into one or more authentication feature vectors. . The feature vector generation unit 154 constitutes conversion means in the present embodiment.

予測器156は、上述した学習処理部120の予測器132と同一のものであり、パラメータ158も、入力操作に基づく認証を許可する判断に応答して、学習処理部120から出力されたものであり、学習完了時のパラメータ134と同一のものとなる。予測器156およびそのパラメータ158により、本実施形態における操作者識別モデル160が構成される。   The predictor 156 is the same as the predictor 132 of the learning processing unit 120 described above, and the parameter 158 is also output from the learning processing unit 120 in response to the determination of permitting authentication based on the input operation. Yes, it is the same as the parameter 134 at the completion of learning. The predictor 156 and its parameters 158 constitute the operator identification model 160 in this embodiment.

認証判断部162は、入力操作に基づく認証が許可される場合に、課題条件に応答した入力操作に対する、認証要求にかかる操作者に対応した操作者識別モデル160による複数の識別結果に基づいて、認証要求にかかる操作者の認証を成功させるか否かを判断する。認証判断部162は、本実施形態における認証判断手段を構成する。認証を成功させるか否かを判断する処理については、詳細を後述する。   When authentication based on an input operation is permitted, the authentication determination unit 162 is based on a plurality of identification results by the operator identification model 160 corresponding to the operator who is requested to authenticate the input operation in response to the task condition. It is determined whether or not the authentication of the operator related to the authentication request is successful. The authentication determination unit 162 constitutes an authentication determination unit in the present embodiment. Details of the process for determining whether or not the authentication is successful will be described later.

なお、説明する実施形態において、認証用文字列生成部152では、典型的には、課題条件に合致した1または複数の単語がランダムに選択される。一方、検証データ各々に対する操作者識別モデル160による識別結果は、例えば、正当な操作者の入力である確率が80%というような確率情報を含む。このようなある種の信頼度の情報を用いることにより、認識精度が高い特徴ベクトルがどれであるかを抽出することができる。   In the embodiment to be described, the authentication character string generation unit 152 typically randomly selects one or more words that match the task condition. On the other hand, the identification result by the operator identification model 160 for each verification data includes, for example, probability information that the probability that the input is a valid operator is 80%. By using such certain reliability information, it is possible to extract which feature vector has high recognition accuracy.

そこで、上述した学習処理部120の学習状態判定部138では、信頼度が所定の条件を満たす1以上の検証データを抽出し、これを入力操作方式認証部150に通知することができる。学習状態判定部138は、本実施形態における抽出手段も構成する。そして、認証用文字列生成部152は、抽出された1以上の検証データに関連する文字を優先的に用いて文字列を生成することで、認証精度の高い特徴ベクトルを生成するような文字列を指定することができる。これにより、認証精度を向上させることができる。これを行わない場合は、たとえば操作者が入力した文字列の中には正当な操作者だと判定する結果となるが、その確率が51%程度のものでも採用される可能性があった。これに対して、認識精度の高い文字列を優先的に選んで使うことにより、そういった事象の発生を防止することができる。つまり、後述する認証判断部162で認証成功とするか否かの判断をより正確に行うことができるようになる。   Therefore, the learning state determination unit 138 of the learning processing unit 120 described above can extract one or more pieces of verification data whose reliability satisfies a predetermined condition and notify the input operation method authentication unit 150 of this. The learning state determination unit 138 also constitutes extraction means in the present embodiment. Then, the authentication character string generation unit 152 generates a character string by preferentially using characters related to the extracted one or more pieces of verification data, thereby generating a character string that generates a feature vector with high authentication accuracy. Can be specified. Thereby, authentication accuracy can be improved. If this is not performed, for example, a character string input by the operator is determined to be a legitimate operator, but even a probability of about 51% may be adopted. On the other hand, the occurrence of such an event can be prevented by preferentially selecting and using a character string with high recognition accuracy. That is, the authentication determination unit 162 (to be described later) can more accurately determine whether authentication is successful.

また、上述した実施形態では、一旦学習済みとなった以降は、認識モデルの学習は特に行われない。しかしながら、このような態様に特に限定されるものではない。他の実施形態では、一旦学習済みとなった後でも、当該入力操作認証方式に基づく認証や他の認証でログインした後、キー操作の収集が継続し、一定量の学習データが得られる毎に再学習し、認識モデルのパラメータを更新することもできる。   In the above-described embodiment, the learning of the recognition model is not particularly performed after the learning is once completed. However, it is not particularly limited to such an embodiment. In another embodiment, even after learning is completed, after logging in with authentication based on the input operation authentication method or other authentication, collection of key operations is continued, and a certain amount of learning data is obtained each time. It is possible to re-learn and update the parameters of the recognition model.

図6は、本実施形態におけるログイン認証の際に表示される(A)ユーザ・アカウント選択画面、(B)パスワード認証方式の認証画面および(C)入力操作認証方式の認証画面を例示する。まず、図6に示すユーザ・アカウント選択画面200において、プルダウンメニュー202により所定のユーザ・アカウントが選択される。そして、その選択されたユーザ・アカウントについて、入力操作認証方式の認証が指定されており、入力操作認証方式の認証を行うための操作者識別モデルの学習が未だ完了していない場合は、図6(B)に示すパスワード認証方式の認証画面210が表示される。一方、選択されたユーザ・アカウントについて操作者識別モデルの学習が既に完了している場合は、図6(C)に示す入力操作認証方式の認証画面220が表示される。   FIG. 6 exemplifies (A) a user / account selection screen, (B) an authentication screen for a password authentication method, and (C) an authentication screen for an input operation authentication method displayed at the time of login authentication in the present embodiment. First, a predetermined user account is selected from the pull-down menu 202 on the user account selection screen 200 shown in FIG. If the selected user account is designated for the input operation authentication method and learning of the operator identification model for performing the input operation authentication method has not yet been completed, FIG. An authentication screen 210 of the password authentication method shown in (B) is displayed. On the other hand, if learning of the operator identification model has already been completed for the selected user account, an authentication screen 220 of the input operation authentication method shown in FIG. 6C is displayed.

図6(B)に示すパスワード認証方式の認証画面210は、ディスプレイ50とキーボード52とコンピュータ10があれば認証手続が可能であるため、多くの状況で利用されている。しかしながら、一方で、以下のような不充分な点がある。   The authentication screen 210 of the password authentication method shown in FIG. 6B is used in many situations because the authentication procedure is possible if the display 50, the keyboard 52, and the computer 10 are provided. However, on the other hand, there are the following inadequate points.

すなわち、第1に、パスワードの入力間違いが発生しやすい点がある。これは、パスワードを入力するテキストボックス214内の入力済の文字列が”*”や黒丸などでマスクされて表示されるため、入力の内容を確認することが難しいためである。また、第2に、ユーザが脆弱性のないパスワードを設定するとは限らない点である。デフォルトのパスワードをそのまま用いるケースや、「password」や「1234」などの自明な文字列を使うユーザは少なからず存在する。第3に、入力している状況を第三者に盗み見られるリスクがある点である。パスワードは原則的に秘密にしなければならないが、第三者に見られないとも限らず、パスワードは所定頻度で更新することが求められるなど制限が発生し、ユーザの負荷の増加につながる。さらに、パスワード強度の関係で、「アンダーバーなどの特殊文字を1文字以上使う必要がある」、「アルファベットに大文字を含む必要がある」、「数字とアルファベットが1文字以上なくてはならない」、「8文字以上のパスワードで無ければならない」など利用するサービスごとに制約があり、覚えにくいパスワードを使うことを強いられることがある。   That is, first, there is a point that a password input error is likely to occur. This is because the input character string in the text box 214 for inputting the password is displayed with being masked with “*” or a black circle, and it is difficult to confirm the input content. Second, the user does not always set a password without vulnerability. There are not a few cases where the default password is used as it is, and there are many users who use a trivial character string such as “password” or “1234”. Thirdly, there is a risk that a third party can view the entered situation. In principle, the password must be kept secret, but it may not be seen by a third party, and the password is required to be updated at a predetermined frequency, resulting in an increase in the load on the user. In addition, due to the strength of the password, “It is necessary to use one or more special characters such as underbars”, “Must include uppercase letters in the alphabet”, “Must contain at least one number and one alphabet”, “ There are restrictions on each service to be used, such as “Password must be 8 characters or longer”, and you may be forced to use a password that is difficult to remember.

