(57)【要約】本発明は、個人の素性を、該個人（６０３）に関連付けられたバイオメトリックデータを用いて検証するシステムおよび方法であって、該バイオメトリックデータ(X,Y)のプライバシーが提供されるものに関する。バイオメトリックデータのプライバシーを提供するために、ヘルパーデータ方式（HDS）が用いられる。本発明はいくつかの理由により有利である。まず、セキュリティ上機微な情報の処理が、個人によって信頼される安全なタンパー防止性の環境（６０１、６０４、６０６）において実行される。この処理は、ヘルパーデータ方式の利用と組み合わされて、バイオメトリック・テンプレートが電子的な形で利用可能であるのが安全な環境においてのみであるバイオメトリックシステムの確立を可能にする。さらに、バイオメトリック・テンプレートの電子的なコピーは安全な環境において恒久的に利用可能ではなく、個人が自分のテンプレートをセンサーに呈示したときのみ利用可能である。
2008538146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人の素性を、該個人に関連付けられたバイオメトリックデータを用いて検証するシステムであって、該バイオメトリックデータのプライバシーを提供するものであり、当該システムが：
・検証器と、
・個人によって信頼される、安全なタンパー防止性のユーザー装置と、
・登録機関と、
・中央記憶とを有しており、
前記登録機関は、秘密であり個人のバイオメトリックデータの第一のセットに基づく登録データを前記中央記憶に保存するよう構成されており；前記ユーザー装置は、個人のバイオメトリックデータの第二のセットを受け取り、該バイオメトリックデータの第二のセットとバイオメトリックデータの前記第一のセットに基づき、前記登録データに関係するヘルパーデータとに基づいて秘密の検証データを生成するよう構成されており；前記検証器は前記登録データを前記中央記憶から取得し、検証データを前記ユーザー装置から取得し、前記登録データを前記検証データと比較して対応を調べるよう構成されており、ここで、対応があればその個人の素性が検証されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記中央記憶が前記ヘルパーデータを保存するよう構成されており、前記検証器が前記ヘルパーデータを前記中央記憶から取得して前記ヘルパーデータを前記ユーザー装置に送るよう構成されていることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記ユーザー装置が前記ヘルパーデータを生成し、該ヘルパーデータを前記登録機関に転送するよう構成されており、前記登録機関が前記ヘルパーデータを前記中央記憶に保存するよう構成されていることを特徴とする、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記登録機関が前記ヘルパーデータを生成してそれを前記中央記憶に保存するよう構成されていることを特徴とする、請求項２記載のシステム。
【請求項５】
前記ユーザー装置が前記ヘルパーデータを生成してそれを前記ユーザー装置に保存するよう構成されていることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記登録機関が前記ヘルパーデータを生成してそれを前記ユーザー装置に保存するよう構成されていることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記ヘルパーデータが生成され、その後デルタ縮約関数において使用されることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記ユーザー装置が個人のバイオメトリックデータの第一のセットを導出し、前記登録データを生成し、該登録データを前記登録機関に送るよう構成されていることを特徴とする、請求項３または５記載のシステム。
【請求項９】
前記ユーザー装置がさらに、個人の少なくとも一つの身体的特徴からバイオメトリック・テンプレートを導出するためのセンサーを備えていることを特徴とする、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記登録機関が個人のバイオメトリックデータの第一のセットを導出して前記登録データを生成するよう構成されていることを特徴とする、請求項４または６記載のシステム。
【請求項１１】
前記登録機関がさらに、個人の少なくとも一つの身体的特徴からバイオメトリック・テンプレートを導出するためのセンサーを備えていることを特徴とする、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記ユーザー装置がICカードであることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
個人の素性を、該個人に関連付けられたバイオメトリックデータを用いて検証するシステムであって、該バイオメトリックデータのプライバシーを提供するものであり、当該方法が：
・秘密であり個人のバイオメトリックデータの第一のセットに基づいている登録データを取得し；
