JP5439770B2 - 生体認証装置 - Google Patents

Description

本発明は、指紋、指静脈、手のひら静脈、虹彩等の生体情報（バイオメトリックデータ）を用いて人を認証する技術に関する。

バイオメトリックデータを用いて人を認証するバイオメトリック認証システムが様々な場面で利用されている。なお、以下では、主として、認証時にバイオメトリックデータを取得するクライアント側と、参照用のバイオメトリックデータを保持し照合等の処理を行うサーバ側とに分かれたクライアントサーバ型のシステムを前提に説明を行うが、１台の装置でバイオメトリックデータの取得と照合等の処理を行うスタンドアロン型のシステムを適用対象から除外するものではない。また、主として、認証時にユーザが当該ユーザの識別子（ＩＤ）を指定し、そのＩＤにより特定される１または複数の参照用のバイオメトリックデータと照合を行うシステムを前提に説明を行うが、ユーザがＩＤを指定せずに、候補となる一群の参照用のバイオメトリックデータと照合を行うシステムを適用対象から除外するものではない。

ところで、この種のバイオメトリック認証システムでは、ユーザは、特定の生体部位から取得したバイオメトリックデータを参照用として予めサーバのデータベースに登録する。この際、唯一の生体部位からのバイオメトリックデータを登録するのではなく、普段から認証に利用している生体部位を怪我するなどして利用できなくなった場合を想定し、他の生体部位でも認証が行えるよう、２種類以上のバイオメトリックデータを登録することが推奨される。例えば、虹彩であれば右目と左目、手のひら静脈であれば右手と左手の各々から取得したバイオメトリックデータを登録する。指紋や指静脈であれば、通常使う指の他にもう１指を登録したり、どの指でも使えるように全ての指（１０指）で登録したりする場合もある。

このように、ユーザは通常利用する生体部位以外のバイオメトリックデータを登録しておくことで、普段から認証に利用している生体部位を怪我した場合に、登録されている別の生体部位を使うことで認証を行うことができるようになる。また、こうして複数のバイオメトリックデータを登録しておくことで、例えば指紋ならば、どの指でも認証が行えるようになり、利便性の面でもメリットが生まれる。

しかし、認証処理を行うサーバ側では、利用する部位を明確に指定されない限り、その本人が登録しているすべてのバイオメトリックデータと、照合用に入力されたバイオメトリックデータとで照合することになる。この場合、ＩＤを用いて本人を指定して照合処理を行ったとしても、実際には１：１ではなく１：２以上の処理が施行されることになる。１０指登録を推奨する指紋認証システムの場合は１：１０となる。

この処理は、高速に処理をすることが可能なバイオメトリック認証アルゴリズムを用いれば、大きく目立つ処理時間ではない。例えば、１照合を１ｍｓ（０．００１ｓ）で高速に処理するバイオメトリック認証アルゴリズムを用いれば、１：１０を実行しても１人の照合に要する時間は１０ｍｓであるので、大きな問題とはならない。しかしながら、昨今では数万人、数十万人といった大規模な処理人数による運用システムも増えてきている。こういうシステムでは、出勤時や休憩終了時などにシステム利用者全員が、ほぼ同時刻に本人認証を行うことになるケースが発生する。前述したように、１０指登録を推奨する指紋認証システムにおいて、１照合を１ｍｓで処理する高速なバイオメトリック認証アルゴリズムを用いているとしても、１万人を処理するシステムであれば、全ての処理が完了するまでに１０ｍｓ×１万人＝１０００ｓ（約１６．７分）の処理時間が必要となる。処理サーバの増設や、ＣＰＵ性能を上げることで処理時間を短縮することは可能であるが、装置コストが発生する。また、本来は必要のない照合処理を行っているという面でも無駄がある。

このような問題の解決例として、特許文献１に開示されたような公知技術がある。特許文献１は、現金自動預払装置（ＡＴＭ）などで使用される生体認証システムに関するものであり、生体情報照合を実施する毎に、照合の成功回数をカウントし、当該照合の成功回数に応じて、予め記憶していた複数の生体情報に対する優先順位を変更するようにしている。このように、複数の生体情報に成功回数を用いて優先順位を付加し、優先順位の高い生体情報から認証処理を実施し、一致した時点で本人と認証して処理を終わることで、無駄な照合を行わず、短い処理時間で本人認証を行うことを可能としている。
特開２００７−１２２５２９号公報

上述した特許文献１の技術によれば、直前に利用された生体情報が最優先されることはなく、どの生体部位を最も多く利用しているかを判断しながら優先順位の重み付けをすることができる。

しかしながら、成功回数をカウントし、成功回数の多い部位から照合を行う方式では、単に成功回数の積み重ねをするだけなので、特定の部位（特定の指など）を長期間使い続けた結果、あるタイミングで利用部位を変更したとしても、計上された成功回数を超えない限りはこれまで使われてきた生体情報の優先順位はそのままである。例えば、人差し指で１０００回の成功回数が累積計上されている場合、ある事情から認証指を中指に変えたとしても、中指が１０００回の照合成功を上回らなければ、優先的に人差し指が認証されることになる。