これに対し、図6(C)に示す入力操作認証方式の認証では、操作者は、ユーザ・アカウントを選択した後、ユーザ認証のためのテキストボックス224内で文字列を入力する。しかしながら、この際に操作者に入力が求められる文字列226は、パスワードではなく、コンピュータ側が認証のために入力することを要求する課題としての特定の文字列である。したがって、秘密にする必要がないことから、テキストボックス224内にマスクせずに表示することができる。図6(C)の例では、課題の文字列226は、「authentication」であり、それに対して操作者は、そのまま同一文字列「authentication」を入力することになる。   On the other hand, in the authentication of the input operation authentication method shown in FIG. 6C, the operator inputs a character string in the text box 224 for user authentication after selecting a user account. However, the character string 226 that is required to be input by the operator at this time is not a password but a specific character string as a task that requires the computer to input for authentication. Therefore, since it is not necessary to keep it secret, it can be displayed in the text box 224 without being masked. In the example of FIG. 6C, the character string 226 of the assignment is “authentication”, and the operator inputs the same character string “authentication” as it is.

ここで、文字列の入力に応答した認証の成否の判定は、機械学習により事前に操作者の入力操作を特徴付けるパターンを学習した操作者識別モデル160を用いて実施される。入力された文字列の内容自体は認証に用いられるわけではなく、入力内容を公開しても構わず、その入力する様子が盗み見られても問題は少ない。   Here, the success or failure of the authentication in response to the input of the character string is performed using the operator identification model 160 that has learned a pattern that characterizes the input operation of the operator in advance by machine learning. The content of the input character string itself is not used for authentication, and the input content may be disclosed, and there is little problem even if the input state is stolen.

以下、図7を参照しながら、本実施形態における情報処理装置が実行する、入力操作認証方式の認証処理の流れについて、より詳細に説明する。図7は、本実施形態における情報処理装置が実行する、入力操作に基づく認証処理の流れを示すフローチャートである。   Hereinafter, the flow of the authentication process of the input operation authentication method executed by the information processing apparatus according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of authentication processing based on an input operation executed by the information processing apparatus according to the present embodiment.

図7に示す処理は、操作者からのログイン認証の要求に応答して、ステップS100から開始される。なお、以下、操作者についての情報処理装置へのログイン認証方式として、入力操作認証方式が指定されているものとして説明する。ステップS101では、情報処理装置は、選択されたユーザ名を取得する。図6(A)に示すユーザ選択画面で、所定のユーザ名がプルダウンメニュー202から選択されて、OKボタン204が押下されると、選択されたユーザ名がログイン認証モジュール100に渡される。   The process shown in FIG. 7 is started from step S100 in response to a login authentication request from the operator. In the following description, it is assumed that the input operation authentication method is designated as the login authentication method for the information processing apparatus for the operator. In step S101, the information processing apparatus acquires the selected user name. When a predetermined user name is selected from the pull-down menu 202 on the user selection screen shown in FIG. 6A and the OK button 204 is pressed, the selected user name is passed to the login authentication module 100.

ステップS102では、情報処理装置は、認証方式判定部110により、選択されたユーザ名に対応する操作者の操作者識別モデルが学習済みであり、入力操作認証方式の認証が許可されるか否かを判定する。ステップS102で、学習済みではなく、許可されないと判定された場合(NO)は、ステップS103へ処理が分岐され、以降、学習段階の処理が行われる。   In step S102, the information processing apparatus determines whether the operator identification model of the operator corresponding to the selected user name has been learned by the authentication method determination unit 110, and authentication of the input operation authentication method is permitted. Determine. If it is determined in step S102 that it has not been learned and is not permitted (NO), the process branches to step S103, and the process in the learning stage is performed thereafter.

ステップS103では、情報処理装置は、パスワード方式認証部112により、当該操作者について、代替認証方式として、パスワード認証を行う。なお、パスワードは、当該操作者について、通常の認証方式として事前に設定されているものとする。ステップS104では、情報処理装置は、ログイン認証に成功したか否かを判定する。ステップS104で、ログイン認証に失敗したと判定された場合(NO)は、ステップS103へ処理が戻されて、パスワード認証の試行が繰り返される。一方、ステップS104で、ログイン認証に成功したと判定された場合(YES)は、ステップS105へ処理が進められる。   In step S103, the information processing apparatus performs password authentication as an alternative authentication method for the operator using the password method authentication unit 112. Note that the password is set in advance as a normal authentication method for the operator. In step S104, the information processing apparatus determines whether login authentication has succeeded. If it is determined in step S104 that login authentication has failed (NO), the process returns to step S103, and password authentication attempts are repeated. On the other hand, if it is determined in step S104 that the login authentication is successful (YES), the process proceeds to step S105.

ログインに成功した以降は、操作者は、その情報処理装置を自分の認証権限の範囲内で自由に操作することができる。その作業の中には、例えばドキュメント作成、コーディング作業など、日常業務の中のキーボード操作を伴う操作が含まれる。ログインした操作者は、通常通り、日常業務を行うのみである。一方で、ステップS105では、情報処理装置は、学習処理部120により、ログインユーザによる作業において、そのキーボード52を介して行われるキー操作情報を、バックグラウンドで収集し、機械学習用の入力データに変換する。   After successful login, the operator can freely operate the information processing apparatus within the scope of his / her authentication authority. The work includes operations involving keyboard operations in daily work such as document creation and coding work. The logged-in operator only performs daily work as usual. On the other hand, in step S105, the information processing apparatus collects key operation information performed through the keyboard 52 in the background by the learning processing unit 120 in the work by the logged-in user, and uses the information as input data for machine learning. Convert.

ステップS106では、情報処理装置は、一定量の入力データが得られたか否かを判定する。ここで、一定量とは、機械学習アルゴリズムを適用するに際して、合理的なデータ量を意味する。一定量に代えて、1日毎のように、期間を定めてもよい。ステップS106で、まだ一定の量の入力データが得られていないと判定された場合(NO)は、ステップS105へ処理をループさせて、入力データの収集が継続される。一方、ステップS106で、一定量の入力データが得られたと判定された場合(YES)は、ステップS107へ処理が進められる。   In step S106, the information processing apparatus determines whether a certain amount of input data has been obtained. Here, the fixed amount means a reasonable data amount when applying the machine learning algorithm. Instead of a certain amount, a period may be set every day. If it is determined in step S106 that a certain amount of input data has not yet been obtained (NO), the process loops to step S105, and input data collection is continued. On the other hand, if it is determined in step S106 that a certain amount of input data has been obtained (YES), the process proceeds to step S107.

ステップS107では、情報処理装置は、特徴ベクトル生成部122により、収集した入力データから学習データを生成する。情報処理装置は、擬似操作情報からダミーの学習データも生成することもできる。収集された入力データは、所定フォーマットの特徴ベクトルに変換されて、機械学習アルゴリズムに取り込まれることになる。入力データは、操作者が作業する間は新規の入力データとして取り入れられるため、操作者が情報処理装置を操作すればするほど、学習データが蓄積されてゆくことになる。   In step S <b> 107, the information processing apparatus uses the feature vector generation unit 122 to generate learning data from the collected input data. The information processing apparatus can also generate dummy learning data from the pseudo operation information. The collected input data is converted into a feature vector of a predetermined format and is taken into a machine learning algorithm. Since the input data is taken in as new input data while the operator works, the learning data is accumulated as the operator operates the information processing apparatus.

図8は、本実施形態における入力操作に基づく認証処理において学習のために準備される学習データのデータ構造を示す。機械学習を行う場合、生の入力データは、機械学習アルゴリズムで取り扱いやすい特定のフォーマットに整形される。この整形されたフォーマットのデータは、特徴ベクトルと参照される。以下、キーボードの操作から特徴ベクトルを作成する具体的な方法について一例を説明する。   FIG. 8 shows a data structure of learning data prepared for learning in the authentication process based on the input operation in the present embodiment. When machine learning is performed, raw input data is shaped into a specific format that can be easily handled by a machine learning algorithm. This formatted data is referred to as a feature vector. Hereinafter, an example of a specific method for creating a feature vector from a keyboard operation will be described.

特徴ベクトルの生成では、操作者の特徴が適切に表現されていることが望ましい。まず、第1の方法として、キー操作時間に基づき操作者の特徴を学習する方法について説明する。   In generating the feature vector, it is desirable that the operator's features are appropriately expressed. First, as a first method, a method for learning the characteristics of the operator based on the key operation time will be described.

