(57)【要約】【課題】ＩＣカードの本人認証を確実なものにすること。【解決手段】ＩＣカードの所有者本人の指紋情報を基にして生成された暗号鍵を用いて認証コードを暗号化したものをカードに格納し、該ＩＣカードの所持者の指紋から生成された復号鍵を用いてそれを復号化することにより、認証コードとの照合を行い、本人認証を行う。【選択図】図４
2004088373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証コードと、
ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データと、
前記暗号データを復号化するための復号化手段と、
前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段と、
を少なくとも有するＩＣカードについての本人認証方法であって、
該方法は、
本人認証の際に採取した前記ＩＣカードの所持者の生体情報を用いて復号鍵を生成する工程と、
該復号鍵を用い、前記復号化手段により前記暗号データの復号化を行う工程と、
得られた復号データと前記認証コードとの照合を前記照合手段によって行う工程と、
照合の結果、前記復号データと前記認証コードが一致した場合に、前記ＩＣカードの所持者が所有者本人であると判定する工程と、
を有することを特徴とするＩＣカードの本人認証方法。
【請求項２】
認証コードと、
ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データと、
前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段と、
を少なくとも有するＩＣカードについての本人認証方法であって、
該方法は、
本人認証の際に採取した前記ＩＣカードの所持者の生体情報を用いて復号鍵を生成する工程と、
該復号鍵を用い、前記ＩＣカードの外に設けられた復号化手段により前記暗号データの復号化を行う工程と、
得られた復号データを前記ＩＣカードに入力する工程と、
該入力された復号データと前記認証コードとの照合を前記照合手段によって行う工程と、
照合の結果、前記復号データと前記認証コードが一致した場合に、前記ＩＣカードの所持者が所有者本人であると判定する工程と、
を有することを特徴とするＩＣカードの本人認証方法。
【請求項３】
前記生体情報が指紋情報である請求項１又は２に記載のＩＣカードの本人認証方法。
【請求項４】
前記暗号化及び復号化に光学的暗号化手法を用いたことを特徴とする請求項３に記載のＩＣカードの本人認証方法。
【請求項５】
認証コードを格納する認証コード格納手段と、
ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データを格納する暗号データ格納手段と、
前記暗号データを復号化するための復号化手段と、
前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段と、
を有するＩＣカードであって、
本人認証の際に採取したＩＣカードの所持者の生体情報を基に生成された復号鍵を用いて前記暗号データの復号化を行い、得られた復号データと前記認証コードを照合することにより、前記ＩＣカードの所持者の本人認証を行うことを特徴とするＩＣカード。
【請求項６】
少なくとも、前記認証コード格納手段、復号化手段、及び照合手段が同一チップ上に配設されていることを特徴とする請求項５に記載のＩＣカード。
【請求項７】
前記暗号データ格納手段が、ＩＣカード表面にある前記チップとは別の媒体に配設されていることを特徴とする請求項６に記載のＩＣカード。
【請求項８】
前記暗号化及び復号化に光学的暗号化手法を用いたことを特徴とする請求項７に記載のＩＣカード。
【請求項９】
前記媒体がホログラムであることを特徴とする請求項８に記載のＩＣカード。
【請求項１０】
前記生体情報が指紋情報である請求項５乃至９のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項１１】
認証コードを格納する認証コード格納手段と、
ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データを格納する暗号データ格納手段と、
前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段と、