・秘密であり個人のバイオメトリックデータの第二のセットと、個人のバイオメトリックデータの前記第一のセットに基づき前記登録データに関係するヘルパーデータとに基づく検証データを取得し；
・前記登録データを前記検証データと比較して対応を調べ、対応があればその個人の素性が検証されるステップを有しており；個人のバイオメトリックデータ、登録データおよび検証データの処理が、その個人によって信頼される、安全なタンパー防止性の環境で実行されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記ヘルパーデータを取得し、
前記ヘルパーデータを、個人によって信頼される、前記安全なタンパー防止性の環境に送る、
ステップをさらに有することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記ヘルパーデータを、個人によって信頼される、前記安全なタンパー防止性の環境において生成し、
前記ヘルパーデータを登録機関に転送する、
ステップをさらに有することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記ヘルパーデータを登録機関において生成する、
ステップをさらに有することを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記ヘルパーデータが生成され、その後デルタ縮約関数において使用されることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
個人のバイオメトリックデータの第一のセットを導出し、前記登録データを生成し、該登録データを前記登録機関に送ることが、個人によって信頼される、安全でタンパー防止性の環境で実行されることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
個人のバイオメトリックデータの第一のセットを導出し、前記登録データを生成することが、前記登録機関において実行されることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
実行可能コンポーネントを有するコンピュータプログラムであって、該コンポーネントは、コンピューティング機能を有する装置において実行されたときに、該コンピューティング機能を有する装置をして請求項１３記載のステップを実行せしめることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人の素性（identity）を、該個人に関連付けられたバイオメトリックデータを用いて検証するシステムおよび方法であって、該バイオメトリックデータのプライバシーが提供されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
物理的オブジェクトの認証は、セキュリティ管理されたビルへの条件付きアクセスもしくはデジタルデータ（たとえばコンピュータもしくはリムーバブル記憶媒体に保存されているもの）への条件付きアクセス、あるいは識別目的のため（たとえば特定の行動について識別された個人に課金するため）といった多くの用途において使用されうる。
【０００３】
識別および／または認証のためにバイオメトリクスを使うことは、パスワードや暗証コードといった伝統的な識別手段に対するよりよい代替であるとますます考えられるようになってきている。パスワード／暗証コードの形の識別を要求するシステムの数は着実に増え続けており、その結果、システムのユーザーが暗記しなければならないパスワード／暗証コードの数も増え続けている。さらなる帰結として、パスワード／暗証コードを暗記するのが難しいため、ユーザーはそれをメモし、盗まれる危険にさらしている。従来技術では、この問題に対するトークンの使用を含む解決策が提案されている。しかし、トークンはなくしたり、および／または盗まれたりすることがある。この問題へのより好ましい解決策は、バイオメトリック認証の使用である。バイオメトリック認証では、指紋、虹彩、耳、顔などといったユーザーに一意的な特徴がそのユーザーの識別を提供するために使われる。明らかに、ユーザーはバイオメトリック特徴をなくしたり忘れたりすることはなく、書き留めたり暗記したりする必要もない。
【０００４】
バイオメトリック特徴は参照データに比較される。一致が生じれば、ユーザーは識別され、アクセスが認められることができる。ユーザーについての参照データは先に入手されていて、たとえばセキュリティで保護されたデータベースまたはスマートカードに安全に保存されている。認証の場合、ユーザーはある素性であると主張し、呈示されたバイオメトリック・テンプレートが主張された素性にリンクされている保存されているバイオメトリック・テンプレートと比較され、呈示されたテンプレートと保存されているテンプレートとの間の対応が検証される。識別の場合、呈示されたバイオメトリック・テンプレートが保存されている利用可能なテンプレートすべてと比較され、呈示されたテンプレートと保存されているテンプレートとの間の対応が検証される。いずれにせよ、呈示されたテンプレートが一つまたは複数の保存されているテンプレートと比較される。