例えば、操作者が、「a」、「b」、「c」の順でキーを押下した際に、それぞれ「a」から「b」のキー操作の間に0.22秒、「b」と「c」のキー操作に0.31秒かかったとした場合、この操作の情報を、入力されたキーとその時間間隔を用いて、例えば、(a,b,0.22)および(b,c,0.31)の2つの特徴ベクトルで表すことができる。ここで、時間間隔は、第1のキーを押下したタイミングと、第2のキーを押下したタイミングとの間隔であってもよいし、第1のキーを解放したタイミングと、第2のキーを押下したタイミングとの間隔であってもよいし、第1のキーを押下したタイミングと、第2のキーを解放したタイミングとの間隔であってもよいし、第1のキーを解放したタイミングと、第2のキーを解放したタイミングとの間隔であってもよい。   For example, when the operator presses the keys in the order of “a”, “b”, and “c”, “b” is 0.22 seconds between the “a” and “b” key operations, respectively. If it is assumed that the key operation of “c” takes 0.31 seconds, information on this operation can be obtained, for example, by using the input key and its time interval, for example, (a, b, 0.22) and (b, c , 0.31) can be represented by two feature vectors. Here, the time interval may be the interval between the timing when the first key is pressed and the timing when the second key is pressed, or the timing when the first key is released and the second key It may be an interval from the timing when the key is pressed, may be an interval between a timing when the first key is pressed and a timing when the second key is released, or a timing when the first key is released. It may be an interval from the timing when the second key is released.

さらに、上記例では、2つのキー操作の組に対して1つの特徴ベクトルを生成しているが、3つや4つのキー操作の組に対して1つの特徴ベクトルを生成することもできる。例えば3つのキー操作の組とする場合は、(a,b,c,0.22,0.31)のように1つの特徴ベクトルで表現することができる。より多くのキー操作を組にして特徴ベクトルを構成すれば、それだけキー間の依存関係の強いキー操作情報が得られ、操作者の入力操作を識別しやすくなる。一方で、特徴ベクトルの次元が増大し、学習に必要となるデータ数は増大し、計算時間も増大するため、トレードオフの関係になる。さらに、上記例では、0.22秒や0.31秒といった実数値を用いているが、時間間隔の大小を表す整数値で表してもよい。   Furthermore, in the above example, one feature vector is generated for a set of two key operations, but one feature vector can be generated for a set of three or four key operations. For example, in the case of a set of three key operations, it can be expressed by one feature vector such as (a, b, c, 0.22, 0.31). If a feature vector is configured by combining more key operations, key operation information having a strong dependency between keys can be obtained, and the input operation of the operator can be easily identified. On the other hand, the dimension of the feature vector increases, the number of data required for learning increases, and the calculation time also increases, so there is a trade-off relationship. Further, in the above example, a real value such as 0.22 seconds or 0.31 seconds is used, but it may be expressed by an integer value indicating the magnitude of the time interval.

また、教師有りの機械学習では、学習させる際に、特徴ベクトルと、その特徴ベクトルにおける正解ラベルの組である学習データを生成し、それを入力とする。キー操作において特徴ベクトル生成部122が生成した特徴ベクトルは、適正にログインした操作者が実際にタイピングした内容であるため、これは当該操作者による入力であると判断できる。つまり、特徴ベクトル生成部122に基づく各学習データは、図8に例示するように、特徴ベクトルと、有効(VALID)の正解ラベルの組として構成される。   Also, in supervised machine learning, when learning is performed, learning data that is a set of a feature vector and a correct answer label in the feature vector is generated and used as input. Since the feature vector generated by the feature vector generation unit 122 in the key operation is the content actually typed by the operator who logged in properly, it can be determined that this is an input by the operator. That is, each learning data based on the feature vector generation unit 122 is configured as a set of a feature vector and a valid (VALID) correct label, as illustrated in FIG.

一方で、機械学習の精度を上げるためには、操作者以外の者による入力の特徴データも学習データとして与えることが好ましい。ダミー入力生成部124は、事前にキーの入力データの統計などから得られた、一般的な操作者の振る舞いの統計情報のリストを保持する。そして、ダミー入力生成部124は、その統計情報のリストを入力とし、そのリストの時間に対して正規分布などのバイアスをかけることで、当該操作者以外の者が擬似的にキー入力をした場合の特徴ベクトルを生成する。ダミー入力生成部124に基づく学習データは、図8に例示するように、特徴ベクトルと、無効(INVALID)の正解ラベルの組として構成される。   On the other hand, in order to improve the accuracy of machine learning, it is preferable to provide feature data input by a person other than the operator as learning data. The dummy input generation unit 124 holds a list of statistical information on general operator behavior obtained beforehand from statistics of key input data. The dummy input generation unit 124 receives the statistical information list as an input, and applies a bias such as a normal distribution to the time of the list so that a person other than the operator performs a pseudo key input. Generate feature vectors. The learning data based on the dummy input generation unit 124 is configured as a set of a feature vector and an invalid (INVALID) correct label, as illustrated in FIG.

なお、統計情報のリストは複数あってもよく、それぞれ別に生成してもよい。例えば、キー入力の速いグループの学習データ、キー入力の遅いグループの学習データがそれぞれ生成されてもよい。さらに、統計情報から生成したデータ以外にも、実際に測定された他の操作者の入力操作に基づく学習データを追加してもよい。   Note that there may be a plurality of lists of statistical information, or they may be generated separately. For example, learning data for a group with fast key input and learning data for a group with slow key input may be generated. Furthermore, in addition to the data generated from the statistical information, learning data based on input operations of other operators actually measured may be added.

また、上述した説明では、キーと、キーの時間間隔を表す特徴ベクトルについて説明したが、それ以外のものでも、操作者が入力装置として用いるものから取得できるものであれば、特徴ベクトルを生成するために用いることができる。例えば、キーボードにキーを押した圧力を検知できる機能が備わっている場合、押されたキーとキーの押された圧力(キー押下の強度)を用いて特徴ベクトルを作成することもできる。キーボードなどのヒューマン・インタフェース・デバイス(Human Interface Device)では、コンピュータへのデータ送信方法が標準化されており、圧力のデータ通知は、0から1023までの値で表す方法が知られており、ここでは、押されたキー、キーの検知した圧力の値を用いて特徴ベクトルとすることができる。ダミー入力生成部124の擬似情報生成のアルゴリズムは、特徴ベクトルの構造に応じたものを用いればよく、それ以外の部分については、特段の変更は必要とならない。そのほか、操作者が入力装置を用いて行う入力操作であれば、キーボードの操作に限定されず、マウス操作やタッチパッド操作でも構わない。さらに、上述したカメラなどの外部デバイスを備える場合、例えば、どのキーをどの指で押すかなどをカメラで撮るよう構成し、画像処理で識別し、押した指の情報を固有情報として特徴ベクトルに含ませることによって、認識精度を向上させることができる。例えば、「a」のキーを薬指で押すといった操作者の癖を利用して、認識精度を向上させることができる。以降、単純のためにキー操作は全て2個のキー操作の組で特徴抽出がなされるものとして説明する。   In the above description, the feature vector representing the key and the time interval of the key has been explained. However, if the feature vector can be obtained from what the operator uses as an input device, the feature vector is generated. Can be used for For example, if the keyboard has a function capable of detecting the pressure with which a key is pressed, a feature vector can be created by using the pressed key and the pressed pressure (strength of key pressing). In human interface devices such as keyboards, data transmission methods to computers are standardized, and pressure data notification is known as a value from 0 to 1023. Here, The feature vector can be obtained by using the pressed key and the pressure value detected by the key. The dummy information generation algorithm of the dummy input generation unit 124 may be an algorithm corresponding to the structure of the feature vector, and no special change is required for other portions. In addition, as long as the input operation is performed by the operator using the input device, the operation is not limited to the keyboard operation, and may be a mouse operation or a touch pad operation. Furthermore, when an external device such as the camera described above is provided, for example, the camera is configured to take which key to press with a finger, etc., identified by image processing, and information of the pressed finger is used as unique information in the feature vector. By including, recognition accuracy can be improved. For example, the recognition accuracy can be improved by using an operator's heel to press the “a” key with a ring finger. Hereinafter, for the sake of simplicity, description will be made assuming that all key operations are feature extraction by a combination of two key operations.

