(57)【要約】  ユーザインプットに基づくユーザ識別技術を提案する。ユーザ識別技術の一面として、装置（100）はパターン発生器（102）、ユーザインターフェイス（104）及びトランスミッタ（106）を有する。パターン発生器（102）は、パターン（Y0, Y1, …, Yn）を生成するよう適合する。ユーザインターフェイス（104）は、パターン及びユーザインプットを相関するよう適合する。トランスミッタ（106）は、相関結果を示す信号（X0, X1, …, Xm）をレシーバ（108）に送信するよう適合する。【選択図】図１
2014527216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザインプットに基づくユーザ識別の装置（100）であって、装置は、
-パターン（Y0, Y1, …, Yn; Y(t)）を発生するよう適合されたパターン発生器（102; 302; 402）
-前記パターン及びユーザインプット（136; 236; 336; 436）を相関するよう適合されたユーザインターフェイス（104; 204; 304; 404)、及び
-相関結果を表す信号（X0, X1, …, Xm; X(t); X1(t), X2(t)）をレシーバ（108）送信するよう適合されたトランスミッタ（106）を有する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、パターン及びユーザインプットをアナログドメインにおいて相関させる装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置であって、パターン及びユーザインプットを物理的プロセスにより相関させる装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の装置であって、相関は排他的論理和（XOR）又は論理積（AND）である装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の装置であって、パターンはアルゴリズムを使用して発生され、前記レシーバ（108; 110）は同一のアルゴリズムを実行するよう適合される装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の装置であって、前記ユーザインターフェイス（104; 204）はタッチパッドを有し、ユーザインプットは前記タッチパッド上のジェスチャーを含む装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、前記タッチパッドは、第１エッジ（130）及び第２エッジ（132）を備えるユーザインプットフィールド（128）を有し、前記タッチパッドは前記ユーザインプットフィールド（128）上のジェスチャーを伴うパターンを表す、前記第１エッジ（130）上の複数のインプット信号を相関し、及び相関結果を表す前記第２エッジ（132）上の複数のアウトプット信号を出力するよう適合される装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の装置であって、前記タッチパッドは抵抗性タッチパッドであり、前記パターンは、分圧によりジェスチャーと相関される装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の装置であって、前記ユーザインターフェイス（304, 404）は、ユーザに向かってパターンを投影するよう適合されたプロジェクタ（370; 470）、及び投影されたパターンにより誘導される光（386）を検出するよう適合されたカメラ（374; 474, 475）を有する装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載の装置であって、ユーザインターフェイスの製造特性により、ユーザインターフェイスに特有の透かしを相関に導入する装置。
【請求項１１】
ユーザインプットに基づくユーザ識別の装置（110）であって、装置は、
-パターン（Y0, Y1, …, Yn; Y(t)）を発生するよう適合されたパターン発生器（102; 302; 402）、
-ユーザインプット（136; 236; 336; 436）に基づく相関結果を表す信号（X0, X1, …, Xm; X(t); X1(t), X2(t)）を受信するよう適合されたレシーバ（108）及び
-ユーザインプットを読み出すパターンを使用する信号を相関除去するよう適合されたデコリレータ（112）を備える装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記レシーバが更に、より安全なセキュアチャネル上でパターン発生のパラメータを受信するよう適合された装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の装置であって、信号及びパターンが、物理的プロセスに従って相関除去される装置。
【請求項１４】
ユーザインプットに基づくユーザ識別の装置（120）であって、装置は、
-パターン（Y0, Y1, …, Yn; Y(t)）を発生するよう適合されたパターン発生器（102, 302; 402）、
-前記パターン及びユーザインプット（136; 236; 336; 436）を相関するよう適合されたユーザインターフェイス（104; 204; 304; 404)、及び
-ユーザインプットを読み出すパターンを使用する相関結果（X0, X1, …, Xm; X(t); X1(t), X2(t)）を相関除去するよう適合されたデコリレータ（112）を有する装置。
【請求項１５】
請求項１〜14の何れか一項に記載の装置であって、更にハウジングを有し、該ハウジングの内部表面は、１つ以上の浸入検出膜により完全に覆われる装置。
【請求項１６】
請求項15に記載の装置であって、１つ、又は１つ以上の浸入検出膜の各々は、第１エッジ及び第２エッジを有し、前記第１エッジはパターン発生器（102; 302; 402）に接続し、前記第２エッジはトランスミッタ（106）及びデコリレータ（112）の少なくとも何れか１つと接続する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は，ユーザ識別技術に関するものである。本開示は特に，ユーザインプットに基づくローカル及び／又はリモートユーザ識別に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信において，インターネット等のオープンなネットワーク，又はワイヤレスリンク等，少なくとも物理的な層上においてアクセス可能なチャネルの使用が増加している。多くの場合、通信パートナー間のその後の通信には、一方又は双方を識別することが必要である。企業間又は商取引の通信を一例にとると、契約締結には契約パートナーが必ず必要である。又情報技術及び軍事においては、識別が認可の必須条件である。
【０００３】
情報技術においては、通信ネットワーク及び物理的にアクセス可能なチャネル上でユーザ識別をリモートで実施するために、複数のメカニズムを検討してきた。識別に使用される通信チャネルにおいて盗聴が代表的な問題であり、盗聴により攻撃者は傍受データを悪用可能となる恐れがある。検討中のメカニズムには中間攻撃者の防止が期待される量子通信が含まれてはいるが、この量子通信には、各通信パートナーが非常に特殊な（例えば光学的な）通信ライン及び追加のハードウエアを使用することが必要である。要件が追加されることで、少なくとも現在においては、コンパクトなユーザターミナルを要求するモバイルアプリケーションが妨げられる場合もある。又量子通信は、現存するインターネット通信のインフラストラクチャと互換性を持つことを見込んでいない。
【０００４】
ログインプロセス等、ローカルにユーザを識別するケースに関しては、従来のアプローチは、改ざんされない識別情報を処理するローカルマシーンに頼っている。しかし、ローカルマシーンがマルウェアに感染した場合には、アクセス制限が超えられる恐れがあり、又はスパイウェアはユーザが入力した状態のアカウントデータをローカルで盗むことも可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、現存するインフラストラクチャを、少なくとも部分的に使用可能である、ユーザ識別の技術を供給することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様に従って、ユーザインプットに基づくユーザ識別の装置を提案する。装置は、パターン発生に適合したパターン発生器、パターンとユーザインプットとの相関に適合したユーザインターフェイス及び相関結果を示す信号の送信に適合したトランスミッタを備える。
