JP2007219731A - 個人認証方法及び個人認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被認証者から取り込んだ生体情報の再現性が低い場合でも、セキュリティ性を損ねることなく生体認証を得られるようにする。
【解決手段】被認証者の生体情報を取り込むと、この生体情報と予め登録されている全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める。この最大一致率が第１の認証しきい値以上である場合には、被認証者が登録者であると認証する。最大一致率が第１の認証しきい値未満である場合には、被認証者から生体情報以外の認証情報を取得し、該認証情報が予め登録された全て登録者の認証情報の中に存在するか否かを判定する。そして、認証情報が存在すると判定されると、最大一致率が第１の認証しきい値より低い第２のしきい値以上であるか否かを判定し、最大一致率が第２の認証しきい値以上であると判定されると、被認証者が登録者であると認証する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、生体情報を利用した個人認証方法及び個人認証装置に関する。

近年、個人認証の一手法として、生体認証（バイオメトリクス認証）が活用されるようになってきた。生体認証は、被認証者の指紋，掌紋，手形，手の甲の静脈，虹彩，顔，音声等の身体的特徴や筆跡，打鍵等の身体的特性といった生体情報を取込み、予め登録されている全ての登録者の生体情報と照合して一致性を検証し、一致していると判断された場合のみ被認証者を登録者と認証する方式である。この生体認証の場合は、本人の身体の一部または行動の特徴に関する情報に基づいた認証であるため、本人が忘れてしまうということがない上、他人に利用される恐れも少ないという利点がある。

しかしながら、取込んだ生体情報の再現性が必ずしも１００％ではないため、被認証者が登録者本人であっても他人であると誤認識されてしまうことがあった。このような場合、従来は認証が得られるまで生体情報を読取らせるか、生体認証以外の個人認証方法、例えばパスワード認証により認証を得るしかなかった。

因みに、個人認証のセキュリティを高めるために、生体認証に加えてパスワード認証も行うようにした技術は既に知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法においても、生体認証の判断レベルは一定であったので、取り込んだ生体情報の再現性が低かったために誤認識が生じた場合には、それを回避することができなかった。
特開２００１−３４４６０５号公報

このように従来技術においては、被認証者から取り込んだ生体情報の再現性が低いために正規の被認証者であっても登録者と認証されなかった場合、生体認証以外の方法で認証を得るしかなかった。このような問題は、生体認証のしきい値を低くすることによって解決できるものの、そうした場合にはセキュリティ性が低下するために実施することはできなかった。

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、被認証者から取り込んだ生体情報の再現性が低い場合でも、セキュリティ性を損ねることなく生体認証を得ることができる生体認証方法及び生体認証装置を提供しようとするものである。

本発明の生体認証方法は、登録ステップ，取込ステップ，照合ステップ，第１の生体情報判定ステップ，第１の認証ステップ，認証情報判定ステップ，第２の生体情報判定ステップ及び第２の認証ステップで構成される。登録ステップは、登録者の生体情報と生体情報以外の認証情報とを記憶部に登録する。取込ステップは、被認証者の生体情報を取り込む。照合ステップは、取込ステップにより取り込んだ被認証者の生体情報と記憶部に登録された全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める。第１の生体情報判定ステップは、照合ステップにより求められた最大一致率が予め設定された第１の認証しきい値以上であるか否かを判定する。第１の認証ステップは、第１の生体情報判定ステップにより最大一致率が第１の認証しきい値以上であると判定されると、被認証者が登録者であると認証する。認証情報判定ステップは、第１の生体情報判定ステップにより最大一致率が第１の認証しきい値未満であると判定されると、被認証者から生体情報以外の認証情報を取得し、該認証情報が記憶手段により記憶されている全ての登録者の認証情報の中に存在するか否かを判定する。第２の生体情報判定ステップは、認証情報判定ステップにより認証情報が存在すると判定されると、照合ステップにより求められた最大一致率が第１の認証しきい値より低い第２のしきい値以上であるか否かを判定する。第２の認証ステップは、第２の生体情報判定ステップにより最大一致率が第２の認証しきい値以上であると判定されると、被認証者が登録者であると認証する。