を有するＩＣカードであって、
本人認証の際に採取したＩＣカードの所持者の生体情報を基に生成された復号鍵を用い、前記ＩＣカードの外部に設けられた復号化手段で前記暗号データの復号化を行い、得られた復号データを前記ＩＣカードに入力し前記認証コードを照合することにより、前記ＩＣカードの所持者の本人認証を行うことを特徴とするＩＣカード。
【請求項１２】
少なくとも、前記認証コード格納手段及び照合手段が同一チップ上に配設されていることを特徴とする請求項１１に記載のＩＣカード。
【請求項１３】
前記暗号データ格納手段が、ＩＣカード表面にある前記チップとは別の媒体に配設されていることを特徴とする請求項１２に記載のＩＣカード。
【請求項１４】
前記暗号化及び復号化に光学的暗号化手法を用いたことを特徴とする請求項１３に記載のＩＣカード。
【請求項１５】
前記媒体がホログラムであることを特徴とする請求項１４に記載のＩＣカード。
【請求項１６】
前記生体情報が指紋情報である請求項１１乃至１５のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項１７】
請求項１６に記載のＩＣカードと、該ＩＣカードに対するデータの読み書きを行うリーダライタと、前記ＩＣカード所持者の指紋を読み取る指紋読み取り装置とを含むＩＣカードの本人認証装置であって、
前記リーダライタには、前記復号化手段が内蔵されているとともに、前記指紋読み取り装置で読み取られた指紋情報から生成された前記復号鍵が入力されることを特徴とするＩＣカードの本人認証装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載のＩＣカードと、該ＩＣカードに対するデータの読み書きを行うリーダライタと、前記ＩＣカード所持者の指紋を読み取る指紋読み取り装置とを含むＩＣカードの本人認証装置であって、
前記リーダライタには、前記復号化手段が内蔵されているとともに、前記指紋読み取り装置で読み取られた指紋情報を取り入れて前記復号鍵を生成する復号鍵生成手段がさらに内蔵されていることを特徴とするＩＣカードの本人認証装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカードの所持者の本人確認を行う為の認証技術に関し、特に、盗難等によってＩＣカードが本人以外の第三者の手に渡ったときでも、その影響を最小限に止め、該第三者によるＩＣカードの不正使用を防止する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、住民基本台帳カードを初めとして、公共分野を中心としてＩＣカードの導入が計画されている。ＩＣカードは、外部からの物理的な攻撃に対し、メモリ内の情報を読みとれなくする耐タンパ性（物理的な攻撃に対する耐性）、カード内情報の不正な読み取りに対しカードをロックする強制アクセス制御など高いセキュリティ機能を持つとともに、現在広く用いられている磁気カードに比して大容量のデータ蓄積機能を有する。
【０００３】
このためＩＣカードを利用することで、医療、福祉、保険といった様々な分野の行政サービスだけでなく、クレジットカードやキャッシュカードなど様々な民間サービスを１枚のカードで効果的に受けられることが期待されている（図１）。
【０００４】
しかし、現在、ＩＣカードの本人認証は、ＩＣカード使用時に行われる所有者認証コードの照合（本人しか知らないコードを入力し、それがＩＣカードに格納されている認証コードと一致した場合にＩＣカードを使用可能な状態にすること）によって行われており、現段階では、ＩＣカードの持つ高度な機能をもってしても、カード紛失時・盗難時における“なりすまし”の危険性を完全に排除するものではない。
【０００５】
すなわち、ＩＣカードの本人認証は、上述のように、認証コードの入力によって行われているため、この認証コードを他人に知られないようにすることは勿論のこと、認証コードが容易に推測できるような単純なものであってもならない。
【０００６】
現実に、カードサービス提供会社は、誕生日や住所等、他人に簡単に推測される認証コードを使用した利用者については、損害賠償請求を認めない等の規約を定めているところが多い。
【０００７】