【０００５】
ハッカーがセキュリティシステム中の秘密を知るに至るなどしてシステムにおける秘密の破れが生じたときは常に、（期せずして）明かされた秘密を置き換える必要がある。典型的には、従来式の暗号システムにおいては、これは明かされた秘密の暗号鍵を失効させ、関係するユーザーに新しい鍵を配送することによって行われる。パスワードまたは暗証コードが暴かれた場合、それは新しいもので置き換えられる。バイオメトリックシステムでは、明らかに対応する身体部分は置き換えることはできないので、状況はもう少し複雑になる。この点で、多くのバイオメトリックは静的である。よって、バイオメトリック測定（一般にノイズがある）から秘密情報を導出する方法であって、必要であれば導出された秘密情報を更新することが可能であるものを開発することが重要である。バイオメトリックデータは個人の素性の良好な表現であり、個人に関連付けられたバイオメトリックデータの不正な取得は個人の素性を盗むことの電子的な等価物であると見ることができることを注意しておくべきであろう。個人を識別する適切なバイオメトリックデータを取得したのち、ハッカーは素性を取得したその個人になりすますことができるのである。さらに、バイオメトリックデータは健康状態についての機微でプライベートな情報を含みうる。よって、バイオメトリック認証／識別システムを使用する個人の無欠性（integrity）を保護する必要がある。
【０００６】
バイオメトリクスは個人についての機微な情報を提供するので、バイオメトリックデータの管理および使用に関してはプライバシーの問題がある。たとえば、従来技術のバイオメトリックシステムでは、ユーザーは自分のバイオメトリック・テンプレートの無欠性に関しては必然的にバイオメトリックシステムを完全に信頼しなければならない。登録――すなわち登録機関がユーザーのバイオメトリック・テンプレートを取得する初期プロセス――の間、ユーザーは自分のテンプレートを登録機関の登録装置に呈示し、登録機関はそのテンプレートを可能性としては暗号化してシステムに保存する。検証の際には、ユーザーは自分のテンプレートを再びシステムに呈示し、保存されたテンプレートが取得され（そして必要なら復号され）、保存されているテンプレートと呈示されたテンプレートとの間の一致検査が実施される。ユーザーが自分のテンプレートに何が起こっているかを制御することは全くできず、自分のテンプレートが注意をもって扱われ、システムから漏れていないことを検証するすべがないことは明らかである。結果として、ユーザーはあらゆる登録機関およびあらゆる検証者を自分のテンプレートのプライバシーに関して信頼しなければならない。これらの種類のシステムはすでに一部の空港などで使用されているが、ユーザーに要求される、システムに対する信頼のレベルからすると、そのようなシステムの広範な使用は考えにくい。
【０００７】
実際のテンプレートが決して平文で利用可能にならないよう、バイオメトリック・テンプレートを暗号化すなわちハッシュ化して、暗号化されたデータに対して検証（すなわち一致検査）を実行する暗号技法が考えられる。しかし、暗号関数は、入力における小さな変化が出力における大きな変化につながるよう意図的に設計されている。バイオメトリクスそのものの本性ならびに呈示されたテンプレートのみならず保存されているテンプレートを取得することにまつわるノイズ汚染に起因する測定誤差のため、呈示されたテンプレートが保存されているテンプレートと厳密に同じであることは決してないであろう。したがって、一致検査アルゴリズムは２つのテンプレートの間の小さな相違を許容すべきである。これは暗号化されたテンプレートに基づく検証にとって問題となる。
【０００８】
Magnus  Petterssonによる“The  Match  On  Card  Technology”、白書22、2001年8月などに記載されているマッチ・オン・カード（Match  on  Card）（商標）（MoC）システムでは、バイオメトリック・テンプレートはICカードに保存されるが、ICカードも指紋センサーを有している。検証の間、ユーザーは自分のバイオメトリック・テンプレート（たとえば指紋）をセンサーに呈示し、カードは保存されているテンプレートと呈示されたテンプレートとの間に一致があるかどうかを判定する。比較の結果は検証者に送られる。このアプローチの一つの利点は、テンプレートの中央集中的な保存が行われないということである。しかし、バイオメトリック・テンプレートは相変わらずシステムに恒久的に保存されており、ICカードが紛失されれば、攻撃者はICカードをいじることによってテンプレートを入手するかもしれない。テンプレートは暗号化された形で保存され、カードにおけるテンプレート一致検査を実行するのに先立って復号されるものの、復号鍵の適正な管理は新たなプライバシー問題を呈する。さらに、テンプレートの一致検査が完全にカードにおいて実行され、検証者は一致確認を呈示されるという意味において、検証者はカードを完全に信頼しなければならない。これは検証者がそのようなシステムを受け容れる可能性を著しく低減させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
