(57)【要約】      （修正有）【課題】ランダムパターンを用いた認証システムにおいて、ランダムパターンを正確に読み取れ、かつ、読み取りの安定性が高いシステムを安価にする。【解決手段】被認証デバイス１は、光の透過性が高い基材に埋め込まれた、光を反射するラメを有し、デバイス認証装置２は、被認証デバイス１に光を照射する光源２０１と、被認証デバイス１で反射した光の像から被認証デバイス１のランダムパターンを読み取るランダムパターン読み取り手段で読み取ったランダムパターンから被認証デバイス１に固有の第１ＩＤデータを取得する第１データ取得手段と第１ＩＤデータの真正性を判定するための照合用の第２ＩＤデータを記録する第２データ記録手段と、第２データ記録手段に記録された第２ＩＤデータを取得する第２データ取得手段と、第１ＩＤデータと第２ＩＤデータとの関連性を計算し、被認証デバイス１の真正性を認証する関連性計算手段とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムパターンを有する被認証デバイスと、前記被認証デバイスのランダムパターンを取得して、その真正性を認証するデバイス認証装置とを備えるデバイス認証システムであって、
前記被認証デバイスは、光の透過性が高い基材に埋め込まれた、光を反射するラメを有し、
前記デバイス認証装置は、前記被認証デバイスに光を照射する光源と、
前記被認証デバイスで反射した光の像から前記被認証デバイスのランダムパターンを読み取るランダムパターン読み取り手段と、
前記ランダムパターン読み取り手段で読み取ったランダムパターンから前記被認証デバイスに固有の第１ＩＤデータを取得する第１データ取得手段と、
前記第１ＩＤデータの真正性を判定するための照合用の第２ＩＤデータを記録する第２データ記録手段と、
前記第２データ記録手段に記録された前記第２ＩＤデータを取得する第２データ取得手段と、
前記第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータとの関連性を計算し、前記被認証デバイスの真正性を認証する関連性計算手段とを備えることを特徴とするデバイス認証システム。
【請求項２】
前記デバイス認証装置は、複数個の光源を備え、
前記各光源は、それぞれ異なる波長の光を前記被認証デバイスに照射することを特徴とする請求項１に記載のデバイス認証システム。
【請求項３】
前記デバイス認証装置は、複数個の光源を備え、
前記各光源は、それぞれ異なるタイミングで前記被認証デバイスに光を照射することを特徴とする請求項１に記載のデバイス認証システム。
【請求項４】
前記第２データ記録手段は、前記デバイス認証装置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のデバイス認証システム。
【請求項５】
前記第２データ記録手段は、二次元バーコードであり、
前記第２データ取得手段は、前記ランダムパターン読み取り手段で読み取った前記二次元バーコードの画像から前記第２ＩＤデータを取得することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のデバイス認証システム。
【請求項６】
前記被認証デバイスのランダムパターンの読み取り基準位置は、前記二次元バーコードのマーカーを利用して決めることを特徴とする請求項５に記載のデバイス認証システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デバイス認証システムに関し、特に、物理的な鍵や有価証券の真正性、あるいは認証カード等を認証するシステムに適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙幣や商品券、プリペイドカード、チケット等の有価証券の偽造を防止する方法として、例えば、認証対象物（有価証券）に認証用のランダムパターンを埋め込む方法がある。
前記ランダムパターンを埋め込む方法としては、例えば、紙または樹脂中に磁性体ポリマー繊維等をランダムに混入させる方法がある（例えば、特許文献１，特許文献２を参照。）。
【０００３】
このとき、前記紙または樹脂中に混入した前記磁性体ポリマー繊維のパターンは、非常にランダムなパターンであり、再現性が低いとともに物理的（人工的）な複製は困難である。そのため、前記磁性体ポリマー繊維のパターンを機械的に読み取り、読み取った磁性体ポリマー繊維のパターンのデータ（第１ＩＤデータ）と、前記第１ＩＤデータから直接あるいは間接的に生成される照合用のデータ（第２ＩＤデータ）とを組み合わせることで、紙幣やプリペイドカード等の対象物の真正性を判定することができる。
【０００４】
また、近年では、前記照合用のデータ（第２ＩＤデータ）に対して、さらにディジタル署名を適用することによって、照合用のデータの偽造を防ぎ、認証の安全性を高める方法が提案されている（例えば、特許文献３，特許文献４を参照。）。
【０００５】
前記特許文献１乃至特許文献４に記載されたような、ランダムパターンを用いた認証システムでは、認証基準となる複製（偽造）が難しいランダムパターンをどのようなデバイス（装置）に設けるか、また、そのランダムパターンをどのように抽出するかが、システムの安全性、安定性に影響する。このとき、前記ランダムパターンを有するデバイス（装置）は、生産コストが安く、機械的な読み取りが容易であることに加え、ランダムパターンの読み取りの安定性が高いことが好ましい。
【０００６】
そこで、近年では、前記磁性体ポリマー繊維を用いたランダムパターンの他に、例えば、磁気ストライプに発生するジッタをランダムパターンとして利用する方法が提案されている（例えば、特許文献５，特許文献６を参照。）。
