(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスとユーザを結び付けて、前記デバイス及び前記ユーザをサービス提供者に対して認証する方法であって、
ユーザ入力を受け取るステップと、
前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップと、
前記デバイスの物理測定を行うステップと、
前記デバイスに係るヘルパデータを取得するステップと、
前記物理測定及び前記ヘルパデータから第２のキーを計算するステップと、
前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行うステップと
を有し、
前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行うステップは、前記第１のキー及び前記第２のキーを前記サービス提供者に送信して、前記デバイスと前記ユーザの双方を前記サービス提供者に対して認証することを含み、前記第１のキー及び前記第２のキーは、前記デバイスによって前記ユーザから取得されたヘルスデータを認証するのに用いられる、方法。
【請求項２】
前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行うステップは、第３のキーを得るよう前記第１のキー及び前記第２のキーに対して所定の関数を実行するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーザ入力を受け取るステップは、パスワードを受け取るステップを有し、
前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップは、前記パスワードから前記第１のキーを計算するステップを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ユーザ入力を受け取るステップは、前記ユーザのバイオメトリック測定を行うステップを有し、
前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップは、前記ユーザに係るヘルパデータを取得し、前記バイオメトリック測定及び前記ユーザに係るヘルパデータから前記第１のキーを計算するステップを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記デバイスに係るヘルパデータを取得するステップは、前記デバイスの不揮発性メモリから前記デバイスに係るヘルパデータを取得するステップを有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ユーザ共有を取得し、デバイス共有を取得し、前記ユーザ共有、前記デバイス共有、前記第１のキー及び前記第２のキーに対して所定の関数を実行して第３のキーを得るステップを更に有する、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
デバイスとユーザとを結び付けて、前記デバイス及び前記ユーザをサービス提供者に対して認証するシステムであって、
ユーザ入力を受け取るよう配置されるユーザインターフェースと、
前記デバイスの物理測定を行うよう配置されるクエリコンポーネントと、
前記ユーザインターフェースと前記クエリコンポーネントとに接続され、前記ユーザ入力から第１のキーを生成し、前記デバイスに係るヘルパデータを取得し、前記物理測定及び前記ヘルパデータから第２のキーを計算し、前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行うよう配置される処理コンポーネントと
を有し、
前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行うことは、前記第１のキー及び前記第２のキーを前記サービス提供者に送信して、前記デバイスと前記ユーザの双方を前記サービス提供者に対して認証することを含み、前記第１のキー及び前記第２のキーは、前記デバイスによって前記ユーザから取得されたヘルスデータを認証するのに用いられる、システム。
【請求項８】
前記処理コンポーネントは、前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行う場合に、第３のキーを得るよう前記第１のキー及び前記第２のキーに対して所定の関数を実行するよう配置される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ユーザ入力はパスワードを有し、
前記処理コンポーネントは、前記ユーザ入力から第１のキーを生成する場合に、前記パスワードから前記第１のキーを計算するよう配置される、請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ユーザ入力は、前記ユーザのバイオメトリック測定を有し、
前記処理コンポーネントは、前記ユーザ入力から第１のキーを生成する場合に、前記ユーザに係るヘルパデータを取得し、前記バイオメトリック測定及び前記ユーザのヘルパデータから前記第１のキーを計算するよう配置される、請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記処理コンポーネントは、前記デバイスに係るヘルパデータを取得するとき、前記デバイスの不揮発性メモリから前記デバイスに係るヘルパデータを取得するよう配置される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記処理コンポーネントは、更に、ユーザ共有を取得し、デバイス共有を取得し、前記ユーザ共有、前記デバイス共有、前記第１のキー及び前記第２のキーに対して所定の関数を実行して第３のキーを取得するよう配置される、請求項７乃至１１のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ユーザインターフェース、前記クエリコンポーネント及び前記処理コンポーネントは、単一のデバイス内に含まれる、請求項７乃至１２のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ユーザインターフェース、前記クエリコンポーネント及び前記処理コンポーネントは、複数のデバイスにわたって分布している、請求項７乃至１２のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
デバイスとユーザとを結び付けて、前記デバイス及び前記ユーザを登録する方法であって、
ユーザ入力を受け取るステップと、
前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップと、
前記デバイスの物理測定を行うステップと、
前記物理測定から第２のキーと前記デバイスに係るヘルパデータとを生成するステップと、
前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行い、該動作の出力を遠隔のデータ記憶部に送るステップと
を有し、
前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行い、該動作の出力を遠隔のデータ記憶部に送るステップは、前記デバイスと前記ユーザの双方が登録されるように、前記第１のキー及び前記第２のキーをサービス提供者に送ることを含み、前記第１のキー及び前記第２のキーは、前記デバイスによって前記ユーザから取得されたヘルスデータを認証するのに用いられる、方法。
