JP4361882B2

JP4361882B2 - 認証システム

Info

Publication number: JP4361882B2
Application number: JP2005028341A
Authority: JP
Inventors: 一豊徳本; 廣美山本; 康隆尾崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: JP2006215839A

Description

この発明は、指などを用いて本人であることを認証することに関する。

暗証番号などのパスワードは本人であることの認証に広く用いられている。しかしながら暗証番号の盗用は後を絶たず、問題がある。これに関連して、指紋などのバイオメトリクスデータを用いて、本人であることを認証することが提案されている(特許文献１，２)。しかし指紋を認証に用いると、指紋を認証装置側で記憶することになり、プライバシーの流出や、認証装置側から盗み出された指紋が悪用される、などの可能性がある。

例えばインターネットでの取引に指紋を用いる場合、買い主が売り主に対して自己の指紋を送信し、売り主は指紋情報を記憶したセンターなどに問い合わせて、買い主が本人かどうかを確認することが考えられる。この場合、インターネットを介して指紋のような個人的な情報を送信すると、途中で情報が盗まれるおそれがある。また悪質な売り主が買い主の指紋を悪用する可能性も否定できない。銀行のＡＴＭなどの既存の端末で指紋を扱う場合を考えても、現行のＡＴＭは指紋を読み取るようにはなっていないので、改造が必要である。全てのＡＴＭで指紋を正確に読み取れるようにするには、かなりのコストと技術開発とが必要である。
特開平３−２８８９５４特開平１０−１５４２３１

この発明の課題は、テンキーなどの簡単な入力手段を備えた既存の端末でも、本人であることを簡単かつ確実に認証できるようにすることにある。
この発明の追加の課題は、比較的覚えやすい秘密のデータを用いて、本人であることを認証できるようにすることにある。

この発明の認証システムは、認証装置(4)と端末(6)とを通信回線を介して接続した認証システム(2)であって、
前記端末(6)には、カードリーダ(32)と表示部(30)とテンキー(36)とを設け、
前記認証装置(4)には、１０本の指と１：１に対応するように付した０〜９の数からなる秘密の指番号を記憶する秘密データ記憶部(12)と、乱数発生部(14)とを設けて、乱数発生部(14)で発生した乱数を端末(6)の表示部(30)に表示し、
前記認証装置(4)にはさらに、前記乱数の表示に対してユーザがテンキー(36)から入力した第１の数と前記乱数とから、前記第１の数と前記乱数との組み合わせ毎に０〜９の整数からなる仮の数を記載したテーブルにより、仮の数を発生する仮数発生部(18)と、
発生した仮の数と秘密データ記憶部(12)に記憶した指番号とにより、該仮の数と等しい指番号に対応する指を特定する変換部(20)と、変換部(20)で特定した指の両側の指の指番号を、前記秘密データ記憶部(12)で記憶する指番号から求める再変換部(22)と、ユーザがテンキーから入力した第２の数と再変換部(22)で求めた前記両側の指の指番号とを比較して認証する認証部(24)とを設けたものである。

この発明では、乱数とユーザが入力した数とから、０〜９のいずれかの数からなる仮数を発生させる。ユーザが本人の場合、仮数を特定の指に変換し、この特定の指の両側にある他の指に変換し、求めた他の指を仮数に再変換して入力できるはずである。そこで入力されたデータを、認証装置側で同様にして求めたデータと比較すると、本人かどうかを認証できる。前記の符号（仮数）を表すデータの種類を０〜９の数とすると、テンキーを備えた端末であれば認証ができ、指紋の読み取りなどは必要でない。またデータの範囲を数と文字とすると、文字入力と数字入力が可能な端末であれば、ハードウェアの改造は不要である。

この発明の認証システムは、暗証番号などのパスワード認証と併用して、その強度を増すための補助的なものとすることが好ましいが、単独で本人認証に用いても良い。例えば再変換後にユーザが入力するデータが２桁の数字とすると、場当たりに入力しても１／１００程度の確率で正解となる。しかしこの数字はランダムな数に依存して変化するので、本人が端末に入力したのを盗撮する、誕生日や電話番号などを手掛かりに推定する、などの攻撃が成立しない。入力を誤った場合に、ユーザはその場で１回だけ入再力できるものとすると、２桁の数字を用いる場合、暗証番号が盗まれた後でも約９８％の確率で、キャッシュカードの盗用などの不正行為を防止できる。