【０００７】
また、その他にも、例えば、導電性繊維を非導電体に埋め込み、静電容量の分布をランダムパターンとして利用する方法（例えば、特許文献７を参照）や、光吸収性物質をランダムに埋め込み、赤外線で一定方向に走査した時にアナログ信号として得られる反射束の変化をランダムパターンとして利用する方法（例えば、特許文献８を参照。）なども提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７１８６２４号明細書
【特許文献２】
特許第３３２５０６５号明細書
【特許文献３】
特許第３１１７１２２号明細書
【特許文献４】
特許第３１１７１２３号明細書
【特許文献５】
特開平１０‐３２６３３３号公報
【特許文献６】
特開平９‐２５９２４３号公報
【特許文献７】
特開平８‐１６１４４５号公報
【特許文献８】
特開平７‐２１４９５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術では、前記ランダムパターンを有するデバイスの偽造（複製）を、より困難にするために、より微細なランダムパターンを作ると、前記ランダムパターンを読み取るための読み取り手段に要求される読み取り精度が高くなる。そのため、認証システムの安全性を確保する（高める）には、読み取り精度の高い高価な読み取り手段（装置）が必要になり、認証システムが高価になるという問題があった。
また、前記認証システムの安全性を確保するために、読み取り精度の高い読み取り手段を用いた場合、前記読み取り手段の調整や、保守管理が複雑になるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、ランダムパターンを用いた認証システムにおいて、ランダムパターンを正確に読み取れ、かつ、読み取りの安定性が高いシステムを安価にすることが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記ランダムパターンを正確に読み取れ、かつ、読み取りの安定性が高いシステムを安価にすることに加え、ランダムパターンの複製（偽造）を困難にすることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。ランダムパターンを有する被認証デバイスと、前記被認証デバイスのランダムパターンを取得して、その真正性を認証するデバイス認証装置とを備えるデバイス認証システムであって、前記被認証デバイスは、光の透過性が高い基材に埋め込まれた、光を反射するラメを有し、前記デバイス認証装置は、前記被認証デバイスに光を照射する光源と、前記被認証デバイスで反射した光の像から前記被認証デバイスのランダムパターンを読み取るランダムパターン読み取り手段と、前記ランダムパターン読み取り手段で読み取ったランダムパターンから前記被認証デバイスに固有の第１ＩＤデータを取得する第１データ取得手段と、前記第１ＩＤデータの真正性を判定するための照合用の第２ＩＤデータを記録する第２データ記録手段と、前記第２データ記録手段に記録された前記第２ＩＤデータを取得する第２データ取得手段と、前記第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータとの関連性を計算し、前記被認証デバイスの真正性を認証する関連性計算手段とを備えるデバイス認証システムである。
【００１２】
前記手段によれば、光源とランダムパターン読み取り手段を用いて前記被認証デバイスが有するランダムパターンを簡単に読み取ることができる。このとき、前記ランダムパターン読み取り手段としては、例えば、ＣＣＤカメラのような安価な読取装置を用いることができる。そのため、前記デバイス認証システムを安価にすることができる。
【００１３】
また、前記ラメとして、四角柱や四角錐状のラメを用いれば、光を照射する方向を変えることにより、前記ランダムパターン読み取り手段で読み取られるパターンが変わる。そのため、前記被認証デバイスの複製（偽造）が難しくなり、データの安全性が高くなる。
【００１４】
また、光の照射方向を変えることにより、読み取られるランダムパターンが変わるので、複数の照射方向から光を照射して画像（ランダムパターン）を撮影し、照射方向ごとのランダムパターンを用いて前記被認証デバイスから第１ＩＤデータを取得することで、前記第１ＩＤデータの情報量を多くし、データを複雑にすることができる。そのため、前記被認証デバイスの第１ＩＤデータを読み取るときの正確性を高くし、かつ、前記第１ＩＤデータの安全性を高くすることが容易である。
【００１５】
このとき、前記デバイス認証装置に複数個の光源を備え、前記各光源から、それぞれ異なる波長の光を前記被認証デバイスに照射することにより、光の照射方向が異なる画像を容易に得ることができる。
【００１６】
またこのとき、複数個の光源から異なる周波数の光を照射する代わりに、前記各光源から、それぞれ異なるタイミングで前記被認証デバイスに光を照射しても、光の照射方向が異なる画像を容易に得ることができる。
【００１７】
また、前記第２データ記録手段は、例えば、前記デバイス認証装置に設ける。このとき、前記第２データ記録手段には、例えば、ＥＥＰＲＯＭやＦｅＲＡＭ等のメモリチップを有するメモリカードやハードディスク等の記録媒体、またはネットワークで接続されたサーバを用いる。またこのとき、認証したい複数の被認証デバイスと関連性を有する第２ＩＤデータを、予め前記第２データ記録手段に記録しておく。
【００１８】