ステップS108では、情報処理装置は、機械学習部128により、現時点で得られた学習データを用いて、機械学習アルゴリズムに入力し、予測器132の最適化されたパラメータ134を得る。ここでは、特徴ベクトル生成部122と、ダミー入力生成部124からの学習データを受け取り、それぞれの学習データの特徴ベクトルに対して当該操作者の入力であるか、そうでないかを判別するための予測器132に対する最適化されたパラメータ134を生成する。なお、キー操作を入力とする場合は、同一操作者のキー操作でも、常に同じ時間間隔で実施されるわけではないので、確率的なアルゴリズムによる判定となり、判別結果も確率的に出力される。   In step S108, the information processing apparatus inputs the machine learning algorithm 128 using the learning data obtained at the present time to the machine learning algorithm, and obtains the optimized parameter 134 of the predictor 132. Here, prediction data for receiving learning data from the feature vector generation unit 122 and the dummy input generation unit 124 and determining whether or not the feature vector of each learning data is input by the operator is not used. An optimized parameter 134 for the generator 132 is generated. When the key operation is input, even the key operation of the same operator is not always performed at the same time interval, so the determination is made by a probabilistic algorithm, and the determination result is also output probabilistically.

ステップ109では、情報処理装置は、得られた予測器132およびパラメータ134を含む操作者識別モデルのテストを実施し、認証の際に所定の精度を得るために課すべき課題条件、より具体的には、必要な文字数を決定する。予測器132では、機械学習部128からパラメータ134を受けて、検証データに対して、それが当該操作者の入力である確率を判定し、操作者の入力か否かを学習後検査結果136として出力する。   In step 109, the information processing apparatus performs a test of the operator identification model including the obtained predictor 132 and parameter 134, and more specifically, a task condition to be imposed in order to obtain a predetermined accuracy during authentication, more specifically Determine the number of characters required. The predictor 132 receives the parameter 134 from the machine learning unit 128, determines the probability that the verification data is input by the operator, and determines whether the input is from the operator as a post-learning inspection result 136. Output.

上述したように、認証精度の算出精度を保つために、何文字の入力が必要となるかは統計学的に求めることが可能である。各検証データ(例えば、2つのキー操作を表す)を正しく識別できる識別確率と、誤識別確率に差がある場合、複数の入力データ(複数のキー操作を要する文字列の入力操作)に対して正しい結果を返しているものが過半を上回る確率は、文字数が多くなるほど上がる。   As described above, in order to maintain the calculation accuracy of the authentication accuracy, it is possible to statistically determine how many characters are required to be input. When there is a difference between the identification probability that each verification data (for example, representing two key operations) can be correctly identified and the erroneous identification probability, a plurality of input data (character string input operations that require a plurality of key operations) The probability that the correct result is over 50% increases as the number of characters increases.

例えば、操作者からの各検証データを正しく識別できる確率をpとした場合、間違った識別をする確率は(1−p)で表される。この場合、n個の入力データの内で、k個以上の入力値が正しく判定できる確率は、2項分布に従うために、下記式により計算することができる。   For example, when the probability that each verification data from the operator can be correctly identified is p, the probability of incorrect identification is represented by (1-p). In this case, the probability that k or more input values can be correctly determined out of n pieces of input data can be calculated by the following equation in order to follow the binomial distribution.

Figure 2019008369
Figure 2019008369

上記式中の括弧(n k)は、n個からk個を選ぶ組合せの数、すなわち二項係数を表す。実際は、検証データを正しく判定できる確率は、入力された文字の組と、そのときの時間間隔にも依存する。このため、上記確率は、固定値として求めることは難しく、厳密な計算を行うことが求められる場合もあるが、人力での計算は困難であってもコンピュータを用いれば簡単に可能なレベルの演算で求めることができる。 In the above formula, parentheses (n k) T represent the number of combinations of n to k, that is, binomial coefficients. Actually, the probability that the verification data can be correctly determined also depends on the input character set and the time interval at that time. For this reason, it is difficult to obtain the probability as a fixed value, and it may be required to perform rigorous calculation. Can be obtained.

2項分布は、データの母数nが大きい場合に標準正規分布で近似できるため、簡単のため近似できるとすると、操作者の各検証データを正しく識別できる識別確率pに対してサンプル数nのデータに対する2項分布は、下記式で近似することができる。   Since the binomial distribution can be approximated by a standard normal distribution when the parameter n of the data is large, if it can be approximated for simplicity, the number of samples n is equal to the identification probability p that can correctly identify each verification data of the operator. The binomial distribution for the data can be approximated by the following equation.

Figure 2019008369
Figure 2019008369

ここで、Xは、標準正規分布で、Yが、求めるべき2項分布である。このとき、nのサンプル数を10として、p=60%を仮定した場合に、過半以上の入力データが正しく識別できる確率を試算すると、下記式で値が計算することができる。   Here, X is a standard normal distribution, and Y is a binomial distribution to be obtained. At this time, assuming that the number of samples of n is 10 and p = 60%, the value can be calculated by the following formula when the probability that input data of more than half can be correctly identified is estimated.

Figure 2019008369
Figure 2019008369

ただし、これはnが十分大きいという近似条件と整合していないので、実際の見積もり結果とは異なることになり、概算である。実際に計算を行う場合は、近似せずに、素直に2項分布の確率を計算させた方が正しい結果を得られるであろう。   However, since this is not consistent with the approximate condition that n is sufficiently large, it is different from the actual estimation result and is an approximation. When actually performing the calculation, it would be possible to obtain a correct result by simply calculating the probability of the binomial distribution without approximation.

この確率は、nのサンプル数によって変動するし、pの値によっても変動する。例えば、同様に確率を計算していくと、p=0.6として、99%の確率で過半のデータが正しいと判定する確率を求めるのに必要な入力データの個数nは130ほどに試算される。一方、p=0.7の時にはn=30で充分であると試算され、p=0.8であれば、nは10ほどで充分であると試算されるため、測定精度が上がれば十分に実用的な値に落ち着くと考えられる。   This probability varies depending on the number of samples of n and also varies depending on the value of p. For example, if the probability is calculated in the same manner, assuming that p = 0.6, the number n of input data necessary to obtain the probability of determining that the majority data is correct with a probability of 99% is estimated to be about 130. The On the other hand, when p = 0.7, it is estimated that n = 30 is sufficient, and when p = 0.8, it is estimated that n is about 10, and if the measurement accuracy increases, it is sufficient. It is thought that it will settle to a practical value.

つまり、ステップS108では、検証データ各々に対して、操作者が入力した値か、そうでないかの識別確率pが高くなるように機械学習が繰り返し行われ、パラメータが調整される。そして、ステップS109では、識別確率pに基づいて、複数の特徴ベクトルのうち半分以上が操作者による入力であるという条件の下で、その判定が誤りとなる確率を計算し、その判定を誤りとする確率が一定基準以下(例えば1%以下など)であれば、十分なレベルで判定可能であると判断できる特徴ベクトルの必要数が求められる。   That is, in step S108, machine learning is repeatedly performed for each piece of verification data so as to increase the identification probability p whether the value is input by the operator or not, and the parameters are adjusted. In step S109, on the basis of the identification probability p, the probability that the determination is erroneous under the condition that more than half of the plurality of feature vectors is input by the operator is calculated, and the determination is made as an error. If the probability of performing is less than a certain standard (for example, 1% or less), the required number of feature vectors that can be determined at a sufficient level is obtained.

ステップS110では、情報処理装置は、テスト結果が良好であったか否かを判定する。ステップS110で、テスト結果が良好ではないと判定された場合(NO)は、ステップS105へ処理を戻し、当該操作者についてさらなる学習データを収集し、学習を試みる。これにより、操作者識別モデルの精度の向上が図られる。一方、ステップS110で、テスト結果が良好であると判定された場合(YES)は、ステップS111へ処理を分岐させて、当該操作者のユーザ・アカウントについて学習済み状態に移行する。上記の場合、特徴ベクトルの必要数が、人間が入力できる範囲内の数(例えば11文字)に収まっている場合に認証可と判断し、それ以外では認証不可と判断されることになる。   In step S110, the information processing apparatus determines whether the test result is good. If it is determined in step S110 that the test result is not good (NO), the process returns to step S105, and further learning data is collected for the operator, and learning is attempted. This improves the accuracy of the operator identification model. On the other hand, if it is determined in step S110 that the test result is good (YES), the process branches to step S111 to shift to the learned state for the user account of the operator. In the above case, it is determined that authentication is possible when the required number of feature vectors is within a number (for example, 11 characters) within a range that can be input by a human, and otherwise, it is determined that authentication is impossible.

