(57)【要約】  本発明は、ファジィ鍵を使用して暗号化を行う方法およびシステムを提供する。前記方法は、メッセージを生成するステップと、ファジィ鍵を複数のブロックに分割するステップと、メッセージ中の各ビット位置の値またはビットパターンに対して、前記ビット位置における値に基づいて、または前記ビットパターンとの予め決められた関連に基づき、前記ファジィ鍵から異なるブロックを選択することによって、暗号化メッセージを生成するステップとを具備することができる。
2010529798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファジィ鍵を使用して暗号化を行う方法であって、
前記方法は、
メッセージを生成するステップと、
ファジィ鍵を複数のブロックに分割するステップと、
前記メッセージ中の各ビット位置の値またはビットパターンに対して、前記ビット位置における値に基づき、または前記ビットパターンとの予め決められた関連に基づき、前記ファジィ鍵からの異なるブロックを選択することによって、暗号化メッセージを生成するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
暗号化の前に、前記メッセージに対してエラー訂正符号化を加えるステップをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、
第2ファジィ鍵を複数のブロックに分割するステップをさらに具備し、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、前記メッセージ中のビット数以上であり、
前記生成するステップは、前記メッセージの各個のビットに対して、前記メッセージのビット値に従って、前記第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するステップを具備することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、
前記メッセージをnビットのブロックにそれぞれ分割するステップをさらに具備し、
前記ファジィ鍵のブロック数は、2nとして決定されるとともに、各ブロックは、nビットのブロック番号と関連し、
前記生成するステップは、前記メッセージ中の各ブロックに対して、前記メッセージブロックのビットパターンに対応するブロック番号を有する前記ファジィ鍵からのブロックを選択することによって行われることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０】
ファジィ鍵を使用して暗号化を行うシステムであって、
前記システムは、
ファジィ鍵を複数のブロックに分割するように動作可能な鍵ハンドラと、
暗号化されるべきメッセージ中の各ビット位置の値またはビットパターンに対応するファジィ鍵からのブロックを選択することによって、暗号化メッセージを生成するように動作可能な生成器と
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
暗号化の前に、前記メッセージに対してエラー訂正符号化を加えるように動作可能なエラー訂正生成器をさらに具備することを特徴とする請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項10または11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項13に記載のシステム。
【請求項１５】
前記鍵ハンドラは、第2ファジィ鍵を複数のブロックに分割するようにさらに動作可能であり、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、メッセージ中のビット数以上であり、
前記生成器は、前記メッセージの各個のビットに対して、前記メッセージのビット値に従って、第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するように動作可能であることを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
【請求項１８】
前記鍵ハンドラは、前記メッセージをnビットのブロックにそれぞれ分割するように動作可能であり、
前記ファジィ鍵のブロック数は、2nとして決定されるとともに、各ブロックは、nビットのブロック番号と関連し、
前記生成器は、前記メッセージ中の各ブロックに対して、前記メッセージブロックのビットパターンに対応するブロック番号を有するファジィ鍵から前記ブロックを選択するように動作可能であることを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１９】
ファジィ鍵を使用して復号化を行う方法であって、
前記方法は、
ファジィ鍵を使用して暗号化されたメッセージを受信するステップと、
前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成されたファジィ鍵を分割するステップと、
前記受信したメッセージの各ブロックに対して、前記ブロックと前記ファジィ鍵の個別のブロックまたは各ブロックとを比較することによって、前記メッセージのビット値またはビットパターンを決定するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２０】
復号化の後に、前記メッセージに対するエラー訂正処理を行うステップをさらに具備することを特徴とする請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項19または20に記載の方法。
【請求項２２】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項19から21のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２３】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成された第2ファジィ鍵を分割するステップをさらに具備し、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、前記メッセージ中のビット数以上であり、