また、前記第２データ記録手段は、二次元バーコードであってもよい。この場合、前記第２ＩＤデータは、有価証券、ＣＤやＤＶＤ、認証カードなどの認証対象物に前記被認証デバイスとともに設けておく。前記第２ＩＤデータとして、二次元バーコードを用いると、データの安全性や読み取りの安定性を確保することができる。また、前記デバイス認証システムで認証したい前記被認証デバイス１の数が多い場合は、前記記録媒体やサーバを用いるよりも、前記二次元バーコードを用いたほうが効率よく認証することができる。
【００１９】
また、前記二次元バーコードには、通常、読み取り方向を特定するためのマーカーがあるので、前記マーカーを利用して前記被認証デバイスの読み取り位置を決めることで、前記被認証デバイスの読み取りの安定性を確保することができる。
【００２０】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１及び図２は、本発明による実施例１のデバイス認証システムの概略構成を示す模式図であり、図１はデバイス認証システム全体の構成を示す図、図２は被認証デバイスの構成を示す斜視図である。
【００２２】
本実施例１のデバイス認証システムは、図１に示すように、被認証デバイス１と、前記被認証デバイス１の真正性を認証するデバイス認証装置２とにより構成されている。
【００２３】
また、前記被認証デバイス１は、図２に示すように、透明樹脂１０１の内部に、光反射材料であるラメ１０２がランダムに埋め込まれている。このとき、前記デバイス認証装置２では、前記被認証デバイス１に埋め込まれたラメ１０２のランダムパターンを取得して、その真正性を認証する。
【００２４】
またこのとき、前記ラメ１０２には、例えば、特徴点（パターン）を抽出しやすい棒状のラメを用いる。またこのとき、前記棒状のラメ１０２は、円柱状ではなく、四角柱あるいは四角錐状のラメを用いることが好ましい。
【００２５】
また、前記棒状のラメ１０２は、例えば、マニキュア等の化粧品で広く用いられており、非常に安価で入手することができる。また、前記棒状のラメ１０２は、質量が前記透明樹脂１０１とほぼ同一であるため、基材と均質に混合することが容易である。
また、前記被認証デバイス１は、例えば、ドアや金庫に取り付けた錠を開錠するための鍵として用いるものとする。
【００２６】
また、前記デバイス認証装置２は、図１に示したように、前記被認証デバイス１に光を照射する光源２０１（第１光源２０１ａ，第２光源２０１ｂ）と、前記被認証デバイス１で反射した光の像から前記被認証デバイスのランダムパターンを読み取るランダムパターン読み取り手段（カメラ）２０２と、前記ランダムパターン読み取り手段２０２で読み取ったランダムパターンから前記被認証デバイス１に固有の第１ＩＤデータを取得する第１データ取得手段２０３と、前記第１ＩＤデータの真正性を判定するための第２ＩＤデータが記録された第２データ記録手段２０４と、前記第２データ記録手段２０４から前記第２ＩＤデータを取得する第２データ取得手段２０５と、前記第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータとの関連性を計算する関連性計算手段２０６とにより構成されている。このとき、前記デバイス認証装置２では、前記関連性計算手段２０６の計算結果に基づいて真正性を認証する。
【００２７】
また、前記光源２０１は、例えば、複数個設け、それぞれ異なる方向から前記被認証デバイス１に光を照射できるように設置する。本実施例１では、図１に示したように、第１光源２０１ａと第２光源２０１ｂの二つの光源を設けたとする。また、前記ランダムパターン読み取り手段２０２には、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラを用いる。
【００２８】
また、前記第１データ取得手段２０３、前記第２データ取得手段２０５、前記関連性計算手段２０６は、例えば、コンピュータを用いて、あらかじめ定められたプログラムを実行するものとする。
【００２９】
またこのとき、前記第２データ記録手段２０４には、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリを備えるメモリカードや、ハードディスク等の記録媒体を用いる。また、前記第２データ記録手段２０４は、前記記録媒体の変わりに、例えば、ネットワークで接続されたサーバ（コンピュータ）を用いてもよい。
【００３０】
また、前記デバイス認証手段２の前記関連性計算手段２０６で関連性を計算し、前記被認証デバイス１の真正性を認証した結果は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ランプや液晶ディスプレイ等の表示手段（図示しない）に表示されるものとする。
【００３１】
本実施例１の前記デバイス認証システムを用いて、前記被認証デバイス１の真正性を認証する場合、あらかじめ、前記被認証デバイス１のうち、正規のデバイス、言い換えると、登録する被認証デバイス１のランダムパターンを取得し、取得したランダムパターンから照合用の前記第２ＩＤデータを生成し、前記第２データ記録手段２０４に記録（保存）しておく。このとき、前記第２ＩＤデータは、前記取得したランダムパターンそのものをデータ化したものであってもよいし、例えば、ランダムパターンをデータ化した後、秘密鍵等で暗号化したものであってもよい。
【００３２】
またこのとき、前記第２データ記録手段２０４には、例えば、不揮発性メモリを備えるメモリカードを用いる。また、前記第２データ記録手段２０４に記録する前記第２ＩＤデータは、１つの被認証デバイス１の第２ＩＤデータだけでもよいし、複数の被認証デバイス１の第２ＩＤデータであってもよい。