人間は癖によって同じ動作をすることが多いので、実際にはある特定の生体部位しか使わないことが多い。例えば、指紋認証システムで１０指を登録しているユーザでも、複数の指を認証に使うことは稀で、ある特定の指ばかりを使い続ける傾向にある。特許文献１の適用例のように、ＡＴＭでの利用に用いるのであれば照合回数はそれほど多くないが、企業導入システムなどでは、出退勤の管理、離席復帰時のパーソナルコンピュータの画面ロックの解除、スクリーンセーバのロックの解除など、さまざまな利用状況においてバイオメトリック認証が利用されることがある。こういうシステムでは、バイオメトリック認証頻度はＡＴＭにおけるそれとは比較にならないほど多くなり、特定ユーザのバイオメトリック認証回数は月単位で数百回になることがある。

しかしながら、ユーザは事情によりあるタイミングで認証に用いる生体部位を変更する場合がある。例えば、通常使っていた生体部位で認証しにくくなった、センサの置き場所を変えた、指を怪我したなどの理由が考えられる。このような場合、特許文献１の技術を用いていると、これまで通常利用していた生体部位の成功回数が例えば１０００回になっている場合、ユーザが新たに認証に用いようとする生体部位の成功回数が１００１回にならなければ、優先照合順位は最上位にならない。その結果、優先照合順位の変更が行われるまでの間は結果的に無駄な生体情報との照合が続くこととなり、高速に処理を行うことの障害となる。

一方、バイオメトリックデータの取得と照合等の処理を１台の装置で行うスタンドアロン型のシステムにあっては、同時に多数の認証処理を行うことは考えにくいが、装置のコストダウンにより性能の低いＣＰＵを用いたり、メモリリソースの制約から高速なバイオメトリック認証アルゴリズムを使用できなかったりといった場合も多く、高速に処理を行えるようにしたいというニーズは同様に高い。

上記の従来の問題点に鑑み、ユーザがあるタイミングで認証に用いる生体部位を変更したとしても、高速に処理を行うことのできる生体認証装置を提供することを目的とする。

この生体認証装置の一実施態様では、対象ユーザの複数の生体部位から採取した複数の比較参照用バイオメトリックデータをユーザ毎の照合順位と対応付けて保持するデータ保持手段と、認証時にユーザから認証用バイオメトリックデータを取得し、前記比較参照用バイオメトリックデータの中から前記照合順位の高い順に比較照合し、所定の一致率を上回った場合に認証成功とする照合手段と、前記認証成功の際に利用された前記比較参照用バイオメトリックデータの利用状況から、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことを検出し、前記照合順位を変更する照合順位変更手段とを備え、前記照合順位変更手段は、ユーザ毎に前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を最上位に変更する。

開示の生体認証装置にあっては、ユーザの利用状況に応じ、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことをもって照合の優先順位の重み付けをフレキシブルに変更することで、無駄のある照合を省いて高速に処理を行うことが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。なお、以下では、認証時にバイオメトリックデータを取得するクライアント側と、参照用のバイオメトリックデータを保持し照合等の処理を行うサーバ側とに分かれたクライアントサーバ型のシステムを例として説明を行うが、１台の装置でバイオメトリックデータの取得と照合等の処理を行うスタンドアロン型のシステムに適用することもできる。また、認証時にユーザが当該ユーザの識別子（ＩＤ）を指定し、そのＩＤにより特定される１または複数の参照用のバイオメトリックデータと照合を行うシステムを例として説明を行うが、ユーザがＩＤを指定せずに、候補となる一群の参照用のバイオメトリックデータと照合を行うシステムに適用することもできる。

<構成>
図１は本発明の一実施形態にかかる生体認証システムの構成例を示す図である。

図１において、生体認証システムはクライアント１とサーバ２とを備えている。システムの規模に応じ、クライアント１は複数とすることができる。

クライアント１は、ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ取得部１０１とＩＤ・認証用バイオメトリックデータ暗号化部１０２と通信データ作成部１０３とＩＤ・認証用バイオメトリックデータ送信部１０４と本人認証結果受信部１０５とを備えている。

ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ取得部１０１は、認証時にユーザから当該ユーザを識別するＩＤと認証用バイオメトリックデータを取得する機能を有している。ＩＤはキーボードやＩＤカード等から入力し、認証用バイオメトリックデータは生体部位をセンサによりスキャンし、必要に応じて特徴抽出等することで取得する。認証用バイオメトリックデータは、画像マッチングにより照合する場合は採取した画像をそのまま使うが、生体の特徴点をバイナリレベルで比較する場合には、採取した画像から比較可能なデータを作成する。

ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ暗号化部１０２は、ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ取得部１０１で取得したＩＤおよび認証用バイオメトリックデータを暗号化する機能を有している。暗号化は既知のハッシュ法等のアルゴリズムに従って行われる。なお、暗号化を行うのは、通信データ等からＩＤや認証用バイオメトリックデータが不正に取得され、本人へのなりすまし等の不正行為が行われるのを防止するためである。