【０００７】
ここでいう「相関」及び「相関する」とは、パターンとユーザインプットの間の相互相関を含むことができる。パターンとユーザインプットの間にタイムラグは無しとする。パターンとユーザインプットは、リアルタイムで相互相関する。
【０００８】
ユーザインターフェイスがパターンとユーザインプットとを相関させるのに適合しているため、相関結果はユーザインプットのハンドリング、処理及び／又は通信のためのセキュアフォームを供給できる。相関結果はユーザインターフェイスにより直接出力できる。装置の操作、装置の内部又は外部での通信の傍受、又は送信を盗聴しようとしても無駄である。なぜなら、装置内で処理されたデータ又は装置外部へと送信されたデータは、相関結果（又は相関結果から派生した任意のデータ）となるためである。
【０００９】
少なくとも、ユーザ識別及びユーザ認証の１つは、送信された相関結果に基づくこと可能である。相関結果は、セキュアチャネル又は非セキュアチャネル上で送信可能である。
【００１０】
発生されるパターンはユーザインターフェイスにより、ユーザインプットに従って変更、修正又は変調できる。相関結果は、パターン及びユーザインプットから構成される信号とすることができる。構成された信号においては、第三者（攻撃者）が相関結果から発生された（元来の）発生パターンを識別不可能であるよう、パターンとユーザインプットを絡み合わせることができる。パターン発生器は擬似ランダムパターン又は真ランダムパターンを発生できる。相関結果もまた、擬似ランダムパターン又は真ランダムパターンの各々とすることが可能である。
【００１１】
パターン及びユーザインプットは、アナログドメインにおいて相関させることが可能である。代替的又は追加的に、パターン及びユーザインプットは１つ以上の物理的プロセスに基づいて相関させることが可能である。好ましくは、パターン及びユーザインプットは、アナログドメインにおける直接的な物理的相互作用により相関させる。物理的プロセスは、ユーザインプットから直接的に影響を受けた、パターンに対するいかなる変化をも含むことができる。ユーザインプットは、直接的にパターンに作用可能なのである。装置の処理及び／又はロジックが相関に関与していないことが、直接的に含まれる場合もある。相関を装置外部で実施することもできる。ユーザインプットは、プレーンテキスト（すなわち相関されていない）として装置に入力する必要がない、又は（装置内のいかなるポイント又はステージにおいても）プレーンテキストとして処理される必要がないか、及び／又は通信される必要がない。
【００１２】
物理的プロセスは、光度パターン、電荷分布、電流の時空パターン、電界パターン及び磁界パターンの少なくとも１つにより表現されるパターンに基づくことができる。物理的プロセスによる相関は、光反射、光散乱、電気抵抗の変化、接続性の変化、ストレインの局所誘導、表面変形を引き起こす局所力、機械的ストレスの局所誘導及び電荷誘導の少なくとも１つを含むことができる。
【００１３】
相関は排他的論理和（すなわち排他的又は「XOR」と称される）に基づくこと、論理積（「AND」とも称される）に基づくことができる。代替的又は追加的に、相関は振幅加算、振幅乗算、ユーザインプット及びパターンのフェーズ加算又は複素値乗算の少なくとも１つに基づくことができる。
【００１４】
パターンは、アルゴリズムに基づいて発生可能である。パターン発生器又はアルゴリズムは１つ以上のパラメータで初期化可能である。１つ以上のパラメータ又はアルゴリズムの表現は、レシーバへ安全に送信できる。１つ以上のパラメータ又はアルゴリズムの表現は、信号送信のチャネルとは別のチャネル上で送信できる。パラメータ送信のためのチャネルは、信号送信のためのチャネルより安全性を高めてもよい。アルゴリズムは擬似ランダム発生器ともできる。レシーバ又はレシーバに接続された他のコンポーネントは、同一又は同義のアルゴリズムを実行するよう適合可能である。レシーバは、同一パターン又は対向パターンを発生させるよう適合可能である。代替的又は追加的に、発生されたパターンは安全にレシーバへ送信可能である。
【００１５】
ユーザインターフェイスはタッチパッドを備えることが可能であり、ユーザインプットはタッチパッド上のジェスチャーとすることができる。ジェスチャーは、少なくとも２次元パターン及び時間的パターンのいずれか１つを備える。２次元パターンは、タッチパッドのユーザインプットフィールド上のカーブとすることができる。時間的パターンは、カーブ上の点列（及び速度）により表現可能である。各ポイントはタイムスタンプを備えることができる。ジェスチャーは、１つ、２つ又はそれ以上のインプットカーブから構成される。各インプットカーブは、ユーザインプットフィールドに接するユーザの指先に対応可能である。
【００１６】
タッチパッドは、（ユーザインプットフィールド上で）第１及び第２エッジを備え、第１エッジ上の複数のインプット信号を受信するよう適合可能である。複数の受信信号は、発生されるパターンを表現可能であり、タッチパッドは更に、第２エッジ上に複数のアウトプット信号をアウトプットするよう適合可能である。タッチパッドは、複数のインプット信号及び（ユーザインプットフィールド上の）ジェスチャーを相関させるよう適合可能である。複数のアウトプット信号は、相関結果を表現できる。第１エッジと第２エッジとは、本質的に直角を成す。
【００１７】
複数のインプット信号は、第１エッジに沿い離散化可能である。複数のアウトプット信号は、第２エッジに沿い離散化可能である。１つのインプット信号と１つのアウトプット信号の一対は、インプット領域、又はユーザインプットフィールドにおけるインプット領域に対応可能である。
【００１８】
タッチパッドは抵抗性タッチパッドとすることができる。（パターンを表現する）複数のインプット信号は、分圧により（ユーザインプットを表現する）ジェスチャーと相関できる。
【００１９】
代替的又は追加的にユーザインターフェイスは、ユーザに向かってパターンの投影に適合したプロジェクタを備えることができる。プロジェクタは、投影光内で発生されるパターンをエンコードするよう適合可能である。更にユーザインターフェイスは、投影により誘導された光りの検出に適合したカメラを備えることができる。検出光は、ユーザから及び／又はパターンにより引き起こされた反射光又は散乱光となりえる。
【００２０】
ユーザインターフェイスの製造特性により、相関結果を透かしとして入れることができる。透かしは、ユーザインターフェイス特有の事項とできる。機器の一部の各装置は、独自の特性（又は透かし）を備えることが可能である。特性は電気抵抗又は抵抗性タッチパッドの電気抵抗とすることができる。代替的又は追加的に、特性をユーザインターフェイスのカメラにおける電荷結合デバイス（CCD）の光電応答とすることもできる。
【００２１】
次に第２態様に従って、ユーザインプットに基づくユーザ識別の装置を提案する。装置は、パターン発生に適合したパターン発生器、ユーザインプットに基づく相関結果を示す信号の受信に適合したレシーバ、及びユーザインプットを読み出すパターンを使用する信号の相関除去に適合したデコリレータを備える。
【００２２】
少なくとも、リモートユーザ識別及びリモートユーザ認証のいずれか１つは、相関除去結果に基づくことができる。信号は、セキュアチャネル又は非セキュアチャネル上で受信可能である。信号は、パターン及びユーザインプットの相関とすることができる。
【００２３】
パターン発生器は、第１態様について述べた特徴のいずれか１つを備えることができる。信号は、第１態様について述べた相関結果にできる。相関が排他的論理和又は他のいかなる不随意の操作（すなわち、パターンがインボリューションのパラメータである場合のインボリューション）を使用している場合に、デコリレータは、信号及びパターンを相関することにより、信号及びパターンを相関除去できる。代替的又は追加的に、相関が加算（又は乗算のそれぞれ）に基づいている場合、デコリレータは、信号及びパターンを減算（又は除算）することにより、信号及びパターンを相関除去できる。
【００２４】