一方、ステップS102で、学習済みであり、入力操作認証方式の認証が許可されると判定された場合(YES)は、ステップS112へ処理が分岐され、認証段階の処理が行われる。   On the other hand, if it is determined in step S102 that learning has been performed and authentication of the input operation authentication method is permitted (YES), the process branches to step S112, and an authentication stage process is performed.

ステップS112では、情報処理装置は、入力すべき課題の文字列を表示し、課題文字列の入力を指示する。このとき、認証用文字列生成部152は、課題条件として与えられる指定文字数を入力とし、そこから入力文字列を作成する。例えば、図4を参照しながら認証誤り精度算出部142についての説明で例示したように、認証において特徴ベクトルが10個必要だとされた場合、特徴ベクトルを10個作るために必要な文字数は、2文字を1つの特徴ベクトルとするため11個となる。そのため、認証用文字列生成部152は、11文字以上の文字列を生成する。このとき、認証用文字列生成部152は、信頼度が高かった検証データに関連する文字を優先的に用いて文字列を生成することで、認証精度の高い特徴ベクトルを生成するような文字列を生成してもよい。   In step S112, the information processing apparatus displays the character string of the task to be input and instructs the input of the task character string. At this time, the authentication character string generation unit 152 receives the specified number of characters given as the task condition and creates an input character string therefrom. For example, as illustrated in the description of the authentication error accuracy calculation unit 142 with reference to FIG. 4, when 10 feature vectors are required for authentication, the number of characters necessary to create 10 feature vectors is: Since two characters are used as one feature vector, there are 11 characters. Therefore, the authentication character string generation unit 152 generates a character string of 11 characters or more. At this time, the character string for authentication generation unit 152 generates a character string by preferentially using characters related to the verification data with high reliability, thereby generating a character string that generates a feature vector with high authentication accuracy. May be generated.

認証用文字列生成部152で生成された文字列は、ログイン認証画面上に、ディスプレイ50経由で操作者に伝えられ、操作者はその指示に従い文字入力を行う。ステップS113では、情報処理装置は、操作者からの課題文字列に応答した入力を受け付ける。ステップS114では、情報処理装置は、特徴ベクトル生成部154により、課題文字列に応答した入力操作に基づいて、認証用の1以上の特徴ベクトルを生成する。上述したように、11文字の文字列が生成された場合は、10個の特徴ベクトルが生成される。入力された文字列が課題文字列とは同一ではなく、所定数の特徴ベクトルが得られなかったりした場合は、典型的には、再度、課題文字列の入力が求められる。   The character string generated by the authentication character string generation unit 152 is transmitted to the operator via the display 50 on the login authentication screen, and the operator inputs characters according to the instruction. In step S113, the information processing apparatus accepts an input in response to the task character string from the operator. In step S <b> 114, the information processing apparatus generates one or more feature vectors for authentication based on the input operation in response to the task character string by the feature vector generation unit 154. As described above, when a character string of 11 characters is generated, 10 feature vectors are generated. If the input character string is not the same as the task character string and a predetermined number of feature vectors cannot be obtained, typically, the input of the task character string is required again.

ステップS115では、情報処理装置は、操作者識別モデル160の予測器156に認証用特徴ベクトルを入力し、予測器156は、パラメータ158に基づいて、入力された特徴ベクトルが操作者の入力であるか否かの識別結果を出力する。識別結果は、特徴ベクトル数個分だけ取得される。   In step S115, the information processing apparatus inputs the authentication feature vector to the predictor 156 of the operator identification model 160, and the predictor 156 inputs the feature vector input by the operator based on the parameter 158. The identification result of whether or not is output. Identification results are obtained for several feature vectors.

ステップS116では、情報処理装置は、認証判断部162により、複数の識別結果に基づいて、正当な操作者であるか否かを判定する。認証判断部162では、正当な操作者からの入力であると判定された特徴ベクトル数を計数する。正当であると判定された特徴ベクトル数が、入力された特徴ベクトルの半分を超える数だった場合の事象が起こる確率は、上述したように見積もることができる。上記例では、半数以上の特徴ベクトルが操作者の入力であると判定された場合には、文字列全体として、99%の確率で操作者の入力であるように、課題条件の文字数を設定している。つまり、入力データの半数以上が操作者の入力であると判断されるということは、99%の確率でユーザによる入力であると判定できるということになる。この結果をもって、認証判断部162は、認証成功または失敗の判断を行うことが可能である。   In step S <b> 116, the information processing apparatus uses the authentication determination unit 162 to determine whether or not the user is a valid operator based on a plurality of identification results. The authentication determination unit 162 counts the number of feature vectors determined to be input from a valid operator. As described above, the probability that an event occurs when the number of feature vectors determined to be valid exceeds half of the input feature vectors can be estimated. In the above example, if it is determined that more than half of the feature vectors are input by the operator, the number of characters in the task condition is set so that the input of the operator is 99% of the entire character string. ing. That is, if more than half of the input data is determined to be input by the operator, it can be determined that the input is made by the user with a probability of 99%. With this result, the authentication determination unit 162 can determine whether the authentication has succeeded or failed.

ステップS116で、正当な操作者であると判定された場合(YES)、これによりログイン認証を成功させ、ステップS117で、ログイン状態へ移行させる。一方、ステップS116で、正当な操作者ではないと判定された場合(NO)は、ステップS112へ処理を戻し、再度指定した文字列の入力をやり直させる。   If it is determined in step S116 that the operator is a valid operator (YES), login authentication is thereby successful, and in step S117, the login state is entered. On the other hand, if it is determined in step S116 that the operator is not a valid operator (NO), the process returns to step S112 to input the designated character string again.

以上説明した実施形態による入力操作認証方式の認証では、通常のパスワード認証にはない、以下の利点を有する。すなわち、パスワードの入力間違いが発生しにくいという利点がある。これは、認証に用いる文字列は、ディスプレイ50上に表示されており、秘密にする必要がなく、入力内容もディスプレイ上に表示されているためである。さらに、ユーザが脆弱なパスワードを設定することが想定されない。これは、パスワードを設定しないため、そもそも脆弱なパスワードが想定できないからである。さらに、入力している箇所を第三者に盗み見られても大きな問題は生じない。これは、入力される文字列の内容自体は、秘密ではなく、操作者の特徴の一致性を確認するためのものであるからである。さらに、操作者自身が、自分の設定したパスワードを忘れることがないという利点もある。入力すべき文字列を都度、情報処理装置側から指定するため、操作者は、パスワードを覚える必要が無いからである。   The authentication of the input operation authentication method according to the embodiment described above has the following advantages over the normal password authentication. That is, there is an advantage that a password input error is unlikely to occur. This is because the character string used for authentication is displayed on the display 50 and does not need to be kept secret, and the input content is also displayed on the display. Furthermore, it is not assumed that the user sets a weak password. This is because a password is not set and a weak password cannot be assumed in the first place. Furthermore, even if the input part is stolen by a third party, no major problem occurs. This is because the content of the input character string itself is not a secret, but is for confirming the consistency of the characteristics of the operator. Furthermore, there is an advantage that the operator himself / herself never forgets the password set by the operator. This is because the character string to be input is designated from the information processing apparatus side each time, so that the operator does not need to remember the password.

以下、さらに、複数の他の実施形態について説明する。図9は、他の実施形態によるログイン認証モジュールにおける学習処理部の機能ブロック図である。図9に示す実施形態による学習処理部120は、さらに、特徴ベクトル生成部122の前段にフィルタ部146を備える。フィルタ部146は、収集された、キーボード52を介した操作者による操作情報から、所定の除外条件に適合する操作にかかるものを除外するフィルタ手段を構成する。   Hereinafter, a plurality of other embodiments will be further described. FIG. 9 is a functional block diagram of a learning processing unit in a login authentication module according to another embodiment. The learning processing unit 120 according to the embodiment illustrated in FIG. 9 further includes a filter unit 146 before the feature vector generation unit 122. The filter unit 146 constitutes a filter unit that excludes the collected operation information by the operator via the keyboard 52 from operations related to a predetermined exclusion condition.