通信データ作成部１０３は、ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ暗号化部１０２で暗号化されたＩＤおよび認証用バイオメトリックデータを含むサーバ２向けの通信データを作成する機能を有している。この通信データ作成部１０３は、通信データ自体を暗号化する通信データ暗号化部を包含している。なお、ＩＤおよび認証用バイオメトリックデータを暗号化した上で更に通信データ自体を暗号化しているのは、二重に暗号化することでセキュリティを向上させるためである。従って、セキュリティがさほど問題にならない場合は、一方もしくは双方の暗号化を省略することもできる。

ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ送信部１０４は、通信データ作成部１０３で作成された通信データをサーバ２に対して送信する機能を有している。

本人認証結果受信部１０５は、サーバ２から本人認証結果を含む通信データを受信する機能を有している。この本人認証結果受信部１０５は、サーバ２から受信した暗号化された通信データを復号する通信データ復号部を包含している。

サーバ２は、ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ受信部２０１と比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２と比較参照用バイオメトリックデータ取得部２０３とデフォルト照合順位定義部２０４と照合順位保存部２０５と照合順位参照部２０６とバイオメトリックデータ比較参照部２０７と利用状況保存部２０８と照合順位変更判定期間定義部２０９と連続利用回数定義部２１０と照合順位変更判定部２１１と照合順位変更方式決定部２１２と照合順位変更部２１３と認証結果返信部２１４とを備えている。

ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ受信部２０１は、クライアント１からＩＤおよび認証用バイオメトリックデータを含む通信データを受信する機能を有している。このＩＤ・認証用バイオメトリックデータ受信部２０１は、クライアント１から受信した暗号化された通信データを復号する通信データ復号部と、復号された通信データに含まれる暗号化されたＩＤおよび認証用バイオメトリックデータを復号するＩＤ・認証用バイオメトリックデータ復号部とを包含している。

比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２は、予めシステムの対象ユーザから採取した比較参照用バイオメトリックデータを保持する機能を有している。特に、対象ユーザの複数の生体部位から採取した複数の比較参照用バイオメトリックデータをユーザ毎に保持する。

比較参照用バイオメトリックデータ取得部２０３は、ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ受信部２０１からＩＤおよび認証用バイオメトリックデータを取得した際に、ＩＤをキーとして比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２から該当するユーザの比較参照用バイオメトリックデータを取得する機能を有している。

デフォルト照合順位定義部２０４は、システムが一定の運用期間を経ていないことにより照合順位保存部２０５に有効な照合順位が設定されていない場合に、デフォルトとなる照合順位を保持する機能を有している。デフォルトの照合順位は、管理者が設定してもよいし、決め打ちの順番としてもよいし、個々のユーザが登録した時間順でもよい。

照合順位保存部２０５は、対象ユーザの複数の生体部位から採取した複数の比較参照用バイオメトリックデータに対し、所定の照合順位変更方式に従い、ユーザ毎に照合順位を保持する機能を有している。照合順位変更方式は、認証成功の際に利用された比較参照用バイオメトリックデータから、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことを検出して照合順位を変更する手法である。具体的には、ユーザ毎に連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを最上位に変更する方式、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式、ユーザ毎に時間帯毎の連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを当該時間帯の最上位に変更する方式、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の時間帯毎の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式等がある。

時間帯毎に管理する方式は、クライアント１が複数の利用環境に設置され、同じユーザが異なる利用環境において異なる生体部位を用いて認証を行う場合に有効となる。すなわち、ユーザが認証を行う利用環境は１つとは限らず、例えば、出勤・退勤および事務所や実験室への入室・退室においては共有の固定式認証装置を利用し、業務中においては個人が業務に利用するパーソナルコンピュータに接続した簡易な認証装置を用いるケースがある。このように認証を行う利用環境が複数ある場合、ユーザは利用する生体部位をその利用環境に応じて変えていることが多い。こういうケースに対応するため、一律の連続利用回数や利用回数ではなく、認証が行われた時間帯も含めて照合順位の設定を行っていくことが望ましい。

照合順位参照部２０６は、デフォルト照合順位定義部２０４もしくは照合順位保存部２０５から該当するユーザの複数の比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を取得する機能を有している。

バイオメトリックデータ比較参照部２０７は、ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ受信部２０１でクライアント１から取得した認証用バイオメトリックデータを、比較参照用バイオメトリックデータ取得部２０３で取得した該当ユーザの複数の比較参照用バイオメトリックデータの中から、照合順位参照部２０６で取得した照合順位の高い順に比較照合し、所定の一致率を上回った場合に認証成功とする機能を有している。このバイオメトリックデータ比較参照部２０７は、照合順位変更方式に応じ、利用状況保存部２０８の利用状況（連続利用回数、期間毎利用回数、時間帯毎連続利用回数、期間・時間帯毎利用回数等）を更新する利用状況更新部を包含している。