相関除去は１つ以上の物理的プロセス又は１つ以上の物理的プロセスのシュミュレーションに基づくことができる。相関除去は、同一の物理的プロセス、又はパターン及びユーザインプットを相関するために使用した（つまり信号の発生に使用した）のと同一の物理的プロセスのシュミュレーションに基づくことが可能である。
【００２５】
更にレシーバは、パターン発生又はパターン発生のアルゴリズムの表現の１つ以上のパラメータを安全に受信するよう適合可能である。パラメータは、信号受信チャネルとは別のチャネル上で受信できる。パラメータ受信のためのチャネルは、信号受信のためのチャネルより安全性を高めることができる。更にレシーバは、受信した１つ以上のパラメータ、又はアルゴリズムの表現に従ってパターン発生器を初期化するよう適合可能である。代替的又は追加的に、レシーバは更にパターン（例えば別のセキュアチャネル上で）を安全に受信するよう適合可能である。
【００２６】
次に、第３態様に従って、ユーザインプットに基づくユーザ識別の装置を提案する。装置は、パターン発生に適合したパターン発生器、パターンとユーザインプットとの相関に適合したユーザインターフェイス及びユーザインプットを読み出すパターンを使用した相関結果を相関除去するのに適合したデコリレータを備える。
【００２７】
少なくとも、リモートユーザ識別及びリモートユーザ認証のいずれか１つは、相関除去結果に基づくことが可能である。相関結果は装置内のセキュアライン上（例えばカプセル化又はシールド化したドメイン）又は非セキュアライン上（例えばオープン又はアクセス可能なドメイン）の装置内で通信できる。特に、相関が直接ユーザインターフェイスのアナログドメインにおいて実行された場合、又は物理的プロセスにより実行された場合には、ユーザインプットは装置内のいかなるポイント又はステージにおいても、プレーンテキストとして処理される必要がない、及び／又は通信される必要がない。
【００２８】
同一のパターン発生器が、ユーザインターフェイス及びデコリレータの双方に対してパターンを供給できる。更に装置は、第２態様について述べた特徴のいずれか１つを備えることができる。
【００２９】
前述の装置のいずれか１つは、更にハウジングを備えることができる。ハウジング内部には、１つ以上の侵入検出膜を封入できる。１つ又は各浸入検出膜は、第１エッジ及び第２エッジを備える。第１エッジはパターン発生器に接続可能であり、第２エッジは、少なくともトランスミッタ及びデコリレータのいずれか１つと接続可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
以下に、本開示を代表的な実施例を図示した図面に基づいて説明する。
【図１】図１は、ユーザ識別の装置の第１実施形態の概略図である。
【図２】図２は、図１に示す装置と組み合わせが可能な、第２実施形態のユーザインターフェイスの抵抗性タッチ膜の概略図である。
【図３】図３は、図１に示す装置と組み合わせが可能な、第３実施形態のユーザインターフェイスの光学部品の概略図である。
【図４】図４は、図１に示す装置と組み合わせが可能な、第２実施形態のユーザインターフェイスの偏光部品の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
制限を与えるのではなく説明のため、本開示を完全に理解できるよう、特有のトポロジー、接続性、インターフェイス及び構成等の具体的な詳細を以下に述べる。当業者には、これら具体的な詳細と異なる他の実施形態においても、本開示が実行できることが明白である。例えば、本実施形態はインターネット通信を参照して記述されるが、当業者にとっては、本発明がモバイル通信ネットワークによっても実行可能であることは明白である。更に、本発明は通信ネットワークにより、及び／又は通信ネットワークの一部として、分散して実行可能である。リモートユーザ識別のコンセプトは、ここで開示する１つ以上の装置を備えるか又は１つ以上の装置が通信ネットワークのノードを形成するよう、通信ネットワーク上で実行可能である。
【００３２】
更に当業者は、ここで説明する機能、サービス及びプロセスを、プログラム済みのマイクロプロセッサと関連するソフトウエア機能を用いて、及び／又はカスタムIC(ASIC)又は汎用コンピュータを用いて実行可能であることを評価するであろう。また、以下の実施形態は主として装置の観点から記述しているが、本発明は対応する手段又はコンピュータプログラム製品上で具体化可能であり、同様にコンピュータプロセッサと、プロセッサに接続するメモリを有するシステム上でも具体化可能であり、この場合、メモリは、サービス、機能又はここで開示する方法ステップを実行する１つ以上のプログラムと共にコード化されることも評価される。
【００３３】
図１は、ユーザ識別のための装置100の第１実施形態の概略図である。装置はパターン発生器102、ユーザインターフェイス104及びトランスミッタ106を有する。パターン発生器102は、複数のインプット信号Y0, Y1, …, Ynにより表現されるパターンを生成するよう適合する。インプット信号Y0, Y1, …, Ynはユーザインターフェイス104へ入力され、ユーザインターフェイス104は複数のアウトプット信号X0, X1, …, Xmを出力する。ユーザインターフェイス104は、複数のインプット信号Y0, Y1, …, Ynにより表現されるパターンとユーザインプットを相関させるよう適合する。トランスミッタ106は、ユーザインターフェイスに接続する。トランスミッタ106は、アウトプット信号X0, X1, …, Xmにより表現される相関結果をレシーバ108に送信するよう適合する。
【００３４】
更に図１は、ユーザ識別のための装置110を概略的に示す。装置110はパターン発生器102、レシーバ108及びデコリレータ112を有する。パターン発生器102は、複数のインプット信号Y0, Y1, …, Ynにより表現されるパターンを生成するよう適合する。複数のインプット信号Y0, Y1, …, Ynは、インバータ114に入力される。レシーバ108は、信号X0,X1, …, Xmを受信するよう適合する。信号X0,X1, …, Xmは、発生されたパターンY0, Y1, …, Yn及びユーザインプットにより構成される。デコリレータ112は、レシーバ108及びインバータ114に接続する。デコリレータ112は信号X0, X1, …, Xm及びパターンY0, Y1, …, Ynを相関除去するよう適合する。もしパターンY0, Y1, …, Yn、及び相関除去に使用され、受信された信号X0, X1, …, Xmの双方が、パターン及び相関結果と各々厳密に一致すれば、相関除去結果はユーザインプットとなる。一致には、一般的なスケーリングファクタまで同等であることが求められる。相関及び相関除去は逆演算であり、パターン及び受信された信号X0, X1, …, Xmのいずれかが僅かに逸脱しても、デコード結果となり、ユーザインプットからは完全に逸脱する。
【００３５】
装置100及び110は、インターネットのようなパケットスイッチネットワーク116を介して、リモートユーザ識別のために通信する。通信における装置100及び110の各パターン発生器102は、（通信時間により、装置110において遅延するまで）同調的に対応するパターンを発生する。
【００３６】
ユーザ識別のための装置120の実施形態においては、装置100及び110の構成コンポーネントが配置される。装置120のユーザは、装置120によりローカルに識別される。装置120は、装置100及び110のために記載したコンポーネントを、単一のハウジングに統合する。一対のトランスミッタとレシーバが省略される（図１の斜線部分）。装置120はパターン発生器102、ユーザインターフェイス104、トランスミッタ106、レシーバ108及びデコリレータ112を有する。装置120のコンポーネントは、図示するように、装置100及び110と関連するよう適合、構成する。パターン発生器102は共有される。言い換えれば、パターン発生器102は複数のインプット信号Y0, Y1, …, Ynにより表現されるパターンを、ユーザインターフェイス104及びデコリレータ112の双方に、インバータ114を介して出力するのである。
【００３７】
各装置100, 110, 120のコンポーネントは、切換え器122, 124及び126を介して切換可能に接続される。１つの管理ユニットが各装置100, 110, 120に備わり、各切換え器122, 124及び126を介して、選択的に信号送信が可能及び不可能であるよう適合する。 装置100及び110のコンポーネント及び操作の特徴は、下記に詳細に述べる。記載は装置120についても対応する。