また、本発明の個人認証装置は、記憶手段，生体情報取込手段，生体照合手段，第１の生体情報判定手段，認証情報判定手段，第２の生体情報判定手段及び認証手段で構成される。記憶手段は、予め登録者の生体情報と生体情報以外の認証情報とを記憶する。生体情報取込手段は、被認証者の生体情報を取り込む。生体照合手段は、生体情報取込手段により取り込んだ被認証者の生体情報と記憶手段により記憶されている全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める。第１の生体情報判定手段は、生体照合手段により求められた最大一致率が予め設定された第１の認証しきい値以上であるか否かを判定する。認証情報判定手段は、第１の生体情報判定手段により最大一致率が第１の認証しきい値未満であると判定された場合に限り生体情報以外の認証情報を被認証者から取得し、該認証情報が記憶手段により記憶されている全ての登録者の認証情報の中に存在するか否かを判定する。第２の生体情報判定手段は、認証情報判定手段により認証情報が存在すると判定されたことを条件に生体照合手段により求められた最大一致率が第１の認証しきい値よりも低い第２の認証しきい値以上であるか否かを判定する。認証手段は、第１の生体情報判定手段により最大一致率が第１の認証しきい値以上であると判定された場合、または第２の生体情報判定手段により最大一致率が第２の認証しきい値以上であると判定された場合に、被認証者が登録者であると認証する。

かかる手段を講じた本発明によれば、被認証者から取り込んだ生体情報の再現性が低い場合でも、セキュリティ性を損ねることなく生体認証を得ることができる生体認証方法及び生体認証装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
なお、この実施の形態は、生体認証方法として指紋認証を用い、生体認証以外の認証方法としてパスワード認証を用いた場合である。

図１は本実施の形態における個人認証装置１０の機能ブロック図である。個人認証装置１０は、指紋読取部１１、ＩＤ／パスワード入力部１２、認証情報記憶部１３、特徴抽出部１４、指紋照合部１５、パスワード照合部１６、表示部１７、照合判定部１８及び制御装置２０とのインターフェイス部１９とから構成されている。

指紋読取部１１は、被認証者により押し当てられた指の指紋面を撮影し、その画像データを処理して指紋データを読取るものである。ここに、指紋読取部１１は、被認証者の生体情報を取り込む生体情報取込手段として機能する。

ＩＤ／パスワード入力部１２は、予め登録された全ての登録者に対して割当設定された登録者固有のユーザＩＤと、当該登録者しか知り得ないパスワードとを入力するためのもので、キーボード，スキャナ，カードリーダ等の入力デバイスが用いられる。

認証情報記憶部１３は、図２に示すように、全登録者のユーザＩＤ及びパスワードと、その登録者の指紋特徴データとを対にして記憶するものである。そして、新たな登録者が生じる毎に、図示しない操作入力手段により認証情報記憶部１３に対して当該登録者のユーザＩＤ及びパスワードと指紋登録データとを登録する（登録ステップ）。ここに、認証情報記憶部１３は、予め登録者の生体情報と生体情報以外の認証情報とを記憶する記憶手段として機能する。

特徴抽出部１４は、指紋読取部１１で読取られた指紋から特徴部分を抽出し、指紋特徴データを作成するものである。

指紋照合部１５は、特徴抽出部１４により作成された指紋特徴データと認証情報記憶部１３に記憶されている全ての登録者の指紋特徴データとを順次照合して最大の一致率を求めるものである。ここに、指紋照合部１５は、生体情報取込手段（指紋読取部１１）により取り込んだ被認証者の生体情報と記憶手段（認証情報記憶部１３）により記憶されている全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める生体照合手段を構成する。

パスワード照合部１６は、ＩＤ／パスワード入力部１２を介して入力されたパスワードと、当該パスワードとともに入力されたユーザＩＤに対応して前記認証情報記憶部１３に記憶されているパスワードとを照合するものである。