秘密のデータとして、１０本の指に０〜９の数を１：１に対応させ、この場合の０〜９の数を秘密の指番号という。指は両手の指を想定したものでも、両足の指を想定したものでも良いが、指に番号を付けて覚えることは簡単にできて、メモなどを必要としない。そこで秘密の指番号を用いると、簡単に秘密のデータをユーザが記憶でき、安全性が高い。

ユーザの入力と比較するための認証データは、符号を特定の指に変換し、変換した特定の指を、この指に対して所定の位置関係にある他の指に変換して、再度符号に変換しても良い。ただし最初の符号を表すデータが短い場合、例えば２桁の数などからなる場合、最初の符号を表すデータを認証データに変換するためのテーブルなどを認証装置が記憶するようにしても良い。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図９に、実施例の認証装置４と認証プログラム２６とを示す。２は認証システムで、認証装置４にＡＴＭなどの端末６を通信回線により接続したものである。認証装置４には暗証番号記憶部８を設けて、暗証番号により本人認証を行い、必要であれば他にバイオメトリクスデータ記憶部１０を設けて、バイオメトリクスデータにより本人認証を行う。バイオメトリクスデータには、指紋の他に指の静脈パターンなどを用いる。秘密データ記憶部１２は、本人と認証装置４とが共有する秘密のデータを記憶する。秘密のデータは例えば１０本の指に０〜９の数を１：１に対応させた際の、どの指にどの数が対応するかを示す符号などを用いる。乱数発生部１４は乱数を発生させ、データベース１６は、キャッシュカードやクレジットカードなどのカードのＩＤに対して種々のデータを記憶する。データベース１６は設けなくても良い。

仮数発生部１８は、乱数発生部１４で発生させた乱数と、端末６からユーザが入力する数とを組み合わせて、仮数を発生させる。変換部２０は秘密のデータを用いて仮数を秘密の値に変換し、再変換部２２はこの秘密の値を所定の規則により変換した後、秘密のデータにより再変換する。これによって認証データが得られる。認証部２４では、ユーザが端末６のテンキー３６などから入力したデータと、再変換部２２で得られた認証データとを比較し、これらが一致する際に本人であることを認証する。

２６は認証プログラムで、例えば認証装置４で記憶する。仮数を変換部と再変換部とで処理して認証データを得る代わりに、仮数を認証データに変換するためのテーブルなどを、記憶部２８で記憶するようにしても良い。この場合、テーブルは秘密のデータ毎に、言い換えるとユーザ毎に、区分して設ける。

端末６は、表示部３０とカードリーダ３２並びにバイオメトリクスデータのリーダ３４とテンキー３６とを備えている。端末６は通信回線を介して認証装置４と接続され、表示部３０を液晶ディスプレイで構成し、バイオメトリクスデータのリーダ３４やテンキー３６などを、液晶ディスプレイと重ねて設けた感圧スイッチなどで構成すると、通常のタッチパネルとなる。なおバイオメトリクスデータのリーダ３４を設けない場合、端末６にはＡＴＭなどの既存の端末をそのまま利用できる。

図２に、実施例での本人認証の手順を示す。ユーザはテンキー３６などを用いて暗証番号を入力し、暗証番号記憶部８で記憶している暗証番号と一致すると、指番号による認証へ移行し、認証装置４側で乱数を発生させて表示する。これとは別に、ユーザも適宜にランダムな数を定めて入力する。そして認証装置側で発生した乱数と、ユーザが入力したランダムな数とを組み合わせて仮数ｆ(ｘ)を発生させて記憶する。仮数の範囲は０以上９以下の整数で、仮数は例えば指の番号であり、ｘは１０本の指のいずれかである。仮数ｆ(ｘ)によって定まる指に対して、所定の規則により例えば別の２本の指を定める。例えばここではｘで示される指の両側の２本の指を用いるものとし、これに対する仮数ｆ(ｘ−１)とｆ(ｘ＋１)とを求めて、ユーザがテンキーから入力する。

認証装置側でも同様にして、仮数を変換部でｘに変換し、再変換部２２でｆ(ｘ−１)とｆ(ｘ＋１)の２つの認証用データを求めて、ユーザが入力した値と一致するかどうかをチェックする。これらが一致する場合、必要であればバイオメトリクスデータによる認証を行って本人であることをさらに確認する。バイオメトリクスデータによる認証を行う場合、例えば指に対する指紋をバイオメトリクスデータ記憶部に記憶し、テンキーのそれぞれにバイオメトリクスデータのリーダを備えておく。ユーザが入力すべきデータが例えば８と９である場合、テンキーの８と９とに秘密のデータで定まる所定の指によりタッチし、指紋を読み取らせる。この場合ユーザは数字８と９とを入力することから、秘密のデータを保持していることを証明すると共に、その指に対応する指紋を読み取らせることにより、本人認証の精度を強化する。