【００３８】
インプット信号Yi(t)は、パターン発生器102により擬似ランダム発生器アルゴリズムに従って供給される。インプット信号Yi(t)は時間tと共に変化し、ランダム振幅、ランダム位相及びランダム周波数の少なくとも１つを有する。発展形態においては、光ファイバによりインプット信号Yi(t)及びアウトプット信号Xj(t)が発生され、相関及び相関除去される。発生されるパターンは、光学的インプット信号Yi(t)により表現される。光学的インプット信号Yi(t)は更に、ランダム偏光状態を有する。
【００３９】
一般的にパターンの発生は、以下のパラメータを有することができる。つまり振幅、位相、パターン周波数及びパターンによりユーザインターフェイス104に供給されるサンプルレートである。例えば、インプット信号Yi(t)の時間依存性は、ポアソン過程とすることが可能である。更に、発生されるパターン及びユーザインプットの相関は、以下の自由度の１つ以上を伴うことが可能である。つまり、ユーザインプット形状（例えば、二次元又は三次元）、ユーザインプットの動的コンポーネント（例えば、時間の推移）及びユーザインターフェイス104を個別化する変化である。例えば、個々のユーザインターフェイス104に特有の変化（特性とも称する）は、コンポーネントの固有抵抗又は半導体コンポーネント（CCD等）の伝達関数とすることが可能である。
【００４０】
パターン発生器102は乱数発生器（RNG）に適用する。技術的には、計算方式又はアルゴリズム的なRNGが知られている。こうした決定論的RNGは、生成するパターンが有限周期性を有するため、擬似RNG（又はPRNG）とも称される。周期性は非常に大きく、指数関数的にPRNGレジスタ長に依存する。発展形態においては、パターン発生器102はハードウエアランダム発生器（又はHRNG）における物理的方法に適用する。好適には、HRNGは放射性崩壊又は熱雑音のそれぞれに対して自律型ソースを有する。
【００４１】
ユーザインターフェイス104は、ユーザインプットフィールド128を含むタッチパッドとする。ユーザインプットフィールド128は、第１方向に長さ寸法ｎ及び第２方向に長さ寸法ｍのマトリクスを有する。ユーザインプットフィールド128は、第１エッジ130に沿い、第１方向にインプットコンタクトバーを含む。ユーザインプットフィールド128は更に、第２エッジ132に沿い、第２方向にアウトプットコンタクトバーを有する。インプット信号Yi(t)は、第１エッジに沿うインプットコンタクトバーに入力される。アウトプット信号Xj(t)は、第２エッジ132に沿うアウトプットコンタクトバーに出力される。
【００４２】
変形形態においては、ユーザインターフェイス104は、放射状に分割された同心環を有する。つまり、ユーザインプットフィールド128を極座標を用いてテッセレーションにより構成するのである。第１方向は周方向であり、角変数又は方位角であるphiで表現される。第２方向は半径方向であり、半径変数であるrで表現される。ユーザインターフェイス104は、ユーザインプットフィールド128の外周（すなわち環形r = m）に励振される。励振は半径方向内側に、ユーザインプットフィールド128の中心へと伝播する。中心は極座標原点（すなわちr = 0）である。言い換えれば、各インプット信号Yi(t)は、最も外側の環形（r = m）角度に対して、角度phi0, …, phinの異なる1つの角度で適用される。アウトプット信号Xj(t)は、第２方向に沿って分岐する。好適には、アウトプットコンタクトバーを半径phi = 0に沿って備える。各アウトプット信号Xj(t)は、phi = 0及び半径r0, …, rmの異なる１つで分岐する。ユーザインプットフィールド128上のユーザインターフェイス104の空間解像度は、第２方向及び第２方向に沿って離散化され、ユーザインプットフィールド128が複数のインプットポイント134を含むこととする。複数のインプットポイントの各々は、インプット信号Yiの１つ及びアウトプット信号Xjの１つの一対（i, j）に関連する。インプットポイント134は、長方形格子に配置される。図１の実施形態の変形形態においては、インプットポイント134は、六角形格子のノード、又は他のいかなる２次元格子をも形成可能である。第１及び第２方向は各々、格子構造の第１及び第２基底ベクトルと一致する。
【００４３】
ユーザインプットフィールド128は、一対（i, j）で示されるインプットポイント134におけるユーザ作動136に反応してインプット信号Yiを修正し、修正された（i, j）をアウトプット信号Xjとして出力するよう適合する。好適には、ユーザインプットフィールド128は(n + 1) = 7の数のインプット信号、及び(m + 1) = 5の数のアウトプット信号を有する。
【００４４】
ユーザインターフェイス104により実行された相関は、修正及び結合を含む。格子座標（i, j）を備える各インプットポイント134において、１つのインプット信号は各インプットポイントにおけるユーザ作動136に従い（及び他のインプットポイントから独立して）の個々に修正される、ユーザ作動136が無い場合には、インプット信号Yiは変更されない。同じアウトプット信号Xjと関連し、対応して修正されるか又は変更されたインプット信号Yiが結合される。アウトプット信号Xjは、結合結果である。
【００４５】
デジタル変形形態においては、パターン発生器102により発生されたインプット信号Yiがデジタル信号であり、ユーザインターフェイス104は、ユーザ作動136に反応して、インプット信号Yiの対応する１つを論理反転するよう適合する。各インプット信号Yiはビット値（0又は1）であり、ユーザ作動136は、ビット単位の排他的論理和（「排他的」又はXORオペレーションとも称する）に従ってインプット信号Yiを修正する。結合も又、ビット単位の排他的論理和である。更なる変形形態においては、（ユーザインプットに反応したインプット信号Yiの）修正及び（アウトプット信号Xjにつながる）結合の少なくとも１つが、論理積（ANDとも称する）を使用する。
【００４６】
アナログ変形形態においては、パターン発生器102がアナログ信号Yiを発生し、ユーザインターフェイス104は、アナログドメインにおけるユーザ作動136に反応してインプット信号Yi修正するよう適合する。ユーザインプットフィールド128は、下記の図２に詳細に示される一対の抵抗膜を有する。更なるアナログ変形形態において、ユーザインプットフィールド128の各インプットポイント134は敏感な容量領域を有する。ユーザインプットフィールド128は、２層型又は４層型プリント回路用基板（PCB）上の各インプットポイント134に電極を有する。PCBは、励振信号（約240 kHz）を供給する励振源、励振源に接続された送信電極及び受信電極を含む。励振信号はパターンYiにより変調される。受信電極の信号は結合され、結合によりアウトプット信号Xjが供給される。また更なるアナログ変更形態においては、ユーザインプットフィールド128はピエゾ素子の格子状配置を有する。ユーザインプットフィールド128はポリフッ化ビニリデン（PVDF）製の圧電薄膜を有する。各インプットポイント134においては、PVDF薄膜の一方の側面上に第１金属層を、他方の側面上に第２金属層を含む。インプット信号Yiは第１金属層に印加される電圧を定義する。ユーザ作動136の局部圧力は、アウトプット信号Xjを供給する圧電気に応じて第２金属層の電圧レベルを修正する。
【００４７】
パターン発生器102は更に、インプット信号Yiの位数i = 0, …, nを時間の関数として順列するよう適合する。
インプット信号、Yi(t) = Y'p[i](t)は、（変更されていない）信号Y’iに適用された順列p[i]から生じる。順列は時間ｔと共にランダムに変化する。順列周波数（すなわち順列スペクトルの中心）は、ユーザ作動136の典型的又は予想周波数よりも高い。特にユーザインターフェイス104としてタッチパッドを使用した場合、順列周波数は、ユーザの典型的又は予想されるタイピング周波数よりも高い。
【００４８】