従って、セキュリティ性の高い認証コードの要件として、容易に推測ができないよう、文字列を長くしたり、意味をなさない文字列で構成すること等が求められるが、反面こうした認証コードは所有者本人が覚えにくいという欠点があり、実際には、比較的文字列が短く所有者にとって覚えやすい４桁程度の数字（例えば電話番号や誕生日等）や文字列（住所等）が使われているのが実状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況に鑑み、近年、認証コードとして、本人固有の情報、つまりバイオメトリクスを用いた認証方法が提案されている。バイオメトリクスに使用されるものは、その個人の生体情報である指紋、声紋、虹彩等が一般的である。
【０００９】
この方法は、本人しか所有し得ず、かつ生涯不変の情報である生体情報を認証コードとして使用するものであるから、認証コードを覚えておく必要がなく、また、カードが盗まれたとしても他人は正しい認証コードを入手することが不可能であり、カードを悪用されないという特長がある。
【００１０】
生体情報を利用した本人認証としては、図２のように、生体情報（指紋画像データ）をＩＣカード内に事前に登録しておき、認証時に、該ＩＣカードの所持者から得た指紋画像データを前記ＩＣカードに送信し、カード内で登録されている前記データとの照合を行い、本人であるか否かの認証を行うものが考えられるが、現状のＩＣカードに搭載されているＣＰＵの能力やメモリの容量等の制約により、実用化はされていない。また、住民基本台帳カード等に利用されるＩＣカードは、様々なメーカから異なるタイプの種類のカードが提供される予定であり、すでに共通にもつべき基本的仕様は策定されつつあるが、ＩＣカードそのものはどの自治体に持っていっても使用可能でなくてはならないため、この方法を採用するとなれば、現在の所有者認証コードを用いた認証方法とは別の新たな仕様を策定する必要が生じることになり、この方法による本人認証を行うことは現在のところ困難である。
【００１１】
このため、現状のＩＣカードの能力及び仕様においても実現可能なものとして、例えば、特開２００１−２０２３３６号公報に開示されている方法がある。これは、図３に示すように、生体情報そのものではなく、生体情報から抽出した特徴データを利用するものである。また、特開２０００−２９３６４３号公報に開示されているものは、前記特徴データを二つに分割し、一方の照合をＩＣカード側のＣＰＵで行い、他方の照合を外部機器において行うことにより、カード側ＣＰＵの負担をさらに軽減するものである。これらの方法は、ＩＣカードそのものの機能を変更する必要はないが、生体情報から認証コードを算出する手法が明らかになってしまった場合、指紋や虹彩等の画像を採取されることにより計算機等で容易に生体情報から認証コードを生成することが可能になるため、完全に第三者の不正使用を防止することができないだけでなく、不正使用の抑止効果も少ない。
【００１２】
かかる状況において、本人固有の情報である生体情報を利用し、かつ、現在用いられているＩＣカードシステムを大きく変更せずに、厳密な本人認証を行う方法及び装置が求められている。
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑み為されたものであり、本人固有の情報である生体情報を暗号鍵／復号鍵として利用して、文字列が長いことや文字列として意味をなさない認証コードを暗号化し、ＩＣカードに記録することで、ＩＣカードの正当な所有者とＩＣカードを厳密に結びつけることができ、かつ現在使用中のＩＣカードシステムとの互換性を保ち、容易に適用可能なものとするＩＣカードの本人認証方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生体情報を利用したＩＣカードの本人認証方法に関し、本発明の上記目的は、認証コードと、ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データと、前記暗号データを復号化するための復号化手段と、前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段とを少なくとも有するＩＣカードについての本人認証方法であって、該方法は、本人認証の際に採取した前記ＩＣカードの所持者の生体情報を用いて復号鍵を生成する工程と、該復号鍵を用い、前記復号化手段により前記暗号データの復号化を行う工程と、得られた復号データと前記認証コードとの照合を前記照合手段によって行う工程と、照合の結果、前記復号データと前記認証コードが一致した場合に、前記ＩＣカードの所持者が所有者本人であると判定する工程とを具備することによって達成される。