上述までの実施形態では、キーボードの入力データが特徴ベクトル生成部122に与えられ、それを学習データとするものとして説明したがが、実際のタイピング操作を考えた場合、人は常にパスワード認証を行うような態様でタイピングしているわけではない。通常、操作者は、作業中に悩んだり、作業中に離席したりなどの行動を行う場合がある。そのような行動中に行われたキーボード操作には、パスワードを打つときには費やさないであろう、標準から著しく外れた時間間隔の空いたキー操作が生じ得るため、学習データとしては不適なものも含まれることになる。所定の除外条件として、取得するキー操作の時間間隔の範囲に限定を設けて、キー操作の時間間隔が著しく長い箇所に関しては特徴ベクトルを生成しないようにすることにより、効率の良い学習が可能となる。   In the above-described embodiments, the keyboard input data is given to the feature vector generation unit 122 and used as learning data. However, when an actual typing operation is considered, a person always performs password authentication. Typing is not done in this way. Usually, an operator may be troubled during work or take an action such as leaving his seat during work. Keyboard operations performed during such actions may include key operations that are not suitable as learning data because key operations may occur at time intervals that deviate significantly from the standard, which would not be spent when typing a password. Will be. As a predetermined exclusion condition, it is possible to perform efficient learning by limiting the range of time intervals for key operations to be acquired and not generating feature vectors for locations where the time intervals for key operations are extremely long. Become.

図10は、さらに他の実施形態によるログイン認証モジュールにおける入力操作方式認証部の機能ブロック図である。図10に示す実施形態による入力操作方式認証部150は、さらに、文字列履歴記録部164を備える。文字列履歴記録部164は、ディスプレイ50に表示させた文字列の履歴を記録する記録手段である。認証用文字列生成部152は、記録された履歴に基づいて、同一文字列の生成頻度を管理する。これにより、入力内容の盗み見への耐性を向上することができる。   FIG. 10 is a functional block diagram of an input operation method authentication unit in a login authentication module according to still another embodiment. The input operation method authenticating unit 150 according to the embodiment illustrated in FIG. 10 further includes a character string history recording unit 164. The character string history recording unit 164 is a recording unit that records the history of the character string displayed on the display 50. The authentication character string generation unit 152 manages the generation frequency of the same character string based on the recorded history. Thereby, the tolerance to the snooping of the input content can be improved.

近年、監視カメラが街中、店舗に増えてきており、また、スマートフォンなどにもカメラが搭載されており、操作者にとって、いつ撮影されているか分からない状況になりつつある。出先のカフェなどでノートPCを取り出して業務を行う必要性が生じることもあるが、その際にログイン時のキーボード操作自体が録画されていないとも限らない。   In recent years, surveillance cameras have been increasing in towns and stores, and smartphones are also equipped with cameras, so that it is becoming difficult for operators to know when they are being shot. There may be a need to take out a notebook PC at a destination cafe or the like to perform business, but the keyboard operation itself at the time of login is not necessarily recorded.

上述した構成においては、認証用文字列生成部152が生成した文字列のログが記録されており、同じ入力文字指定が頻繁に出ないように、十分な時間間隔を持って使うように構成されている。そのため、仮にログイン作業をカメラに記録されて、その入力速度を割り出されても、同じ入力文字指定が来ることは当分の間ないため、攻撃に対する耐性を向上させることができる。   In the configuration described above, a log of the character string generated by the authentication character string generation unit 152 is recorded, and the log is used with a sufficient time interval so that the same input character designation is not frequently generated. ing. Therefore, even if the login operation is recorded in the camera and the input speed is determined, the same input character designation will not come for the time being, so that the resistance to attacks can be improved.

さらに、上述までの実施形態では、操作者に求める課題は、所定文字数の文字列の入力を1回だけ求めるものであった。しかしながら、上述した実施形態では、各特徴ベクトルの識別確率が機械学習に委ねられるため、最終的にどの程度の認識精度が得られるのかを保証することは難しい。例えば、識別確率pが80%程度ある場合は、10個の特徴ベクトルの半分以上が当該操作者のものだと認識された場合、99%の認識精度を維持することができる。一方、識別確率pが60%程度の場合は、10個の特徴ベクトルでは、認識精度が74%ほどまで低下してしまう。しかしながら、学習を重ねた結果として、60%が上限である可能性や80%まで上がる可能性があるが、それは、予め知ることは困難である。一方、文字数を例えば100文字などにすることは、ユーザに対し非常に大きな負荷をかける作業となってしまう。   Further, in the above-described embodiments, the problem to be asked of the operator is that the character string having a predetermined number of characters is input only once. However, in the embodiment described above, since the identification probability of each feature vector is left to machine learning, it is difficult to guarantee how much recognition accuracy is finally obtained. For example, when the identification probability p is about 80%, 99% recognition accuracy can be maintained when more than half of the 10 feature vectors are recognized as belonging to the operator. On the other hand, when the identification probability p is about 60%, the recognition accuracy is reduced to about 74% with 10 feature vectors. However, as a result of repeated learning, there is a possibility that 60% may be the upper limit or 80%, which is difficult to know in advance. On the other hand, setting the number of characters to, for example, 100 characters is an operation that places a very large load on the user.

そこで、好ましい実施形態においては、認証判断部162での認証処理における課題の文字列入力のチャレンジ(挑戦)回数を複数回とすることができる。学習状態判定部138は、許容できる課題条件を決定する際に、文字数の指定に加えて、さらに、指定の文字数の入力を求める課題に対する挑戦回数を決定することができる。現時点の操作者識別モデルによる識別結果に基づいて、指定の文字数の課題の1回の挑戦では所定の認証精度が得られない場合に、学習状態判定部138は、2以上の挑戦回数を決定することができる。   Therefore, in the preferred embodiment, the number of challenges for inputting a character string as a challenge in the authentication process in the authentication determination unit 162 can be set to a plurality of times. When determining an acceptable task condition, the learning state determination unit 138 can determine the number of challenges for a task that requires input of the designated number of characters in addition to the designation of the number of characters. Based on the identification result of the current operator identification model, the learning state determination unit 138 determines the number of challenge times of two or more when a predetermined authentication accuracy cannot be obtained by a single challenge of a designated number of characters. be able to.

この場合、上述した識別確率pが60%の確率でであった場合において、特徴ベクトルを10個使う場合は、1回のチャレンジでは認識精度は74%程度になるが、それを2回以上繰り返すと確率が変化する。たとえば、3回のチャレンジを行った場合、2回以上認証に成功する確率は約84%程度まで増大し、更にチャレンジ数を増やせば、確率を改善することができる。   In this case, when the above-described identification probability p is 60% and 10 feature vectors are used, the recognition accuracy is about 74% in one challenge, but this is repeated twice or more. And the probability changes. For example, when three challenges are made, the probability of successful authentication more than once increases to about 84%, and the probability can be improved by further increasing the number of challenges.

機械学習の結果として、操作者とそれ以外の者との判別に優位性があまり出ない場合で、かつ、操作者に、長い文字数の入力を強いたくない場合において、複数回のチャレンジ回数を決定することにより、ユーザ認識確率を向上させることができる。これにより、機械学習の結果が良い結果に収束しないときの代替手段を提供することができる。   As a result of machine learning, when there is not much advantage in distinguishing between the operator and others, and when the operator does not want to force the input of a long number of characters, the number of challenges is determined multiple times By doing so, the user recognition probability can be improved. Thereby, an alternative means when the result of machine learning does not converge to a good result can be provided.

以上説明した実施形態によれば、操作者の入力操作に固有な特徴を事前に学習し、学習状態に応じた課題条件で、操作者による入力操作に基づいて認証の許否を判断することが可能な情報処理装置、認証システムおよび認証方法を提供することができる。これにより、操作者は、パスワードの管理をする必要がなくなり、操作者としては、パスワード入力の煩わしさがなくなると同時に、セキュリティの総当り攻撃などの自明な攻撃も防ぐことができる。   According to the embodiment described above, it is possible to learn in advance features unique to the operator's input operation, and to determine whether authentication is permitted or not based on the input operation by the operator under the task conditions according to the learning state Information processing apparatus, authentication system, and authentication method can be provided. This eliminates the need for the operator to manage passwords, so that the operator can be prevented from entering the password and at the same time prevent obvious attacks such as security brute force attacks.