表示部１７は、被認証者に対する各種メッセージ等を表示するもので、報知手段を構成する。

照合判定部１８は、図３の流れ図に示す手順の処理を実行する。先ず、ＳＴ（ステップ）１として被認証者に対して生体情報の取得要求、つまりは指紋の読み取りを要求するメッセージ（例えば「指紋を読取らせてください。」）を表示部１７に表示させる。この状態で、ＳＴ２として指紋照合部１５により指紋特徴データの照合が行われるのを待機する。

ここで、被認証者が自身の指を指紋読取部１１に押し当てると、指紋読取部１１は、その指の指紋面を撮影し、その画像データを処理して指紋データを読取る（第１の取込ステップ）。指紋データが読取られると、特徴抽出部１４は、この指紋データから特徴部分を抽出し、指紋特徴データを作成する。指紋特徴データが作成されると、指紋照合部１５は、この指紋特徴データと認証情報記憶部１３に記憶されている全ての登録者の指紋特徴データとを順次照合して、その都度、一致率を算出する。そして、最大の一致率を得たならば（第１の照合ステップ）、この最大一致率を得た指紋特徴データに対応するユーザＩＤのデータを認証情報記憶部１３から読出し、最大一致率の値とともに照合判定部１８に通知する。

そこで照合判定部１８は、指紋照合部１５からユーザＩＤとともに最大一致率が通知されると、指紋照合ありと認識する。そして、ＳＴ３として指紋照合部１５から通知を受けた最大一致率が第１の認証しきい値として予め設定された９０％以上か否かを判断する（第１の生体情報判定ステップ：第１の生体情報判定手段）。

ここで、最大一致率が９０％以上であった場合には、指紋を読取らせた被認証者が、この最大一致率とともに通知を受けたユーザＩＤで特定される登録者であると認証する（第１の認証ステップ：認証手段）。そして、後述するＳＴ１０の処理に進む。

これに対し、最大一致率が９０％未満であった場合には、生体情報以外の認証情報の取得要求，つまりはユーザＩＤとパスワードの入力を要求するメッセージ（例えば「ユーザＩＤ，パスワードを入力してください」）を表示部１７に表示させる。この状態で、ＳＴ５としてパスワード照合部１６によりパスワードの照合が行われるのを待機する。

ここで、被認証者がＩＤ／パスワード入力部１２を操作して自身のユーザＩＤとパスワードとを入力すると、パスワード照合部１６は、入力されたユーザＩＤに対応して認証情報記憶部１３に記憶されているパスワードを読出し、入力されたパスワードと照合して一致するか否かを判断する。そして、その判断結果を照合判定部１８に通知する。

そこで、照合判定部１８は、パスワード照合部１６からのパスワード照合結果を受け取ると、パスワード照合有りと判断し、ＳＴ６としてパスワード照合結果が一致なのか不一致なのかを判別する（認証情報判定ステップ：認証情報判定手段）。ここで、パスワード照合結果が不一致であった場合には、被認証者の認証不可と判定する。そして、ＳＴ１２の処理に進み、認証不可を示すメッセージ（例えば「認証ＮＧ」）を表示部１７に表示させる。

これに対し、パスワード照合結果が一致であった場合には、ＳＴ７として被認証者に対して生体情報の再取得要求、つまりは指紋の再度の読み取りを要求するメッセージ（例えば「再度指紋を読取らせてください。」）を表示部１７に表示させる。この状態で、ＳＴ８として指紋照合部１５により指紋特徴データの照合が行われるのを待機する。

ここで、被認証者が自身の指を指紋読取部１１に再度押し当てると、指紋読取部１１は、その指の指紋面を撮影し、その画像データを処理して指紋データを読取る（第２の取込ステップ）。指紋データが読取られると、特徴抽出部１４は、この指紋データから特徴部分を抽出し、指紋特徴データを作成する。指紋特徴データが作成されると、指紋照合部１５は、この指紋特徴データと認証情報記憶部１３に記憶されている全ての登録者の指紋特徴データとを順次照合して、その都度、一致率を算出する。そして、最大の一致率を得たならば（第２の照合ステップ）、この最大一致率が得られた指紋特徴データに対応するユーザＩＤのデータを認証情報記憶部１３から読出し、最大一致率の値とともに照合判定部１８に通知する。