前記比較は、前記暗号化メッセージの各個ブロックに対して、前記暗号化メッセージブロックと各ファジィ鍵ブロックとの比較結果に従って、前記第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するステップを具備し、
前記メッセージビットのビット値は、前記選択されたファジィ鍵ブロックに従って決定されることを特徴とする請求項19から23のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２７】
前記比較は、前記ファジィ鍵からの最も一致するブロックを決定するために、前記暗号化メッセージのブロックと前記ファジィ鍵の各ブロックとを比較するステップをさらに具備し、
前記メッセージ中のビットパターンの値は、前記ファジィ鍵からの最も一致するブロックのブロック番号であるとして復元されることを特徴とする請求項19から23のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２８】
ファジィ鍵を使用して復号化を行うシステムであって、
前記システムは、
ファジィ鍵を使用して暗号化されたメッセージを受信するように動作可能な受信器と、
前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成されたファジィ鍵を分割するように動作可能な鍵ハンドラと、
前記受信したメッセージの各ブロックに対して、前記ブロックと前記ファジィ鍵の個別のブロックまたは各ブロックとを比較することによって、前記メッセージ中のビット値またはビットパターンを決定するように動作可能な比較器と
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項２９】
復号化の後に、前記メッセージに対するエラー訂正処理を行うように動作可能なエラー訂正プロセッサをさらに具備することを特徴とする請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項28または29に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項28から30のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項31に記載のシステム。
【請求項３３】
前記鍵ハンドラは、前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成された第2ファジィ鍵を分割するように動作可能であり、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、前記メッセージ中のビット数以上であり、
前記比較器は、前記暗号化メッセージの各個のブロックに対して、前記暗号化メッセージブロックと各ファジィ鍵ブロックとの比較結果に従って、前記第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するように動作可能であり、
前記メッセージビットのビット値は、前記選択されたファジィ鍵ブロックに従って決定されることを特徴とする請求項28から32のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
【請求項３６】
前記比較器は、前記ファジィ鍵から最も一致するブロックを決定するために、前記暗号化メッセージのブロックと前記ファジィ鍵の各ブロックとを比較するように動作可能であり、
前記メッセージ中のビットパターンの値は、前記ファジィ鍵からの最も一致するブロックのブロック番号であるとして復元されることを特徴とする請求項28から32のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項３７】
メッセージを送信する方法であって、
前記方法は、
請求項1から9のいずれか1項に記載の方法に従ってメッセージを暗号化するステップと、
前記暗号化メッセージを送信するステップと、
請求項19から27のいずれか1項に記載の方法に従って前記メッセージを復号化するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項３８】
メッセージを送信するシステムであって、
前記システムは、
請求項10から18のいずれか1項に記載の暗号化システムと、
前記暗号化メッセージを伝送するように動作可能な送信チャンネルと、
請求項28から36のいずれか1項に記載の復号化システムと
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項３９】
上記のものと実質的に同様な暗号化装置。
【請求項４０】
上記のものと実質的に同様な復号化装置。
【請求項４１】
上記のものと実質的に同様な暗号化方法。
【請求項４２】
上記のものと実質的に同様な復号化方法。
【請求項４３】
上記のものと実質的に同様なメッセージ送信システム。
【請求項４４】
上記のものと実質的に同様なメッセージ送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファジィ鍵に関するとともに、限定するわけではないが、詳細にはファジィ鍵を使用する暗号演算の実行に関する。
【背景技術】
【０００２】
データの安全な送信が要求される多くのアプリケーションにおいて、そのデータへの無許可なアクセスを妨げるために、データの暗号化を使用することができる。従来の暗号化スキームは、2つの方法（対称鍵方式および非対称鍵方式）のうちの1つで解決する。
【０００３】
対称鍵システムは、データの暗号化および復号化に同一の鍵を使用する。したがって、鍵は、暗号化されたデータをやりとりする関係者との間で配信されなければならない。もし鍵が安全に配信されない場合、第3者が、その鍵のコピーを取得するとともに、その鍵を使用して暗号化された全てのデータにアクセスするためそのコピーを使用する可能がある。
【０００４】
