(57)【要約】【課題】  個人の身体に備わった固有の生体情報を利用して、利用者が、電子データやデータなどを電子的に署名することができる電子署名システムを提供する。【解決手段】利用者の生体情報に関する複数の生体特徴点の情報からなる生体特徴点グループの情報を複数作成し、作成した生体特徴点グループの情報と生体情報を登録した記憶装置２０３、電子署名の生成に際して利用者の個人番号に基づいて記録装置２０３に登録された複数の生体特徴点グループの情報からランダムに選定する管理プログラム２０２、ランダムに選定された生体管理情報に基づいて利用者から電子署名生成のために採取した生体情報１０９と署名対象となる電子データを用いて第1の電子署名１１１を作成する署名プログラム１０８を備えた。【選択図】  図１
2008153799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の生体情報を用いて、電子データに添付する電子署名を生成する電子署名システムであって、
予め、前記利用者から前記生体情報を採取し、その採取した前記生体情報に基づいて、前記生体情報に関する複数の生体特徴点の情報からなる複数の生体特徴点グループの情報を作成し、その作成した前記生体特徴点グループの情報および前記生体情報を記憶装置に登録する手段と、
前記電子署名の生成に際し、前記利用者の個人番号と前記電子署名する前記電子データに関する指示を入力し、入力された個人番号に基づいて、前記記憶装置に登録された前記複数の生体特徴点グループの情報から前記電子署名に用いる前記生体特徴点グループをランダムに選定する手段と、
前記電子署名を生成するために前記利用者から採取した生体情報のうち前記選定された生体特徴点グループに属する情報および前記電子データを用いて前記電子データに添付する第1の電子署名を作成する手段とを備えたことを特徴とする電子署名システム。
【請求項２】
請求項1記載の電子署名システムにおいて、
前記記憶装置に登録された前記利用者の前記生体情報のうち前記選定された生体特徴点グループに属する情報および前記電子データを用いて第2の電子署名を作成する手段と、
前記第1の電子署名と前記第2の電子署名を比較し、前記第1の電子署名の署名確認を行う手段とを備えたことを特徴とする電子署名システム。
【請求項３】
利用者の生体情報を用いて、電子データに添付する電子署名を生成する電子署名システムであって、
予め、前記利用者に関する複数の前記生体情報を異なる角度から採取し、その採取した複数の生体情報に基づいて、前記生体情報に関する複数の生体特徴点の情報からなる複数の生体特徴点グループの情報を作成し、その作成した角度を属性として有する前記生体特徴点グループの情報および前記生体情報を記憶装置に登録する手段と、
前記電子署名の生成に際し、前記利用者の個人番号と前記電子署名する前記電子データに関する指示を入力し、入力された個人番号に基づいて、前記記憶装置に登録された前記複数の生体特徴点グループの情報から前記電子署名に用いる特定の角度を有する前記生体特徴点グループをランダムに選定する手段と、
前記電子署名を生成するために前記利用者から採取した生体情報のうち前記選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する情報および前記電子データを用いて前記電子データに添付する第1の電子署名を作成する手段と
前記記憶装置に登録された前記利用者の生体情報のうち前記選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する情報および前記電子データを用いて第2の電子署名を作成する手段と、
前記第1の電子署名と前記第2の電子署名を比較し、前記第1の電子署名の署名確認を行う手段とを備えたことを特徴とする電子署名システム。
【請求項４】
請求項2または請求項3のいずれかに記載の電子署名システムにおいて、  
前記第1の電子署名の生成は、電子署名する前記電子データをハッシュ関数で処理して第1ハッシュ値を算出し、前記利用者から採取した生体情報のうち前記選定された生体特徴点グループに属する情報に基づいて、電子署名に使用する生体特徴点の特性値を抽出し、その抽出した生体特徴点の特性値を前記第1ハッシュ値に乗じて算出した中間値を、さらにハッシュ関数で処理して生成し、
前記第2の電子署名の生成は、電子署名する前記電子データをハッシュ関数で処理して第2ハッシュ値を算出し、前記記憶装置に登録された前記利用者の生体情報のうち前記選定された生体特徴点グループに属する情報に基づいて、電子署名に使用する生体特徴点の特性値を抽出し、その抽出した生体特徴点の特性値に前記第2ハッシュ値を乗じて算出した中間値を、さらにハッシュ関数で処理して生成することを特徴とする電子署名システム。
【請求項５】
請求項3記載の電子署名システムにおいて、
予め、前記利用者の同一生体特徴点を含む前記生体情報を異なる角度から複数採取し、その採取した複数の生体情報に基づいて、前記生体情報に関する複数の生体特徴点の情報からなる複数の生体特徴点グループの情報を作成し、その作成した角度を属性として有する前記生体特徴点グループの情報および前記生体情報を記憶装置に登録する手段と、
前記生体特徴点グループの選定に際し、同一生体特徴点を異なる角度から採取した前記生体特徴点グループの情報をランダムに選定し、選定した前記生体特徴点グループが有する角度を使用して前記利用者から採取した前記生体情報のうち、前記生体特徴点グループに属する同一生体特徴点を固有の角度差で関係付けた複数生体情報および前記電子データを用いて前記電子データに添付する第1の電子署名を作成する手段と、
前記記憶装置に登録された前記利用者の生体情報のうち、前記選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する同一生体特徴点を固有の角度差で関係付けた生体情報および前記電子データを用いて第2の電子署名を作成する手段を備え、
前記第1の電子署名と前記第2の電子署名を比較し、前記第1の電子署名の署名確認を行う手段とを備えたことを特徴とする電子署名システム。
【請求項６】
請求項2、請求項3、及び請求項5のいずれかに記載の電子署名システムにおいて、
前記利用者から採取した生体情報のうち前記選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する情報と電子署名を作成した日付と時刻を用いて第1の電子タイムスタンプを作成する手段と、
前記記憶装置に登録された前記利用者の生体情報のうち前記選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する情報および電子署名を作成した日付と時刻を用いて第２の電子タイムスタンプを作成する手段と、