システムがユーザーのバイオメトリック・テンプレートを保存しないという意味でユーザーが信頼できる認証および／または識別のためのバイオメトリックシステムを提供することが本発明の目的である。よって、バイオメトリック・テンプレートのプライバシーが提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このことは、請求項１によれば、個人の素性を、その個人に関連付けられたバイオメトリックデータを用いることにより検証するための、前記バイオメトリックデータのプライバシーを提供するシステムによって、および請求項１３によれば、個人の素性を、その個人に関連付けられたバイオメトリックデータを用いることにより検証する、前記バイオメトリックデータのプライバシーを提供する方法によって、達成される。
【００１１】
本発明の第一の側面によれば、検証者と、個人によって信頼される安全な（secure）タンパー防止性の（tamper-proof）ユーザー装置と、登録機関と、中央記憶とを有するシステムが提供される。登録機関は前記中央記憶において登録データを保存するよう構成され、該登録データは秘密であり個人のバイオメトリックデータの第一のセットに基づいている。ユーザー装置は、個人のバイオメトリックデータの第二のセットを受け取り、該バイオメトリックデータの第二のセットおよびヘルパーデータに基づいて秘密の検証データを生成するよう構成され、前記ヘルパーデータはバイオメトリックデータの前記第一のセットに基づいており、前記登録データに関係している。検証者は前記登録データを前記中央記憶から取得し、検証データを前記ユーザー装置から取得し、前記登録データを前記検証データと比較して対応を調べるよう構成されている。ここで、対応があればその個人の素性が検証される。
【００１２】
本発明の第二の側面によれば、秘密であり個人のバイオメトリックデータの第一のセットに基づいている登録データを取得し、秘密であり個人のバイオメトリックデータの第二のセットおよびヘルパーデータに基づいている検証データを取得し、前記ヘルパーデータは個人のバイオメトリックデータの前記第一のセットに基づいており、前記登録データに関係しており、前記登録データを前記検証データと比較して対応を調べ、対応があればその個人の素性が検証されるステップを有する方法が提供される。さらに、個人のバイオメトリックデータ、登録データおよび検証データの処理は、その個人によって信頼される安全なタンパー防止性の環境で実行される。
【００１３】
本発明の基本的発想は、個人のバイオメトリックデータは、プライバシーを提供し、バイオメトリックシステムに対する素性を暴く攻撃を回避するために、バイオメトリックシステムに保存されるべきではないということである。バイオメトリクスに関するセキュリティ関係の問題を解決することによって、バイオメトリック識別についての受容レベルが向上するであろう。バイオメトリックシステムにおいては、個人の素性は、特定のバイオメトリックシステムの実際の目的に依存して検証されなければならない。個人の素性を検証する目的は、典型的にはバイオメトリックシステムが異なれば異なる。たとえば、あるシステムはセキュリティ管理されたビルへの条件付きアクセスまたはデジタルデータ（たとえばコンピュータもしくはリムーバブル記憶媒体に保存されているもの）への条件付きアクセスを提供しうるが、識別目的のためには別のシステムが用いられる（たとえば特定の行動について識別された個人に課金するために使われる）。本発明において個人の素性の検証が実行されるとき、この検証は、個人の認証が実行されることを含意する場合と、個人の識別が実行されることを含意する場合がある。認証の場合、個人はある素性であると主張し、呈示されたバイオメトリック・テンプレートに基づくデータが該バイオメトリック・テンプレートに基づく保存されているデータ（主張された素性にリンクされたもの）と比較され、呈示されたデータと保存されているデータとの間の対応が検証される。識別の場合、呈示されたデータが保存されている利用可能な複数のデータセットと比較され、呈示されたデータと保存されているデータとの間の対応が検証される。いずれにせよ、呈示されたデータが一つまたは複数の保存されているデータセットと比較される。本出願を通じ、「検証」の語が、使用される文脈に応じて「認証」または「識別」のいずれかを指しうることは明らかである。
【００１４】
検証が実行されるべきとき、検証者は何らかの方法で、検証者が個人を識別または認証できるようにするデータを取得する必要がある。たとえば、検証者は中央記憶から検証用データを能動的に取ってきてもよいし、あるいは該記憶から検証用データを受動的に受け取ってもよい。いずれにせよ、検証者は中央記憶から登録データを取得する。登録データは（なりすまし攻撃を妨げるため）秘密であり、個人のバイオメトリックデータの第一のセットに基づいている。この登録データは、登録段階の間にバイオメトリックデータの前記第一のセットから抽出される。登録段階は、個人の登録データまたはバイオメトリックデータが明かされないよう、個人によって信頼される安全なタンパー防止性の環境で実行されなければならない。該安全な環境では、バイオメトリックデータの一つのセットから登録データの異なる諸セットが抽出されることが可能である。