そこで照合判定部１８は、指紋照合部１５からユーザＩＤとともに最大一致率が通知されると、指紋照合ありと認識する。そして、ＳＴ９として指紋照合部１５から通知を受けた最大一致率が前記第１の認証しきい値として予め設定された９０％より低い第２の認証しきい値である８０％以上か否かを判断する（第２の生体情報判定ステップ：第２の生体情報判定手段）。

ここで、最大一致率が８０％以上であった場合には、指紋を読取らせた被認証者が、この最大一致率とともに通知を受けたユーザＩＤで特定される登録者であると認証する（第２の認証ステップ：認証手段）。そして、ＳＴ１０として登録者として認証されたユーザＩＤをインターフェイス部１９に接続された制御装置２０に出力する。また、ＳＴ１１として認証可を示すメッセージ（例えば「認証ＯＫ」）を表示部１７に表示させる。

これに対し、最大一致率が８０％未満であった場合には、被認証者の認証不可と判定する。そして、ＳＴ１２の処理に進み、認証不可を示すメッセージ（例えば「認証ＮＧ」）を表示部１７に表示させる。

認証可または認証不可を示すメッセージを表示部１７に表示させたならば、照合判定部１８は、ＳＴ１３として当該メッセージの確認に必要充分な一定時間が経過するのを待機する。そして、一定時間が経過したならば、ＳＴ１の処理に戻り、表示部１７に指紋の読み取りを要求するメッセージを表示させる。

このように構成された本実施の形態の個人認証装置１０においては、予め制御装置２０のユーザとして登録された全登録者の生体情報である指紋特徴データと、生体情報以外の認証情報であるパスワードとが、認証情報記憶部１３により各登録者をそれぞれ識別する固有のユーザＩＤに関連付けられて記憶保持されている。

しかして、制御装置２０へのアクセスを要求する被認証者は、自身の指を指紋読取部１１に押し当てる。そうすると、指紋が読取られ、この指紋の特徴データが生成される。そして、この被認証者の指紋特徴データと認証情報記憶部１３に登録されている全ての登録者の指紋特徴データとが照合されて、最大一致率が求められる。その結果、最大一致率が第１の認証しきい値である９０％以上であった場合には、被認証者が登録者であると認証される。そして、この被認証者の指紋特徴データに対する一致率が最大となった認証情報記憶部１３内の指紋特徴データに対応して同認証情報記憶部１３に記憶保持されているユーザＩＤがインターフェイス部１９を介して制御装置２０に出力される。これにより、被認証者による制御装置２０へのアクセスが許可される。

一方、最大一致率が９０％未満であった場合には、表示部１７にユーザＩＤとパスワードの入力を要求するメッセージが表示される。これにより、被認証者はＩＤ／パスワード入力部１２を介して自身のユーザＩＤとパスワードを入力する。そうすると、この入力されたパスワードが、当該パスワードとともに入力されたユーザＩＤに対応して認証情報記憶部１３に記憶保持されているパスワードと一致するか否か照合される。その結果、両パスワードが一致する場合には、表示部１７に指紋の再度の読み取りを要求するメッセージが表示される。

被認証者は再び指を指紋読取部１１に押し当てる。そうすると、指紋が再度読取られ、この指紋の特徴データが生成される。そして、この被認証者の指紋特徴データと認証情報記憶部１３に登録されている全ての登録者の指紋特徴データとが照合されて、最大一致率が求められる。その結果、最大一致率が第１の認証しきい値よりも低い第２のしきい値である８０％以上であった場合には、被認証者が登録者であると認証される。そして、この被認証者の指紋特徴データに対する一致率が最大となった認証情報記憶部１３内の指紋特徴データに対応して同認証情報記憶部１３に記憶保持されているユーザＩＤがインターフェイス部１９を介して制御装置２０に出力される。これにより、被認証者による制御装置２０へのアクセスが許可される。