【００１５】
また、本発明の上記目的は、認証コードと、ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データと、前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段とを少なくとも有するＩＣカードについての本人認証方法であって、該方法は、本人認証の際に採取した前記ＩＣカードの所持者の生体情報を用いて復号鍵を生成する工程と、該復号鍵を用い、前記ＩＣカードの外に設けられた復号化手段により前記暗号データの復号化を行う工程と、　得られた復号データを前記ＩＣカードに入力する工程と、該入力された復号データと前記認証コードとの照合を前記照合手段によって行う工程と、照合の結果、前記復号データと前記認証コードが一致した場合に、前記ＩＣカードの所持者が所有者本人であると判定する工程とを具備することによっても達成される。
【００１６】
さらに、本発明の上記目的は、前記生体情報として指紋情報を用いること、或いは、前記暗号化及び復号化に光学的暗号化手法を用いることにより、より効果的に達成される。
【００１７】
次に、本発明は、生体情報を利用したＩＣカードの本人認証装置に関し、本発明の上記目的は、認証コードを格納する認証コード格納手段と、ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データを格納する暗号データ格納手段と、前記暗号データを復号化するための復号化手段と、前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段と、を有するＩＣカードであって、本人認証の際に採取したＩＣカードの所持者の生体情報を基に生成された復号鍵を用いて前記暗号データの復号化を行い、得られた復号データと前記認証コードを照合することにより、前記ＩＣカードの所持者の本人認証を行うことを特徴とするＩＣカードによって達成される。
【００１８】
また、本発明の上記目的は、少なくとも、前記認証コード格納手段、復号化手段、及び照合手段が同一チップ上に配設されていることを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記暗号データ格納手段が、ＩＣカード表面にある前記チップとは別の媒体に配設されていることを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記暗号化及び復号化に光学的暗号化手法を用いたことを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記媒体がホログラムであることを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記生体情報が指紋情報であるＩＣカードにより、より効果的に達成される。
【００１９】
さらに、本発明の上記目的は、認証コードを格納する認証コード格納手段と、ＩＣカードの所有者本人の生体情報を基に別途生成された暗号鍵により前記認証コードを暗号化して得られた暗号データを格納する暗号データ格納手段と、前記暗号データを復号化することにより得られる復号データと前記認証コードとの照合を行う照合手段と、を有するＩＣカードであって、本人認証の際に採取したＩＣカードの所持者の生体情報を基に生成された復号鍵を用い、前記ＩＣカードの外部に設けられた復号化手段で前記暗号データの復号化を行い、得られた復号データを前記ＩＣカードに入力し前記認証コードを照合することにより、前記ＩＣカードの所持者の本人認証を行うことを特徴とするＩＣカードによって達成される。
【００２０】
またさらに、本発明の上記目的は、少なくとも、前記認証コード格納手段及び照合手段が同一チップ上に配設されていることを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記暗号データ格納手段が、ＩＣカード表面にある前記チップとは別の媒体に配設されていることを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記暗号化及び復号化に光学的暗号化手法を用いたことを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記媒体がホログラムであることを特徴とするＩＣカードにより、或いは、前記生体情報が指紋情報であるＩＣカードにより、より効果的に達成される。