【００１５】
さらに、検証者は検証データを取得する。この検証データも秘密で、個人のバイオメトリックデータの第二のセットおよびヘルパーデータに基づいている。バイオメトリックデータのこの第二のセットは検証段階において個人によって提供されるもので、個人の虹彩など同一の物理的属性を用いているにもかかわらず、典型的には前記登録段階の間に個人から得られるバイオメトリックデータの前記第一のセットと同一ではない。これはたとえば、物理的属性が測定されるとき、測定には常にランダムなノイズが存在し、よってアナログの属性をデジタルデータに変換する量子化プロセスの結果は同じ物理的属性の異なる測定についても異なってくるという事実による。これはまた、測定される物理的属性の誤整列または弾性歪みにも起因しうる。ノイズに対する堅牢性を与えるため、安全な環境はノイズ堅牢性を達成するために検証の間に使用されるヘルパーデータを導出する。ヘルパーデータは中央集中的に保存されるので、公開データであると考えられる。なりすましを防ぐため、バイオメトリックデータから導出される登録データはヘルパーデータから統計的に独立である。ヘルパーデータは、登録の間と同様に検証の間にも個人のバイオメトリックデータから一意的なデータが導出されるよう構成される。
【００１６】
ヘルパーデータWおよび登録データSは、何らかの適切な関数またはアルゴリズムFGを介して個人のバイオメトリックデータXの第一のセットに基づいており、よって(W,S)＝FG(X)となる。関数FGは、単一のバイオメトリック・テンプレートXについて、ヘルパーデータWと登録データSの数多くの対(W,S)の生成を可能にするランダム化された関数でありうる。これにより、登録データSが（よってヘルパーデータWも）異なる登録機関ごとに異なることが許容される。
【００１７】
ヘルパーデータは個人の前記登録データおよびバイオメトリックデータの前記第一のセットに基づいている。それはヘルパーデータが、バイオメトリックデータの第一のセットとヘルパーデータにデルタ縮約関数（delta-contracting  function）を適用したときの結果が登録データに等しくなるよう選ばれるという意味においてである。デルタ縮約関数は、バイオメトリックデータの第一のセットに十分似ているバイオメトリックデータのいかなる値も同じ出力値、すなわち登録データと同一のデータを結果として与えるようなヘルパーデータの適切な値の選択を許容するという特性をもつ。結局、Yが十分な度合いXに似ていれば、G(X,W)＝G(Y,W)＝Sとなる。よって、バイオメトリックデータの第二のセットは、ヘルパーデータと一緒になって、登録データと同一の結果を与える。逆に、デルタ縮約関数への実質的に異なるバイオメトリックデータ入力は異なる出力につながる。よって、ヘルパーデータは、該ヘルパーデータとバイオメトリックデータの第二のセットにデルタ縮約関数を用いることによって検証データが非常に高い確率で登録データと等しくなるよう構成される。さらに、ヘルパーデータは、ヘルパーデータを調べても登録データについてのいかなる情報も明かされないよう構成される。検証の間の検証データの生成は、個人の検証データやバイオメトリックデータ（すなわちバイオメトリックデータの第二のセット）が明かされないよう、個人によって信頼される、安全なタンパー防止性の環境で実行されなければならないことを注意しておく。
【００１８】
最後に、登録データは検証者において検証データと比較され、対応が調べられる。登録データが検証データと同一であれば、個人の素性の検証は成功で、バイオメトリックシステムは、その個人にセキュリティ管理されたビルへのアクセスを認めるなどすることによってしかるべく動作できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明はいくつかの理由で有利である。第一に、セキュリティ上機微な情報の処理が、個人によって信頼される、安全でタンパー防止性の環境で実行される。この処理は、ヘルパーデータ方式の利用と組み合わされて、バイオメトリック・テンプレートが電子的な形で利用可能であるのが安全な環境においてのみであるバイオメトリックシステムの確立を可能にする。安全な環境は、典型的にはバイオメトリックセンサーとともに用いられる耐タンパー性（tamper-resistant）のユーザー装置、たとえばセンサーを備えたICカードの形で実現される。さらに、バイオメトリック・テンプレートの電子的なコピーは安全な環境において恒久的に利用可能ではなく、個人が自分のテンプレートをセンサーに呈示したときのみ利用可能である。登録データおよびヘルパーデータを導出したのち、バイオメトリックデータは破棄される。これは、検証段階において取得されるバイオメトリックデータについてもあてはまる。バイオメトリックデータの第二のセットを用いることによって検証データを導出したのち、該第二のセットは破棄される。このようにして、伝統的なMoCシステムとは対照的に、たとえ安全な環境が危殆化されたとしてもバイオメトリック・テンプレートのプライバシーは維持される。