なお、パスワード認証が不一致であった場合、あるいは２回目の指紋認証においても最大一致率が８０％未満であった場合には、認証不可となる。この場合は、被認証者による制御装置２０へのアクセスが許可されない。

このように本実施の形態によれば、たとえ被認証者から取り込んだ指紋データの再現性が低く、１回目の指紋認証において最大一致率が充分なセキュリティ性を確保できる９０％に満たなかった場合でも、被認証者に対してパスワード認証を行い、パスワード認証が得られると２回目の指紋認証を行って、最大一致率が８０％以上あれば認証を得るようにしている。したがって、指紋認証のしきい値を９０％から８０％に下げても、パスワードによる個人認証が得られているので、セキュリティ性を損ねることなく指紋認証を得ることができる。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

図４は照合判定部１８が実行する処理の他の実施形態を示す流れ図である。なお、図３の流れ図に示す処理ステップと同一の処理ステップには、同一符号を付して詳しい説明を省略する。すなわち、この他の実施の形態においては、ＳＴ３にて指紋照合部１５から通知を受けた最大一致率が第１の認証しきい値として予め設定された９０％未満であったとき、ＳＴ２１としてその最大一致率の値を記憶する処理を追加する。そして、ＳＴ６にてパスワード照合結果が一致しパスワード認証が得られた場合に、先の実施の形態では、ＳＴ９にて再度読取った指紋データの最大一致率が８０％以上か否かを判断したが、この他の実施の形態では、ＳＴ２１の処理にて記憶した最大一致率が８０％以上か否かを判断するようにする。こうすることにより、被認証者の指紋を再度読取る必要が無いので、処理手順を簡略化でき、処理速度の向上を図ることができる。

なお、前記各実施の形態では、最大一致率に対する第１のしきい値を９０％とし、第２のしきい値を８０％としたが、しきい値の値はこれに限定されないのは言うまでも無いことである。

また、前記各実施の形態では生体情報を指紋のデータとしたが、生体情報は指紋に限定されるものではなく、掌紋，手形，手の甲の静脈，虹彩，顔，音声等の身体的特徴や筆跡，打鍵等の身体的特性といったものであってもよい。また、生体情報以外の認証情報も登録者個人毎に予め設定登録したパスワードに限定されるものではなく、例えば日付等をパラメータとして規則的に変更される共通のコードをパスワードの代わりに入力させるようにして、認証を得るようにしてもよい。

また、前記各実施の形態においては、報知手段を表示部１７への表示手段としたが、報知手段はこれに限定されるものではなく、例えば音声により被認証者に対して報知するように構成してもよい。
この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。

本発明の一実施の形態である個人認証装置の機能ブロック図。 図１に示される認証情報記憶部にて記憶されるデータ構造の一例を示す模式図。 図１に示される照合判定部の主要な一処理手順を示す流れ図。 図１に示される照合判定部の他の処理手順を示す流れ図。

符号の説明

１０…個人認証装置、１１…指紋読取部、１２…ＩＤ／パスワード入力部、１３…認証情報記憶部、１４…特徴抽出部、１５…指紋照合部、１６…パスワード照合部、１７…表示部、１８…照合判定部、１９…インターフェイス部、２０…制御装置。

Claims (4)