【００３３】
以下、本実施例１のデバイス認証システムを用いた認証方法について説明する。
まず、前記被認証デバイス１を所定の位置に置いて、前記光源２０１の光を照射し、前記被認証デバイス１で反射した光を前記ランダムパターン読み取り手段（ＣＣＤカメラ）２０２で撮影する。このとき、前記被認証デバイス１のラメ１０２として、四角柱あるいは四角錐状のラメを用いていると、光の照射角度に応じて、前記ＣＣＤカメラ２０２の方向へ光を反射するラメと、異なる方向に反射するラメがある。すなわち、前記被認証デバイス１に照射する光の照射方向を変えることにより、前記ＣＣＤカメラ２０２で撮影されるランダムパターンが変わる。
【００３４】
前記四角柱あるいは四角錐状のラメ１０２を用いた被認証デバイス１のように、光の照射角度（方向）に応じて得られるランダムパターンが変わるようにすると、印刷技術を駆使しても、物理的（人工的）に再現することが困難になる。そのため、例えば、複数の光源を設けて、複数の方向から前記被認証デバイス１に光を照射し、それぞれのランダムパターンを読み取り、そこから第１ＩＤデータを取得することで、前記被認証デバイスの複製（偽造）が困難になる。
【００３５】
ただし、複数の方向から、同時に前記被認証デバイス１に光を照射して前記ＣＣＤカメラ２０２で撮影すると、例えば、第１光源２０１ａだけを照射したときの画像と、第２光源２０１ｂだけを照射したときの画像が重なってしまい、照射角に応じたパターンの違いがわからない。そこで、例えば、前記各光源から光を照射するタイミングをずらし、前記第１光源２０１ａだけを照射したときの画像と、前記第１光源２０１ｂだけを照射したときの画像を撮影する。
【００３６】
また、各光源の光を照射するタイミングをずらす変わりに、例えば、各光源から照射する光の波長をずらし、フィルタを用いて特定の波長の光だけの画像を撮影してもよい。このとき、例えば、前記第１光源２０１ａに赤色発光ダイオードを用い、前記第２光源２０１ｂに青色発光ダイオードを用いると、同時に光を照射して前記ＣＣＤカメラ２０２で撮影しても、赤色と青色のフィルタを通すことで、赤色だけの画像と青色だけの画像、すなわち第１光源２０１ａだけを照射したときの画像と前記第２光源２０１ｂだけを照射したときの画像に分離することができる。
【００３７】
次に、前記第１データ取得手段２０３において、前記手順で撮影した一枚もしくは複数枚の画像（ランダムパターン）から、前記被認証デバイス１に固有の第１ＩＤデータを取得し、前記関連性計算手段２０６に転送する。このとき、本実施例１のように、前記棒状のラメ１０２を用いていると、撮影した画像に対して細線化処理を施すことで、棒状ラメ１０２で反射した光による線分を観測することができる。そこで、観測された前記線分の端点や交差点などの特徴となる点を抽出し、前記第１ＩＤデータを算出する。前記端点や交差点の位置情報からＩＤデータを算出する方法としては、指紋等を用いた生体認証技術の分野で多数の技術が提案されているので、詳細な説明は省略する（例えば、Ａｎｉｌ  Ｋ．  Ｊａｉｎ  ａｎｄ  Ｒｕｕｄ  Ｂｏｌｌｅ  ａｎｄ  Ｓｈａｒａｔｈ  Ｐａｎｋａｎｔｉ，”Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃｓ：ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ  ｓｏｃｉｅｔｙ”，  １９９９，  ｐ．４３−６４を参照）。
【００３８】
次に、前記第２データ取得手段２０５により、前記第２データ記録手段２０４に記録されている第２ＩＤデータを取得し、前記関連性計算手段２０６に転送する。
【００３９】
次に、前記関連性計算手段２０６において、前記第１データ取得手段２０３で取得した第１ＩＤデータと前記第２データ取得手段２０５で取得した第２ＩＤデータとの関連性について計算する。このとき、前記関連性計算手段２０６では、前記第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータの相関を統計的な処理によって計算するが、この計算方法も、生体認証技術で利用している計算方法を利用できるので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
またこのとき、前記関連性計算手段２０６では、計算結果に基づいて、例えば、前記第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータとの間に、正規の関連があるかどうか判断する。このとき、正規の関連があれば、前記第１ＩＤデータは正しいデータであるので、前記被認証デバイス１の真正性を認証し、例えば、前記認証結果表示手段（図示しない）に認証したという表示をする。
【００４１】
また、前記関連性計算手段２０６で計算した結果、第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータとの間に、正規な関連がなかった場合、データの読み取りに失敗したか、前記第１ＩＤデータが誤ったデータ、もしくは偽造されたデータであることになるので、前記被認証デバイス１の真正性は認証されない。このとき、前記認証結果表示手段に、例えば、認証に失敗したのでやり直すか、別の被認証デバイスを用いることを促すような表示をする。
【００４２】