なお、上述までの実施形態においては、入力操作に基づく認証機能を単体で備える情報処理装置および該情報処理装置が実行する認証方法をそれぞれ一例として説明した。しかしながら、情報処理装置、認証システムおよび認証方法は、これらに限定されるものではない。他の実施形態では、情報処理装置とクラウドやリモートサーバ側のリモートコンピュータとを含めた認証システムおよび情報処理装置とリモートコンピュータとが連携して実行する認証方法として構成することもよい。そのような実施形態では、例えば、機械学習部128が有する、与えられた学習データに基づいて予測器132のパラメータを算出する機能を、クラウドサービスとしてリモートサーバから提供することができる。さらに、予測器132が有する、与えられた入力に対して識別結果を出力する機能をクラウドサービスとしてリモートサーバから提供したりすることもできる。   In the embodiments described above, the information processing apparatus provided with an authentication function based on an input operation alone and the authentication method executed by the information processing apparatus have been described as examples. However, the information processing apparatus, the authentication system, and the authentication method are not limited to these. In another embodiment, an authentication system including an information processing device and a cloud or a remote computer on the remote server side, and an authentication method executed in cooperation between the information processing device and the remote computer may be configured. In such an embodiment, for example, a function of the machine learning unit 128 that calculates parameters of the predictor 132 based on given learning data can be provided as a cloud service from a remote server. Furthermore, a function of the predictor 132 that outputs an identification result with respect to a given input can be provided as a cloud service from a remote server.

なお、上記機能部は、アセンブラ、C、C++、C#、Java(登録商標)などのレガシープログラミング言語やオブジェクト指向プログラミング言語などで記述されたコンピュータ実行可能なプログラムにより実現でき、ROM、EEPROM、EPROM、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、CD−ROM、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、ブルーレイディスク、SDカード、MOなど装置可読な記録媒体に格納して、あるいは電気通信回線を通じて頒布することができる。   The functional unit can be realized by a computer-executable program written in a legacy programming language such as assembler, C, C ++, C #, Java (registered trademark), an object-oriented programming language, or the like. ROM, EEPROM, EPROM , Stored in a device-readable recording medium such as a flash memory, a flexible disk, a CD-ROM, a CD-RW, a DVD-ROM, a DVD-RAM, a DVD-RW, a Blu-ray disc, an SD card, an MO, or through an electric communication line Can be distributed.

これまで本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Although the embodiments of the present invention have been described so far, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art may conceive other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like. It can be changed within the range that can be done, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects of the present invention are exhibited.

10…コンピュータ、12…CPU、14…ノースブリッジ、16…サウスブリッジ、18…RAM、20…グラフィックボード、24…LANポート、26…IEEE1394ポート、28…USBポート、30…補助記憶装置、32…オーディオ入出力、34…シリアルポート、50…ディスプレイ、52…キーボード、54…マウス、100…ログイン認証モジュール、110…認証方式判定部、112…パスワード方式認証部、120…学習処理部、122,154…特徴ベクトル生成部、124…ダミー入力生成部、126…入力操作統計情報、128…機械学習部、130,160…操作者識別モデル、132,156…予測器、134,158…パラメータ、136…学習後検査結果、138…学習状態判定部、140…妥当性検証部、142…精度算出部、146…フィルタ部、150…入力操作方式認証部、152…認証用文字列生成部、162…認証判断部、164…文字列履歴記録部、200…ユーザ・アカウント選択画面、202…プルダウンメニュー、204…OKボタン、210…ユーザ認証方式の認証画面、214,224…テキストボックス、226…入力操作認証方式の認証画面、220…文字列 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Computer, 12 ... CPU, 14 ... North bridge, 16 ... South bridge, 18 ... RAM, 20 ... Graphic board, 24 ... LAN port, 26 ... IEEE1394 port, 28 ... USB port, 30 ... Auxiliary storage device, 32 ... Audio input / output, 34 ... serial port, 50 ... display, 52 ... keyboard, 54 ... mouse, 100 ... login authentication module, 110 ... authentication method determination unit, 112 ... password method authentication unit, 120 ... learning processing unit, 122, 154 ... feature vector generation unit, 124 ... dummy input generation unit, 126 ... input operation statistical information, 128 ... machine learning unit, 130, 160 ... operator identification model, 132, 156 ... predictor, 134, 158 ... parameter, 136 ... Test result after learning, 138 ... learning state determination unit, 140 ... appropriate Verification unit 142 ... Accuracy calculation unit, 146 ... Filter unit, 150 ... Input operation method authentication unit, 152 ... Authentication character string generation unit, 162 ... Authentication judgment unit, 164 ... Character string history recording unit, 200 ... User account Selection screen 202 ... Pull-down menu 204 ... OK button 210 ... User authentication method authentication screen 214, 224 ... Text box 226 ... Input operation authentication method authentication screen 220 ... Character string

特開2000−132514号公報JP 2000-132514 A

Claims (13)