ユーザインプットフィールド128は更に背景照明を有し、背景照明の（可視）スペクトルにおいて透明である。背景照明は、インプットポイント134と等しいか、それよりも高い空間解像度を有する。背景照明は液晶ディスプレイ（LCD）を含む。装置100又は120のユーザは、LCDに助けられてユーザインプットフィールド128上にジェスチャーを入力する。ジェスチャーは、ユーザインプットフィールド128に触れるか又は移動しつつ接触する１本以上の指の動きである。言い換えれば、インプットポイント134のシーケンスはユーザインプットフィールド128上の１つ以上のカーブをトレースする。タイムスタンプは、各ユーザ作動136及び１つ以上のカーブ上の各インプットポイント134に関連付けられる。従って、シーケンスはジェスチャーの時間的又は動的コンポーネントを含むことになる。
【００４９】
好適な実施形態においては、ジェスチャーは１つの数字のような、続け書きで手書きの字体とする。ジェスチャーは更に、第１ユーザ作動136により画定される、適時の起点（ユーザプロンプトの次にくる）を含む。時間的順序に関しては、（ユーザインプット完了のサインとしての）チップが、連続するカーブ（ユーザインプットにおけるユーザ識別として）の直後に続く。ユーザインプットフィールド128の相対的な空間的配置に関しては、チップは連続カーブを含む矩形の右下隅に位置する。チップはアウトプット信号X0, X1, …, Xmの送信を始動する。
【００５０】
ユーザインプット時には、LCDのスイッチは切られ、背景色は一様であるか、又はユーザによるジェスチャー入力とは無関係の、任意の背景イメージを示す。背景照明は、ユーザによる予想のインプットは無関係である。代替的に、背景ディスプレイによりフィールド配列を描き、各フィールドをインプットポイント134に対応させる。
【００５１】
リモートユーザ識別のために、装置110はアウトプット信号X0, X1, …, Xmを受信する。受信された信号は、発生されたパターンが、装置100における修正ジェスチャーと相関させられた結果である。デコリレータ112は、受信した信号と反転されたパターン（OY0,OY1, …, OYn）とを相関することで受信した信号X0, X1, …, Xmの相関除去を実行する。ビット単位の排他的論理和に従いパターンを修正した場合、インバータ114は省略可能であり、発生されたパターンはビット単位の論理和に従い、受信した信号に直接適用される。アナログドメインにおいて,パターン及びユーザインプットの加算又は乗算に基づいて相関される場合、インバータ114はデコリレータ112に対して負のインプット信号(-Y0,-Y1, …, -Yn)、又は逆インプット信号（1/Y0, 1/Y1, …, 1/Yn）を供給する。
【００５２】
ユーザインプットに関する情報は、相関によりノイズ内に収容される。相関結果自体を分析する第三者にとり、相関結果は単なるノイズでしかない。エントロピーはノイズ又はランダムパターンの特質の尺度である。先入観の無い第三者にとって、発生されるランダムパターンの予測がより困難であれば、発生されるパターンの特質はより高いことになる。相関により相関結果が発生されるパターン及びユーザインプットの双方に依存するよう、発生されるパターンが変化する。双方に依存する結果として、相関結果もまた先入観の無い第三者にとり「ランダム」となる。ここで、「先入観の無い」とは発生されるパターンに関して知識の無いことを意味する。
【００５３】
エントロピーは絶対値を有することが可能である。例えば、N × log 2はNビットの未知のストリングに対する最大エントロピーとすることができる。正規化されたエントロピーは、最大エントロピーにより除算されたエントロピーとすることが可能である。各インプット信号Y(t)及び各アウトプット信号X(t)の正規化されたエントロピーは、完全なランダムパターンを供給する理想的なパターン発生器102にとり（１）である。実世界で実行する場合、正規化されたエントロピーHは、優れたパターン発生器102用に下方から（１）に近似する。記号で表すと、H < 1及びH ≫ 1である。インプット信号Y(t)及びアウトプット信号X(t)のエンタングルメントの尺度は、それらのクロスエントロピーである。ユーザインプットが無い場合、アウトプット信号X(t)はインプット信号Y(t)に等しい。従って、インプット及び摂動が無い場合、インプット信号Y(t)及びアウトプット信号X(t)の正規化されたクロスエントロピーは（１）に近似する。インプット信号Y(t)がインバータ114により反転されるか、又は反転されてデータベースに蓄積された場合、反転されたインプット信号OY(t)及びアウトプット信号OX(t)間のクロスエントロピーは、インプット及び摂動が無い場合、上方から（０）に近似する。記号で表すと、H > 0及びH ≫ 0である。
【００５４】
アウトプット信号X(t)がユーザインプット等のメッセージを含む場合、それがメッセージとインプット信号Y(t)の間の相関結果となる。信号X(t)及びOY(t)の正規化されたクロスエントロピーHは、顕著に正となり、H > 0となる。依然としてクロスエントロピーは（0）に近づく。すなわち、クロスエントロピーは（１）に比較して小さい。なぜなら、ユーザインプットのために、発生されるパターンの電荷が小さいからである。言い換えれば、発生されるパターンは相関結果を支配するのである。
【００５５】
認証はクロスエントロピーに基づく。ユーザインプットの情報は、信号X(t)及びY(t)の相関（又は相互相関）に含まれる。これは、相関除去（例えば、信号X及びOYの相関）がユーザインプットを復旧する理由である。全ての信号コンポーネントに対して相関を合計することで、単一の数値が生じる。合計された相関は、インプット信号Y及びアウトプット信号Xの各二乗平均平方根で除算することにより正規化できる。記号で表すと、合計された相関、割る平方根（<X2> × <Y2>）となる。正規化された相関Cは、理想的な通信用の（１）に等しい。実世界で実行する場合、正規化された相関は下方から（１）に近似する。（１）から顕著に逸脱する場合は、中間攻撃者、又は他のいかなる形態かの能動的又は受動的盗聴を示唆することとなる。
【００５６】
デコリレータ112は、相関除去されたユーザインプット138を更なる処理のために出力する。リモートユーザ識別の決定は、相関除去されたユーザインプット138に基づく。更なる処理はパターン認識を含み、パターン認識は、全ての自由度に基づく。相関除去されたユーザインプット138及び予想されるユーザインプットが整合すれば、ユーザ識別は成功する。
【００５７】
パターン認識結果は、並進、回転、スケーリング及び線形伸長（すなわち拡張）の少なくとも１つの状態において不変である。テッセレーションマトリクスは、並進不変のハードウエア実行のために有益である。パターン認識は、装置110によりユーザインプットを並進的に不変であるように再構成すべく実行された、フーリエ変換を含む。極座標を用いたテッセレーションは、回転不変及びスケーリング不変のハードウエアの実行に有益である。スケーリングに関して不変とは、相関除去されたユーザインプット138が、予想されるユーザインプットと、正のスケーリングファクタによる半径ｒの乗算まで整合することを意味する。回転に関して不変とは、相関除去されたユーザインプット138が、予想されるユーザインプットと、phiにおけるオフセットの加算又は減算まで整合することを意味する。
【００５８】
装置100, 110, 120を強化した実施形態により、信号送信と反対方向の通信が見込める。装置110はトランスミッタ、及びレシーバを有する。チャレンジメッセージが装置110から装置100へ送信されるか、又は装置120内部で通信される。装置100のLCD上のユーザプロンプトは、装置110から受信されたか、又は装置120内部で通信されたチャレンジメッセージの内容を含む。ユーザインプットフィールド128のLCD上に表示されたユーザプロンプトは、装置110により装置100のユーザに対して提出された「チャレンジ（コンピュータセキュリティ上の専門用語）」となる。装置100のユーザインプットは、チャレンジに対する「応答」となる。従って、装置100及び110、又は装置120は、チャレンジ応答の認証を供給する。
【００５９】
インプット信号Yiのユーザインターフェイス104、及びユーザインプットにより実行された相関は、記号で表すと以下のようになる: Xj= SI OPji(Yi)。
ここでオペレーションOPjiは、一対(i, j)で示されるインプットポイント134において、ユーザ作動136があることを示した場合：OPji (Yi) = `Yi
となる。又は、ユーザ作動136が無いことを示した場合：OPji (Yi) = Yiとなる。