利用状況保存部２０８は、照合順位変更方式に応じ、ユーザ毎の比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数、所定の期間経過を条件にしたユーザ毎に経過期間内の比較参照用バイオメトリックデータ毎の利用回数、ユーザ毎の時間帯毎の比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数、もしくは、所定の期間経過を条件にしたユーザ毎に経過期間内の時間帯毎の比較参照用バイオメトリックデータ毎の利用回数が保持される。連続利用回数および利用回数は照合順位変更の時点でゼロクリアされる。

照合順位変更判定期間定義部２０９は、照合順位変更方式として、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式、もしくは、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の時間帯毎の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式が用いられる場合に、その期間（照合順位変更判定期間）を保持するものである。なお、当該期間は管理者により設定される。

連続利用回数定義部２１０は、照合順位変更方式として、ユーザ毎に連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを最上位に変更する方式、もしくは、ユーザ毎に時間帯毎の連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを当該時間帯の最上位に変更する方式が用いられる場合に、その所定数の閾値を保持するものである。当該閾値は固定値を設定しておいてもよいし、管理者により設定するようにしてもよい。この値は、ユーザがどれくらいの頻度で本人認証を行うかにより定義数値は変わってくる。例えば、勤怠管理のように、１日に始業と終業の２回程度の実施であれば、５回程度の少なめに設定しておくのが望ましい。逆に、スクリーンセーバロック解除やアプリケーションログインにも用いるなどで、頻繁に本人認証を行うようなケースであれば１０回程度にするなど、勤怠管理と比べて少し閾値を上げておくのが望ましい。もちろんこれは、本人認証の利用頻度によって一律に決められるものではないので、システム管理者が運用状態によって設定すべきものであることは言うまでもない。

照合順位変更判定部２１１は、照合順位変更方式に応じ、利用状況保存部２０８を参照してユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したと判断されるか否かにより照合順位を変更するか否かを判定する機能を有している。この照合順位変更判定部２１１は、照合順位を変更すると判定した場合に利用状況保存部２０８の連続利用回数もしくは利用回数をクリアする連続利用回数／利用回数クリア部を包含している。

照合順位変更方式決定部２１２は、照合順位変更方式を１つではなく複数有しているシステムの場合に、照合順位変更方式を決定する機能を有している。この照合順位変更方式決定部２１２は、管理者が予め選択した照合順位変更方式を保持する照合順位変更方式定義部を包含している。サーバ２では予め個々の照合順位変更方式に対応したモードを定義しておき、照合順位変更方式決定部２１２は決定した照合順位変更方式のモードに設定することで、照合順位変更判定部２１１および照合順位変更部２１３は当該モードに応じた処理を行う。また、照合順位変更方式決定部２１２は、対象ユーザが所定数に満たない場合、照合順位の変更を行わないものとし、照合順位変更判定部２１１における判定処理および照合順位変更部２１３における変更処理を行わないようにすることができる。この場合、照合順位の変更を行うか否かを示すフラグ（FALSE：照合順位変更非実施、TRUE：照合順位変更実施）を定義しておき、照合順位変更方式決定部２１２は対象ユーザ数を比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２の「ＩＤ」からカウントすることにより所定数に満たないか否かを判断し、その結果に応じてフラグを設定する。照合順位変更判定部２１１および照合順位変更部２１３は当該フラグが「FALSE」の場合は処理を行わず、「TRUE」の場合は処理を行う。対象ユーザが所定数に満たない場合は照合順位を考慮しなくても照合処理の時間にさほど影響がないため、照合順位の変更に要する処理時間をなくすことでより一層の時間短縮を図ることができる。

照合順位変更部２１３は、照合順位変更判定部２１１が照合順位を変更すると判断した場合に、照合順位変更方式に応じて照合順位保存部２０５の照合順位を変更する機能を有している。

認証結果返信部２１４は、バイオメトリックデータ比較参照部２０７で行われた照合による認証結果（成功／失敗）をクライアント１に返信する機能を有している。この認証結果返信部２１４は、認証結果を含む通信データを暗号化する認証結果暗号化部を包含している。認証結果を含む通信データを暗号化するのは、認証結果に応じて出退勤の登録等が行われることから、通信データを偽装した不正行為を防止するためである。

図２および図３は比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２および照合順位保存部２０５のデータ構造例を示す図である。比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２と比較参照用バイオメトリックデータ取得部２０３は別々のテーブル等により構成することもできるが、ここでは一つのテーブルとして実現している。

図２は照合順位変更方式として、ユーザ毎に連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを最上位に変更する方式、もしくは、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式を用いる場合の例を示している。すなわち、ユーザを識別する「ＩＤ」と、当該ユーザの比較参照用バイオメトリックデータである「参照データ」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの所定期間毎の「利用回数」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの「連続利用回数」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの「照合順位」と、照合順位を変更した年月日である「照合順位変更日」の項目を含んでいる。なお、「照合順位」の初期値は「０」であり、後述する照合順位変更処理により値が設定されていく。よって、登録されただけで全く利用されない比較参照用バイオメトリックデータに関しては、更新されることなく初期値「０」のままとなる。また、参照データとしては、両手１０指のうち５指を採取した指紋あるいは指静脈等のバイオメトリックデータを想定している。