操作者を認証する情報処理装置であって、
入力装置を介した操作者による操作情報を収集する収集手段と、
収集された前記操作情報に基づく複数の学習データを用いて、該操作情報にかかる操作者の前記入力装置を介した入力操作を識別するための操作者識別モデルを学習する学習手段と、
収集された前記操作情報に基づく1以上の検証データを用いて、学習にかかる操作者について前記操作者識別モデルに基づく認証の際に許容できる課題条件および該認証を許可するか否かを決定する決定手段と、
前記操作者識別モデルに基づく認証の要求に際して、前記要求にかかる操作者に対し前記操作者識別モデルに基づく認証が許可されるか否かを判定する判定手段と、
許可される場合に、前記課題条件に応答した入力操作に対する、前記要求にかかる操作者の前記操作者識別モデルによる複数の識別結果に基づいて、前記要求にかかる操作者の認証を成功させるか否かを判断する認証判断手段と
を含む、情報処理装置。
An information processing apparatus for authenticating an operator,
A collection means for collecting operation information by an operator via an input device;
Learning means for learning an operator identification model for identifying an input operation of the operator related to the operation information via the input device using a plurality of learning data based on the collected operation information;
Using one or more verification data based on the collected operation information, a task condition acceptable for authentication based on the operator identification model and whether to permit the authentication are determined for an operator involved in learning. A determination means;
When requesting authentication based on the operator identification model, a determination unit that determines whether authentication based on the operator identification model is permitted for the operator involved in the request;
Whether or not to successfully authenticate the operator according to the request based on a plurality of identification results by the operator identification model of the operator according to the request with respect to the input operation in response to the task condition, if permitted An information processing apparatus comprising: an authentication determination unit that determines whether or not.
前記情報処理装置は、操作の統計情報に基づいて、前記学習にかかる操作者以外の他の操作者による仮想的な擬似操作情報を生成する擬似情報生成手段をさらに含み、前記学習手段は、前記擬似操作情報に基づく複数の学習データをさらに用いて前記操作者識別モデルを学習するものであることを特徴とする、請求項1に記載の情報処理装置。   The information processing apparatus further includes pseudo information generation means for generating virtual pseudo operation information by an operator other than the operator involved in the learning based on the statistical information of the operation, and the learning means The information processing apparatus according to claim 1, wherein the operator identification model is further learned using a plurality of learning data based on pseudo operation information. 前記許容できる課題条件は、認証に際して入力を求める文字数の指定を含み、前記決定手段は、前記1以上の検証データ各々に対する現時点の前記操作者識別モデルによる識別結果に基づいて、所定の認証精度が得られるような文字数を決定することを特徴とし、かつ、前記文字数が所定の条件を満たさない場合には、前記操作者識別モデルに基づく認証を許可しない旨を決定する、請求項1または2に記載の情報処理装置。   The permissible task condition includes designation of the number of characters to be input upon authentication, and the determination means has a predetermined authentication accuracy based on a current identification result by the operator identification model for each of the one or more verification data. The number of characters to be obtained is determined, and if the number of characters does not satisfy a predetermined condition, it is determined that authentication based on the operator identification model is not permitted. The information processing apparatus described. 前記許容できる課題条件は、さらに、指定の文字数の入力を求める課題に対する挑戦回数をさらに含み、前記決定手段は、前記1以上の検証データ各々に対する現時点の前記操作者識別モデルによる識別結果に基づいて、前記指定の文字数の課題の1回の挑戦では所定の認証精度が得られない場合に、2以上の挑戦回数を決定することを特徴とする、請求項3に記載の情報処理装置。   The permissible task condition further includes the number of challenges for a task that requires input of a specified number of characters, and the determining means is based on a current identification result by the operator identification model for each of the one or more verification data. 4. The information processing apparatus according to claim 3, wherein a predetermined number of challenges is determined when a predetermined authentication accuracy cannot be obtained by one challenge of the designated number of characters. 前記情報処理装置は、入力を促すために表示装置に表示させる前記課題条件に応じて入力を求める文字列を生成する認証用入力生成手段をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising an authentication input generation unit configured to generate a character string for requesting input in accordance with the task condition displayed on a display device to prompt input. The information processing apparatus described. 前記1以上の検証データ各々に対する前記操作者識別モデルによる識別結果に含まれる信頼度に基づいて、信頼度が所定の条件を満たす1以上の検証データを抽出する抽出手段をさらに含み、前記認証用入力生成手段は、抽出された1以上の検証データに関連する文字を優先的に用いて文字列を生成する、請求項5に記載の情報処理装置。   And further comprising an extracting means for extracting one or more verification data whose reliability satisfies a predetermined condition based on a reliability included in an identification result by the operator identification model for each of the one or more verification data. The information processing apparatus according to claim 5, wherein the input generation unit generates a character string by preferentially using characters related to the extracted one or more pieces of verification data. 前記表示装置に表示させた文字列の履歴を記録する記録手段をさらに含み、前記認証用入力生成手段は、前記履歴に基づいて、文字列の生成頻度を管理することを特徴とする、請求項5または6に記載の情報処理装置。   The recording apparatus according to claim 1, further comprising a recording unit that records a history of the character string displayed on the display device, wherein the authentication input generation unit manages the generation frequency of the character string based on the history. The information processing apparatus according to 5 or 6. 収集される前記入力装置を介した操作者による操作情報から、所定の除外条件に該当する操作にかかるものを除外するフィルタ手段をさらに含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の情報処理装置。   The information according to any one of claims 1 to 7, further comprising filtering means for excluding those related to an operation corresponding to a predetermined exclusion condition from operation information collected by the operator via the input device. Processing equipment. 前記収集手段は、前記入力装置を介した操作者による操作情報から、前記学習データおよび前記検証データ各々を構成する特徴ベクトルを生成することを特徴とし、前記情報処理装置は、前記課題条件に応答した入力操作を1以上の認証用の特徴ベクトルに変換する変換手段をさらに含むことを特徴とし、前記操作者識別モデルは、前記複数の学習データ各々に含まれる特徴ベクトルを入力として、正しい識別結果が出力されるよう、機械学習アルゴリズムにより調整されたパラメータが算出されたものであり、かつ、前記認証用の特徴ベクトルまたは前記検証用の特徴ベクトルを入力として、対応する操作者の入力操作であるか否かを識別した結果を出力するよう構成されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の情報処理装置。   The collection means generates a feature vector constituting each of the learning data and the verification data from operation information by an operator via the input device, and the information processing device responds to the task condition And a conversion means for converting the input operation into one or more authentication feature vectors, wherein the operator identification model receives a feature vector included in each of the plurality of learning data as an input, and a correct identification result The parameter adjusted by the machine learning algorithm is calculated so as to be output, and the input operation of the corresponding operator using the authentication feature vector or the verification feature vector as an input. The information according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the result of identifying whether or not is output. Processing apparatus. 情報処理装置における操作者を認証するための認証システムであって、
前記情報処理装置の入力装置を介した操作者による操作情報を収集する収集手段と、
収集された前記操作情報に基づく複数の学習データを用いて、前記操作情報にかかる操作者の前記入力装置を介した入力操作を識別するための操作者識別モデルを学習する学習手段と、
収集された前記操作情報に基づく1以上の検証データを用いて、学習にかかる操作者について前記操作者識別モデルに基づく認証の際に許容できる課題条件および該認証を許可するか否かを決定する決定手段と、
前記情報処理装置における前記操作者識別モデルに基づく認証の要求に際して、前記要求にかかる操作者に対し前記操作者識別モデルに基づく認証が許可されるか否かを判定する判定手段と、
許可される場合に、前記課題条件に応答した入力操作に対する、前記要求にかかる操作者の前記操作者識別モデルによる複数の識別結果に基づいて、前記要求にかかる操作者の認証を成功させるか否かを判断する認証判断手段と
を含む、認証システム。
An authentication system for authenticating an operator in an information processing device,
Collection means for collecting operation information by an operator via an input device of the information processing apparatus;
Learning means for learning an operator identification model for identifying an input operation of the operator related to the operation information via the input device using a plurality of learning data based on the collected operation information;
Using one or more verification data based on the collected operation information, a task condition acceptable for authentication based on the operator identification model and whether to permit the authentication are determined for an operator involved in learning. A determination means;
A determination unit that determines whether or not authentication based on the operator identification model is permitted for an operator involved in the request when requesting authentication based on the operator identification model in the information processing apparatus;
Whether or not to successfully authenticate the operator according to the request based on a plurality of identification results by the operator identification model of the operator according to the request with respect to the input operation in response to the task condition, if permitted An authentication system including an authentication determination means for determining whether or not.
操作者を認証する認証方法であって、
コンピュータが、入力装置を介した操作者による操作情報を収集するステップと、
コンピュータが、収集された前記操作情報に基づく複数の学習データを用いて、該操作情報にかかる操作者の前記入力装置を介した入力操作を識別するための操作者識別モデルを学習するステップと、
コンピュータが、収集された前記操作情報に基づく1以上の検証データを用いて、学習にかかる操作者について前記操作者識別モデルに基づく認証の際に許容できる課題条件および該認証を許可するか否かを決定するステップと、
コンピュータが、前記操作者識別モデルに基づく認証の要求に際して、前記要求にかかる操作者に対し前記操作者識別モデルに基づく認証が許可されるか否かを判定するステップと、
許可される場合に、コンピュータが、前記課題条件に応答した入力操作に対する、前記要求にかかる操作者の前記操作者識別モデルによる複数の識別結果に基づいて、前記要求にかかる操作者の認証を成功させるか否かを判断するステップと
を含む、認証方法。
An authentication method for authenticating an operator,
A computer collecting operation information by an operator via an input device;
A step of learning an operator identification model for identifying an input operation of the operator related to the operation information via the input device using a plurality of learning data based on the collected operation information;
Whether a computer permits one or more task conditions that can be accepted in authentication based on the operator identification model for an operator involved in learning using one or more verification data based on the collected operation information, and whether or not to permit the authentication A step of determining
Determining whether or not authentication based on the operator identification model is permitted for an operator involved in the request when the computer requests authentication based on the operator identification model;
If permitted, the computer successfully authenticates the operator according to the request based on a plurality of identification results based on the operator identification model of the operator according to the request for the input operation in response to the task condition. And a step of determining whether or not to perform authentication.
コンピュータが、操作の統計情報に基づいて、前記学習にかかる操作者以外の他の操作者による仮想的な擬似操作情報を生成するステップさらに含み、前記学習するステップでは、前記擬似操作情報に基づく複数の学習データがさらに用いられて前記操作者識別モデルが学習されることを特徴とする、請求項11に記載の認証方法。   The computer further includes a step of generating virtual pseudo operation information by an operator other than the operator involved in the learning based on the statistical information of the operation, and the learning step includes a plurality of steps based on the pseudo operation information. The authentication method according to claim 11, wherein the learning data is further used to learn the operator identification model. コンピュータに、
入力装置を介した操作者による操作情報を収集するステップと、
収集された前記操作情報に基づく複数の学習データを用いて、該操作情報にかかる操作者の前記入力装置を介した入力操作を識別するための操作者識別モデルを学習するステップと、
収集された前記操作情報に基づく1以上の検証データを用いて、学習にかかる操作者について前記操作者識別モデルに基づく認証の際に許容できる課題条件および該認証を許可するか否かを決定するステップと、
前記操作者識別モデルに基づく認証の要求に際して、前記要求にかかる操作者に対し前記操作者識別モデルに基づく認証が許可されるか否かを判定するステップと、
許可される場合に、前記課題条件に応答した入力操作に対する、前記要求にかかる操作者の前記操作者識別モデルによる複数の識別結果に基づいて、前記要求にかかる操作者の認証を成功させるか否かを判断するステップと
を実行させるためのプログラム。
On the computer,
Collecting operation information by an operator via an input device;
Learning an operator identification model for identifying an input operation of the operator related to the operation information through the input device using a plurality of learning data based on the collected operation information;
Using one or more verification data based on the collected operation information, a task condition acceptable for authentication based on the operator identification model and whether to permit the authentication are determined for an operator involved in learning. Steps,
When requesting authentication based on the operator identification model, determining whether authentication based on the operator identification model is permitted for the operator involved in the request;
Whether or not to successfully authenticate the operator according to the request based on a plurality of identification results by the operator identification model of the operator according to the request with respect to the input operation in response to the task condition, if permitted A program for executing the step of determining whether or not.
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