【００２０】
本発明のある実施形態によれば、中央記憶はヘルパーデータを保存するよう構成され、検証者は中央記憶からヘルパーデータを取得してそれをユーザー装置に送るよう構成される。ヘルパーデータが中央集中的に保存される場合、該データを生成するのはユーザー装置においてでも登録機関においてでもよい。ヘルパーデータを中央集中的に保存しておくことのもう一つの利点は、あらゆる検証者が単一の記憶にある検証データにアクセスを与えられうるということである。ヘルパーデータがユーザー装置において生成される場合には、ヘルパーデータは好ましくは、登録機関を通過して中央記憶に保存される。
【００２１】
本発明のもう一つの実施形態によれば、ユーザー装置が個人のバイオメトリックデータの第一のセットを導出し、登録データを生成し、該登録データを登録機関に送るよう構成される。よって、個人が自分のテンプレートを登録機関に送ることは必要でない。登録機関は必ずしも信頼できないので、このことは有利である。個人は自分の銀行が登録後にテンプレートの電子的コピーを破棄することは信頼するかもしれないが、ナイトクラブやインターネットのギャンブルサイトが同じようにしてくれるとは信頼しないことがありうる。他方、本発明のもう一つの実施形態によれば、登録機関が個人のバイオメトリックデータの第一のセットを導出し、登録データを生成するよう構成される。個人を登録する権限が諸ユーザー装置の間に分散されず、登録機関に維持されているので、システム管理が簡略化でき、このことは有利である。
【００２２】
本発明についてのさらなる特徴および利点は、付属の請求項および以下の記述を吟味すれば明らかとなろう。当業者は、本発明の種々の特徴を組み合わせて下記で述べられている以外の実施形態を生成することもできることを認識するものである。さらに、当業者は上記の方式以外のその他のヘルパーデータ方式を用いてもよいことを認識するであろう。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態の詳細な記述を付属の図面を参照しつつ以下に与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、主要な従来技術のバイオメトリックシステムの登録経路を示しており、これについて以下に述べる。この例では、個人が、アクセスコントロールのためにバイオメトリック識別（たとえば個人の虹彩１０１を使うもの）を利用しているカジノチェーンの会員として登録しようとしていると想定する。用いられるバイオメトリックシステムは、先述したヘルパーデータ方式（HDS:  helper  data  scheme）に基づいている。会員になるためには、個人は、カジノが所有する登録装置１０４内に配置されているセンサー１０２に自分の虹彩を呈示することによる登録手続きを経なければならない。システムは、登録処理ユニット１０３において登録データSおよびヘルパーデータWを導出して中央記憶ユニット１０５にデータを保存することによってHDSを利用し、システムはその後はその個人のバイオメトリック・テンプレートを保存はしないものの、登録装置に細工がされてバイオメトリック・テンプレートXが盗聴されうるようになっていることもありうる。個人は装置１０４が細工されているかどうかを検証するすべはなく、HDSが利用されてはいるものの、細工のためにシステムからバイオメトリック・テンプレートが漏洩することはいまだ可能である。
【００２５】
登録手続きは多くの実際的な応用において、個人によって信頼される制御された環境で執り行われるものの、このことは検証手続きについては必ずしも当てはまらない。図２に目を向けると、登録完了後にカジノチェーンに含まれるカジノへのアクセスを得るため、個人は自分の虹彩２０１から導出されたバイオメトリック・テンプレートYを検証装置２０４内に配置されているセンサー２０２を介して呈示する必要がある。検証処理ユニット２０３は中央記憶２０５に保存されているヘルパーデータWを取ってきて、デルタ縮約関数を用いることによって検証データS′を計算する。一致検査ユニット２０６はSをS′と比較し、一致があれば、その個人の素性が検証されたことになり、その個人はカジノへのアクセスを与えられる。一致がなければ、その個人はカジノへのアクセスを与えられない。図１の場合と同様、システムに細工をされていることがありうる。検証装置２０４は、バイオメトリック・テンプレートYが盗聴されるよう細工をされているかもしれず、ここでもまたユーザーは検証手続きを制御するすべを持たない。
【００２６】