図３に、認証プログラム２６の概要を示す。認証プログラム２６は認証装置４に対して命令を実行させるように働きかける。秘密データ記憶命令４０では、前記の秘密のデータを記憶させる。乱数発生命令４２では乱数を発生させ、仮数発生命令４４では仮数を発生させる。バイオメトリクスデータ記憶命令４４では、指紋などのバイオメトリクスデータを記憶させる。変換命令４８では仮数を秘密のデータにより特定の指などの秘密の値に変換し、再変換命令５０では、秘密の値を所定の規則により変換した後、秘密のデータにより再変換して、認証データとする。認証命令５２では、認証データとユーザが入力したデータとの一致／不一致をチェックする。なお変換命令４８と再変換命令５０とを設ける代わりに、記憶命令５４を設けて、仮数ｆ(ｘ)に対する認証データのテーブルなどを記憶しても良い。

図４〜図９に、左手と右手の１０本の指を用いた認証の具体的な例を示す。図４は秘密のデータを示し、１０本の指に対して０〜９の数が１：１に対応している。各指と数字との対応からなる符号が、秘密のデータである。

図５は仮数発生用のマトリクス表を作成するためのデータを示し、左手及び右手の１０本の指に９〜０の数が組織的に対応させてある。

図６はマトリクス表作成のためのデータを示す。右手や左手には手の甲向きや手の掌向きの２つの向きがあり、右手と左手との向きの組合せは合計４通りある。ここで図６のように右手と左手とを別々に配置せずに、右手と左手を途中で交差させて配置すると、左右の反転により、新たに４通りの組合せができる。また右手と左手とを手の掌同士で重ねた場合、どちらを表向きにするかで、２通りの配置ができる。このようにして例えば合計１０通りの配置ができる。これらの配置をマトリクスにしたのが図７のマトリクス表である。そして図７の２重線の内側のみを端末の表示部などに表示し、認証装置側で発生する１桁の乱数と、ユーザが入力する１桁の番号とを組み合わせて、特定の升目を選択する。例えば認証装置側の乱数で図７の表の列を選択し、ユーザが入力する番号で行を選択すると、表から１つの数が定まる。この数はランダムに選択されていることが好ましく、そのため表示部には２重線の外側の、診断装置が発生する乱数や本人が選択する番号は表示しない。ここで認証装置側とユーザとが独立に入力し、どの列が選択されるかが分からない状態で、ユーザに０〜９の数字を入力させることが好ましい。あるいはユーザが入力した数字を０〜９の乱数に変換して、得られた乱数で表７のどの行を用いるかを決定しても良い。

図８に、１０本の指を用いた認証手順を示す。最初に暗証番号などによる認証が終了しているものとする。そこで端末の表示部に図７のマトリクス表の２重線の内側のデータのみを表示する。また認証装置で１桁の乱数、例えば７を発生し、本人も１桁の乱数、例えば５を入力する。図７の表の７列目で上から５番目の行の値は２であり、ユーザは頭の中で記憶している図４のデータにより、右手の中指を秘密の値とする。右手の中指を所定の規則で別の例えば２本の指に変換し、この規則自体は公開でも秘密でも良い。ここでは中指の両側の右手の人差指と薬指を２本の指とし、これらに対応する数８及び９を図４の秘密のデータから求めて、テンキーへ入力する。なお例えば、右手の親指の両隣の指は右手の人差指と左手の親指とし、左手小指の両隣の指は右手の小指と左手の薬指とする。

認証装置側では入力された２つの乱数７及び５から、マトリクス表により２を求めて、秘密のデータにより２が右手中指に対応することを求める。そしてその両側の指の番号として８及び９を求め、これを認証データとする。そこでユーザが８，９の順に入力できれば本人であることを確認できる。

図８での変換アルゴリズムを整理して図９に示す。１０本の指に対して数字０〜９が対応し、仮数２をランダムに決定すると、この対応関係から右手中指が定まる。次に所定の規則ｇ(ｘ)により右手人差指と右手薬指を求めて、それに対する仮数８，９を決定して入力し、認証する。