【００２１】
さらにまた、本発明の上記目的は、前記ＩＣカードと、該ＩＣカードに対するデータの読み書きを行うリーダライタと、前記ＩＣカード所持者の指紋を読み取る指紋読み取り装置とを含むＩＣカードの本人認証装置であって、前記リーダライタには、前記復号化手段が内蔵されているとともに、前記指紋読み取り装置で読み取られた指紋情報から生成された前記復号鍵が入力されることを特徴とするＩＣカードの本人認証装置により、或いは、前記ＩＣカードと、該ＩＣカードに対するデータの読み書きを行うリーダライタと、前記ＩＣカード所持者の指紋を読み取る指紋読み取り装置とを含むＩＣカードの本人認証装置であって、前記リーダライタには、前記復号化手段が内蔵されているとともに、前記指紋読み取り装置で読み取られた指紋情報を取り入れて前記復号鍵を生成する復号鍵生成手段がさらに内蔵されていることを特徴とするＩＣカードの本人認証装置によって、より効果的に達成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る生体情報を利用したＩＣカードの本人認証方法及びその装置について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２３】
図４は、本発明に係る生体情報を利用したＩＣカードの本人認証の方法の概念を示した図である。
【００２４】
予め任意に定めた認証コード（通常は数桁の数字や文字列、あるいはそれらの組み合わせからなる）が、ＩＣカードの認証コード格納手段（例えば、不揮発性のＲＯＭで構成される。）に書き込まれるとともに、前記ＩＣカードの所有者本人の指紋情報（Ｆｒ）から生成された暗号鍵（ＫＥ）を用いて暗号化された暗号化認証コードが、「暗号データ」として前記ＩＣカードの暗号データ格納手段（例えば、不揮発性のＲＯＭで構成される。）に書き込まれる。
【００２５】
このＩＣカードの本人認証は次のようにして行われる。すなわち、認証時にそのＩＣカードを所持している者の指紋（Ｆｃ）を採取し、Ｆｃから復号鍵（ＫＤ）を生成し、そのＫＤを用いて、前記暗号データを復号化し、復号データを得る。その復号データはＩＣカード内のメモリ（揮発性ＲＡＭ）に一時格納され、照合手段において前記認証コードとの比較照合が行われるときに読み出される。
【００２６】
ＩＣカードの所持者が所有者本人であれば、Ｆｃ＝Ｆｒとなり、従って、ＫＤ＝ＫＥとなるので、復号データは認証コードと一致し、照合結果はＯＫとなる。
【００２７】
一方、ＩＣカードの所持者が本人でなければＫＤとＫＥは異なるので、復号化が正しく行われず、復号データと認証コードは一致しなくなるので、ＮＧとなる。
【００２８】
なお、図４において、復号化手段がＩＣカードの中にあるように示したが、これは外部（例えば、リーダライタ等）にあってもよいことは言うまでもない。その場合は、暗号データがＩＣカードから外部に読み出されることになるが、暗号化されているため、たとえ第三者に読まれたとしても、本人の指紋（Ｆｒ）がなければ復号化できないので認証コードが知られることはない。
【００２９】
図５は、本発明に係る生体情報を利用した本人認証を可能とするＩＣカードの第一実施例を示す図であり、復号化手段がＩＣカード側に設けられている場合である。従って、この場合は、認証時にＩＣカード所持者の指紋情報から生成された復号鍵ＫＤをＩＣカードに入力することになる。
【００３０】
図５（Ａ）は認証コードと暗号データが同一のチップ内に格納されている場合を示すものであり、図５（Ｂ）は、暗号データが認証コードが格納されているＩＣチップとは別の媒体（例えば、磁気テープやホログラム等）に格納されている場合を示すものである。後者は、ＩＣチップ内の記憶媒体の容量が小さい場合に採られる構成である。
【００３１】
第一実施例は、カード内に照合機能、復号化機能をもたせる必要があるが、現在のＩＣカードはプラットフォームタイプと呼ばれ、複数のアプリケーションが搭載可能となっていることから、これらの機能のためのアプリケーションをソフトウェアで搭載させることで、従来のアプリケーション（ＩＣカード）の機能を変更することなく、生体情報を利用した本人認証を行うことが可能である。
【００３２】
また、アプリケーションについても、ＩＣカード内に格納されるため、暗号化アルゴリズムを第三者が知ることは困難となる。
【００３３】