また、前記第２データ記録手段２０４に複数の第２ＩＤデータが記録されている場合は、例えば、前記第２データ取得手段２０５で１つの第２ＩＤデータを取得し、取得した第２ＩＤデータと第１ＩＤデータとの関連性を計算し、関連性があれば認証し、関連性がなければ別の第２ＩＤデータを取得して、関連性を計算する。このとき、前記第２データ記録手段２０４に記録された第２ＩＤデータの中に、前記第１ＩＤデータと正規な関連を有するデータがあれば、前記被認証デバイス１は正規なデバイスとして認証される。また、前記第２データ記録手段２０４に記録されたすべての第２ＩＤデータについて関連性を計算した結果、どの第２ＩＤデータとも正規の関連性がない場合には、前記被認証デバイス１は認証されない。
【００４３】
図３乃至図５は、本実施例１のデバイス認証システムを用いた錠の開閉システムの概略構成を示す模式図であり、図３は錠の開閉システム全体の構成を示すブロック図、図４はカードキーの構成を示す平面図、図５はカードキーの応用例を示す平面図である。
また、図３乃至図５において、３はカードキー（プラスチックカード）、１Ａは第１被認証デバイス、１Ｂは第２被認証デバイス、４は施錠開錠手段、５は認証結果表示手段である。
【００４４】
本実施例１のデバイス認証システムは、例えば、玄関のドアや金庫、コインロッカー等に設けられた物理的な錠の開閉を管理するシステムに適用することができる。このとき、前記錠の開閉には、例えば、図３及び図４に示すように、前記被認証デバイス１が埋め込まれたカードキー（プラスチックカード）３を用いる。
【００４５】
また、前記錠には、例えば、電動で施錠及び開錠を行うことができる施錠開錠手段を設けておき、図３に示すように、前記デバイス認証装置２（関連性計算手段２０６）と前記施錠開錠手段４を接続しておく。また、前記デバイス認証装置２には、例えば、認証結果を表示するＬＥＤランプや液晶ディスプレイ等の認証結果表示手段５も接続しておく。
前記カードキー３に設けられた被認証デバイス１の認証方法は、前記手順に沿って行われるので、詳細な説明は省略する。
【００４６】
前記錠の開閉システムでは、前記カードキー３に設けられた被認証デバイス１のランダムパターンから取得した第１ＩＤデータが、前記関連性計算手段２０６で認証されたときだけ、前記施錠開錠手段４に信号を送り、錠が開くようにする。また、前記カードキー３に設けられた被認証デバイス１のランダムパターンから取得した第１ＩＤデータを認証できなかった場合には、例えば、前記認証結果表示手段５に認証に失敗したという表示をする。
【００４７】
また、前記カードキー３には、例えば、図５に示すように、第１被認証デバイス１Ａと第２被認証デバイス１Ｂのように、２つの認証デバイスを埋め込むこともできる。このように、前記第１被認証デバイス１Ａと前記第２被認証デバイス１Ｂを埋め込んだ場合、例えば、前記第１被認証デバイス１Ａを玄関のドアの錠を開けるための鍵として用い、前記第２被認証デバイス１Ｂを金庫の錠の鍵として用いるといったように、１枚のカードキーで２つの錠の鍵を管理することができる。また、１枚の前記カードキー３に、３つ以上の複数の被認証デバイスを埋め込めば、埋め込んだ数だけの錠の鍵を管理することができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施例１のデバイス認証システムによれば、透明樹脂１０１にラメ１０２を混合した被認証デバイス１を用い、前記被認証デバイス１で反射させた光をＣＣＤカメラ等のカメラ２０２で撮影することにより、前記被認証デバイス１及び前記カメラ２０２を安価にすることができる。そのため、前記デバイス認証システムを安価にすることができる。
【００４９】
また、前記透明樹脂１０１に混合するラメ１０２として、四角柱や四角錐状等のラメを用いると、前記被認証デバイス１に光を照射するときの照射方向に応じて、前記カメラ２０２で撮影される画像のパターンを変えることができる。このような、光の照射方向に依存した光の反射パターンの違いは、物理的（人工的）に再現することが難しい。そのため、磁性体ポリマー繊維や導電性繊維を用いた従来の被認証デバイスに比べて、前記被認証デバイス１の複製（偽造）が難しくなり、前記被認証デバイス１のデータ（第１ＩＤデータ）の安全性が高くなる。
【００５０】
また、本実施例１の被認証デバイス１を用いた場合、複数の照射方向から光を照射して画像（反射パターン）を撮影し、照射方向ごとの反射パターンを用いて前記被認証デバイス１のＩＤデータ（第１ＩＤデータ）を取得することで、前記第１ＩＤデータの情報量を多くし、データを複雑にすることができる。すなわち、本実施例１のデバイス認証システムでは、従来のようにランダムパターンを微細にする代わりに、光の照射方向を増やすことで、前記被認証デバイス１のＩＤデータを複雑にすることができる。そのため、前記被認証デバイス１のＩＤデータ（第１ＩＤデータ）を読み取るときの正確性を高くし、かつ、前記第１ＩＤデータの安全性を高くすることが容易である。
【００５１】
また、前記被認証デバイス１に照射する光の照射方向を増やすために、例えば、前記光源２０１の数を増やした場合でも、画像（反射パターン）は１台のカメラ２０２で撮影することができるため、デバイス認証システムが高価になりにくい。
【００５２】
また、本実施例１の被認証デバイス１のように、透明樹脂１０１にラメ１０２を混合した場合、前記被認証デバイス１から第１ＩＤデータを読み取るときに、周囲の環境の影響を受けにくい。そのため、磁性体ポリマー繊維や導電性繊維を用いた従来の被認証デバイスに比べて、データの読み取りの安定性を高くすることができる。
【００５３】
また、本実施例１のデバイス認証システムのように、前記被認証デバイス１に光を照射したときの反射パターンをカメラ２０２で撮影する場合、前記光源２０１や前記ＣＣＤカメラ２０２は、安価で容易に入手することができる。そのため、磁気や静電容量の分布を読み取る従来のシステムに比べて、取り扱いや保守管理が容易である。