図３は照合順位変更方式として、ユーザ毎に時間帯毎の連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを当該時間帯の最上位に変更する方式を用いる場合の例を示している。すなわち、ユーザを識別する「ＩＤ」と、当該ユーザの比較参照用バイオメトリックデータである「参照データ」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの第１の時間帯における「連続利用回数＃１」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの第１の時間帯における「照合順位＃１」と、照合順位を変更した年月日である「照合順位変更日＃１」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの第２の時間帯における「連続利用回数＃２」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの第２の時間帯における「照合順位＃２」と、照合順位を変更した年月日である「照合順位変更日＃２」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの第３の時間帯における「連続利用回数＃３」と、当該比較参照用バイオメトリックデータの第３の時間帯における「照合順位＃３」と、照合順位を変更した年月日である「照合順位変更日＃３」の項目を含んでいる。なお、１日を３つの時間帯に分けているが、時間帯の分け方は状況に応じて任意に行うことができる。すなわち、管理する時間帯の分け方についてはシステムが運用される状況で設定するものなので、特定の分け方に限定されるものではないが、ここでは例として１日の時間を、出勤者が多い時間帯と考えられる７：００〜１０：００、退勤者が多い時間帯と思われる１７：００〜１９：００、それ以外の時間帯である１０：０１〜１６：５９と１９：０１〜６：５９の計３種類の区切りで管理を行うようにしている。なお、７：００〜１０：００および１７：００〜１９：００は、同じセンサを使うのであれば１つにまとめることもできるが、例えば入室・退出時でセンサと向き合う位置が変わることで、操作が右手・左手で変わることもあるために、ここでは別々に管理するものとしている。

また、照合順位変更方式として、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の時間帯毎の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式を用いる場合には、図３の「連続利用回数＃１」「連続利用回数＃２」「連続利用回数＃２」に代えて、所定期間毎の「利用回数＃１」「利用回数＃２」「利用回数＃２」とすればよい。

<動作>
図４は上記の実施形態の処理例を示すフローチャートである。

図４において、ユーザからのＩＤ指定によるバイオメトリック認証依頼があってサーバ２における処理が開始されると（ステップＳ１０１）、比較参照用バイオメトリックデータ取得部２０３は指定ＩＤをキーに、登録されている参照データ（比較参照用バイオメトリックデータ）を比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２から取得する（ステップＳ１０２）。なお、図では省略してあるが、指定ＩＤに対応する参照データが一つも取得できなかった場合は、認証失敗として処理を終了する。

次いで、照合順位参照処理として、照合順位参照部２０６は照合順位保存部２０５もしくはデフォルト照合順位定義部２０４から照合順位を参照し、比較参照用バイオメトリックデータ保存部２０２から取得した参照データを照合順位で降順にソートする（ステップＳ１０３）。なお、照合順位を照合順位保存部２０５から取得するか、デフォルト照合順位定義部２０４から取得するかについてであるが、先ず照合順位保存部２０５から照合順位を取得し、取得した照合順位が全て初期値「０」のままである場合にはデフォルト照合順位定義部２０４から照合順位を取得するようにする。照合順位が全て初期値「０」でなくても、デフォルト照合順位定義部２０４から照合順位を取得し、両者を考慮して総合的な照合順位を決めてもよい。また、照合順位変更方式として、ユーザ毎に時間帯毎の連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを当該時間帯の最上位に変更する方式、もしくは、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の時間帯毎の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式を用いる場合は、現在時刻の属する時間帯に対応する照合順位を用いる。

次いで、変数ｎを「０」に設定する（ステップＳ１０４）。そして、バイオメトリックデータ比較参照部２０７はソートされた複数の参照データの先頭からｎ番目の参照データと、ユーザから受信した認証用バイオメトリックデータとを比較照合し（ステップＳ１０５）、所定の一致率を上回ることで本人と認証できたか否か判断する（ステップＳ１０６）。なお、バイオメトリックデータの比較照合方式については、既に様々な方式が発案されており、どのようなバイオメトリック認証方式を用いてもかまわない。

本人と認証できなかった場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、変数ｎをインクリメント（１加算）し（ステップＳ１０７）、次の参照データがあるか否か判断する（ステップＳ１０８）。次の参照データがある場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、ｎ番目の参照データとの比較照合処理（ステップＳ１０５）に戻る。次の参照データがない場合（ステップＳ１０８のＮｏ）、認証結果を「失敗」とし（ステップＳ１０９）、認証結果返信部２１４により認証結果をクライアント１に通知して処理を終了する（ステップＳ１１２）。

また、本人と認証できた場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、照合順位変更判定部２１１および照合順位変更部２１３による照合順位変更判定／照合順位変更処理を行う（ステップＳ１１０）。その詳細については後述する。そして、認証結果を「成功」とし（ステップＳ１１１）、認証結果返信部２１４により認証結果をクライアント１に通知して処理を終了する（ステップＳ１１２）。

図５は、照合順位変更方式として、ユーザ毎に連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを最上位に変更する方式、もしくは、ユーザ毎に時間帯毎の連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを当該時間帯の最上位に変更する方式を用いた場合における、照合順位変更判定／照合順位変更処理（図４のステップＳ１１０）の例を示すフローチャートである。