図６は、本発明に係る生体情報を利用した本人認証を可能とするＩＣカードの第二実施例を示す図であり、復号化手段がＩＣカード外（例えばリーダライタに内蔵）に設けられている場合である。従って、この場合は、認証時にＩＣカードから暗号データを一旦外部に読み出し、ＩＣカード所持者の指紋情報（Ｆｃ）から生成された復号鍵（ＫＤ）とともに復号化手段に入力し、復号化された認証コード（復号データ）を逆にＩＣカードに送り、ＩＣカード内で認証コードとの照合が行われる。
【００３４】
図６（Ａ）は認証コードと暗号データが同一のチップ内に格納されている場合を示すものであり、図６（Ｂ）は、暗号データが認証コードが格納されているＩＣチップとは別の媒体（例えば、磁気テープやホログラム等）に格納されている場合を示すものである。後者は、ＩＣチップ内の記憶媒体の容量が小さい場合に採られる構成である。
【００３５】
第二実施例の場合は、復号化手段がＩＣカードの外に設けられているため、現在のカードの仕様をほとんど変更することなく利用することができる利点がある。また、認証コードは光学的手法など、復号化に対応したハードウェア環境をもつ専用のリーダライタ（Ｒ／Ｗ）等がないと復元が困難な方法で暗号化されるため、ＩＣカードが盗まれても計算機等で容易に認証コードを復元（復号化）することは困難である。
【００３６】
さらに、仮に、生体情報を利用した本人認証が行えない場所においても、長大な認証コード（前記復号データに相当するもの）をカード所持者自身で入力することにはなるが、カードの利用自体は可能であり、公共分野におけるＩＣカードの相互運用性にも配慮した方法である。
【００３７】
＜具体的実施例＞
ここでは、第二実施例の具体例として、光学的暗号化手法を用いたＩＣカードの本人認証システムを示す（図７）。本システムは、ＩＣカードと、暗号化／復号化処理機能の付いたリーダライタ（Ｒ／Ｗ）と、指紋読み取り装置と、パソコンとからなる。なお、図７では暗号／復号鍵生成装置がＲ／Ｗに内蔵されているようになっているが、指紋読み取り装置側に内蔵してもよいことは言うまでもない。
【００３８】
パソコンは、指紋読み取り装置やＲ／Ｗを制御したり、Ｒ／Ｗを介してＩＣカードに書き込むデータを入力したり、ＩＣカードの照合結果を表示させたりするのに使用されるものである。
【００３９】
本具体的実施例では、暗号／復号方式として、光暗号方式を採用しているが、光暗号方式は、画像のフーリエ像に鍵となるランダム位相を乗算することで暗号化及び復号化を行うものであり、鍵の微小なエラーに対して許容性があるため、指紋画像のような撮影時のばらつき（ズレ）が生ずる可能性があるデータを鍵とする場合に適した暗号方式である。
【００４０】
図８は、本発明に係るＩＣカードの発行時の流れを示したものであり、本人の指紋画像（Ｆｒ）から生成した鍵（ＫＥ）を用いて、認証コードとして用いるビットパターン画像を光暗号化し、これを記録したホログラムをＩＣカードに貼り付けることで個人情報を登録する。
【００４１】
図９は前記ＩＣカードの本人認証時の流れを示したものであり、復号化機能を有する前記リーダライタ（Ｒ／Ｗ）を用いて、カード所持者（本人とは限らない）の指紋（Ｆｃ）を指紋読み取り装置で読み取り、これを復号鍵（ＫＤ）として、ホログラムから再生した画像（暗号データ）を復号化し、電子的なビット列（復号データ）に変換してＩＣカードヘ入力し、元の認証コードと比較することで、照合を行う。その結果はパソコンに表示される。
【００４２】
このシステムでは、従来のＩＣカードの機能を変更することなく、指紋を用いた所有者本人認証を行うことが可能である。鍵となる指紋画像では、本人の指紋では認証コードが正確に復号化されるが、似通った指紋であっても他人の指紋では認証コードが復元不可能でなければならない。よって、本人と他人を識別可能な指紋の特徴を抽出したデータに指紋画像を変換する必要がある。ここでは指紋の撮影時の位置ずれによる本人許容率の低下を防ぐために、指紋画像をフーリエ変換し、その位相成分を鍵として利用している。
【００４３】
＜光学的暗号化手法の説明＞
本発明において使用している光学的暗号化手法を数学的に説明すると、以下のうようになる。
【００４４】
まず暗号化を行う元画像（ＰＩＮ画像）ｆ（ｘ，ｙ）に対し、あるランダムパターンＲ（ｘ，ｙ）によって位相変調を行い、これをｆｍ（ｘ，ｙ）とすると数１のようになる。
【００４５】
【数１】
2004088373.tif 000003