【請求項１６】
前記ユーザ入力を受け取るステップは、前記ユーザのバイオメトリック測定を行うステップを有し、
前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップは、前記ユーザに係るヘルパデータを生成するステップを有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
デバイスとユーザとを結び付けて、前記デバイス及び前記ユーザを登録するシステムであって、
ユーザ入力を受け取るよう配置されるユーザインターフェースと、
前記デバイスの物理測定を行うよう配置されるクエリコンポーネントと、
前記ユーザ入力から第１のキーを生成し、前記物理測定から第２のキーと前記デバイスに係るヘルパデータとを生成し、前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行い、該動作の出力を遠隔のデータ記憶部に送るよう配置される処理コンポーネントと
を有し、
前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行い、該動作の出力を遠隔のデータ記憶部に送ることは、前記デバイスと前記ユーザの双方が登録されるように、前記第１のキー及び前記第２のキーをサービス提供者に送ることを含み、前記第１のキー及び前記第２のキーは、前記デバイスによって前記ユーザから取得されたヘルスデータを認証するのに用いられる、システム。
【請求項１８】
前記ユーザ入力は、前記ユーザのバイオメトリック測定を有し、
前記処理コンポーネントは、更に、前記ユーザ入力から第１のキーを生成する場合に、前記ユーザに係るヘルパデータを生成するよう配置される、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスとユーザとを認証する方法及びシステムに関する。一実施形態で、本発明は、ヘルスサービス、特に、患者及びヘルスケア提供者が互いに離れており、電子システムによって接続されているところのシステムの一部として提供されるもののための複合型デバイス及び患者認証システムを提供する。
【背景技術】
【０００２】
ヘルスケアにおけるますます重要な傾向は、全てのレベルのヘルスケアでの消費者／患者関与の１つである。人々は、彼ら自身の健康管理において、より積極的な役割を果たしている。このような患者権限拡張の傾向は、既に、幅広くサポートされている。多くの解決法（例えば、Ｃａｐｍｅｄ、http://www.phrform.com/index.asp、Ｍｅｄｋｅｙ、http://www.medkey.com/、及びＷｅｂｍｄ、http://www.webmd.comを参照されたし。）が市場に投入されており、患者が、オンラインサービスで、彼ら自身の健康に関する情報を収集し、それらをポータブル型デバイスに記憶することを可能にする。これらの解決法は、しばしば、パーソナル・ヘルス・レコード（ＰＨＲ）サービスと呼ばれる。既に、市場における多くの製品は、患者が自動的に測定及び他の医療データを自身のＰＨＲに入力することを可能にする（例えば、Ｌｉｆｅｓｅｎｓｏｒ、http://www.lifesensor.com/en/us/、及びHｅａｌｔｈｖａｕｌｔ、http://www.healthvault.com/を参照されたし。）。例えば、ｗｅｉｇｈｔｓｃａｌｅは、その情報をブルートゥース（登録商標）を介してコンピュータに送信する。コンピュータから、データはＰＨＲにアップロードされる。これは、患者が、自身の健康データを収集し管理し、何より、自身の治療に関わる様々なヘルスケアの専門家とデータを共有することを可能にする。
【０００３】
ヘルスケアにおける他の重要な傾向は、ヘルスケアの提供が、緊急の施設介護から外来診療及び在宅医療へと徐々に広がっていることである。情報及び通信技術における進歩は、テレメディスン及び遠隔患者モニタリングを含む遠隔ヘルスケアサービス（テレヘルス（telehealth））を可能にした。市場における多数のサービスは、測定デバイスが遠隔のバックエンドサーバへホームハブを介して接続されているテレヘルス・インフラストラクチャを予め配備している。ヘルスケア提供者は、このアーキテクチャを用いて、測定データに遠隔アクセスし、患者を助ける。例えば、疾病管理サービス（例えば、フィリップスのモティバ（Ｍｏｔｉｖａ）及びＰＴＳ）や、緊急応答サービス（フィリップスのライフライン（Lifeline））がある。
【０００４】
測定デバイス、ホームハブ及びバックエンドサービスの相互運用性は、この市場の更なる成長と権限付与のために極めて重要になっている。この必要性は、例えば、コンティニュア・ヘルス・アライアンス（Continua  Health  Alliance）（http://www.continuaalliance.orgを参照されたし。）によって認識されている。図１に示されているように、このイニシアチブは、測定デバイス、ホームハブ（アプリケーション・ホスティング）デバイス、オンラインヘルスケア／ウェルネスサービス（ＷＡＮ）及びヘルス・レコード・デバイス（ＰＨＲ／ＥＨＲ）の間のプロトコルを標準化することを目標としている。データのフォーマット及び交換の問題に加えて、コンティニュア・ヘルス・アライアンスは、また、セキュリティ及び安全性の問題に対処している。
【０００５】
ヘルスケアの領域における基本的なセキュリティ及び安全の問題のうちの１つは、ユーザ及びデバイスの認証／識別の問題である。すなわち、患者によって遠隔測定されたデータがヘルスケアサービスによって、又は医療専門家の世界で、使用される場合、ヘルスケア提供者は、患者が報告する情報により大きな信頼を置く必要がある。具体的に、彼らは、測定が正当な患者から発せられており、且つ、適切装置が測定を行うために用いられたことを保証されるべきである。血圧測定を考えると、登録ユーザの血圧（彼の友人／子供の血圧ではない。）が測定されたこと、及び測定が安価な偽のデバイスではく保証されたデバイスによって行われたこと、を知ることが重大である。これは、そうではない場合に、誤ったデータに基づいて重大なヘルスケアに係る決定がなされることがあるため、極めて重大である。
【０００６】