前記第1の電子タイムスタンプと前記第2の電子タイムスタンプを比較し、前記第1の電子タイムスタンプを作成した日付と時刻の確認を行う手段とを備えたことを特徴とする電子署名システム。
【請求項７】
請求項1〜6のいずれか1項記載の電子署名システムにおいて、
前記利用者の前記生体情報は、前記利用者から採取した生体画像から抽出した生体パターンに関する情報であることを特徴とする電子署名システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報を利用した電子署名システムに関し、特に、撮影角度を有する生体特徴点の利用、ランダムな生体特徴点グループの選定、ハッシュ関数の利用、生体特徴点を利用した電子署名の作成と確認に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体情報は、個人の身体に備わった固有のものであり、鍵のように盗まれることがなく、また、なりすましを排除できるため、一般的に、生体情報を使用した装置やシステムのセキュリティは高いと考えられている。
【０００３】
しかし、どのようなシステムにおいても数学的にエラーが生じる可能性は否定できない。このようなエラー発生確率を下げるとの課題は生じる。
【０００４】
このような課題を解決するため、例えば、特開昭61-175865号公報(特許文献1)に記載のように、生体情報が指紋パターンの場合、照合する手の指の種別と順番を定めておき、当人が定められた順番で生体情報認識装置に読み込ませる技術はあった。
また、特許文献1における指紋照合装置では、照合する複数の手指の種別と順番が固定的に設定されているため、例えば、特開平11-1053540号公報(特許文献2)に記載のように、複数の生体情報を種別毎に事前に登録しておき、登録されている生体情報の中から少なくとも一つをランダムに選択し、ランダムに選択された種別の生体情報の入力を指示する照合方法はあった。
【０００５】
そして、生体情報認証装置に関するものとしては、例えば、特開2005-316750(特許文献3)に記載のように、「生体情報に対して電子鍵を用いて電子署名を生成して付加することにより認証用生体情報を生成」し、「ユーザ端末から、ユーザの生体情報と前記生体に電子署名が付加された認証用生体情報を受信」し、「復号化された認証用生体情報と、前記ユーザの生体情報を照合」する生体情報認証装置はあった
【特許文献１】特開昭61-175865号公報
【特許文献２】特開平11-1053540号公報
【特許文献３】特開2005-316750公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術のうち、特許文献1に記載の技術は、特定の複数の指を当人が認識している順番で生体照合装置に認識させるものであり、また、特許文献2に記載の技術は、装置が登録されている複数の生体情報の中から少なくとも一つをランダムに選択し、選択した種別の生体情報の入力を指示して本人照合を行うものであり、いずれも、生体情報を用いた電子署名に関するものではない。
また、特許文献3に記載の技術は、「生体情報に対して電子鍵を用いて電子署名を生成して付加することにより認証用生体情報を生成」するものであり、生体情報を用いてデータに電子的に署名する技術ではない。
【０００７】
そこで、本発明の第1の目的は、個人の身体に備わった固有の生体情報を利用して、利用者が、電子データやデータなどを電子的に署名することができる電子署名システムを提供することにある。利用者が有する固有の生体情報を用いて電子署名をすることができれば、媒体に格納する電子的な証明書とは異なり盗難や置き忘れもなく、また、媒体を携帯する必要もなくなるので利用者の利便性は向上する。
【０００８】
一方、生体情報を用いて電子的署名を行う場合においても、特許文献1に記載の技術や特許文献2に記載の技術と同様に、なりすましの防止は重要である。
そこで、本発明の第2の目的は、有効ななりすまし対策を実現できる電子署名システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の特徴は、利用者の生体情報を用いて電子書名を施すことにある。特に、三次元情報で示される生体情報を用いることに特徴がある。また、本発明には、生体情報として、複数の撮像(入力)角度で撮像された生体情報それぞれを用いることが含まれる。
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
本発明による電子署名システムは、利用者の生体情報を用いて、電子データに添付する電子署名を生成する電子署名システムであって、予め利用者から生体情報を採取し、その採取した生体情報に基づいて、生体情報に関する複数の生体特徴点の情報からなる複数の生体特徴点グループの情報を作成し、その作成した生体特徴点グループの情報および生体情報を記憶装置に登録する手段と、
電子署名の生成に際し、利用者の個人番号と前記電子署名する前記電子データに関する指示を入力し、入力された個人番号に基づいて記憶装置に登録された複数の生体特徴点グループの情報から電子署名に用いる生体特徴点グループをランダムに選定する手段と、
電子署名を生成するために利用者から採取した生体情報のうち生体特徴点グループに属する情報および電子データを用いて、電子データに添付する第1の電子署名を作成する手段とを備えたものである。
また、本発明による電子署名システムは、利用者の生体情報を用いて、電子データに添付する電子署名を生成する電子署名システムであって、予め利用者に関する複数の生体情報を異なる角度から採取し、その採取した複数の生体情報に基づいて、生体情報に関する複数の生体特徴点の情報からなる複数の生体特徴点グループの情報を作成し、その作成した角度を属性として有する生体特徴点グループの情報および生体情報を記憶装置に登録する手段と、
電子署名の生成に際し、利用者の個人番号と電子署名する電子データに関する指示を入力し、入力された個人番号に基づいて記憶装置に登録された複数の生体特徴点グループの情報から電子署名に用いる特定の角度を有する生体特徴点グループをランダムに選定する手段と、
利用者から採取した生体情報のうち選定された特定の角度を有する 生体特徴点グループに属する情報および電子データを用いて、当該電子データに添付する第1の電子署名を作成する手段と、