図３は、本発明のある実施形態に基づく、個人に関連付けられたバイオメトリックデータを使って個人の素性を検証するシステムを示している。システムは、個人の特定の身体的特徴３０３（たとえば指紋、虹彩、耳、顔など）の造作から、あるいは複数の身体的特徴の組み合わせからでもよいが、第一のバイオメトリック・テンプレートXを導出するためのセンサー３０２を備えたユーザー装置３０１を有している。ユーザー装置は安全でタンパー防止性で、よって個人によって信頼されなければならない。登録機関３０４は初期には登録データSを中央記憶ユニット３０５に保存することによってその個人をシステムに登録する。この登録データはのちに検証者３０６によって使用される。登録データSは（Sの解析による素性を暴く攻撃を回避するため）秘密であり、図３の実施例ではユーザー装置３０１において第一のバイオメトリック・テンプレートXから導出される。検証時には、典型的には第一のバイオメトリック・テンプレートXのノイズで汚染されたコピーである第二のバイオメトリック・テンプレートYが個人４０３によってユーザー装置４０１にセンサー４０２を介して呈示される（図４参照）。ユーザー装置４０１はバイオメトリックデータの第二のセットYおよびヘルパーデータWに基づいて秘密の検証データ（S′）を生成する。ヘルパーデータWはバイオメトリックデータの第一のセットXに基づいており、登録データSに関係している。ヘルパーデータWは典型的には、S＝G(X,W)となるように計算される。ここで、Gはデルタ縮約関数である。よって、WおよびSはテンプレートXから、関数またはアルゴリズムFGを使って(W,S)＝FG(X)となるように計算される。
【００２７】
検証器４０６は、ユーザー装置４０１から受け取った登録データSおよび検証データS′によって個人を認証または識別する。ノイズ堅牢性は、ユーザー装置４０１において検証データS′をS′＝G(Y,W)として計算することによって提供される。デルタ縮約関数は、バイオメトリックデータの第二のセットYがバイオメトリックデータの第一のセットXに十分似ていれば、S′＝SとなるようヘルパーデータWの適切な値の選択を許容するという特性がある。よって、S′＝Sであれば、検証は成功である。
【００２８】
実際的な状況では、登録機関が検証者と一致することもあるが、両者が分散していることもある。例として、バイオメトリックシステムが銀行用途に使用される場合、銀行のあらゆる大きめの支店は新規の個人をシステムに登録することを許容されるであろう。よって分散型の登録機関が生成されている。登録後に個人が自分のバイオメトリックデータを認証として使ってそのような支店から金を引き出したい場合、この支店は検証者の役割を帯びる。他方、ユーザーが自分のバイオメトリックデータを認証として使ってコンビニエンスストアで支払いをする場合、その店は検証者の役割を帯びるが、その店が登録機関としてのはたらきをすることがあるとはきわめて考えにくい。この意味で、我々は登録機関および検証者を非限定的な抽象的な役割として用いることにする。
【００２９】
上記から見て取れるように、個人はバイオメトリックセンサーを含み、S′＝G(Y,W)を計算することのできる装置へのアクセスを有する。実際上は、その装置は、ICカードに統合された指紋センサーまたは携帯電話もしくはPDAにおける虹彩もしくは顔認識のためのカメラでありうる。個人がユーザー装置を所有しうるという事実は、その装置が細工される可能性がそれほど高くないようにし、個人としては装置を信頼するのがより容易になる。個人は装置を信頼できる機関（たとえば銀行、国立機関、政府）から入手し、したがってその装置を信頼しているものとする。
【実施例１】
【００３０】
図５に示した本発明のある実施形態では、ヘルパーデータWは登録機関（図示せず）によって中央記憶５０５に保存され、検証器５０６によって取得されて、検証が実行されるべきときにユーザー装置５０１に送られる。ユーザー装置５０１はその際、検証器５０６から受け取ったヘルパーデータWおよび第二のテンプレートY（これはセンサー５０２を介して個人５０３から受け取られる）を使って検証データS′を計算する。その後、S′は一致があるかどうか調べるために検証器５０６においてSと比較される。代替的な実施形態では、ヘルパーデータは中央記憶ではなく、ユーザー装置に保存される。その場合には、ユーザー装置はすでにヘルパーデータを保有しているので、検証器がヘルパーデータを取得してそれをユーザー装置に送ることは必要でない。
【実施例２】
【００３１】
図６は、本発明のもう一つの実施形態を示している。ここでは、登録機関６０４は、個人の特定の身体的特徴６０３の造作から第一のバイオメトリック・テンプレートXを導出するためのセンサー６０２を備えている。登録機関６０４は登録データSを中央記憶ユニット６０５に保存し、この登録データがその後検証者によって使用される。ヘルパーデータWは中央記憶６０５に保存されてもいいし、代替的に図６に示されるようにユーザー装置６０１に保存されてもいい。検証は上述した仕方で実行される。検証器６０６は、中央記憶６０５に保存されている登録データSおよびユーザー装置６０１から受け取られる検証データS′によって個人を認証または識別する。S′＝Sであれば検証は成功である。秘密の登録データSおよびヘルパーデータWは登録が実施される装置において導出されることを注意しておくべきであろう。登録が図３に示すようにユーザー装置において実施される場合、秘密の登録データSおよびヘルパーデータWはユーザー装置で生成される。他方、登録が図６に示すように登録機関において実施される場合、秘密の登録データSおよびヘルパーデータWは登録機関において生成される。登録機関がSおよびWを生成する場合、個人は必ずしも信頼できない登録機関に自分のテンプレートを呈示する必要がある。個人は自分の銀行が登録後にテンプレートの電子的コピーを破棄することは信頼するかもしれないものの、ナイトクラブやインターネットのギャンブルサイトが同じようにしてくれるとは信頼しないことがありうる。