（SIで示される）インデックスi (i = 0, …, nを伴う) に対する合計は、ユーザ作動136により修正されたインプット信号Yi（`Yiで示される）及び不変のインプット信号Yiを結合する。
【００６０】
デコリレータ112は、記号で表すと以下のようになる相関除去を実行する。
UAij = decor[ Yi(t0), Yi(t1), …, Yi(te); Xj(t0), Xj(t1), …, Xj(te)]
この場合（decorで示される）相関除去は、インプット信号Yiの離散化された時間間隔(t = t0, …, te)に対する時間的シーケンス、及び対応する離散化された時間間隔に対する、受信された信号Xjで表される相関結果の時間的シーケンスに基づく。結果として得られたマトリクスUAijは、一対(i, j)で示される各インプットポイント134について、ユーザ作動136の有無を表す。
【００６１】
信号Xj(t)はランダム、すなわち元来の発生されるパターンYｊ(t)を有する第三者にとりホワイトノイズであることを強調する。ジェスチャー等のユーザインプットを表す情報は、元来発生されるパターンYi及び装置100から装置110へ送信されるアウトプット信号Xjとの相互相関においてのみコード化される。ユーザインプットが相互相関により表される一方で、送信の正当性は送信されたアウトプット信号Xj(t)のクロスエントロピーにより示される。１と等しいエントロピーと共に発生されたパターンについては、１から顕著に逸脱するクロスエントロピーは、送信された又は内部で通信された信号（すなわち送信チャネル又は通信ラインのそれぞれにおいて）に対する攻撃を示す。装置110又は120におけるクロスエントロピーを分析することで、中間攻撃者を妨害又は防止することができる。
【００６２】
各装置100及び110の更なる実施形態においては、装置100は更なるトランスミッタ140を有し、トランスミッタ140はアウトプット信号Y0, Y1, …, Ynにより表されるパターンを、セキュア通信ネットワーク142を介して送信するよう適合する。装置110は更にレシーバ144を有し、レシーバ144はパターンを表すアウトプット信号Y0, Y1, …, Ynを受信するよう適合する。
【００６３】
各装置100及び110の更なる実施形態においては、パターン発生器102の初期値パラメータが交換される。擬似乱数発生器（PRNG）を使用する場合、初期値パラメータはPRNGのシードを含む。好適には、初期値パラメータは通信チャネル106, 116, 108又は更なる通信チャネル140, 142, 144を介して交換される。交換された初期値パラメータは、各装置100及び110が同一パターン（ユーザインターフェイス104及びデコリレータ112にそれぞれ適用される）を発生するようパターン発生器102を初期化するために使用される。セキュアチャネルを介してパターンを送信することにより、真ランダムパターン（又はシュミュレート不可能であるか、アルゴリズム的に再作成不可能であるようなパターン）を発生するパターン発生器102にとり有益である。
【００６４】
各装置100, 110, 120の更なる実施形態においては、パターン発生器102はデータベースを有する。データベースは、電気的消去及びプログラム可能読み取り専用メモリ（EEPROM、好適にはフラッシュメモリ）又は読み取り専用メモリ（ROM）等の不揮発性メモリを有する。データベースは定義済みの複数のパターンを記憶するよう構成される。記憶された各パターンは、データベースの記録に含まれる。定義済みの複数のパターンの個数は、1000, 2000又はそれ以上とする。データベースはインデックスを用いる。インデックス値は、データベースに記録された複数のパターンのそれぞれと関連する。パターン発生器102はインデックス値に基づいてパターンを発生する。パターン発生は、それに続いてデータベースに記憶されたパターンの読み込みを含む。インデックス値は特有のものとする。各インデックス値について、データベースにはインデックス値が関連する１つのパターンのみが記憶される。インデックス値は整数値とする。パターンは、インデックスの順序によりデータベースから読み出される。インデックス値は、ランダムに記憶されたパターンと関連する。すなわち、インデックス値は記憶されたパターンの物理的順序、又は記憶されたパターンの論理アドレスに関してランダムである。インデックス値により規定された順序で記憶されたパターンを読み込む場合、パターン発生器102はランダムにデータベースを読むようである。データベースを使用することで、パターン発生の計算要求を著しく削減可能である。
【００６５】
各装置100及び110に関して、データベースの初期インデックス値を交換する。初期インデックス値は、好適には通信チャネル106, 116, 108又は更なる通信チャネル140, 142, 144を介して交換する。各装置100及び110のパターン発生器102は、初期インデックス値に基づいてパターンを取り出し、インデックス値を１だけインクリメントする。代替的又は追加的に、現行のインデックス値が通信される。現行のインデックス値は、相関結果の送信又は受信と共に通信される。インデックス（パターンに替えて）の通信により、通信のデータ転送速度が顕著に低減する可能性がある。更に、データ転送速度はパターンの複雑性又はサイズには依存しない。通信チャネルのセキュリティ要件は、ランダムなインデックス値を通信する場合に緩和可能である。各装置が製造され顧客に届けられる際には、各データベースにはパターンが依然として記憶されていないことが好適である。顧客は適宜に、装置100及び110の一対のデータベースを追加、変更又はアップデートすることができる。
【００６６】
装置120は更に第１データベース及び第２データベースの一対を有することができる。各装置100及び110も、第１データベース及び第２データベースを有することができる。対応するパターンはそれぞれの第１データベース及び第２データベースに記憶される。対応するパターンは、同一のインデックス値に関連する。第１データベースはユーザインターフェイス104に発生されるパターンを供給し、第２データベースはデコリレータ112に発生されるパターンを供給する。より具体的には、第２データベースに記憶された各パターンは、第１データベースに記憶された対応するパターンに対して反転させられる。インバータ114は省略可能である。第１及び第２データベースの整合対が一致すれば、識別表示として機能できる。相関除去の成功と合わせて、認証が実行可能である。
【００６７】
ユーザインターフェイス104及びデコリレータ112に供給されたパターンは、互いに対応し合う。「対応するパターン」とは、同等のパターン、反転されたパターン及び関連するパターンを含む。関連するパターンは、追加のパラメータにより異なる。
【００６８】
関連するパターン発生の一例を、以下に記述する。関連するパターンは、パターン発生器102により同調的に発生される。装置100において、関連するパターンがユーザインターフェイス104及びトランスミッタ140それぞれに入力される。装置110においては、関連するパターンが、レシーバ126に受信された相関信号の基礎として、レシーバ144に受信される。装置120において、関連するパターンがユーザインターフェイス104及びデコリレータ112に入力される。相関の基礎としてユーザインターフェイス104に入力されるパターンは、少なくとも１つの複素数zにより表される。他の関連するパターンは、複素数1 / zにより表される。幾何学的には、z及び1 / zで表される関連するパターンは、リーマン球面上で正反対となる。パターンは、上半球において等しい分布からランダムな複素数zを描くことで発生される、すなわち： |z| > = 1である。追加のパラメータは位相rhoであり、位相ファクタexp (i × rho)を関連するパターンの表現 1 / zに対して乗算することで導入される。従ってレシーバ144に受信される信号は、exp (i × rho) / z で表される。追加のパラメータrhoは、更にランダムであるか又はアルゴリズム的に派生したパラメータである。より一般的には、パラメータrhokを有するいかなる正則関数f (z ; rho1, rho2, …)でも、z及びf (z ; rho1, rho2, …)それぞれに表される関連するパターンを発生するよう適用可能である。関連するパターンは、装置100におけるユーザインターフェイス104にzで表される発生されるパターンを適用し、関連するパターンf (z ; rho1, rho2, …)を装置110に送信することで上述した。変形形態においては、zで表されるパターンを送信し、相関はf (z ; rho1, rho2, …)に基づく。