記憶装置に登録された利用者の生体情報のうちで選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する情報および電子データを用いて第2の電子署名を作成する手段と、第1の電子署名と第2の電子署名を比較して前記第1の電子署名の署名確認を行う手段とを備えたものである。
【００１２】
また、本発明による電子署名システムは、利用者の生体情報を用いて、電子データに添付する電子署名を生成する電子署名システムであって、予め利用者に関する複数の生体情報を異なる角度から採取し、その採取した複数の生体情報に基づいて、生体情報に関する複数の生体特徴点の情報からなる複数の生体特徴点グループの情報を作成し、その作成した角度を属性として有する生体特徴点グループの情報および生体情報を記憶装置に登録する手段と、
電子署名の生成に際し、利用者の個人番号と電子署名する電子データに関する指示を入力し、入力された個人番号に基づいて記憶装置に登録された複数の生体特徴点グループの情報から電子署名に用いる特定の角度を有する生体特徴点グループをランダムに選定する手段と、
利用者から採取した生体情報のうち選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する情報、および電子署名を作成した日付と時刻を用いて第1の電子タイムスタンプを作成する手段と、
記憶装置に登録された利用者の生体情報のうち選定された特定の角度を有する生体特徴点グループに属する情報、および電子署名を作成した日付と時刻を用いて第２の電子タイムスタンプを作成する手段と、前記第1の電子タイムスタンプと前記第2の電子タイムスタンプを比較して前記第1の電子タイムスタンプの日付と時刻の確認を行う手段とを備えたものである。
【００１３】
なお、本発明には、取得された生体情報（もしくはその特徴量）やマスタとなる生体情報（もしくはその特徴量）に暗号化などの変換処理を施して処理することも含まれる。つまり、変換処理されたものを用いて署名を作成する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１５】
本発明によれば、利用者に付随する固有の生体情報を用いて電子データの署名を行うため、外部記憶媒体に登録した電子証明書を用いて電子データに署名する場合とは異なって盗まれることはなく、また、煩わしい外部記憶媒体携帯も不要となるので利便性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
＜電子署名システムの基本的な考え方＞
まず、本発明の一実施の形態に係わる電子署名システムの基本的な考え方について説明する。
【００１８】
本発明は、指紋や静脈など個人に備わる固有生体情報を用いて、電子データに対して電子的に署名を行う技術に関するものである。
電子署名を作成する手順は、まず、署名対象となる電子データを二進数で表現したものを、例えば、MD4、MD5、SHAなどのハッシュ関数に入力して一部分を抽出する関数処理を繰り返し、最終的に128〜512ビットの第１ハッシュ値を作成する。
次に、指紋画像、指紋パターン、静脈画像、あるいは静脈パターンなどが包含する生体の特徴点を採取し、採取した生体特徴点の特性値を、第１ハッシュ値に乗じて算出した中間数値を、さらにハッシュ関数に入力して作成したハッシュ結果を電子署名データとして扱う。
【００１９】
また、生体特徴点の特性値とは、複数の生体特徴点が形成する固有の数値であればよく、一例として、2次元平面における3つの特徴点が作る三角形の3辺のうち、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って算出する数式があるが、必ずしも、この数式に限定されるものではなく、三角形の内角の比率を元に算出した値など他の特性値を用いてもよい。
【００２０】
また、生体特徴点の特性値を算出する場合、必ずしも三角形を用いる必要はなく、精度を向上させるためには四角形以上の多角形を用いてもよいし、さらに、撮影角度の異なる複数の2次元平面上における多角形が形成する固有の数値を組み合わせてもよい。
本実施の形態では、生体特徴点の特性値を用いて電子署名を行っているため、前述のように、媒体に格納する電子的な証明書とは異なり盗難や置き忘れがなく、また、媒体を携帯する必要もなくなるので利便性と安全性が向上する。
【００２１】
また、生体特徴点について説明すると、指紋画像における特徴点には、指紋模様の中心を表す中心点、三方向からの集まりを表す三角州、指紋凸部の模様の行き止まりを表す端点、指紋凸部の模様の枝分かれを表す分岐点などがあり、本発明では、これらの特徴点を二次元の座標情報として扱って電子署名の作成と確認に利用している。
また、指紋パターンについて説明すると、指紋模様の中心を表す中心点、三方向からの集まりを表す三角州、指紋凸部の模様の行き止まりを表す端点、指紋凸部の模様の枝分かれを表す分岐点などが形成するパターンの特徴点を二次元の座標座標情報として扱って電子署名の作成と確認に利用している。
【００２２】
また、本実施の形態では、二次元としての生体情報を用いて電子署名を行うが、生体の種類に応じて、それぞれ、基準となる中心点の設定を行っており、例えば、指紋に関しては、指紋の中心点を二次元座標の中心として、生体特徴点の座標を計測する。
また、静脈画像における生体特徴点には、静脈分岐点、ある静脈分岐点と他の静脈分岐点の位置関係、特定の静脈線と他の静脈線との相対的な位置関係、静脈の太さ、静脈の屈折点と屈折角度などがあるが、これらの特徴点を二次元座標として扱って電子署名の作成と確認に利用している。
【００２３】
また、指紋パターンに関しては、静脈分岐点、ある静脈分岐点と他の静脈分岐点の位置関係、特定の静脈線と他の静脈線との相対的な位置関係、静脈の太さ、静脈の屈折点と屈折角度などが形成するパターンの特徴点を電子署名の作成と確認に利用している。
【００２４】
また、ハッシュ関数とは、ドキュメントや数字などの文字列を2進数で表現したものから一部分を抽出する関数処理を繰り返して最終的に128〜512ビットのハッシュ値を作成する関数であり、代表的なものとしてはMD4、MD5、SHAなどがある。このハッシュ関数の特徴の一つとして一方向性があり、ハッシュ値から元のドキュメントや数字を生成することが確率論的に起こりにくくなるように工夫されている。
【００２５】
＜電子署名システムの構成＞
次に、図１から図３により、本発明の一実施の形態に係わる電子署名システムの構成について説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施形態における電子署名システムの構成を示した構成図、図２は本発明の一実施形態における電子署名システムの生体情報認識装置を説明するための説明図、図３は本発明の一実施形態における電子署名システムの指紋センサを説明するための説明図である。