【００５４】
また、本実施例１のデバイス認証システムでは、被認証デバイス１のラメ１０２として、例えば、四角柱や四角錐状の棒状のラメを用いるとしたが、これに限らず、光の照射方向に応じて反射方向が異なるラメ（光反射材料）であればよく、種々の多角形あるいは多角錐状のラメを用いることもできる。
【００５５】
図６は、前記実施例１のデバイス認証システムの応用例を説明するための図であり、図６（ａ）は被認証デバイスの概略構成を示す斜視図、図６（ｂ）はランダムパターンの読み取り方法を説明するための図である。
【００５６】
前記実施例１のデバイス認証システムでは、前記被認証デバイス１は、例えば、図２に示したように、ラメ１０２が混合された透明樹脂１０１を、平板状に成型した例をあげているが、これに限らず、例えば、図６（ａ）に示したように、六角柱状に成型することも可能である。
【００５７】
このとき、前記六角柱状の前記被認証デバイス１を、例えば、図６（ｂ）に示したように、第１の側面１０１ａが前記カメラ２０２の正面にくるように置けば、そのときの画像（ランダムパターン）に基づいたＩＤデータを取得できる。また、前記被認証デバイス１を、第２の側面１０１ｂが前記カメラ２０２の正面にくるように置けば、前記第１の側面１０１ａが前記カメラ２０２の正面にくるように置いたときと異なる画像（ランダムパターン）になるので、前記第１の側面１０１ａが前記カメラ２０２の正面にくるように置いたときとは異なるＩＤデータを取得することができる。すなわち、前記被認証デバイス１（透明樹脂１０１）を六角柱状にすることで、１つの被認証デバイス１から、６種類の異なる反射パターンを得ることができ、６種類の鍵を同時に管理することが可能になる。
【００５８】
また、前記被認証デバイス１の形状は、平板状や六角柱状に限らず、種々の形状に成型することができる。またこのとき、前記被認証デバイス１は、専用の鍵として用いるだけでなく、筆記用具，携帯電話，携帯電話等のストラップ，腕時計，指輪などの装飾品，キーホルダー等、日常身につけることが多い物に組み込むことができる。
【００５９】
（実施例２）
図７及び図８は、本発明による実施例２のデバイス認証システムの概略構成を示す模式図であり、図７は認証対象物の一例を示す図、図８はデバイス認証システム全体の構成を示すブロック図である。
【００６０】
前記実施例１のデバイス認証システムでは、前記被認証デバイス１のランダムパターンから取得した第１ＩＤデータと照合する第２ＩＤデータは、前記デバイス認証装置２に設けた第２データ記録手段２０４に記録している。このとき、前記被認証デバイス１が１個から数個程度であれば、前記第２ＩＤデータの数も少なく、前記関連性計算手段２０６による関連性の計算にかかる時間も少ない。
【００６１】
しかしながら、前記被認証デバイス１を紙幣、商品券などの有価証券、ＣＤやＤＶＤ、社員証や免許証等の認証カードの認証に用いようとすると、前記被認証デバイス１の数は非常に多くなる。そのため、前記実施例１で説明したような方法では、前記第２データ記録手段２０４に第２ＩＤデータを記録する作業や、前記被認証デバイス１の真正性を認証するのに時間がかかり、非効率的である。
【００６２】
そこで、本実施例２では、被認証システム１の数が多い例として、図７に示すように、被認証デバイス１が設けられた有価証券（商品券）６を認証するシステムについて説明する。前記被認証デバイス１については、前記実施例１で説明した通りなので、詳細な説明は省略する。
【００６３】
また、前記商品券６には、図７に示したように、二次元バーコード７も設ける。このとき、前記二次元バーコード７には、前記実施例１で説明した前記第２データ記録手段２０４に記録する第２ＩＤデータと同等のデータ、すなわち、前記被認証デバイス１から取得したＩＤデータ（第１ＩＤデータ）と照合するための第２ＩＤデータを記録する。言い換えると、本実施例２のデバイス認証システムでは、前記実施例１で説明した第２データ記録手段２０４に相当する手段として、前記二次元バーコード７を用いる。
【００６４】
ただし、前記二次元バーコード７に、前記被認証デバイス１から取得した第１ＩＤデータと関連性を有する第２ＩＤデータだけを記録しておくと、前記第２ＩＤデータを容易に複製（偽造）することができる。そこで、前記有価証券（商品券６）の発行機関が、例えば、秘密鍵を用いて電子署名を生成し、前記第２ＩＤデータとともに前記二次元バーコード７に記録しておく。
【００６５】
前記第２ＩＤデータと電子署名とを組み合わせてデータの安全性を確保する方法については、例えば、特許第３１１７１２２号明細書や特許第３１１７１２３号明細書に記載されているので、詳細な説明は省略する。
【００６６】
また、本実施例２では、前記デバイス認証装置２は、図８に示したように、前記有価証券６（被認証デバイス１）に光を照射する光源２０１と、前記被認証デバイス１で反射した光の像からランダムパターンを読み取るランダムパターン読み取り手段（カメラ）２０２と、前記カメラ２０２で読み取ったランダムパターンから前記被認証デバイス１に固有の第１ＩＤデータを取得する第１データ取得手段２０３と、前記第１ＩＤデータの真正性を判定するためのデータ（以下、第２ＩＤデータと称する）ＩＤデータを取得する第２データ取得手段２０５と、前記第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータとの関連性を計算する関連性計算手段２０６とにより構成されている。このとき、前記デバイス認証装置２では、前記関連性計算手段２０６の計算結果に基づいて真正性を認証する。