【００６９】
各トランスミッタ106及びレシーバ108は、好適にはユニバーサルシリアルバス（USB）のインターフェイスを有する。代替的又は追加的に変形形態は、IEEE802.3インターフェイス（有線イーサネットインターフェイスとも称する）、IEEE1394インターフェイス（FireWireインターフェイスとも称する）、IEEE802.11（Wi-Fiと総称される更なるインターフェイス）、又は第３又は第４世代によるモバイル通信インターフェイス（３G又は４Gとも称される）を含む。
【００７０】
図２は、更なるユーザインターフェイス204を図示する。ユーザインターフェイス204は、各装置100, 110, 120におけるユーザインターフェイス104を代替又は補完可能である。例えば、ユーザインターフェイス204も透明であり、背景照明を見込んでいる。参照数字（各図１及び２における1xy及び2xyの形式による）は、代替的又は追加的な特徴を参照する。ユーザインターフェイス104が、空間的に離散化された一連のインプット信号Y0, Y1, …, Ynを第１方向において（２次元のユーザインプットに従って）相関し、特に離散化された一連のアウトプット信号X0, X1, …, Xmを第２方向において出力するのに対し、ユーザインターフェイス204は、第１及び第２方向に連続するアナログ相関を実行する。装置110及び120の第２実施形態に関しては、デコリレータ112（装置110又は装置120の）は信号の浮動小数点表示により、対応する相関除去を算定する。
【００７１】
ユーザインターフェイス204は抵抗膜250及び252を有する。各抵抗膜250及び252は、一方の側面上に透明導電酸化物（TCO）層254及び256をそれぞれ有する。TCO層254及び256は、互いに相対しており、各抵抗膜250及び252は、一対の接触ライン258, 260及び262, 264をそれぞれ有する。更に各抵抗膜250及び252は、各TCO層254又は256のいかなるポイントと各１つの接触ライン258, 260, 262 264との間でも、距離の関数として電気抵抗を本質的に直線的に上昇させる。各抵抗膜250及び252の第１接触ライン258及び262は接地される。抵抗膜250のもう一方の第２接触ライン260は、パターン発生器102に接続される。パターンは、接触ライン260に印加されるアナログ信号Y(t)により表される。
【００７２】
第１接触ライン258（又は262）及び第２接触ライン260（又は264）各々の間の電気抵抗の絶対値は、個々の膜250又は252特有の性質として、単一の数字を各々に供給する。電気抵抗値は又、装置100から装置110へ通信され、ユーザインターフェイス104を一義的に識別するために装置120で使用される。
【００７３】
膜250及び252表面の抵抗率は、更に局所的変動の影響を受ける。より具体的には、各膜は、表面全域の抵抗の理想的な線形変化から逸脱する表面パターンにより、一義的に個別化される。局所的な抵抗率パターンは、ポイントシーケンスで表されるユーザインプットカーブの歪を効率的にもたらす。透かしのように、一義的な表面パターンはこのようにしてユーザインターフェイス204の相関結果に含まれる。
【００７４】
ユーザ作動ポイント234の数は、（理論的には）TCO層154及び156における第１及び第２方向に沿い、抵抗が連続的及び本質的に線形で増加するために無限となる。インプットポイント234上でユーザ作動236があると、アウトプット信号X(t)が抵抗膜252の他方の第２接触ライン264上で発生される。各抵抗膜250及び252は、各々第１及び第２方向への分圧器である。分圧は、ユーザ作動236のインプットポイント234に依存するため、アウトプット信号X(t)は、インプット信号Y(t)及びユーザ作動136の間の相関結果となる。ただしユーザインターフェイス204に従う相関は、分圧の物理的プロセスに基づいているため、アナログドメインにおける相関となる。相関は、直接ユーザインプットの間に発生する。
【００７５】
第３実施形態として、図３はユーザ識別のための装置100及び120の一部を概略的に図示する。各パターン発生器302及びユーザインターフェイス304は、対応する特徴（各図１及び２における1xy及び2xyの形式による参照数字を有する）を代替又は補完可能である。
【００７６】
ユーザインターフェイス304は、生態計測に基づくユーザ識別の基礎となるか、又はそれを補完することを可能にする。第３実施形態が、ユーザインプット336として指紋を受信するよう構成された接触面328を含んで記載されているのに対し、他の生理的又はバイオメトリック（顔、虹彩又は網膜特性を含む）特性も、第３実施形態の変形におけるユーザインプットとして機能する。
【００７７】
ユーザインターフェイス304は、プロジェクタ370、ビームスプリッタ372、カメラ374及び接触面328を有する。任意的に、ユーザインターフェイス304は更に光学出口378を有し、光学出口378は、相関除去のための光学的レファレンス380として、発生されるパターンを供給する。カメラ374は接触面328に向けて配置され、電荷結合素子（CCD）チップ及びカメラ光学機器を備える。カメラ光学機器は、接触面328をCCDチップの感光面上に撮像するよう適合する。ビームスプリッタ372は、カメラ374及び接触面328間の第１光路上に位置し、第１光路と45度のアルファ角を成す。
【００７８】
プロジェクタ370は、２次元ビデオ画像としてのパターン表す信号Y(t)を受信するよう適合する。プロジェクタ370は、信号Y(t)により制御されるマイクロミラーチップ、及び光束を供給する光源を有する。マイクロミラーチップは信号Y(t)に従って光束を変調し、光中のパターンをコード化する。プロジェクタ370は更に、光パターンを第２光路382上に投影するよう構成されたプロジェクタ光学機器を有する。マイクロミラーチップの表面は、プロジェクタ光学機器の後焦点面と一致する。
【００７９】
更に、ビームスプリッタ372は第２光路382（プロジェクタ370と光学出口378との間）に位置しており、第１光路に対して垂直な第２光路382と45度のベータ角を成す。
【００８０】
パターン発生器302はプロジェクタ370に接続する。装置120に関して上述したように、パターン発生器302は任意的に、デコリレータ112に接続する第２出口を有する。装置100及び110に関して上述したように、任意の第２出口は更に、装置100及び110の変形形態において、通信チャネル140, 142, 144と接続する。
【００８１】
パターンはビームスプリッタ372により部分的に反射され、第２光路382から第１光路上の外側方向384へと向かう。図３に示されたユーザの指紋の表面構成であるユーザインプット336のバイオメトリック特性は、投影されたパターンにより照らされる。光は、照らし出された表面構成から後方へ散乱する。後方散乱された光は、再度接触面328に入り、第１光路の内側方向386に向かう。後方散乱された光は、部分的にビームスプリッタ372を通過し、第１光路上のカメラ374に向かう方向388へ進む。カメラ374は後方散乱された光を捉え、アウトプット信号X(t)を出力する。
【００８２】
従ってアウトプット信号X(t)は、ユーザインプット336からの散乱された光をリアルタイムで表現する。カメラ374は、ユーザインプット336の特性を照らすために使用されたパターンと相関された、ユーザインプット336のバイオメトリック特性を解像する。指紋の表面構成は、表皮の隆起及びくぼみを含んでいる。隆起により、高反射率又は後方散乱のラインが接触面328に示される。くぼみは、投影されたパターンに対してビームを捕らえるよう働く。従って、ユーザインプット336としての指紋の特性は、そこに投影されたパターンと相関される。相関は乗算により実施される。接触面328に投影されたパターンの局所的な振幅又は強度は、局所的な反射率により乗算される。局所的な反射率はユーザインプット336のバイオメトリック特性を表すため、パターン及びユーザインプット336が直接的に相関される。ただし、相関は物理的プロセス、つまり光学的反射率である。更に、相関（つまり投影された光とユーザインプット336との直接的な相互作用）は装置100及び120の外部で起こっている。従って、相関は装置100, 110, 120のソフトウエア又はハードウエアの操作の影響を受けない。また更に、ユーザインプットは装置100, 110, 120に「プレーンテキスト」すなわち相関されていない形式で入力されない。