現在の実情において、デバイス識別子（デバイスＩＤ）は、ユーザ識別子（ユーザＩＤ）として、又はユーザＩＤを導き出す手段（複数のユーザが同じデバイスを使用している場合）として使用されている。図１に示されるような、例えば、「Continua  Health  Alliance,  Recommendations  for  Proper  User  Identification  in  Continua  Version  1−PAN  and  xHR  interfaces（Draft  v.01）」、ＰＡＮインターフェース、２００７年１２月（非特許文献１）に記載されているコンティニュア・システムでは、各コンティニュア・デバイスは、それ自体の一意のデバイスＩＤを送信するよう求められる。ユーザＩＤは任意的である（１、２、Ａ、Ｂのように、まさに単純であってよい。）。有効なユーザＩＤは、ハブ・デバイス（アプリケーション・ホスティング・デバイス）で取得される。ハブ・デバイスは、デバイスＩＤに関連する単純なユーザＩＤと有効なユーザＩＤとの間のマッピングを提供することができる。また、有効なユーザＩＤをデバイスＩＤの次に送ることができる測定デバイスも存在してよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「Continua  Health  Alliance,  Recommendations  for  Proper  User  Identification  in  Continua  Version  1−PAN  and  xHR  interfaces（Draft  v.01）」、ＰＡＮインターフェース、２００７年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在のアプローチには幾つかの問題が伴う。例えば、現在のアプローチは、ユーザ／デバイスの認証をサポートせず、単にユーザＩＤを測定に付加するのみである。ヘルスケア提供者は、処理において後に、どのデバイスが測定を行うために使用されたかを安全に見つけ出すことができないので、データ出所は確立されない。その次に、現在のマッピングアプローチは、ユーザ及びデバイスの各々のＩＤを直ちに組み合わせず、誤りの余地を導入する。ユーザは意図せぬ誤りをし（手動のマッピングが必要とされる場合、すなわち、ユーザが夫々の測定のためにアプリケーション・ホスティング・デバイス又は測定デバイスで自身のＩＤ（１又はＡ）を選択しなければならない場合）、あるいは、システムはユーザをごちゃ混ぜにすることがある（アプリケーション設計者は、測定を誤ったユーザに関連付ける可能性を減らすようにデータ管理を提供すべく特別の注意を払うべきである。）。このような配置において、悪意のあるユーザが、真のユーザのふりをすることによって、誤った測定を導入することが起こり得る。同様に、デバイスＩＤは、偽のデバイスに複製されることがある。このようなデバイスは、容易にエコシステムに導入されうる。その場合に、ユーザは、信頼できるように見えるが実際には信頼できないデータを生成するよう、かかるデバイスを使用することができる。
【０００９】
従って、本発明は、従来技術を改良することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に従って、デバイスとユーザとを認証する方法であって、ユーザ入力を受け取るステップと、前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップと、前記デバイスの物理測定を行うステップと、前記デバイスに係るヘルパデータを取得するステップと、前記物理測定及び前記ヘルパデータから第２のキーを計算するステップと、前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行うステップとを有する方法が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様に従って、デバイスとユーザとを認証するシステムであって、ユーザ入力を受け取るよう配置されるユーザインターフェースと、前記デバイスの物理測定を行うよう配置されるクエリコンポーネントと、前記ユーザインターフェースと前記クエリコンポーネントとに接続され、前記ユーザ入力から第１のキーを生成し、前記デバイスに係るヘルパデータを取得し、前記物理測定及び前記ヘルパデータから第２のキーを計算し、前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行うよう配置される処理コンポーネントとを有するシステムが提供される。
【００１２】
本発明の第３の態様に従って、デバイスとユーザとを登録する方法であって、ユーザ入力を受け取るステップと、前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップと、前記デバイスの物理測定を行うステップと、前記物理測定から第２のキーと前記デバイスに係るヘルパデータとを生成するステップと、前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行い、該動作の出力を遠隔のデータ記憶部に送るステップとを有する方法が提供される。
【００１３】
本発明の第４の態様に従って、デバイスとユーザとを登録するシステムであって、ユーザ入力を受け取るよう配置されるユーザインターフェースと、前記デバイスの物理測定を行うよう配置されるクエリコンポーネントと、前記ユーザ入力から第１のキーを生成し、前記物理測定から第２のキーと前記デバイスに係るヘルパデータとを生成し、前記第１のキー及び前記第２のキーを用いて動作を行い、該動作の出力を遠隔のデータ記憶部に送るよう配置される処理コンポーネントとを有するシステムが提供される。
【００１４】
本発明によれば、デバイスから発せられたデータが特定のデバイス及び特定のユーザに由来することを保証するように、ユーザ及びデバイスの識別を結び付けることが可能である。これは、パーソナル・ヘルスケア・アプリケーションにおけるデータ品質保証及び信頼性をサポートする。かかるシステムにおいて、デバイスから発せられたデータが特定のデバイス及び特定のユーザに由来することを保証するように、可能な限り容易にユーザの識別子とデバイス識別子とを結び付ける方法がもたらされる。適切なデバイス及びユーザ認証／識別を確かにするよう、ユーザ入力と組み合わせてＰＵＦ（Physically  Uncloneable  Function）（以下で詳細に記載される。）を使用することが可能である。
【００１５】
結果として、測定を行うために使用されるデバイスの識別とユーザＩＤとの密結合と、強力なユーザ認証及び偽造防止と、強力なデバイス認証とを夫々提供することによって、従来技術の３つの問題がカバーされる。これは、次の利点、すなわち、患者の安全性（診断及び健康判断は信頼できるデータに基づく。）、費用の節約（コンシューマ・ヘルス及び専門的なヘルスケアの領域における患者提供データの再利用）、及び患者の利便性（患者は自宅でヘルスケア測定を行うことができる。）を有する。
【００１６】
好ましい実施形態で、前記ユーザ入力を受け取るステップは、前記ユーザのバイオメトリック測定を行うステップを有し、前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップは、前記ユーザに係るヘルパデータを取得し、前記バイオメトリック測定及び前記ユーザヘルパデータから前記第１のキーを計算するステップを有する。例えば指紋等のバイオメトリック測定の使用は、システムのセキュリティを高め、個人から取得される如何なるデータも、そのデータが遠隔のヘルスシステムによって分析される場合に、その特定の個人からものであると認証されることを確かにする。
【００１７】
有利に、方法は、第３のキーを得るよう前記第１のキー及び前記第２のキーに対して所定の関数を実行するステップを有する。システムのセキュリティは、２つのキー、すなわち、デバイスから得られた１つのキーと、ユーザから得られた１つのキーとが、遠隔地へのあらゆる伝送の前に、第３のキーを生成するために組み合わされる場合に、高められ得る。かかる組合せは、両入力の関数に従って実行されてよい。このような関数は、例えば、（ｉ）両方の列の連結、両方の列の排他的論理和をとること、両方の列の連結及び結果として得られる列のその後のハッシング、両方の列の排他的論理和をとること及び結果として得られる列のその後のハッシング、列の１つをキーとして及び他方の列をプレーンテキストとして用いる暗号化アルゴリズム（例えば、ＡＥＳ（Advanced  Encryption  Standard））に従う１つの列の暗号化等、であってよい。