そして、ｆｍ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換し、フーリエ像Ｆ（ｕ，ｖ）に暗号鍵画像ＫＥ（ｕ，ｖ）を位相物体として乗算することで、暗号化を行う。暗号化画像をＣ（ｕ，ｖ）とすると、
【数２】
2004088373.tif 000004
となる。ここで、
ＡＦ（ｕ，ｖ）：Ｆ（ｕ，ｖ）の振幅成分
ＰＦ（ｕ，ｖ）：Ｆ（ｕ，ｖ）の位相成分
である。この暗号方式で用いる暗号鍵ＫＥ（ｕ，ｖ）は、ランダムな系列である必要がある。
【００４６】
復号化の際は、まず暗号化画像の共役像Ｃ＊（ｕ，ｖ）に復号鍵画像ＫＤ（ｕ，ｖ）を位相物体として乗算を行う。この画像をＣｍ（ｕ，ｖ）とすると、
【数３】
2004088373.tif 000005
とかける。ここで、
【数４】
2004088373.tif 000006
である。そして、Ｃｍ（ｕ，ｖ）をフーリエ変換すると、復号化画像ｆｒ（ｘｄ，ｙｄ）が得られ、
【数５】
2004088373.tif 000007
ここで、暗号鍵と復号鍵が等しいとき、
【数６】
2004088373.tif 000008
（δ（ｘｄ，ｙｄ）はＤｉｒａｃ　のデルタ関数）となるため、復号化画像はｆｍ＊（ｘｄ，ｙｄ）となる。よって、観測される強度分布Ｉｒ（ｘｄ，ｙｄ）は、
【数７】
2004088373.tif 000009
となり、元画像が復元される。
【００４７】
＜暗号／復号鍵の生成方法＞
指紋画像ｇ（ｘ’，ｙ’）（振幅成分のみ、位相成分一定）をフーリエ変換すると、
【数８】
2004088373.tif 000010
となる。この位相成分ＰＧ（ｕ，ｖ）を鍵として用いる。このときの鍵Ｋは
【数９】
2004088373.tif 000011
とかける。
【００４８】
＜照合時の採取指紋の位置ずれの影響＞
ここで、暗号化するときと復号化するときで、指紋画像がシフトしたときを考える。指紋画像ｇ（ｘ’，ｙ’）の位置がシフトした指紋画像は、
【数１０】
2004088373.tif 000012
と書くことができる。これをフーリエ変換すると
【数１１】
2004088373.tif 000013
となり、このときの暗号鍵ＫＳは、
【数１２】
2004088373.tif 000014
となる。よって、暗号化のときの鍵をＫ、復号化のときの鍵をＫＳとして、（３）〜（５）式のＫＥ、ＫＤにそれぞれ代入すると、復号化画像は、
【数１３】
2004088373.tif 000015
となり、指紋がシフトした分だけ、復号化画像もシフトして再生されることになる。従って、復元された画像自体が変形するわけではないので、照合時の指紋のずれによる影響は無視できることになる。
【００４９】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るＩＣカードの本人認証方法及びその装置によれば、本人固有の情報である生体情報を暗号鍵／復号鍵として利用して、文字列が長いことや文字列として意味をなさない認証コードを暗号化し、ＩＣカードに記録することで、ＩＣカードの正当な所有者とＩＣカードを厳密に結びつけることができ、かつ現在使用中のＩＣカードシステムとの互換性を保ち、容易に適用可能なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なＩＣカードの利用形態を示す図である。
【図２】生体情報を利用したＩＣカードの本人認証の従来技術の一例を示す図である。
【図３】生体情報を利用したＩＣカードの本人認証の従来技術の他の例を示す図である。
【図４】本発明の概念を示す図である。
【図５】本発明に係るＩＣカードの第一実施例を示すものであり、復号化手段がカード内にある場合である。
（Ａ）は暗号データがチップ内、（Ｂ）は暗号データがチップ外の別媒体にある場合を示すものである。
【図６】本発明に係るＩＣカードの第二実施例を示すものであり、復号化手段がカード外にある場合である。
（Ａ）は暗号データがチップ内、（Ｂ）は暗号データがチップ外の別媒体にある場合を示すものである。
【図７】本発明に係るＩＣカード本人認証方法を実施するためのシステム構成の一例を示す図である。
【図８】認証コード及び暗号データをＩＣカードに登録するときの概念図である。
【図９】ＩＣカードの本人認証時のデータの流れを示す概念図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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