図５において、照合順位変更判定／照合順位変更処理を開始すると（ステップＳ２０１）、照合に利用された参照データの連続利用回数が「１」以上であるか否か、すなわち前回にも利用された参照データであるか否か判断する（ステップＳ２０２）。

参照データの連続利用回数が「１」以上でない場合、すなわち「０」である場合（ステップＳ２０２のＮｏ）、利用された参照データの連続利用回数に「１」を設定し（ステップＳ２０３）、利用されなかった全ての参照データの連続利用回数に「０」を設定し（ステップＳ２０４）、処理を終了する（ステップＳ２１１）。

参照データの連続利用回数が「１」以上である場合、（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、利用された参照データの連続利用回数をインクリメントする（ステップＳ２０５）。

次いで、連続利用回数が連続利用回数定義部２１０で設定された照合順位変更閾値を超えたか否か判断し（ステップＳ２０６）、超えていない場合（ステップＳ２０６のＮｏ）は処理を終了する（ステップＳ２１１）。

連続利用回数が照合順位変更閾値を超えた場合（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、利用された参照データの連続利用回数を「０」に初期化する（ステップＳ２０７）。これは、次回以降、新たに照合順位変更の要否を判定するためである。

次いで、利用された参照データの照合順位は既に最上位であるか否か判断し（ステップＳ２０８）、最上位である場合（ステップＳ２０８のＹｅｓ）は処理を終了する（ステップＳ２１１）。既に照合順位が最上位になっているのであれば、照合順位を変更する必要がないからである。従って、ユーザが連続して同じ生体部位を利用し続ければステップＳ２０８までの処理は実行されることになるが、照合順位は最上位のまま変更されることはない。

利用された参照データの照合順位が最上位でない場合（ステップＳ２０８のＮｏ）、利用された参照データの照合順位を最上位「１」に設定し（ステップＳ２０９）、利用されなかった参照データの照合順位を順次繰り下げ（ステップＳ２１０）、処理を終了する（ステップＳ２１１）。具体的には、照合順位を１位にした生体部位より照合順位が高かった生体部位の照合順位を１ずつ下げ、照合順位を１位にした生体部位より照合順位が低かった生体部位の照合順位はそのままとすることで処理を終わる。

なお、照合順位変更方式として、ユーザ毎に時間帯毎の連続利用回数が所定数を超えた生体部位の比較参照用バイオメトリックデータを当該時間帯の最上位に変更する方式を用いる場合は、上記の処理における連続利用回数と照合順位は現在時刻の属する時間帯に対応するものを対象とする。現在時刻は、サーバ２に内蔵されたクロックの出力する時間情報をオペレーティングシステム経由で取得することができる。

図６は、照合順位変更方式として、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式、もしくは、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の時間帯毎の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式を用いた場合における、照合順位変更判定／照合順位変更処理（図４のステップＳ１１０）の例を示すフローチャートである。

図６において、照合順位変更判定／照合順位変更処理を開始すると（ステップＳ３０１）、前回の照合順位変更日と判定期間を取得し（ステップＳ３０２）、前回の照合順位変更日から現時点までは判定期間を超えているか否か判断する（ステップＳ３０３）。現時点の日付は、サーバ２に内蔵されたクロックの出力する時間情報をオペレーティングシステム経由で取得することができる。判定期間を超えていない場合（ステップＳ３０３のＮｏ）は処理を終了する（ステップＳ３０７）。

前回の照合順位変更日から現時点までが判定期間を超えている場合（ステップＳ３０３のＹｅｓ）、利用された参照データの利用回数をインクリメントする（ステップＳ３０４）。そして、当該ユーザの全ての参照データの利用回数の多い順に照合順位を変更し（ステップＳ３０５）、当該ユーザの全ての参照データの利用回数を「０」に初期化し（ステップＳ３０６）、処理を終了する（ステップＳ３０７）。

なお、照合順位変更方式として、前回の照合順位変更から所定期間を経過していることを条件にユーザ毎にその間の時間帯毎の利用回数が多い順に比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する方式を用いる場合は、上記の処理における照合順位変更日と利用回数と照合順位は現在時刻の属する時間帯に対応するものを対象とする。