【００１８】
更なる実施形態で、前記ユーザ入力を受け取るステップは、パスワードを受け取るステップを有し、前記ユーザ入力から第１のキーを生成するステップは、前記パスワードから前記第１のキーを計算するステップを有する。バイオメトリックデータを用いるよりもむしろ、単純なパスワードが、ユーザを認証するために使用されてよい。これは、バイオメトリックデータを用いることに伴う最高のセキュリティレベルを有さないものの、現在の従来のシステムに対する改善であるシステムを依然として提供する。
【００１９】
理想的には、前記デバイスに係るヘルパデータを取得するステップは、前記第１のキー及び記憶されたコンポーネントから前記デバイスに係るヘルパデータを計算するステップを有する。デバイスのためのキー（第２のキー）は、デバイスで実行される物理測定とヘルパデータとから生成される。ヘルパデータが（ユーザからの）第１のキー及び何らかの記憶されたコンポーネントから再構成される場合、ヘルパデータが決して危険を脱して記憶されないので、デバイス及びユーザを認証するシステムのセキュリティは高められる。
【００２０】
有利に、方法は、ユーザ共有を取得し、デバイス共有を取得し、前記ユーザ共有、前記デバイス共有、前記第１のキー及び前記第２のキーに対して所定の関数を実行して第３のキーを得るステップを更に有する。ユーザ共有及びデバイス共有の使用は、１よりも多いデバイスが特定のユーザに対して認証されることを可能にする。これは、登録及び認証システムの有効性を高める。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ヘルスケアシステムの概略図である。
【図２】ヘルスケアシステムの更なる概略図である。
【図３】デバイス及びユーザ認証システムの概略図である。
【図４】登録プロシージャのフローチャートである。
【図５】認証プロシージャのフローチャートである。
【図６ａ】認証システムの好ましい実施形態の概略図である。
【図６ｂ】認証システムの好ましい実施形態の更なる概略図である。
【図７】システムの更なる実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について、一例として、添付の図面を参照して記載する。
【００２３】
ヘルスケアシステムの一例が図１に示されている。ユーザの生理学的パラメータを直接的に測定する腕時計及び血圧測定デバイス等の様々なＰＡＮ（Personal  Area  Network）デバイス１０が図示されている。更に、ユーザに関するヘルスケア情報を収集するためにも使用されるトレッドミル等のＬＡＮ（Local  Area  Network）デバイス１２が設けられている。ＰＡＮデバイス１０及びＬＡＮデバイス１２は、適切なインターフェースを介して、コンピュータ又は携帯電話機等の、ＰＡＮデバイス１０及びＬＡＮデバイス１２に対して局所的である適切なアプリケーション・ホスティングデバイス１４に接続されている。このホスティングデバイス１４は、様々なＰＡＮデバイス１０及びＬＡＮデバイス１２からの出力を収集し体系化することができる適切なアプリケーションを実行している。
【００２４】
アプリケーション・ホスティングデバイス１４は、サーバ等のＷＡＮ（Wide  Area  Network）デバイス１６に接続されている。ＷＡＮ接続は、インターネット等のネットワークを介してよい。サーバ１６は、更に、適切なインターフェースを介して、システムのユーザのためのヘルス・レコードを保持しているヘルス・レコード・デバイス１８に接続されている。上述されたように、デバイス１８によって記憶されている個々のヘルスケア・レコードが記録しているデータが最初に正確なユーザに割り当てられ、更に、データを記録したデバイスが絶対確実に知られることが、最も重要なことである。また、関連するＰＡＮデバイス１０又はＬＡＮデバイス１２もシステムでの使用のために承認されることが望ましい。
【００２５】
図２は、ＰＡＮデバイス１０により測定を行っているユーザ２０とともに、図１のシステムを表す。ホームハブ１４を通じて、データは、患者の記録２２を保持している遠隔のレコードデバイス１８に伝達され得る。遠隔レコードデバイス１８は、また、ＧＰレコード２４と直接に通信する。本例で、ユーザ２０は、デバイス１０に対して自身を不正に識別しており、更に、彼らが行おうとしている測定のために、不適当なデバイス１０を使用している。従来のシステムでは、これは、誤った入力が彼らの記録２２においてなされることとなり、患者の状態に関して誤った警報を生じさせうる。
【００２６】
図２に表されるような誤りを防ぐために、本発明に従うシステムは図３に要約されている。この図は、遠隔のヘルスケアデバイス１８と通信を行うデバイス１０及びユーザ２０を示す。基本原則は、キーがユーザ２０から得られ、キーがデバイス１０から得られることであり、一実施形態では、これらはまとめられて、第３のキーとして遠隔サーバ１８に送信される。ユーザ２０はパスワードを与えてよく、あるいは、好ましい実施形態では、ユーザ２０のバイオメトリック測定（例えば、指紋）が行われ、ユーザキーはこのバイオメトリック測定から生成される。デバイス１０からのキーは、デバイス１０の物理測定から得られる。これを達成する１つの方法は、後述されるＰＵＦとして知られる関数を使用することである。
【００２７】
デバイス１０及びユーザ２０を認証する図３のシステムは、ユーザ入力を受け取るよう配置されるユーザインターフェースと、デバイスの物理測定を行うよう配置されるクエリコンポーネントと、ユーザインターフェース及びクエリコンポーネントに接続され、ユーザ入力から第１のキーを生成し、デバイスに係るヘルパデータを取得し、物理測定とヘルパデータとから第２のキーを計算し、第１のキー及び第２のキーを用いて動作を行うよう配置される処理コンポーネントとを有する。これら３つの構成要素、すなわち、ユーザインターフェース、クエリコンポーネント及び処理コンポーネントは、全てデバイス１０内に含まれてよく、あるいは、異なるデバイス間に分布してよい。実際には、処理コンポーネントの機能は、異なるデバイスに含まれる異なるプロセッサ間で分けられてよい。
【００２８】
ＰＵＦ（Physical  Uncloneable  Function）は、物理的システムによって実現される関数であり、かかる関数は評価するのが容易であるが、物理的システムは特性化するのが困難であり且つ複製するのが困難である（例えば、R.Pappu、「Physical  One-Way  Functions」、Ph.D.thesis、ＭＩＴ、２００１年を参照されたし。）。ＰＵＦは複製又はモデル化することができないので、ＰＵＦを備えたデバイスは複製不可能になる。無制御生産プロセスによって製造される（すなわち、いくらかのランダム性を伴う）物理的システムはＰＵＦに良好に適応する。ＰＵＦの物理的システムは、複雑なやり方で刺激（チャレンジ）と相互作用し、一意だが予測不可能なレスポンスを引き起こすように設計される。ＰＵＦのチャレンジ及び対応するレスポンスは、まとめて、チャレンジ−レスポンス対（Challenge-Response-Pair）と呼ばれる。ＰＵＦは、単一のチャレンジ、又は有限数（少数）のチャレンジ（例えば、３２未満）、又は多数のチャレンジ（２ｎ個のチャレンジ（ｎ＞５））を有することが可能である。