1. 登録者の生体情報と生体情報以外の認証情報とを記憶部に登録する登録ステップと、
   被認証者の生体情報を取り込む取込ステップと、
   前記取込ステップにより取り込んだ被認証者の生体情報と前記記憶部に登録された全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める照合ステップと、
   この照合ステップにより求められた最大一致率が予め設定された第１の認証しきい値以上であるか否かを判定する第１の生体情報判定ステップと、
   この第１の生体情報判定ステップにより最大一致率が第１の認証しきい値以上であると判定されると、被認証者が登録者であると認証する第１の認証ステップと、
   前記第１の生体情報判定ステップにより最大一致率が第１の認証しきい値未満であると判定されると、被認証者から前記生体情報以外の認証情報を取得し、該認証情報が前記記憶手段により記憶されている全ての登録者の認証情報の中に存在するか否かを判定する認証情報判定ステップと、
   この認証情報判定ステップにより認証情報が存在すると判定されると、前記照合ステップにより求められた最大一致率が前記第１の認証しきい値より低い第２のしきい値以上であるか否かを判定する第２の生体情報判定ステップと、
   この第２の生体情報判定ステップにより最大一致率が第２の認証しきい値以上であると判定されると、被認証者が登録者であると認証する第２の認証ステップと、
   を備えたことを特徴とする個人認証方法。
2. 登録者の生体情報と生体情報以外の認証情報とを記憶部に登録する登録ステップと、
   被認証者の生体情報を取り込む第１の取込ステップと、
   前記第１の取込ステップにより取り込んだ被認証者の生体情報と前記記憶部に登録された全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める第１の照合ステップと、
   この第１の照合ステップにより求められた最大一致率が予め設定された第１の認証しきい値以上であるか否かを判定する第１の生体情報判定ステップと、
   この第１の生体情報判定ステップにより最大一致率が第１の認証しきい値以上であると判定されると、被認証者が登録者であると認証する第１の認証ステップと、
   前記第１の生体情報判定ステップにより最大一致率が第１の認証しきい値未満であると判定されると、被認証者から前記生体情報以外の認証情報を取得し、該認証情報が前記記憶手段により記憶されている全ての登録者の認証情報の中に存在するか否かを判定する認証情報判定ステップと、
   この認証情報判定ステップにより認証情報が存在すると判定されると、前記被認証者の生体情報を再度取り込む第２の取込ステップと、
   前記第２の取込ステップにより取り込んだ被認証者の生体情報と前記記憶部に登録された全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める第２の照合ステップと、
   この第２の照合ステップにより求められた最大一致率が前記第１の認証しきい値より低い第２のしきい値以上であるか否かを判定する第２の生体情報判定ステップと、
   この第２の生体情報判定ステップにより最大一致率が第２の認証しきい値以上であると判定されると、被認証者が登録者であると認証する第２の認証ステップと、
   を備えたことを特徴とする個人認証方法。
3. 予め登録者の生体情報と生体情報以外の認証情報とを記憶する記憶手段と、
   被認証者の生体情報を取り込む生体情報取込手段と、
   前記生体情報取込手段により取り込んだ被認証者の生体情報と前記記憶手段により記憶されている全ての登録者の生体情報とを照合して最大一致率を求める生体照合手段と、
   この生体照合手段により求められた最大一致率が予め設定された第１の認証しきい値以上であるか否かを判定する第１の生体情報判定手段と、
   この第１の生体情報判定手段により最大一致率が第１の認証しきい値未満であると判定された場合に限り生体情報以外の認証情報を前記被認証者から取得し、該認証情報が前記記憶手段により記憶されている全ての登録者の認証情報の中に存在するか否かを判定する認証情報判定手段と、
   この認証情報判定手段により認証情報が存在すると判定されたことを条件に前記生体照合手段により求められた最大一致率が前記第１の認証しきい値よりも低い第２の認証しきい値以上であるか否かを判定する第２の生体情報判定手段と、
   前記第１の生体情報判定手段により最大一致率が第１の認証しきい値以上であると判定された場合、または前記第２の生体情報判定手段により最大一致率が第２の認証しきい値以上であると判定された場合に、被認証者が登録者であると認証する認証手段と、
   を具備したことを特徴とする個人認証装置。
4. 報知手段をさらに具備し、
   前記第１の生体情報判定手段により最大一致率が第１の認証しきい値未満であると判定された際には被認証者に対して生体情報以外の認証情報の取得要求を前記報知手段を介して報知し、前記認証情報判定手段により認証情報が存在すると判定された際には被認証者に対して生体情報の再取得要求を前記報知手段を介して報知することを特徴とする請求項３記載の個人認証装置。

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