<総括>
以上説明したように、開示の生体認証装置によれば次のような利点がある。
（１）ユーザの利用状況に応じ、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことをもって、優先順位の重み付けをフレキシブルに変更することで、無駄のある照合を省いて高速に処理を行うことができ、大規模な処理人数によるバイオメトリック認証を行うシステムであっても効率的なシステム運用を提供することができる。すなわち、センサの置き場所を変えた、指を怪我したなどの状況によりユーザが認証部位を変更した場合、ユーザは変更後の認証部位を主利用することになるが、この変化を逐次把握して照合順位を変更することで、状況変化に即応することができる。従って、従来の認証成功回数に基づいた優先順位付けに比し、短期間のうちに主利用される部位の優先順位を高めることができ、無駄のある照合を早期に解消することができる。
（２）簡易な処理で済むため、装置コストを上げることがない。
（３）認証が成功した比較参照用バイオメトリックデータの連続利用回数もしくは所定期間を超える期間内の利用回数を判断対象とすることで、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことを容易に検出することができる。
（４）ユーザの利用状況を時間帯毎に管理することで、同じユーザが異なる利用環境において異なる生体部位を用いて認証を行う場合にも、無駄な照合を省いた効率的なシステム運用を提供することができる。また、この方式を用いることで、唯一の方式でバイオメトリック認証を行うシステムだけではなく、例えば指紋・虹彩・静脈などを用いて複数のバイオメトリック認証方式を採用しているバイオメトリック認証システムにおいて、どの時間でどのバイオメトリック認証方式を行うかを定義することもできる。
（５）複数の照合順位変更方式を備え、システム運用に応じた方式を選択可能とすることで、ユーザの利用状況に柔軟に対応したシステムとすることができる。
（６）登録ユーザ数に応じて照合順位変更を行うか行わないかを切り分けることで、照合順位変更処理が不要な規模であれば従来通りの処理を提供し、処理人数が増えた場合にのみ照合順位変更処理を稼働させることができ、ユーザの利用状況に柔軟に対応したシステムとすることができる。
（７）デフォルトの照合順位を定めておくことにより、システムが照合順位を有効に設定するまでの期間についてもある程度の高速化を維持することができる。
（８）通信データもしくは通信内容（ＩＤ、認証用バイオメトリックデータ、認証結果等）を暗号化することで、セキュリティを維持し、本人へのなり済まし等を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
（付記１）
対象ユーザの複数の生体部位から採取した複数の比較参照用バイオメトリックデータをユーザ毎の照合順位と対応付けて保持するデータ保持手段と、
認証時にユーザから認証用バイオメトリックデータを取得し、前記比較参照用バイオメトリックデータの中から前記照合順位の高い順に比較照合し、所定の一致率を上回った場合に認証成功とする照合手段と、
前記認証成功の際に利用された前記比較参照用バイオメトリックデータの利用状況から、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことを検出し、前記照合順位を変更する照合順位変更手段と
を備えたことを特徴とする生体認証装置。
（付記２）
前記照合順位変更手段は、ユーザ毎に前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を最上位に変更する
ことを特徴とする付記１に記載の生体認証装置。
（付記３）
前記照合順位変更手段は、所定の期間を経過する都度に、ユーザ毎に当該期間内の前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の利用回数をカウントし、当該利用回数順に前記比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する
ことを特徴とする付記１に記載の生体認証装置。
（付記４）
前記照合順位変更手段は、ユーザ毎に時間帯毎の前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの当該時間帯の照合順位を最上位に変更する
ことを特徴とする付記１に記載の生体認証装置。
（付記５）
前記照合順位変更手段は、所定の期間を経過する都度に、ユーザ毎に当該期間内の時間帯毎の前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の利用回数をカウントし、当該利用回数順に前記比較参照用バイオメトリックデータの時間帯毎の照合順位を変更する
ことを特徴とする付記１に記載の生体認証装置。
（付記６）
前記照合順位変更手段は、複数の照合順位変更方式に対応し、管理者の設定内容に応じて前記複数の照合順位変更方式の中から使用する照合順位変更方式を決定する
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか一項に記載の生体認証装置。
（付記７）
前記照合順位変更手段は、対象ユーザが所定数に満たない場合に照合順位の変更を行わないことを決定する
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか一項に記載の生体認証装置。
（付記８）
前記照合手段は、前記照合順位が有効となるまでの間、予め設定されたデフォルト照合順位に基づき、前記比較参照用バイオメトリックデータの中から前記デフォルト照合順位の高い順に比較照合を行う
ことを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載の生体認証装置。
（付記９）
前記認証時にユーザから認証用バイオメトリックデータを取得する経路を通過する通信データに含まれる認証用バイオメトリックデータを暗号化する手段
を備えたことを特徴とする付記１乃至８のいずれか一項に記載の生体認証装置。
（付記１０）
前記認証時にユーザから認証用バイオメトリックデータを取得する経路を通過する通信データを暗号化する手段
を備えたことを特徴とする付記１乃至９のいずれか一項に記載の生体認証装置。
（付記１１）
認証結果を通知する経路を通過する通信データを暗号化する手段
を備えたことを特徴とする付記１乃至１０のいずれか一項に記載の生体認証装置。
（付記１２）
対象ユーザの複数の生体部位から採取した複数の比較参照用バイオメトリックデータをユーザ毎の照合順位と対応付けて保持するデータ保持工程と、
認証時にユーザから認証用バイオメトリックデータを取得し、前記比較参照用バイオメトリックデータの中から前記照合順位の高い順に比較照合し、所定の一致率を上回った場合に認証成功とする照合工程と、
前記認証成功の際に利用された前記比較参照用バイオメトリックデータの利用状況から、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことを検出し、前記照合順位を変更する照合順位変更工程と
を備えたことを特徴とする生体認証制御方法。
（付記１３）
前記照合順位変更工程は、ユーザ毎に前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を最上位に変更する
ことを特徴とする付記１２に記載の生体認証制御方法。
（付記１４）
前記照合順位変更工程は、所定の期間を経過する都度に、ユーザ毎に当該期間内の前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の利用回数をカウントし、当該利用回数順に前記比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を変更する
ことを特徴とする付記１２に記載の生体認証制御方法。
（付記１５）
前記照合順位変更工程は、ユーザ毎に時間帯毎の前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの当該時間帯の照合順位を最上位に変更する
ことを特徴とする付記１２に記載の生体認証制御方法。
（付記１６）
前記照合順位変更工程は、所定の期間を経過する都度に、ユーザ毎に当該期間内の時間帯毎の前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の利用回数をカウントし、当該利用回数順に前記比較参照用バイオメトリックデータの時間帯毎の照合順位を変更することを特徴とする付記１２に記載の生体認証制御方法。
（付記１７）
前記照合順位変更工程は、複数の照合順位変更方式に対応し、管理者の設定内容に応じて前記複数の照合順位変更方式の中から使用する方式を決定する
ことを特徴とする付記１２乃至１５のいずれか一項に記載の生体認証制御方法。
（付記１８）
前記照合順位変更工程は、対象ユーザが所定数に満たない場合に照合順位の変更を行わないことを決定する
ことを特徴とする付記１２乃至１７のいずれか一項に記載の生体認証制御方法。
（付記１９）
前記照合工程は、前記照合順位が有効となるまでの間、予め設定されたデフォルト照合順位に基づき、前記比較参照用バイオメトリックデータの中から前記デフォルト照合順位の高い順に比較照合を行う
ことを特徴とする付記１２乃至１８のいずれか一項に記載の生体認証制御方法。