【００２９】
ＰＵＦの一例は、いわゆるＳＲＡＭ  ＰＵＦである。実験が今日示している限りにおいて、このようなＰＵＦは、オンボードでＳＲＡＭを有するあらゆるデバイスに存在する。それは、ＳＲＡＭセルが起動される場合にランダム状態で起動する事象に基づく。しかし、これが複数回行われる場合、ＳＲＡＭは、大体の場合において同じ状態で起動し、従って、ＰＵＦの一種として使用され得る。ＳＲＡＭ  ＰＵＦは、ＩＤ６８５１０２でより詳細に記載されている。他のＰＵＦには、この文献に開示される光学ＰＵＦや、遅延ＰＵＦ（Gassend等、Su等、IC  PUFs  (Delay  PUF)  CCS  2002、ACSAC  2002）がある。
【００３０】
上述されるように、ＰＵＦレスポンスはノイジーであり、完全にはランダムでない。従って、ファジー・エクストラクタ（Fuzzy  Extractor）又はヘルパデータ・アルゴリズム（Helper  Data  Algorithm）（J.-P.M.G.Linnarts及びP.Tuyls、「New  Shielding  Functions  to  Enhance  Privacy  and  Prevent  Misuse  of  Biometric  Templates」、Audio  and  Video  Based  Biometric  Person  Authentication−AVBPA  2003、ser.LNCS、J.Kittler及びM.S.Nixon、Eds.、vol.2688.Springer、pp.393-402、２００３年６月９〜１１日、並びに、Y.Dodis、M.Reyzin、及びA.Smith、「Fuzzy  extractors:  How  to  generate  strong  keys  from  biometrics  and  other  noisy  data」、Advances  in  Cryptology−EUROCRYPT  2004、ser.LNCS、C.Cachin及びJ.Camenisch、Eds.、vol.3027.Springer-Verlag、pp.523-540、２００４年を参照されたし。）は、ＰＵＦレスポンスから１つ（又はそれ以上）の信頼できるキーを取り出すよう求められる。
【００３１】
以下で、アルゴリズムの背後の洞察が与えられる。ファジー・エクストラクタは、２つの基本的な要素、すなわち、第１に、情報一致（information  reconciliation）又はエラー訂正と、第２に、秘匿性増幅（privacy  amplification）又はランダム性抽出（randomness  extraction）を必要とし、一様に分布したランダム変数に相当に近い出力を保証する。かかる２つの基本要素を実施するために、ヘルパデータＷが記録又は登録フェーズの間に生成される。後に、キー再構成又は認証フェーズの間、キーは、ノイジーな測定ＲｉとヘルパデータＷとに基づいて再構成される。（信頼できる環境において実行される）記録フェーズの間、Ｇｅｎと称される確率的プロシージャが実行される。このプロシージャは、その入力してＰＵＦレスポンスＲをとり、出力してキーＫ及びヘルパデータＷ、すなわち、（Ｋ，Ｗ）←Ｇｅｎ（Ｒ）を生成する。ヘルパデータＷを生成するために、エラー訂正コードＣは、少なくともｔ個のエラーが訂正され得るように選択される。訂正されるべきエラーの数は、特定のアプリケーションとＰＵＦ特性とに依存する。
【００３２】
適切なコードが選択されると、ヘルパデータＷは、最初にＣからランダムコード語ＣＳを選択して、
（外１）
0006420854.tif 000002
を計算することによって、生成される。更に、ユニバーサル・ハッシュ関数（L.Carter及びM.N.Wegman、「Universal  Classes  of  Hash  Functions」、J.Comput.Syst.Sci.、vol.18、no.2、pp.143-154、１９７９年を参照されたし。）ｈｉは、集合Ｈからランダムに選択され、キーはＫ←ｈｉ（Ｒ）として定義される。次いで、ヘルパデータは、Ｗ（Ｗ１，ｉ）として定義される。キー再構成フェーズの間、Ｒｅｐと称されるプロシージャが実行される。それは、入力としてノイジーなレスポンスＲ’とヘルパデータＷとをとり、（Ｒ’がＲと同じソースから発せられた場合に）キーＫを再構成する。すなわち、Ｋ←Ｒｅｐ（Ｒ’，Ｗ）。キーの再構成は、
（外２）
0006420854.tif 000003
を計算し、Ｃの復号化アルゴリズムを介してＣＳ’をＣＳに復号化し、
（外３）
0006420854.tif 000004
を再生し、最後にＫ＝ｈｉ（Ｒ）を計算することによって、達成される。目下の方法は、他のタイプのヘルパデータとも協働する。例えば、排他的論理和をとることに代えて、順列を実行することも可能である。
【００３３】
（外４）
0006420854.tif 000005
は、排他的論理和演算を示すために用いられることに留意すべきである。論理演算である排他的離接は、排他的論理和（ＸＯＲ）とも呼ばれ、ただ１つのオペランドが真の値を有する時かつその時に限り真の値を生じさせる、２つのオペランドに対する論理的離接の一種である。
【００３４】
ファジー・エクストラクタ構成は、また、バイオメトリックデータから一意の識別子又はキーを生成するために使用されてよい。ＰＵＦレスポンスを有することに代えて、人のバイオメトリックデータが使用される。これは、Ｋ（ここで、Ｋ＝ｈｉ（Ｒ）であり、Ｒはバイオメトリック測定である。）のハッシュ（例えば、ＳＨＡ−２）を計算することによって、更に改良され得る。かかる構成の異なる応用の概説としてT.Kevenarr、G.J.Schrijen、A.Akkermans、M.Damastra、P.Tuyls、M.van  der  Veen、Robust  and  Secure  Biometrics:  Some  Application  Examples.  ISSE  2006を、また、顔認識に基づくバイオメトリックに適用される例としてKevenaar、T.A.M、Schrijen、G.J.、van  der  Veen、M.、Akkermans、A.H.M.及びZuo、F.:  Face  Recognition  with  Renewable  and  Privacy  Preserving  Templates.  Proc.  4th  IEEE  Workshop  on  Automatic  Identification  Advanced  Technologies  (AutoID  2005)、２１〜２６頁、２００５年１０月１７〜１８日を参照されたし。
【００３５】
上述されたように、本発明のシステムは、デバイスＩＤ及び特定のユーザの両方に測定を結び付けるよう設計されている。不変のデバイスＩＤは、ＰＵＦレスポンス及び関連するヘルパデータから得られてよい。ヘルパデータは、エラー訂正コードのコード語からランダムに選択されてよい。好ましい実施形態で、ヘルパデータは、エラー訂正コードから、及びユーザのバイオメトリック測定から得られる文字列から、得られる。このようなヘルパデータを構成することによって、デバイスとユーザとを一度に認証することが可能である。