【００２７】
図１において、電子署名システムは、電子署名サブシステム100と生体情報管理サブシステム200から構成され、電子署名サブシステム100と生体情報管理システム200はネットワーク10により接続されている。
まず、電子署名サブシステム100について説明する。
電子署名サブシステム100は、利用者の生体情報を読み取るための生体情報認識装置101、近赤外線光源102、撮影機104、記憶装置106、計算装置107、端末118から構成されている。
【００２８】
計算装置107の内部では、署名プログラム108が動作するようになっている。
また、記憶装置106には、生体情報109、電子データ110、電子署名111、生体マスタ管理情報205、生体管理情報206が格納されている。
【００２９】
生体情報認識装置101は、移動式の近赤外線光源102、指静脈を撮影する撮影機104から構成されている。
【００３０】
次に、生体情報管理サブシステム200について説明する。
生体情報管理サブシステム200は、サーバ201と記憶装置203から構成されている。
また、サーバ201の内部では、管理プログラム202が動作するようになっている。
また、記憶装置203には、生体情報109、電子データ110、電子署名111、生体マスタ情報204、生体マスタ管理情報205、生体管理情報206 が格納されている。
【００３１】
図２において、生体情報認識装置101は、移動式の近赤外線光源102、指静脈を撮影する撮影機104から構成され、近赤外線光源102と撮影機104は、一対の装置として、円筒内に挿入された指の周囲を連動して回転する構造となっている。
【００３２】
近赤外線光源102が180度に位置する場合、近赤外線光源102から0度の方向に放射された近赤外線は照合対象となる指の中を透過し、指の中を透過する際に発生した指静脈の影は0度に位置する撮影機104により撮影され、撮影角度は0度となる。
その時、撮影機104は立体としての指静脈をA面上に投影された二次元画像として撮影している。
【００３３】
また、近赤外線光源102が45度移動して135度に位置するようになった近赤外線光源103の場合、近赤外線光源103から135度の方向に放射された近赤外線は照合対象となる指の中を透過し、指の中を透過する際に発生した指静脈の影は315度に位置する撮影機105により撮影され、撮影角度は315度となる。
【００３４】
この時、撮影機105は立体としての指静脈をB面上に投影された二次元画像として撮影している。
【００３５】
図2に示す例では、315度とO度の二つの撮影角度だけを表示してあるが、本来的には、O度から360度の範囲の間であれば、何度であってもよいし、二つ以上の角度を使用してもよい。
【００３６】
次に、この生体情報認識装置１０１におけるなりすましに対処する仕組みについて説明する。
例えば、固定的な角度から撮影した一枚の静脈写真に基づき電子署名を行う方式では、近赤外線写真を元に作成したフィルムを生体情報認識装置に読み込ませる類の生体偽造に対しては、十分な対抗力を備えているとは言いがたい。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、撮影機104を使用してそれぞれ異なる角度から指静脈を撮影した複数の生体画像を基準情報として、事前に生体マスタ情報204に登録し、さらに、生体マスタ情報204を管理するために生体マスタ管理情報205を作成して登録しておく。
利用者が電子署名する時には、電子署名サブシステム100から生体情報管理システム200に撮影角度の選定を依頼し、依頼を受けた生体情報管理システム200の管理プログラム202が生体マスタ情報204に登録してある複数の生体画像の中からランダムに一件を選定し、選択した生体マスタ情報204に対応した生体マスタ管理情報205を元に生体管理情報206を作成して電子署名サブシステムに送信する。
【００３８】
次に、電子署名サブシステム100の生体情報認識装置101が、生体情報管理システム200送信されてきた生体管理情報206に含まれている撮影角度を用いて指静脈の生体画像を撮影し、撮影した生体画像の中から抽出した生体特徴点の特性値を用いて電子署名111を作成することで、なりすましに対処している。
次に、図２に示すような近赤外線光源102および撮影機104の代わりに、図３に示すような指紋センサを用いて生体紋様を採取する仕組みについて説明する。
【００３９】
まず、指紋センサ116は、内部に電極117を有しており、指113を保護膜115の上に置いた時、指紋114の凹凸が形成する皮膚の表面と保護膜115の間の距離に基づき保護膜115と電極117の間で発生する電荷量を変換して画像を作成する。
【００４０】
＜電子署名システムで使用されるデータの設定項目の一例＞
次に、図4により本発明の一実施形態に係わる電子署名システムで使用されるデータの設定項目の一例について説明する。
【００４１】
記憶装置２０３に格納される生体情報１０９は、利用者の静脈写真画像もしくは静脈パターンであり、当該画像のフォーマットは、画像データを保存するためにシステム開発者が採用したファイル形式に準拠する。
【００４２】
例えば、画像データを保存するためのファイル形式として、JPEG2000を採用した場合には、そのフォーマットはITU(International Telecommunication Union)が制定した規格に準拠し、BMP/DIBを採用した場合には、マイクロソフト社が制定したBitmap / Microsoft Windows Device Independent Bitmapに準拠する。(Windowsは登録商標)
【００４３】
また、画像データを保存するためのファイル形式は、JPEG2000とBMP/DIBに限定されるものではなく、PNG(Portable Network Graphics)、TIFF(Tag Image File Format)等を用いてもよく、その場合のフォーマットはそれぞれの規格制定者が定めた様式に準拠する。
【００４４】
また、ファィル名の一桁目には’G’を、ファイル名の二桁目以降には生体マスタ管理番号をセットして使用する。
【００４５】
また、生体管理番号又は生体マスタ管理番号の上二桁は西暦年の下二桁とし、三桁目以下の桁数は年間に発生するデータ件数を上回る桁数を設定する。
生体マスタ情報204には、利用者が作成した電子署名を確認するための基準情報として、生体情報が格納されている。また、ファィル名として生体マスタ管理番号を使用する。
【００４６】