実施例での本人認証の信頼性を検討する。仮数２が表示された場合、これと異なる２つの数をデタラメに入力して正解となる確率は、1/9×1/8の1/72である。ここで認証データの入力に失敗した場合、あと１回だけ入力できるものとすると、キャッシュカードとその暗証番号などを不正に入手した第３者が認証に成功する確率は、1/30〜1/40程度である。既に暗証番号が盗まれているので、これは大部分の場合、不正行為を防止できることを意味する。また認証データ８９は仮数によって毎回変化するので、盗まれ難く安全である。２などの仮数を認証データに変換するには、１０本の指に対する番号を記憶すれば良く、比較的簡単である。

実施例では１０本の指を両手の指を想定して説明したが、両足の指でも良く、頭の中で想像した指でも良い。仮数から求めた指に対して、その両側の指の番号を認証データとしたが、例えば右手の中指に対して左手の中指の指番号を認証データとしても良い。あるいは右手の中指に対してその右側の２本の指、例えば右手の薬指と小指の指番号を認証データとしても良い。安全性を高める必要がある場合、例えば右手の中指に対して、その右側の３本の指番号、即ち右手の薬指，小指と左手の小指の指番号を認証データとしてもよい。認証の信頼性をさらに増すには、例えば指番号８，９を入力する際に、指番号が８，９の指の指紋や指の静脈パターンなども、同時に入力するようにすると良い。また認証装置は、図１の認証装置４に端末６を合体したものと見なしても良い。実施例では、再変換で指を指番号に変換したが、秘密のデータが数から数への関数Ｆの場合、仮数ａにより秘密の値ｙをｙ＝Ｆ(ａ) により求めて、ｚ＝Ｆ(ｙ) を認証データとしても良い。

実施例は任意の本人認証に用いることができ、キャッシュカードやクレジットカードを端末で使用する際に用いることができる。またインターネットや携帯電話などで本人であることを認証する際に、暗証番号やパスワードを補強するものとして用いることができる。本人の様々なＩＤデータをＩＣカードに記憶させ、携帯電話にＩＣカードリーダを取り付けて、実施例によって本人であることを認証すると、選挙の投票、種々の取引などを安全に行える。この場合、認証の信頼性を増すには、前記のように指紋や指の静脈パターンなどを併用すれば良く、また投票済みであることや、取引の内容などはＩＣカードに記憶すると良い。

実施例の認証システムのブロック図実施例での認証アルゴリズムを示すフローチャート実施例の認証プログラムのブロック図実施例で用いた秘密データとしての符号を示す図実施例で用いた公開データとしての指番号を示す図実施例でのマトリクス表を、両手の指の配列として説明する図実施例で用いたマトリクス表を示す図実施例での本人認証の具体例を示すフローチャート図８での処理アルゴリズムを示す図

２認証システム
４認証装置
６端末
８暗証番号記憶部
１０バイオメトリクスデータ記憶部
１２秘密データ記憶部
１４乱数発生部
１６データベース
１８仮数発生部
２０変換部
２２再変換部
２４認証部
２６認証プログラム
２８記憶部
３０表示部
３２カードリーダ
３４バイオメトリクスデータのリーダ
３６テンキー
４０秘密データ記憶命令
４２乱数発生命令
４４仮数発生命令
４６バイオメトリクスデータ記憶命令
４８変換命令
５０再変換命令
５２認証命令
５４記憶命令

Claims

認証装置(4)と端末(6)とを通信回線を介して接続した認証システム(2)であって、
前記端末(6)には、カードリーダ(32)と表示部(30)とテンキー(36)とを設け、
前記認証装置(4)には、１０本の指と１：１に対応するように付した０〜９の数からなる秘密の指番号を記憶する秘密データ記憶部(12)と、乱数発生部(14)とを設けて、乱数発生部(14)で発生した乱数を端末(6)の表示部(30)に表示し、
前記認証装置(4)にはさらに、前記乱数の表示に対してユーザがテンキー(36)から入力した第１の数と前記乱数とから、前記第１の数と前記乱数との組み合わせ毎に０〜９の整数からなる仮の数を記載したテーブルにより、仮の数を発生する仮数発生部(18)と、
発生した仮の数と秘密データ記憶部(12)に記憶した指番号とにより、該仮の数と等しい指番号に対応する指を特定する変換部(20)と、変換部(20)で特定した指の両側の指の指番号を、前記秘密データ記憶部(12)で記憶する指番号から求める再変換部(22)と、ユーザがテンキーから入力した第２の数と再変換部(22)で求めた前記両側の指の指番号とを比較して認証する認証部(24)とを設けた、認証システム。