【００６７】
このとき、前記光源２０１は、例えば、複数個設け、それぞれ異なる方向から前記被認証デバイス１に光を照射できるように設置する。本実施例２では、図８に示したように、第１光源２０１ａと第２光源２０１ｂの二つの光源を設けたとする。
【００６８】
また、前記ランダムパターン読み取り手段２０２には、例えば、ＣＣＤカメラを用いる。また、本実施例２では、前記ＣＣＤカメラ２０２は、前記被認証デバイス１で反射した光の画像（反射パターン）を撮影するとともに、前記有価証券６に設けられた二次元バーコード７の画像も撮影する。すなわち、前記第２データ取得手段２０５は、前記ＣＣＤカメラ２０２で撮影した前記二次元バーコード７の画像から第２ＩＤデータを取得する。
【００６９】
また、前記第１データ取得手段２０３、前記第２データ取得手段２０５、前記関連性計算手段２０６は、例えば、コンピュータを用いて、あらかじめ定められたプログラムを実行するものとする。
【００７０】
また、前記デバイス認証手段２の前記関連性計算手段２０６は、例えば、図８に示したように、ＬＥＤランプや液晶ディスプレイ等の認証結果表示手段５と接続されており、前記被認証デバイス１の真正性を判定した結果が表示されるようになっている。
【００７１】
以下、本実施例２のデバイス認証システムを用いた有価証券（商品券）６の認証方法について説明する。
まず、前記有価証券６を所定の位置に置いて、前記光源２０１の光を照射し、前記有価証券６に設けた被認証デバイス１で反射した光（ランダムパターン）と前記二次元バーコード７の画像を前記ＣＣＤカメラ２０２で撮影する。
このとき、前記被認証デバイス１で反射した光の画像（反射パターン）は、前記実施例１で説明したように、複数の照射方向から光を照射して撮影するのが好ましい。
【００７２】
次に、前記第１データ取得手段２０３において、前記ＣＣＤカメラ２０２で撮影した被認証デバイス１の画像（ランダムパターン）から、第１ＩＤデータを取得し、前記関連性計算手段２０６に転送する。前記第１ＩＤデータの取得方法は、前記実施例１で説明した通りなので、詳細な説明は省略する。
【００７３】
次に、前記第２データ取得手段２０５において、前記ＣＣＤカメラ２０２で撮影した二次元バーコード７の画像から、第２ＩＤデータを取得し、前記関連性計算手段２０６に転送する。前記第２ＩＤデータの取得方法については、例えば、特許第３１１７１２２号明細書や特許第３１１７１２３号明細書に記載されているので、詳細な説明は省略する。
【００７４】
次に、前記関連性計算手段２０６において、前記第１データ取得手段２０３で取得した第１ＩＤデータと前記第２データ取得手段２０５で取得した第２ＩＤデータとの関連性について計算する。前記関連性の計算方法は、前記実施例１で説明した通りなので、詳細な説明は省略する。
【００７５】
またこのとき、前記関連性計算手段２０６では、計算結果に基づいて、例えば、前記第１ＩＤデータと前記第２ＩＤデータとの間に、正規の関連があるかどうか判断する。このとき、正規の関連があれば、前記第１ＩＤデータは正しいデータであるので、前記被認証デバイス１（有価証券６）の真正性を認証し、例えば、前記認証結果表示手段５に認証したという表示をする。
【００７６】
また、関連性について計算した結果、第１ＩＤデータと第２ＩＤデータとの間に、正規な関連がなかった場合、データの読み取りに失敗したか、あるいは前記第１ＩＤデータまたは前記第２ＩＤデータのどちらか、もしくは両方が誤った（偽造された）データであることになるので、前記被認証デバイス１（有価証券６）の真正性は認証されない。このとき、前記認証結果表示手段５には、例えば、認証に失敗したのでやり直すか、別の有価証券（商品券）６を用いることを促すような表示をする。
【００７７】
以上説明したように、本実施例２のデバイス認証システムによれば、有価証券６に、透明樹脂１０１にラメ１０２を混合した被認証デバイス１を設けることにより、前記デバイス認証システムを安価にすることができる。
【００７８】
また、前記被認証デバイス１は、前記実施例１で説明したように、再現性が低く、複製が難しいだけでなく、第１ＩＤデータを読み取るときの正確性（安定性）が高い。そのため、偽造防止能力が高いデバイス認証システムを、安価で容易に作ることができる。
【００７９】
また、本実施例２のデバイス認証システムのように、前記被認証デバイス１に光を照射したときの反射パターンをカメラ２０２で撮影する場合、前記光源２０１や前記カメラ（ＣＣＤカメラ）２０２は、安価で容易に入手することができる。そのため、磁気や静電容量の分布を読み取る従来のシステムに比べて、取り扱いや保守管理が容易である。
【００８０】
また、前記二次元バーコードは、一般に、読み取り方向を特定するためのマーカーが設けられている。そのため、前記マーカーの位置に基づいて、前記被認証デバイス１の読み取り基準位置を決定することにより、前記被認証デバイス１のデータ（第１ＩＤデータ）の読み取りの安定性が向上する。
【００８１】
また、本実施例２では、前記有価証券６として、商品券を例にあげて説明したが、これに限らず、紙幣，プリペイドカード，チケット，株券，手形，小切手，債権といった有価証券に適用することで、偽造した有価証券による不正取引などを防止するができる。
【００８２】
また、本実施例２では、前記有価証券（商品券）６の真正性を認証する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、ＣＤやＤＶＤに適用することで、不正コピーをしたソフトウェアの流通や使用を防止するシステムとしても用いることもできる。
【００８３】