生体マスタ管理情報205は、生体マスタ情報204を管理するための情報として記憶装置203に蓄積してあるファイルであり、データ項目としては、図4(a)に示すように、個人番号、生体マスタ管理番号、撮影角度、特徴点グループ番号1(特徴点番号1、特徴点番号2、特徴点番号3)から特徴点グループ番号n(特徴点番号a、特徴点番号b、特徴点番号c)、作成年月日などが設定されている。
【００４７】
また、生体マスタ管理情報205では、生体マスタ管理番号が個々のデータをユニークにするキーとなっている。
【００４８】
また、生体マスタ管理番号とは、生体マスタ情報に付与した一連のユニークな管理番号であり、最初の一桁には’M’が設定してある。
【００４９】
また、撮影角度の項目には撮影機104の撮影角度がセットされている。
生体管理情報206は、生体情報認識装置101に対して撮影角度を指示する同時に、撮影した生体画像を元に作成した生体情報109を管理するための情報であり、データ項目としては、図4(b)に示すように、個人番号、生体管理番号、生体マスタ管理番号、撮影角度、作成年月日などが項目として設定されている。
【００５０】
また、生体管理情報206では、生体管理番号が個々のデータをユニークにするキーとなっている。
【００５１】
また、生体管理番号とは、生体画像や生体パターンに付与した一連のユニークな管理番号であり、最初の一桁には’D’が設定してある。また、撮影角度の項目には撮影機104の撮影角度がセットされている。
【００５２】
また、電子署名111は、署名する対象である電子データ110をハッシュ関数で処理した結果を生体情報に含まれる生体特徴点の特性値を組み合わせて作成した数値を、さらにハッシュ関数で処理して作成した電子署名111を含む情報であり、データ項目としては、図4(c)に示すように、個人番号、生体管理番号、生体マスタ管理番号、撮影角度、電子署名、作成年月日などが項目として設定されている。
【００５３】
また、タイムスタンプ112は、電子署名111を作成した時の日付と時刻をハッシュ関数で処理した結果を生体情報に含まれる生体特徴点の特性値を組み合わせて作成した数値を、さらにハッシュ関数で処理して作成したタイムスタンプ112を含む情報であり、データ項目としては、図4(d)に示すように、個人番号、生体管理番号、生体マスタ管理番号、撮影角度、タイムスタンプ、作成年月日などが項目として設定されている。
【００５４】
＜電子署名システムの動作＞
次に、図５および図６により、本発明の一実施の形態に係わる電子署名システムの指静脈に関する生体情報を用いて電子署名を行う動作について説明する。図5は本発明の一実施の形態に係わる電子署名システムの生体マスタ登録の動作を示すフローチャート、図6は本発明の一実施の形態に係わる電子署名システムの生体照合の動作を示すフローチャートである。
【００５５】
なお、以下では、異なる角度から写した二枚の静脈写真を元に作成した二件の生体マスタ管理情報205を登録しているが、必ずしも、最低限である二件に限定する必要はなく、セキュリティのレベルを向上させるために三件以上の生体マスタ管理情報205を登録してもよい。
【００５６】
生体マスタ登録の動作について説明すると、図5に示すように、まず、電子署名サブシステム100では、生体情報認識装置101が、利用者から入力された個人番号を計算装置107に送信して、電子署名に用いる静脈を撮影する角度の選定を依頼する(S100)。
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した個人番号を生体情報管理システム200で動作しているサーバ201に送信して、撮影角度の選定を依頼する(S101)。
【００５７】
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、生体マスタ管理情報205の「個人番号」項目に署名プログラム108から受信した個人番号をセットし、生体マスタ管理情報205の「生体マスタ管理番号」項目に記憶装置203に格納されている生体マスタ管理情報205の中で最大の生体マスタ管理番号に１を加算した数値をセットし、生体マスタ管理情報205の「撮影角度」項目にランダム選定した撮影角度をセットし、生体マスタ管理情報205の「作成年月日」項目にシステム年月日をセットして作成した１つ目の生体マスタ管理情報205を記憶装置203に登録する(S102)。
【００５８】
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、生体マスタ管理情報205の「個人番号」項目に署名プログラム108から受信した個人番号をセットし、生体マスタ管理情報205の「生体マスタ管理番号」項目に記憶装置203に格納されている生体マスタ管理情報205の中で最大の生体マスタ管理番号に１を加算した数値をセットし、生体マスタ管理情報205の「撮影角度」項目に１つ目に選定した撮影角度とは異なる撮影角度をランダムに選定してセットし、生体マスタ管理情報205の「作成年月日」項目にシステム年月日をセットして作成した2つ目の生体マスタ管理情報205を記憶装置203に登録する(S103)。
【００５９】
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、作成した二件の生体マスタ管理情報205を電子署名サブシステム100に送信して、撮影角度を通知する(S104)。
【００６０】
次に、電子署名サブシステム100の計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報管理サブシステム200から二件の生体マスタ管理情報205を受信する(S105)。
【００６１】
次に、電子署名サブシステム100では、計算装置107で動作している署名プログラム108が、生体情報管理サブシステム200から受信した１つ目の生体マスタ管理情報205に含まれている撮影角度を生体情報認識装置101に送信して生体画像の採取を指令する。(S106)。
【００６２】
次に、電子署名サブシステム100では、生体情報認識装置101が、計算装置107で動作している署名プログラム108から受信した生体マスタ管理情報205に含まれている撮影角度に基づき、備え付けてある近赤外線光源102及び撮影機104を移動させ、指定された角度から登録者の指静脈の生体画像を撮影し、撮影した生体画像及び個人番号を１つ目のデータとして計算装置107に送信する(S107)。
【００６３】
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した生体画像のファイル名称として生体情報管理サブシステム200から受信した１つ目の生体マスタ管理情報205に含まれている生体マスタ管理番号を付与して生体情報109を作成した後、１つ目の生体マスタ管理情報205を更新する(S108)。