【００３６】
好ましい実施形態で、使用されているデバイスに対して以下のＰＵＦが適用可能であるとする。例えば、ＣｉによるチャレンジがレスポンスＲｉを生成する場合に（Ｒｉ←ＰＵＦ（Ｃｉ）と記述される。）、ＰＵＦレスポンスＲｉがあると（Ｋｉ，Ｗｉ）←ＧｅｎＰＵＦ（Ｒｉ）により（Ｋｉ，Ｗｉ）を出力するＧｅｎＰＵＦアルゴリズム、ＰＵＦレスポンスＲｉ’及びヘルパデータＷｉがあると、Ｒｉ及びＲｉ’が十分に近いならば、Ｋｉ←ＲｅｐＰＵＦ（Ｒｉ’，Ｗｉ）によりキーＫｉを出力するＲｅｐＰＵＦアルゴリズム、ユーザＵからのバイオメトリック測定ＢＭｕがあると（Ｋｕ，Ｗｕ）←ＧｅｎＢｉｏ（ＢＭｕ）により（Ｋｕ，Ｗｕ）を出力するＧｅｎＢｉｏアルゴリズム、並びに、ユーザＵからのバイオメトリック測定ＢＭｕ及びヘルパデータＷｕがあると、ＢＭｕ及びＢＭｕ’が十分に近いならば、Ｋｕ←ＲｅｐＢｉｏ（ＢＭｕ’，Ｗｕ）によりキーＫｕを出力するＲｅｐＢｉｏアルゴリズム。測定を行うために使用されるデバイスは自身に組み込まれたＰＵＦを有するとする。これは、例えばＳＲＡＭメモリを含む、何らかのマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ等のいずれかのデバイスから容易に期待され得る。明らかに、ＧｅｎＰＵＦ、ＧｅｎＢｉｏ、ＲｅｐＰＵＦ及びＲｅｐＢｉｏの各アルゴリズムは、デバイスに実装され得るが、必ずしもそうではない。それらは、第２のデバイスに実装されてよい。第１の選択肢は、セキュリティの立場から、より良い。しかし、第２の選択肢は、有限な処理能力を有するデバイスのためにシステムを実装することを可能にする。
【００３７】
図４は、登録プロシージャの好ましい実施形態に関してシステムがどのように働くのかを示す。最初に、ユーザのグループは、ユーザＵ１、Ｕ２、Ｕ３、・・・の何らかの信号を測定するデバイスｉを有する。第１の時間にデバイスを用いる前に、ユーザの１人（Ｕｊ）は、デバイスｉのＰＵＦに対してプロシージャＧｅｎＰＵＦを実行し、デバイスｉから発せられたレスポンスＲｉに対応する（Ｋｉ，Ｗｉ）←ＧｅｎＰＵＦ（Ｒｉ）を取得する。これは、処理のステップＳ１である。このステップはデバイスｉによって実行される必要がないことに留意すべきである。具体的に、このプロシージャは、別のエンティティによって実行されてよい。ＧｅｎＰＵＦを実行するためにエンティティによって必要とされる唯一のものはレスポンスＲｉである。
【００３８】
第２のステップＳ２で、ヘルパデータＷｉはデバイスｉの不揮発性メモリに格納される。個々のユーザ、ユーザＵｊは、自身のバイオメトリクス（例えば、指紋）に対してＧｅｎＢｉｏを行い、Ｋｕｊを取得する。これはステップＳ３である。ステップＳ４で、この値は、Ｗｉ，ｕｊを生成するよう、Ｗｉと排他的論理和をとられる。Ｗｉ，ｕｊは、ステップＳ５で、デバイスにおいてユーザのＵｊメモリプロファイル空間に格納される。言い換えると、Ｗｉ，ｕｊ＝Ｗｉ  ＸＯＲ  Ｋｕｊである。データベースは、次のようにエントリによりデバイスに記憶されている。すなわち、（Ｋｕｊ；Ｗｉ，ｕｊ）。次のステップＳ６で、ユーザＵｊに関して、Ｋｉｊ←ｆ（Ｋｉ，Ｋｕｊ）と記述されるＫｉ及びＫｕｊの関数としてキーＫｉｊが計算される。ステップＳ７で、このキーは、安全な方法でヘルスサービス提供者に送られる。ステップＳ３からＳ７は、デバイスを使用することを望む全てのユーザに関して繰り返される。デバイスのデータベースにおいて組（Ｋｕｊ；Ｗｉ，ｕｊ）を記憶することに対する代替案は、組（Ｕｊ，Ｗｉ，ｕｊ）を記憶することである。これは、ユーザが、そのユーザを識別する文字列Ｕｊを有すると仮定する。これは、キーＫｕｊがデバイスに記憶されず、必要とされるたびに再構成されることから、より安全である。文字列Ｕｊは、ユーザ名、ユーザの社会保障番号、運転免許証番号、電子メールアドレス等の何らかの識別情報であってよい。
【００３９】
要約すれば、デバイス及びユーザを登録する方法は、ユーザ入力（バイオメトリック測定又はパスワードであってよい。）を受け取るステップと、ユーザ入力から第１のキーを生成するステップと、デバイスの物理測定（例えば、ＰＵＦ）を行うステップと、物理測定から第２のキーとデバイスに係るヘルパデータとを生成するステップと、第１のキー及び第２のキーを用いて動作を行うステップと、動作の出力を遠隔のデータ記憶部に送るステップとを有する。
【００４０】
認証プロシージャの好ましい実施形態が図５に示されている。プロシージャは、図４のフローチャートのようにユーザ及びデバイスが登録された後に、使用される。ユーザＵｊは、測定を行うためにデバイスｉを使用することを望む。デバイスを操作することができる前に、第１のステップＳ１で、ユーザＵｊは、Ｋｕｊ←ＲｅｐＢｉｏ（ＢＭｕｊ’，Ｗｕｊ）を実行し、Ｋｕｊを回復する。ステップＳ２で、デバイスｉは、Ｋｕｊとの一致のために、自身のデータベースを検索する。デバイスｉは、かかる一致を見つけた場合は、ステップＳ３に進み、かかる一致が見つけられなかった場合は、停止し、ユーザに、デバイスｉを使用することができるようにするために、最初に登録するよう教える。
【００４１】
一致がある場合、次いでステップＳ３で、デバイスｉはＫｕｊとＷｉとの排他的論理和をとり、Ｗｉ＝Ｗｉ，ｕｊ  ＸＯＲ  Ｋｕｊを得る。続くステップＳ４で、デバイスｉは、Ｋｉを回復するようＫｉ←ＲｅｐＰＵＦ（Ｒｉ’，Ｗｉ）を実行する。ステップＳ５で、デバイスｉは、ｆ（Ｋｉ，Ｋｕｊ）と記述されるＫｉ及びＫｕｊの関数を計算し、文字列Ｋｉｊを得る。ステップＳ６で、デバイスｉは、秘密キーＫｉｊにより、測定されたデータに対してメッセージ認証コード（ＭＡＣ（Message  Authentication  Code））を計算する。最後に、ステップＳ７で、デバイスｉはデータ及びＭＡＣをヘルスサービス提供者に送信する。ヘルスサービス提供者はＭＡＣを照合し、照合が成功した場合は、データが受け取られる。
【００４２】
このようにして、デバイス及びユーザを認証する安全な方法が実現される。デバイスの物理的機能（好ましい実施形態で、ＰＵＦ）も、ユーザからのデータ（好ましい実施形態で、バイオメトリックデータ）も、決して複製又は偽造され得ず、ヘルスサービス提供者へのこれらのキー（又はそれら両方から得られる単一のキー）の送信は、デバイス及びユーザの両方が認証されることを可能にする。
【００４３】
図４及び図５のプロシージャによって提供されるものに対する代替の解決法（実施例２）は、デバイス及び患者の別々の認証を行って、それらの識別子／キーを結合し又はそれらを別々にサービス提供者に送ることである。例えば、ＰＵＦからＫｉを得て、ユーザのバイオメトリクスからＫｕｊを得て、それらのキーを単一のキー、すなわち、Ｋｉｊ＝Ｈａｓｈ（Ｋｉ‖Ｋｕｊ）にまとめることが可能である。このキー（Ｋｉｊ）に基づいて、ＭＡＣ又はデータについてのシグニチャは、サービス提供者へ送信される前に計算されてよい。しかし、これは、第１の時間に測定デバイスを用いる前に登録プロシージャを行っていないユーザを当初に識別することができない（すなわち、ユーザは、自身が得た新しいデバイスごとに新しいキーを登録すべきであり、かかる登録は、ユーザのデータを使用する全てのサービス提供者及び／又はヘルスサービス・インフラストラクチャにより行われるべきである。）。