本発明の一実施形態にかかる生体認証システムの構成例を示す図である。 比較参照用バイオメトリックデータ保存部および照合順位保存部のデータ構造例を示す図（その１）である。 比較参照用バイオメトリックデータ保存部および照合順位保存部のデータ構造例を示す図（その２）である。 実施形態の処理例を示すフローチャートである。 照合順位変更判定／照合順位変更処理の例を示すフローチャート（その１）である。 照合順位変更判定／照合順位変更処理の例を示すフローチャート（その２）である。

符号の説明

１ クライアント
１０１ ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ取得部
１０２ ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ暗号化部
１０３ 通信データ作成部
１０４ ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ送信部
１０５ 本人認証結果受信部
２ サーバ
２０１ ＩＤ・認証用バイオメトリックデータ受信部
２０２ 比較参照用バイオメトリックデータ保存部
２０３ 比較参照用バイオメトリックデータ取得部
２０４ デフォルト照合順位定義部
２０５ 照合順位保存部
２０６ 照合順位参照部
２０７ バイオメトリックデータ比較参照部
２０８ 利用状況保存部
２０９ 照合順位変更判定期間定義部
２１０ 連続利用回数定義部
２１１ 照合順位変更判定部
２１２ 照合順位変更方式決定部
２１３ 照合順位変更部
２１４ 認証結果返信部

Claims (4)

1. 対象ユーザの複数の生体部位から採取した複数の比較参照用バイオメトリックデータをユーザ毎の照合順位と対応付けて保持するデータ保持手段と、
   認証時にユーザから認証用バイオメトリックデータを取得し、前記比較参照用バイオメトリックデータの中から前記照合順位の高い順に比較照合し、所定の一致率を上回った場合に認証成功とする照合手段と、
   前記認証成功の際に利用された前記比較参照用バイオメトリックデータの利用状況から、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことを検出し、前記照合順位を変更する照合順位変更手段と
   を備え、
   前記照合順位変更手段は、ユーザ毎に前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を最上位に変更することを特徴とする生体認証装置。
2. 前記照合順位変更手段は、ユーザ毎に時間帯毎の前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの当該時間帯の照合順位を最上位に変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体認証装置。
3. 前記照合順位変更手段は、複数の照合順位変更方式に対応し、管理者の設定内容に応じて前記複数の照合順位変更方式の中から使用する照合順位変更方式を決定する
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の生体認証装置。
4. 対象ユーザの複数の生体部位から採取した複数の比較参照用バイオメトリックデータをユーザ毎の照合順位と対応付けて保持するデータ保持工程と、
   認証時にユーザから認証用バイオメトリックデータを取得し、前記比較参照用バイオメトリックデータの中から前記照合順位の高い順に比較照合し、所定の一致率を上回った場合に認証成功とする照合工程と、
   前記認証成功の際に利用された前記比較参照用バイオメトリックデータの利用状況から、ユーザが認証に用いる生体部位を定常的に変更したことを検出し、前記照合順位を変更する照合順位変更工程と
   を備え、
   前記照合順位変更工程は、ユーザ毎に前記比較参照用バイオメトリックデータ毎の連続利用回数をカウントし、所定の値を超えた場合に、当該比較参照用バイオメトリックデータの照合順位を最上位に変更することを特徴とする生体認証制御方法。

Images