【００６４】
次に、電子署名サブシステム100では、計算装置107で動作している署名プログラム108が、生体情報管理サブシステム200から受信した2つ目の生体マスタ管理情報205に含まれている撮影角度を生体情報認識装置101に送信して生体画像の採取を指令する。(S109)。
【００６５】
次に、電子署名サブシステム100では、生体情報認識装置101が、計算装置107で動作している署名プログラム108から受信した生体マスタ管理情報205に含まれている撮影角度に基づき、備え付けてある近赤外線光源103及び撮影機105を移動させ、指定された角度から登録者の指静脈の生体画像を撮影し、撮影した生体画像及び個人番号を2つ目のデータとして計算装置107に送信する(S110)。
【００６６】
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した生体画像のファイル名称として生体情報管理サブシステム200から受信した2つ目の生体マスタ管理情報205に含まれている生体マスタ管理番号を付与して生体情報109を作成した後、2つ目の生体マスタ管理情報205を更新する(S111)。
【００６７】
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、作成した二件の生体情報109と更新した二件の生体マスタ管理情報205を生体情報管理サブシステム200に送信する (S112)。
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、電子署名サブシステム100から受信した二件の生体情報109を元に二件の生体マスタ情報204を作成して記憶装置203に登録した後、電子署名サブシステム100から受信した二件の生体マスタ管理情報205用いて記憶装置203に格納されている二件の生体マスタ管理情報205を更新する(S113)。
【００６８】
また、生体照合の動作としては、図6に示すように、電子署名サブシステム100では、生体情報認識装置101が、利用者が端末118から入力した個人番号と署名対象となる電子データ110に関する指示を受信し、受信した個人番号を計算装置107の管理プログラム108に送信する(S120)。
【００６９】
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した個人番号を生体情報管理システム200で動作しているサーバ201に送信して、撮影角度の選定を依頼する(S121)。
【００７０】
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、生体マスタ管理情報205に格納されているデータの中から、署名プログラム108よりから受信した個人番号に合致するデータを1件ランダムに選択した後、生体管理情報206の「個人番号」項目に署名プログラム108から受信した個人番号をセットし、生体管理情報206の「生体管理番号」項目に記憶装置203に格納されている生体管理情報206の中で最大の「生体管理番号」項目に１を加算した数値をセットし、生体管理情報206の「生体マスタ管理番号」項目と「撮影角度」項目にランダムに選択した生体マスタ管理情報205の生体マスタ管理番号と撮影角度をセットし、生体管理情報206の「特徴点グループ番号A」項目に生体マスタ管理情報205の特徴点グループの中からランダムに抽出した一グループをセットし、さらに、生体管理情報206の「作成年月日」項目にシステム年月日をセットして作成した生体管理情報206を記憶装置203に登録する(S122)。
【００７１】
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、作成した生体管理情報206を電子署名サブシステム100に送信して、選定した撮影角度を通知する(S123)。
次に、電子署名サブシステム100では、計算装置107で動作している署名プログラム108が、生体情報管理サブシステム200から生体管理情報206を受信する(S124)。
【００７２】
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報管理システム200から受信した生体管理情報206に含まれている撮影角度を生体情報認識装置101に送信して生体画像の採取を指令する(S125)
次に、電子署名サブシステム100では、生体情報認識装置101が、署名プログラム108から受信した撮影角度に基づいて撮影機104を移動させ、新しく位置取りした撮影機105を使用して指静脈の生体画像を指定された角度から撮影し、撮影機105が撮影した生体画像を計算装置107に送信する(S126)。
【００７３】
そして、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した生体画像に管理プログラム202から受信した生体管理情報206に含まれている生体管理番号をファイル名として付与して生体情報109を作成登録した後、生体管理情報206の「撮影角度」項目に生体情報認識装置101から受信した生体画像の撮影角度をセットして、生体管理情報206を更新する。
【００７４】
次に、署名プログラム108が、まず、電子データ110をハッシュ関数で処理して第１ハッシュ値を算出し、次に、生体情報認識装置101から受信した生体画像と管理プログラム202から受信した生体特徴点番号を組み合わせて作成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値を第１ハッシュ値に乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第1の電子署名111を作成する。
【００７５】
次に、署名プログラム108が、まず、計算装置107のシステム日付から年月日時分秒を取り出し、取り出した年月日時分秒をハッシュ関数で処理して第2ハッシュ値を算出し、次に、生体情報認識装置101から受信した生体画像と管理プログラム202から受信した生体特徴点番号を組み合わせて作成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値を第2ハッシュ値に乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第1のタイムスタンプ112を作成する。(S127)。
【００７６】