【００４４】
他の様々な好ましい実施形態も可能である。例えば、デバイスはキー再構成自体を行わず、むしろ、より強力なデバイス（例えば、図２のホームハブ１４）へＰＵＦレスポンスＲｉ’とともに測定信号を送信する。送信先のデバイスでは、全ての処理が行われる。この特定の場合に、レスポンスの秘密性に対する懸念は存在しない。むしろ、システムは、正しいユーザ及びデバイスに関連する正しいデータが存在することを確かめることにのみ関心を持っている。
【００４５】
上記の方法は、また、ヘルパデータＷｉ，ｕｊを計算する代わりに、デバイスが単純にＷｉを記憶して、Ｋｉ及びＫｕｊの排他的論理和としてＫｉｊを計算することができるように、適合されてよい。しかし、これは、第１の時間に測定デバイスを使用する前に登録プロシージャを行っていないユーザを当初に識別することができない。
【００４６】
他の代替案は、対称キーに基づくシステムを用いる代わりに、システムが非対称キーに基づくシステムを使用することができることであってよい。対称キーとしてＫｉｊを考える代わりに、システムは、パブリックキーに基づくシステムの秘密キーを使用してよい。その場合に、登録プロシージャ（図４）のステップＳ７で、Ｋｉｊをサービス提供者に送信する代わりに、デバイスは、秘密キーＫｉｊに関連するパブリックキーを送信してよい。これは、典型的なパブリックキーに基づくシステムに関して容易に計算され得る。
【００４７】
一実施形態で、第３のキー（Ｋｉｊ）を得るよう、ユーザからの第１のキーとデバイスからの第２のキーとに対して所定の関数が実行される。Ｋｉ及びＫｕｊからＫｉｊを計算するために使用される関数は、例えば、Ｋｉ及びＫｕｊの連結のハッシュ（ＳＨＡ−１、ＳＨＡ−２、ＭＤ５、ＲｉｐｅＭＤ等）、Ｋｉ及びＫｕｊのＸＯＲ、キーとしてＫｉ及びＫｕｊを用いる定記号列の暗号化、並びに、暗号化システムの暗号化キーとしてＫｕｊを用いるＫｉの暗号化、暗号化システムの暗号化キーとしてＫｉを用いるＫｕｊの暗号化、共有（shares）のうちの２つがＫｉ及びＫｕｊに対応するところの２−ｏｕｔ−ｎ閾値法から得られる値（閾値法を用いる更なる利点に関しては以下を参照）、又はアプリケーションにとって適切なＫｉ及びＫｕｊのその他関数であってよい。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態が図６ａ及び図６ｂに図示されている。図６ａで、プロセッサ３０は、デバイス１０及びユーザ入力デバイス３２に接続されている。デバイス１０は、ユーザの血圧を測定するためのデバイスであり、ユーザ入力デバイス３２は、ユーザが自身の指をデバイス内に載置する場合に、ユーザの指紋を測定するためのデバイスである。この図のシステムは、登録処理が既に行われており、ユーザがデバイス１０により自身の血圧の測定を行っていると仮定する。ユーザは、取得したデータを第三機関のヘルスサービス提供者に送信する前に、その取得データを認証したいと望む。
【００４９】
図６ｂは、プロセッサ３０によって行われる動作を表す。ユーザ入力３４は、ユーザの指紋のバイオメトリックデータであって、ユーザ入力デバイス３２からプロセッサ３０によって受信される。ＰＵＦ３６も、デバイス１０に適用されるクエリから受信される。システム内には、デバイス１０に対してＰＵＦクエリを行うクエリコンポーネントが存在する。このコンポーネント（図示せず。）は、デバイス１０内に組み込まれてよい。ユーザ入力３４は、第１のキー４０を生成するようユーザヘルパデータ３８と組み合わされ、ＰＵＦ３６は、第２のキーを生成するようデバイスヘルパデータ４２と組み合わされる。
【００５０】
この図において、キー生成処理は独立したものとして示されているが、それらは、更なる記憶された要素を用いて、特別の安全対策として、一方の側からのキーが他方の側でヘルパデータを生成するために使用されるように、又はその逆のことが行われるように、構成されてよい。２つのキー４０及び４４の生成は同時に起こってよく、あるいは、一方のキーが他方のヘルパデータを生成するために使用される場合に、かかる生成は順次に起こってよい。いずれか一方のキーは最初に生成されてよい。ユーザのキーを第１のキー４０と呼ぶことは、それがプロセッサによって生成される最初のキーであることを意味しているわけではない。
【００５１】
キー４０及び４４が生成された後、それらは動作段階４６に送られる。動作段階４６は、２つのキー４０及び４４を用いて動作を行う。この動作は、多種多用な形をとってよい。最も単純な実施形態で、動作は、ユーザの血圧に関する取得されたデータとともに、２つのキー４０及び４４を第三機関のサービス提供者に送信することである。他の選択肢は、２つのキー４０及び４４を第３のキーにまとめ、この第３のキーをデータとともに送ることである。第３の選択肢は、２つのキー４０及び４４のどちらか一方により、又は２つのキー４０及び４４から得られるもの（例えば、ハッシュ関数出力）を用いて、ユーザのヘルスデータを暗号化することである。他の選択肢は、データが送信される前にデータに署名するようキー４０及び４４を用いてデジタルシグニチャを生成することである。このようにして、ユーザによって収集されたデータは、２つのキー４０及び４４を用いて認証される。
【００５２】
ユーザから得られるキーＫｕｊは、好ましい実施形態ではバイオメトリック測定であるが、例えば、パスワードから生成されてもよい。その意図は、ユーザＵｊがシステムに提供又は入力すべきものに依存する、署名するために使用されるキーをもたらすことである。それは、必ずしもバイオメトリック測定である必要はないが、これはなりすまし攻撃に対して弱い可能性がより低い。かかる実施形態は図７に図示されている。
【００５３】
この実施形態で、ユーザ２０は、パスワード２８であるユーザ入力を提供する。デバイス１０は、パスワードからキーを生成し、（ＰＵＦを用いて）デバイスの物理測定も行う。デバイスは、デバイスに係るヘルパデータにアクセスし、先に詳細に述べられたように、物理測定とヘルパデータとから第２のキーを計算する。次いで、デバイスは、第１のキー及び第２のキー（又はこれらのキーから得られる第３のキー）をヘルスサービス提供者１８に送る。
【００５４】
システムは、また、複数のデバイスからユーザごとに１つのキーを生成するよう適合されてもよい。この実施形態では、（ユーザ及びデバイスの組合せごとに１つのキーが必要である上記実施形態とは対照的に）データを取得するために使用されるデバイスの数にかかわらず、患者／ユーザごとにただ１つのキーを使用するアプローチが提供される。この構成のために、後述される閾値秘密共有（threshold  secret  sharing）を使用することが可能である。
【００５５】
閾値秘密共有は、Alfred  J.  Menezes、Paul  C.  van  Oorschot及びScott  A.  Vanstone、「Handbook  of  Applied  Cryptography」、CRC  Press、１９９７年に記載されている。（ｔ，ｎ）閾値法（ｔ＜＝ｎ）は、信頼できる団体が最初の秘密Ｓから秘密共有Ｓｉ（１＜＝ｉ＜＝ｎ）を計算し、ＳｉをユーザＰｉに安全に分配する方法であり、それにより、以下が当てはまる。すなわち、自身の共有をプールするｔ人以上のユーザは容易にＳを回復することができるが、（ｔ−１）又はそれより少ない共有しか知らないグループはできない。完璧な閾値法は、（ｔ−１）又はそれより少ない共有しか知らないことが、共有を全く知らない相手に対して何らの利点も提供しない（情報理論の意味において、Ｓに関して何らの情報もない）閾値法である。