前記ＣＤやＤＶＤの不正防止に適用する場合、例えば、前記被認証デバイス１はディスクの表面に埋め込み、前記二次元バーコード７は前記被認証デバイス１の近傍に印刷しておけばよい。また、前記二次元バーコード７を印刷する代わりに、前記二次元バーコード７に記録するデータ（第２ＩＤデータ）に相当するデータを、ソフトウェアのデータとともにデジタルデータとして記録しておいてもよい。
【００８４】
また、本実施例２のデバイス認証システムは、前記有価証券、前記ＣＤやＤＶＤに限らず、社員証，会員証，免許証等の権限や権利を認証する認証カード等を含め、本物と偽物を区別することが必要なあらゆるデバイスの真正性を認証（判定）するシステムに適用することができる。
【００８５】
図９は、前記実施例２のデバイス認証システムの変形例を説明するための模式図であり、図９（ａ）は認証対象物（有価証券）の概略構成を示す平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の正面図である。
【００８６】
前記実施例２のデバイス認証システムでは、認証対象物である前記有価証券（商品券）６には、例えば、図８に示したように、前記被認証デバイス１と前記二次元バーコード７を並べて設けたが、これに限らず、図９（ａ）に示すように、前記被認証デバイス１と前記二次元バーコード７を重ねて設けてもよい。このとき、前記被認証デバイス１は、例えば、図９（ｂ）に示すように、前記二次元バーコード７上、言い換えると前記カメラ２０２と前記二次元バーコード７の間に位置するように設ける。
【００８７】
前記被認証デバイス１と前記二次元バーコード７を重ねた状態の場合、前記カメラ２０２で撮影する画像が重なり、前記二次元バーコード７から取得するデータには前記ラメ１０２等によるノイズが生じる。しかしながら、前記二次元バーコード７の典型例であるＱＲコード等では、冗長ビットが含まれているので、前記ラメ１０２等によるノイズが前記第２ＩＤデータの正確性に影響することは少ない。そのため、狭い領域に設けることができ、前記有価証券６のデザイン性が損なわれるのを防げる。
【００８８】
また、逆に、前記被認証デバイス１の表面（上面）に前記二次元バーコード７を印刷してもよい。その場合、前記光源２０１として赤外線発光器を用い、被認証デバイス１に赤外線を照射して、反射した赤外線を赤外線ＣＣＤカメラで撮影すればよい。
【００８９】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【００９０】
【発明の効果】
本願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、以下の通りである。
（１）ランダムパターンを用いた認証システムにおいて、ランダムパターンを正確に読み取れ、かつ、読み取りの安定性が高いシステムを安価にすることができる。
（２）前記ランダムパターンを正確に読み取れ、かつ、読み取りの安定性が高いシステムを安価にすることに加え、ランダムパターンの複製（偽造）を困難にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１のデバイス認証システムの概略構成を示す模式ブロック図である。
【図２】本実施例１のデバイス認証システムの概略構成を示す模式図であり、被認証デバイスの構成を示す斜視図である。
【図３】本実施例１のデバイス認証システムを用いた錠の開閉システムの概略構成を示す模式ブロック図である。
【図４】本実施例１のデバイス認証システムを用いた錠の開閉システムの概略構成を示す模式図であり、カードキーの構成を示す平面図である。
【図５】本実施例１のデバイス認証システムを用いた錠の開閉システムの概略構成を示す模式図であり、カードキーの応用例を示す平面図である。
【図６】前記実施例１のデバイス認証システムの応用例を説明するための図であり、図６（ａ）は被認証デバイスの概略構成を示す斜視図、図６（ｂ）はランダムパターンの読み取り方法を説明するための図である。
【図７】本発明による実施例２のデバイス認証システムの概略構成を示す模式図であり、認証対象物の一例を示す図である。
【図８】本実施例２のデバイス認証システムの概略構成を示す模式図であり、デバイス認証システム全体の構成を示すブロック図である。
【図９】前記実施例２のデバイス認証システムの変形例を説明するための模式図であり、図９（ａ）は認証対象物（有価証券）の概略構成を示す平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の正面図である。
【符号の説明】
１…被認証デバイス、１０１…透明樹脂、１０２…ラメ（棒状ラメ）、１Ａ…第１被認証デバイス、１Ｂ…第２被認証デバイス、２…デバイス認証装置、２０１…光源、２０１ａ…第１光源、２０１ｂ…第２光源、２０２…ランダムパターン読み取り手段（ＣＣＤカメラ）、２０３…第１データ取得手段、２０４…第２データ記録手段、２０５…第２データ取得手段、２０６…関連性計算手段、３…カードキー、４…施錠開錠手段、５…認証結果表示手段、６…有価証券（商品券）、７…二次元バーコード（第２データ記録手段）。
【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】
2004171109.tif 000008
【図７】
2004171109.tif 000009
【図８】
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【図９】
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