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報109、電子データ110、電子署名111、第1のタイムスタンプ112、及び生体管理情報206を生体情報管理サブシステム200に送信する(S128)。
【００７７】
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、署名プログラム108から受信した生体情報109、電子データ110、第1の電子署名111、第1のタイムスタンプ112、及び生体管理情報206を記憶装置203に格納する。(S129)
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、まず、署名プログラム108から受信した電子データ110をハッシュ関数で処理して第3ハッシュ値を算出し、次に、生体管理情報206に含まれている個人番号と生体マスタ管理番号を用いて生体マスタ情報ファイル204から生体画像を抽出する。次に、抽出した生体画像と生体管理情報206に含まれている三つの生体特徴点を組み合わせて形成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値に第3ハッシュ値を乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第2の電子署名を作成する。
【００７８】
次に、管理プログラム202が、まず、タイムスタンプ112の作成年月日時分秒を取り出し、取り出した作成年月日時分秒をハッシュ関数で処理して第4ハッシュ値を算出し、次に、生体管理情報206に含まれている個人番号と生体マスタ管理番号を用いて生体マスタ情報ファイル204から生体画像を抽出する。次に、抽出した生体画像と生体管理情報206に含まれている三つの生体特徴点を組み合わせて形成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値に第4ハッシュ値を乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第2のタイムスタンプを作成する(S130)。
【００７９】
次に、作成した第2の電子署名と第2のタイムスタンプを、それぞれ、第1の電子署名111と第1のタイムスタンプ112と比較(S131)し、両者が同一である場合には承認メッセージを作成して電子署名サブシステム100に送信(S132)し、両者が異なる場合には否認メッセージを作成して電子署名サブシステム100に送信する(S133)。
【００８０】
＜同一生体特徴点を異なる角度から採取した生体情報を用いて電子署名を作成する処理＞
以下では、図6を用いて、処理ステップを部分的に補足説明する形で、異なる角度から採取した同一生体特徴点を固有の角度差で関係付けた複数の生体情報を用いて電子署名し、異なる角度から採取した同一生体特徴点を固有の角度差で関係付けた複数の生体情報を用いて署名確認する場合の処理手順を、S127に基づき説明する。
【００８１】
計算装置107では、署名プログラム108が、同一生体特徴点を異なる角度から撮影した2つ（2種）の生体画像を生体情報認識装置101から受信し、受信した2つの生体画像に管理プログラム202から受信した生体管理情報206に含まれている生体管理番号をファイル名として付与して生体情報109を作成登録した後、生体管理情報206の「撮影角度」項目に生体情報認識装置101から受信した生体画像の撮影角度をセットして、生体管理情報206を更新する。
【００８２】
次に、署名プログラム108が、まず、電子データ110をハッシュ関数で処理して第１ハッシュ値を算出し、次に、生体情報認識装置101から受信した1つ目の生体画像と管理プログラム202から受信した生体特徴点番号を組み合わせて作成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、
次に、算出した特性値に、生体情報認識装置101から受信した2つ目の生体画像と管理プログラム202から受信した生体特徴点番号を組み合わせて作成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値を第１ハッシュ値に乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第1の電子署名111を作成する。
【００８３】
次に、署名プログラム108が、まず、計算装置107のシステム日付から年月日時分秒を取り出し、取り出した年月日時分秒をハッシュ関数で処理して第2ハッシュ値を算出し、次に、生体情報認識装置101から受信した生体画像と管理プログラム202から受信した生体特徴点番号を組み合わせて作成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値を第2ハッシュ値に乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第1のタイムスタンプ112を作成する(S127)。
【００８４】
＜静脈パターンによる処理＞
次に、静脈パターンを用いる場合の処理手順について、生体画像を用いる場合の処理手順を部分的に補足する形で説明する。
【００８５】
まず、図5により、静脈パターンを用いて電子署名する場合の手順を説明する。
計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した１つ目の生体画像を処理して静脈パターンを抽出し、抽出した静脈パターンのファイル名称に生体情報管理サブシステム200から受信した１つ目の生体マスタ管理情報205に含まれている生体マスタ管理番号を付与して生体情報109を作成した後、１つ目の生体マスタ管理情報205の「撮影角度」項目に生体情報認識装置101から受信した１つ目の生体画像の撮影角度をセットして１つ目の生体マスタ管理情報205を更新する(S108)。
【００８６】
次に、計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した2つ目の生体画像を処理して静脈パターンを抽出し、抽出した静脈パターンのファイル名称に生体情報管理サブシステム200から受信した2つ目の生体マスタ管理情報205に含まれている生体マスタ管理番号を付与して生体情報109を作成した後、2つ目の生体マスタ管理情報205の「撮影角度」項目に生体情報認識装置101から受信した2つ目の生体画像の撮影角度をセットして2つ目の生体マスタ管理情報205を更新する(S111)。
【００８７】
次に、図6により、静脈パターンを用いて電子署名する場合の処理手順を説明する。