【００５６】
シャミール（Shamir）の閾値法は、多項式補間と、次数ｔ−１の一般的な多項式ｙ＝ｆ（ｘ）が、相異なるｘｉを有して（これらは、ｔが未知である場合に、ｔ個の線形に独立した式を定義するため。）ｔ個の点（ｘｉ；ｙｉ）によって一意に定義されるという事実とに基づく。点（ｘｉ；ｙｉ）（１＜＝ｉ＜＝ｎ）によって定義される、ｔよりも小さい次数の未知の多項式ｆ（ｘ）の係数は、ラグランジュ補間公式によって与えられる。
【００５７】
【数１】
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ｆ（０）＝ａ０＝Ｓであるから、共有される秘密は、次のように表されてよい。
【００５８】
【数２】
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このように、各グループメンバは、ｃｉが秘密でない定数（ｔ人のユーザの固定グループに関して、予め計算されてよい。）であるから、ｔ個の共有ｙｉの線形結合としてＳを計算してよい。以下には、シャミールの（ｔ，ｎ）閾値法が示される。シャミールの閾値法は一例として与えられているのであり、他の閾値秘密共有法も使用されてよい。例えば、Oded  Goldreich、Dana  Ron、Madhu  Sudan：「Chinese  remaindering  with  erros」、IEEE  Transactions  on  Information  Theory  46(4)、1330-1338（２０００年）を参照されたし。
【００５９】
【表１】
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シャミールの閾値法によれば、以下のように単一のキーを生成するよう複数のキー（この特定の場合においては２つのキー）を組み合わせることが可能である。これは、次のように、２−ｏｕｔ−ｎ閾値法を使用する。ユーザは、上記の実施形態において記載されたように、デバイスごとに異なるキーＫｉを計算する。ユーザは、また、自身のバイオメトリック測定に基づいてキーＫｕｊを計算する。ユーザは、次のように、２−ｏｕｔ−ｎ閾値法を定義する。
【００６０】
ユーザは、Ｋｉ＜ｐ及びＫｕｊ＜ｐであるように十分に大きい素数ｐを選択する。代替的に、セキュリティ目的のために十分に大きい素数ｐを選択し、これに基づいて、（整数値として解される場合に）ｐよりも小さい文字列Ｋｉ’及びＫｕｊ’を計算することが可能である。このような文字列を計算する１つの可能な方法は、単に、何らかのハッシュ関数Ｈａｓｈに関して、ｐを法とするＫｉ’＝Ｈａｓｈ（Ｋｉ）及びｐを法とするＫｕｊ’＝Ｈａｓｈ（Ｋｕｊ）とする。ユーザは、２＜＝Ｋｉｊ＜＝ｐ−１であるようにランダムキーＫｉｊを選択し、ａ０＝Ｋｉｊを設定する。次いで、ユーザは、１＜＝ａ１＜＝ｐ−１であるように、１つの独立なランダム係数ａ１を選択する。ａ１は（一般的なシャミールの閾値法とは対照的に）非零でなければならないことに留意すべきである。ユーザは、次のように、すなわち、Ｙｕｊ＝ａ１×Ｋｕｊ’＋ａ０のように、共有Ｙｕｊを計算する。ユーザは、デバイスｉにおいて、Ｙｕｊ（Ｙｕｊは全てのデバイスについて同じである。）を記憶する。次いで、ユーザは、次のように、すなわち、Ｙｉ＝ａ１×Ｋｉ’＋ａ０のように、共有Ｙｉを計算する。ユーザは、デバイスｉにおいて、Ｙｉを記憶する。Ｙｉはデバイス依存である。これは、ユーザが使用したい全てのデバイスｉについて繰り返される。
【００６１】
システムが対称キー認証しかサポートしない場合は、（ａ０に対応する）キーＫｉｊがサービス提供者に送信される。システムがパブリックキーに基づく場合は、対応するパブリックキーが、システムの秘密キーとしてａ０を用いて導出され、安全な認証されたチャネルを介してサービス提供者に送信される。このようなシステムにおいて認証を提供するよう、ユーザは、自身のバイオメトリック測定に依存するキーを取得し、ユーザ共有（Ｋｕｊ’，Ｙｕｊ）を取得する。デバイスは、（ユーザのバイオメトリック測定の使用も含んでよい上記方法のいずれかによって）自身のキーＫｉを計算し、デバイスｉに係るデバイス共有（Ｋｉ，Ｙｉ）を取得する。ラグランジュ補間によれば、キーＫｉｊは２つの共有から再構成される。ユーザはＫｉｊを用いて、サービス提供者に送信されるデータに関するシグニチャ又はＭＡＣを計算する。
【００６２】
提案されるシステムには幾つかの利点がある。最も重要なことだが、システムは、（例えば、ＰＵＦ及びバイオメトリクスを用いる）強力な認証によって取得可能なデバイス及びユーザの各識別子を容易に結合することを可能にする。好ましい実施形態で、キー導出は１つのステップで行われ、これは、より高い信頼性をもたらす。
【００６３】
更に、システムは、サービス提供者によりユーザごとに１つのキーしか登録する必要がないので、有利である。これは、デューティ分離をサポートする。サービス提供者又はヘルスサービス・インフラストラクチャは、測定デバイスの登録を引き受ける必要がない。連続体認証センタ（Continua  certification  centre）等のＴＴＰ（信頼できる第三機関（Trusted  Third  Party））は、最後の実施形態で記載されたように、ユーザが持っているデバイスごとに、組み合わされたデバイス／ユーザキーが同じであるように、登録を行うことができる。ＴＴＰは、サービス提供者及びヘルスサービス・インフラストラクチャによって登録されるキーを認証する。これは、ユーザが持っている又は得るであろう各デバイスのキーをサービス提供者により連続的に登録すること（これは、従来型のアプローチによって必要とされる。）よりもずっと簡単である。更に、サービス提供者及びヘルスサービス・インフラストラクチャ側では、キー管理は、それらが扱う必要があるキーの数が相当により少ないために、より一層簡単である。それらは、患者ごとに１つの識別子／キーを用いる目下の実施を全く変更する必要がない。最後に、実施のために選択される実施形態に依存して、以前に登録されていないユーザを識別することが可能である。これは、測定データの信頼性にも貢献する。
【００６４】
その次に、他の認証アプローチに対するバイオメトリクスの重要な利点が存在する。最も重要なことだが、幾つかの生理学的測定は二重目的を果たすことができる。例えば、患者のバイタルサイン（例えば、ＥＣＧ）を測定し、同時に、患者認証のための測定を用いることである（バイオメトリックデータは、ＥＣＧ等の生理学的測定から取り出されてよい。）。この方法は、可能な限り強力に測定を患者に結び付ける。加えて、バイオメトリックデータは、失われたり又は忘れられたりするパスワードやスマートカードに比べて、便利且つ安全である。バイオメトリックデータは、容易に他人の手に渡るスマートカードやパスワードと比較される場合に、より強力な認証を提供する。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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