【００８３】
CCDチップの伝達関数はユーザインターフェイス304を個別化する特性である。更に、各光学機器は、少なくとも、ユーザインターフェイス304を個別化する球形状及び色彩が逸脱することのいずれかから、影響を受けることがある。各特性はユーザインターフェイス304の相関結果に直接影響する。従って、特性は相関結果にコード化される。
【００８４】
図４は、ユーザ識別の装置の装置100及び120の一部分を概略的に図示する。装置100, 110, 120の第４実施形態においては、各パターン発生器402及びユーザインターフェイス404は参照数字10で前述されたいかなる特徴をも代替又は補完可能である。ユーザインターフェイス404は、プロジェクタ470、第１カメラ474及び第２カメラ475を有する。プロジェクタ470はプロジェクタ370と類似しており、各カメラ474及び475は、上述したカメラ374に類似する。各カメラ474及び475のカメラ光学機器、及びプロジェクタ470のプロジェクタ光学機器は更に、偏光フィルタ476, 477及び490を各々有する。第１カメラ軸492、第２カメラ軸493及びプロジェクタ軸494は、直接アパチャ496, 497, 498各々に向けられる。
【００８５】
パターン発生器402は、プロジェクタ470に接続される。プロジェクタ470はプロジェクタ軸494に沿い、ユーザインプット436に向かってパターンを放射する。図４に示されるユーザインプット436は、ユーザ20の右手である。
【００８６】
偏光フィルタ490は、垂直位置と水平位置の間の投影軸494を中心に90度回転可能である。プロジェクタ470が偏光分布と等しい投影を発生すると当時に、投影軸494に投影されたパターンの偏光状態が、偏光フィルタ490により透過される。追加の自由度として、投影されたパターンは偏光状態を有する。この偏光状態は、垂直位置と水平位置の間の偏光フィルタ490の角度位置により規定される。
【００８７】
偏光フィルタ476及び477は、カメラ軸492及び493を中心とした固定された各々の角度位置を有する。水平の偏光状態で投影された光は、第１カメラ474の偏光フィルタ476により送信される。垂直の偏光状態で投影された光は、第１カメラ474の偏光フィルタ476により吸収される。相補的に、垂直の偏光状態で投影された光は、第２カメラ475の偏光フィルタ477により通信される。水平の偏光状態で投影された光は、第２カメラ475の偏光フィルタ477により吸収される。
【００８８】
相関はユーザインプット436とその上に投影されたパターンとの直接的な相互作用である。投影されたパターンは偏光状態を含んでいるため、相関は投影された偏光状態の変化を含んでおり、この投影された偏光状態は、（振幅又は強度の相関に加えて）ユーザインプット436の表面構成に依存する。言い換えれば、パターンは追加の自由度として偏光状態を含んでおり、相関はユーザインプット436とパターンの変更状態との間の相関を含む。
【００８９】
第１カメラ474及び第２カメラ475は、相関結果を表すアウトプット信号対X1(t), X2(t)を供給する。アウトプット信号X1(t), X2(t)は、上述の様に処理される。
【００９０】
第４実施形態の改良実施形態においては、偏光フィルタ490は、第１横断方向T1及び第２横断方向T2の関数として、投影されたパターンの偏光状態を定義するよう構成される。偏光フィルタ490の偏光状態は、パターン発生器402により制御される。パターンはこのように、振幅及び偏光に関して、ユーザに向かって投影された光内部でコード化される。各第３及び第４実施形態の更なる変更形態においては、各プロジェクタ370又は470は、発生されたパターンに従って、ユーザに向かって投影された光のフェーズを変調する。従って、コード化されたパターンの自由度の数は更に増加し、自由度の数により指数関数的に、意図しない相関除去の機会が低減される。
【００９１】
上述の各実施形態は、ハウジングに収容される。ハウジングはアルミニウム製とし、上部シェル及びサブシェルを有する。上部シェルは、１つ以上のユーザインターフェイス104, 204, 304及び404を受容、支承又は見込む開口部を有する。ハウジングは各上部シェル及びサブシェルにおいて、層構造の内部表面を有する。層構造はハウジングシェルからハウジング内部への順序で、(i)第１絶縁層、(ii)内部遮蔽層、(iii)第２絶縁層、(iv)侵入検出膜を有する。
【００９２】
第１絶縁層は、内部遮蔽層をハウジングから電気的に絶縁する。内部遮蔽層は、ニッケル及びクロムの合金製で、強磁性とする。第２絶縁層は、侵入検出膜に対して電気的絶縁を与える。
【００９３】
侵入検出膜は、タッチ膜とすることができる。１つの変更実施形態においては、侵入検出膜を容量性タッチ膜とすることが可能であり、第２変更形態においては、抵抗性タッチ膜にできる。抵抗性タッチ膜は、外部透明導電性酸化（TCO）膜及び内部TCO膜を有する。侵入が無い場合には、外部TCO膜及び内部TCO膜は互いに離れて位置する。ハウジングからの侵入（又は侵入の試み）の場合には、外部TCO膜は内部TCO膜に接触すべく、局所的に変形し、少なくとも局所的に内部TCO膜に接触する。侵入検出膜は、侵入位置を表す信号を供給するよう構成される。１つ以上の構成、電気接続性及び抵抗性タッチ膜の操作は、上述の抵抗膜250及び252の一対に類似する。
【００９４】
内部TCO膜は、本質的に平行する第１エッジの一対を有し、外部TCO膜は、本質的に平行する第２エッジの一対を有する。第１エッジ及び第２エッジの１つを接地する。第１エッジの他方は、パターン発生器102, 302又は402へ接続可能である。装置100に関しては、第２エッジの他方をトランスミッタ106に接続し、装置120に関しては、第２エッジの他方をデコリレータ112に接続する。
【００９５】
第１エッジの接続には、好適にはデマルチプレクサを使用する。デマルチプレクサは、パターン発生器102, 302又は402と接続可能であり、ユーザインターフェイス104, 204, 304又は404及び侵入検出膜へのパターンを多重分離する。パターン発生器102, 302又は402は、このようにユーザ識別及び侵入検出の双方に共有される。
【００９６】
第２エッジの接続には、好適にはマルチプレクサを使用する。マルチプレクサは、少なくともトランスミッタ106及びデコリレータ112のいずれかと接続し、ユーザインターフェイス104、204、304又は404及び侵入検出膜の双方のアウトプット信号を多重化するよう適合する。多重化は、多重分離と同期する。少なくともトランスミッタ106及びデコリレータ112の１つは、このようにユーザ識別及び侵入検出の双方に共有される。
【００９７】
上述の好適な実施形態に関する記載から明白であるように、パターンとユーザインプットの間の相関により、実存するコンピュータ及び通信インフラストラクチャに基づいて、ローカル又はリモートユーザ識別のためのメカニズムを提案できる。「識別」とは、「ユーザは誰か」という質問への回答となり、認証とは、「メッセージ又は通信は、変更されていないか、又は改ざんの形跡が無いか」との質問への回答となれる。ユーザインターフェイスを個別化する特性を通信すること、又は個別化する特性を相関内に含むことにより、識別及び／又は認証の確実性の度合いが、顕著に上昇可能である。
【００９８】
ユーザインプットは、正規化されたエントロピーが本質的に１と等しいパターンとユーザインプットを直接的に相関させることで顕著に安全性を高め、第三者に対してユーザインプットを遮蔽し、及び／又はアクセス不可能にできる。
【００９９】
上述の記載により、本発明の多くの利点が十分に理解されると信ずる。本発明の典型例の形式、構成及び配置は、本発明の範囲から逸脱することなく、又は本発明の全ての利点を損なうことなく多様に変更可能であることが明白である。本発明は多様な方法で変更可能であるため、下記の請求項の範囲によってのみ、本発明に対する制限が認められる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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