計算装置107では、署名プログラム108が、生体情報認識装置101から受信した生体画像を処理して抽出した静脈パターンに、管理プログラム202から受信した生体管理情報206に含まれている生体管理番号をファイル名として付与して生体情報109を作成して登録した後、生体管理情報206の「撮影角度」項目に生体情報認識装置101から受信した生体画像の撮影角度をセットして、生体管理情報206を更新する。
【００８８】
次に、署名プログラム108が、まず、電子データ110をハッシュ関数で処理して第１ハッシュ値を算出し、次に、生体情報認識装置101から受信した生体画像と管理プログラム202から受信した生体特徴点番号を組み合わせて作成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値を第１ハッシュ値に乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第1の電子署名111を生成する(S127)。
【００８９】
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、署名プログラム108から受信した電子データ110、第1の電子署名111、生体情報109、及び生体管理情報206を記憶装置203に格納する。(S129)
次に、サーバ201では、管理プログラム202が、まず、署名プログラム108から受信した電子データ110をハッシュ関数で処理して第２ハッシュ値を算出し、次に、生体管理情報206に含まれている個人番号と生体マスタ管理番号を用いて生体マスタ情報ファイル204から抜き出した生体画像を加工して生体パターンを抽出する。次に、抽出した生体パターンと生体管理情報206に含まれている三つの生体特徴点を組み合わせて形成した三角形において、最も短い辺の長さに中間の辺の長さを乗じた数値を最大の辺の長さで割って特性値を算出し、さらに、算出した特性値に第２ハッシュ値を乗じて算出した中間数値をハッシュ関数で処理して第2の電子署名を生成する。(S130)
生成した第2の電子署名と第1の電子署名111を比較(S131)し、同一である場合には承認メッセージを作成して電子署名サブシステム100に送信(S132)し、異なる場合には否認メッセージを作成して電子署名サブシステム100に送信する(S133)。
【００９０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００９１】
例えば、本実施の形態における静脈は、指に限定されるものではく、掌、手首、足首等を含む。また、本発明における生体紋様は、指紋に限定されるものではなく、掌紋、額紋、虹彩などを含む。
【００９２】
また、本実施の形態における生体情報とは、生体に関する情報であればよく、画像、紋様、パターンを含むが、これらに限定されるものではない。
また、記憶装置とは、データ保持機能を有する装置であればよく、例えば、磁気ディスク、磁気ドラム、半導体記憶装置などを含む。
【００９３】
また、利用者から入力された署名する電子データに関する指示方法とは、電子データ名の入力であっても良いし、マウスを用いて対象となる電子データをクリックするなどの動作であっても良い。
【００９４】
また、本実施の形態は、電子署名サブシステムと生体情報管理サブシステムをネットワークで接続する形態に限定されるものではなく、例えば、静脈写真や静脈パターン等に関する生体情報を生体情報認識装置の内部記憶装置あるいはICカード等の外部記憶媒体に格納し、署名プログラムと管理プログラムを一台の装置で動作させ、ネットワークを使用しない形態の下、単独で電子署名処理を行ってもよい。この場合には、当該利用者の生体情報を用いた電子署名が正しいものであることを、証明主体である第三者が証明する電子証明書を別途添付して受信者に送信する。
【００９５】
また、本実施の形態で署名プログラムが行っている機能の一部、例えば、静脈の生体画像を元に静脈パターンを作成する等の機能を、計算装置ではない他の装置やシステムに分担させてもよい。
【００９６】
また、本実施の形態で署名プログラムが行っている機能の一部、例えば、生体特徴点の特性値の演算を、計算装置ではない他の装置やシステムに分担させてもよい。
また、利用者が電子的に署名する対象となる‘電子データ’は、電子的なデータであればよく、テキスト、テーブル、パターン、数式、画像、生体情報などを含む。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、電子署名システム及び電子署名装置に関し、より適した利用分野は、例えば、高いレベルの電子署名が必要となる金融分野や商業取引分野などの電子署名システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施形態に係わる電子署名システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わる電子署名システムの生体情報認識装置を説明するための説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わる電子署名システムの指紋センサを説明するための説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わる電子署名システムで使用されるデータの設定項目の一例を示した図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係わる電子署名システムの生体マスタ登録の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態に係わる電子署名システムの生体照合の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
10…ネットワーク、100…電子署名サブシステム、101…生体情報認識装置、102…近赤外線光源、103…近赤外線光源、104、105…撮影機、106…記憶装置、107…計算装置、108…署名プログラム、109…生体情報、110…電子データ、111…電子署名、112…タイムスタンプ、113…指、114…指紋、115…保護膜、116…指紋センサ、117…電極、118…端末、200…生体情報管理サブシステム、201…サーバ、202…管理プログラム、203…記憶装置、204…生体マスタ情報、205…生体マスタ管理情報、206…生体管理情報。
【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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