【００３２】
装置間の通信はいかなる既知の適切な通信チャネルを使って確立されてもよい。たとえばRFもしくはIR伝送を使った無線チャネルまたは公衆電話交換網（PSTN:  public  switched  telephone  network）を使ったケーブルである。
【００３３】
ヘルパーデータWおよび登録データSは、上述したようにシステム中でユーザー装置または登録機関のどちらで生成されることもあり、ユーザー装置または検証器のどちらに保存されることもあるが、必ずしもこれに当てはまらない場合もある。当業者には、本発明に基づくシステムを修正して、ヘルパーデータWおよび登録データSが部分的にユーザー装置おいて、部分的に登録機関において生成され、やはり部分的にユーザー装置において、部分的に検証器において保存されうるよう修正することはストレートで明らかなことである。本発明の記載された諸実施形態の一部またはすべてを組み合わせてそのような修正に達することは自明なことである。さらに、上記のアーキテクチャにおいてデータおよび通信がさらに、SHA-1、MD5、AES、DESまたはRSAといった標準的な暗号技法を使って保護されうることは当業者には明らかである。何らかのデータが（登録の間および検証の間に）システムに含まれる装置間で交換される前に、装置は、通信が確立された相手側の装置の正当性についての何らかの証明を欲することがありうる。たとえば、図３との関連で述べた実施形態の間、登録機関が、受け取られた登録データを生成したのが信頼される装置であることを保証されなければならないことがありうる。このことは、公開鍵証明書を、あるいは実際の場面によっては対称鍵技法を使うことによって達成されうる。さらに、図３の実施形態では、登録機関に、ユーザー装置が信頼でき、細工されていないことを保証しなければならないことがありうる。したがって、多くの場合において、ユーザー装置は、登録機関が細工を検出することを許容する機構を含むであろう。たとえば、物理的複製不能関数（PUF:  Physical  Uncloeable  Functions）がシステム中で実装されうる。PUFは物理的システムによって実現される関数で、関数を評価するのは容易だが物理的なシステムを特徴付けることは困難であるようなものである。実際の場面に応じて、装置間の通信は秘密でありかつ正規のものでなければならない。使うことのできる標準的な暗号技法としては、公開鍵技法に基づく安全な認証済チャネル（SAC:  Secure  Authenticated  Channels）または同様の対称鍵技法がある。
【００３４】
また、登録データおよび検証データは暗号学的に一方向性ハッシュ関数またはその他任意の適切な暗号学的関数を用いることによって秘匿されうることを注意しておく。これらの関数は、登録／検証データの暗号学的に秘匿されたコピーから登録／検証データの平文コピーを生成することが計算量的に非現実的であるような仕方で登録データおよび検証データを秘匿するものである。たとえば、鍵付き一方向性ハッシュ関数、落とし戸付きハッシュ関数、非対称暗号化関数または対称暗号化関数さえ使うことが可能である。
【００３５】
本発明のシステムに含まれる装置、すなわちユーザー装置、登録機関、検証器および可能性としてはまた中央記憶がマイクロプロセッサまたはその他の同様なコンピューティング機能をもつ電子装置を備えていることは明らかである。たとえばASIC、FPGA、CPLDなどのようなプログラム可能論理デバイスである。さらに、前記マイクロプロセッサはメモリ、ディスクまたはその他の好適な媒体に保存された、本発明の諸タスクを達成するための適切なソフトウェアを実行する。
【００３６】
本発明について特定の例示的な実施形態を参照しつつ記述してきたが、数多くの異なる変更、修正などは当業者には明らかとなろう。したがって、記載された実施形態は、付属の請求項によって定義される本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】主要な従来技術のバイオメトリックシステムの登録経路を示す図である。
【図２】主要な従来技術のバイオメトリックシステムの検証経路を示す図である。
【図３】本発明のある実施形態に基づく、個人に関連付けられたバイオメトリックデータを使って個人の素性を検証するシステムを示す図である。
【図４】本発明のある実施形態に基づく、個人に関連付けられたバイオメトリックデータを使って個人の素性を検証するシステムの検証経路を示す図である。
【図５】本発明のもう一つの実施形態に基づく、個人に関連付けられたバイオメトリックデータを使って個人の素性を検証するシステムの検証経路を示す図である。
【図６】本発明のさらにもう一つの実施形態に基づく、個人に関連付けられたバイオメトリックデータを使って個人の素性を検証するシステムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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