非対称鍵システムは、一方向の暗号化スキームで動作し、データを暗号化するために公開鍵が使用され、データの受信者によって保持される秘密鍵を使用してのみ復号化することができる。したがって、公開鍵は自由に配信することができ、その鍵を使用して暗号されたものは、秘密鍵を使用してのみ復号化することができる。しかし、そのようなシステムにおいて、公開鍵が安全な通信の対象とされる関係者からのものであるとそれを受信する人物が確信することができるように、公開鍵が配信されることがさらに望まれる。もしそうでない場合、第３者が、他の誰かに属していることが明らかである公開鍵を作成するとともに、その公開鍵および対応する秘密鍵を使用して、その鍵の明らかな所有者(originator)に対して意図された暗号化データにアクセスする可能性がある。
【０００５】
一般に、生体認証署名および生体認証型署名から得られるようなファジィ鍵は、同じ署名を正確に2度返す署名生成プロセスの非常に低い尤度のため、粗悪な暗号鍵を作ると認識されている。多くの生体認証型システムにおいて、「一致」は、署名の照合から、予め決められた最小ビット数に基づいて判断される。そのシステムおよび利用に応じて、この閾値は、低くて70%のビット一致率、または高くて95%のビット一致率であり得る。明らかに、そのような低いビット一致率は、暗号化メッセージの復号化を行う際に、重大なエラーを招く恐れがある。
【０００６】
データパッケージング技術は、非特許文献1で議論されている。それによって開示された技術は、非常に特殊な光透過性3次元トークンを使用して、ラッピングデータを作成する。
【０００７】
ファジィ鍵を使用するデータパッケージング技術の既知な1つが、非特許文献2で開発されたXORベースのシステムである。このシステムは、物品（article）の伸長によって生じるエラーに対して非常に影響を受けやすいという特別な欠点を有している（署名の源である物品が署名測定システムに対して非線形的に移動している場合、伸長は、いくつかの署名生成システムにおいてさらに明らかな影響がある）。この技術を使用する際、伸長（または移動）によって生じた歪みが署名内のデータの自己相関幅よりも大きい場合、少なくとも50%の一致が失われるだろう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Gershenfeld, Science 297 (5589): 20026-2030, September 20 2002.
【非特許文献２】Feng Hao, Ross Anderson and John Daugman, "Combining Crypto with Biometrics Effectively", IEEE Trans on Computers, vol.55, no.9, pp/1081-1088, Sept 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者は、暗号鍵としてのファジィ署名の欠点を認識しており、その欠点に対処する方法およびそれに関連する装置を提示し、効果的な暗号化スキームを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
1つの様相から見ると、本発明は、ファジィ鍵を使用して暗号化を行う方法を提供することができる。前記方法によれば、メッセージは、複数のブロックに分割されたファジィ鍵を使用して暗号化することができる。前記暗号化メッセージは、前記メッセージ中の各ビット位置の値またはビットパターンに対して、前記ビット位置における値に基づき、または前記ビットパターンとの予め決められた関連に基づき、前記ファジィ鍵からのブロックを選択することによって、生成することができる。したがって、ファジィ鍵のブロックは、前記メッセージ内の各ビットまたはビットのグループに対応する。こうして、2つの別々に生成された同じソースからの生体認証署名から生じ得る、比較的低いビット一致率は、エラーの発生を防止するために対抗することができる。
【００１１】
上記方法を利用するシステムは、前記暗号化の利用により、前記メッセージの長さに対して大きく追加することが予想されるため、いくつかの環境では、「メッセージ」として別の暗号化スキームに対する鍵を配信するように、前記方法を使用することが好ましい場合がある。したがって、前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵でもよい。対称暗号化アルゴリズムは、処理パワーの要求が非対称暗号化アルゴリズムよりも小さいという利点を有しているため、一般に、一度鍵が安全に配信されれば(たとえば、上記方法によって)、安全なデータの交換において大量のデータ転送のために使用される場合がある。前記メッセージは、代替的に、非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵でもよい。したがって、上記方法は、対称暗号化アルゴリズムに基づいて安全な通信を確立するため、後の使用のために、公開鍵を安全に配信するために使用することができ、対称セッション鍵は、先に配信された公開鍵を使用して当事者間で交換される。それによって、2階層鍵配信システムが使用され得る。
【００１２】
いくつかの例において、暗号化の前に、エラー訂正符号化を前記メッセージに追加することができ、それによって、メッセージが二重チェックされるように提供し、必要があれば、最終的な復号化プロセスの後に訂正される。
【００１３】
いくつかの例において、メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵である。したがって、本実施例の暗号化方法は、従来の高速計算の暗号化方法を使用して、安全な通信チャンネルを開始するために使用することができる。
【００１４】
いくつかの実施例において、前記ファジィ鍵は、物品または生物の物理特性から得られた生体認証型署名である。いくつかの実施例において、生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表す。生体認証型署名を使用することによって、正しい生物または物品の所有者のみが前記メッセージを復号化することができることを保証することにより、システムのセキュリティを強化することができる。
【００１５】
いくつかの実施例において、前記方法は、第2ファジィ鍵を複数のブロックに分割するステップをさらに具備し、前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、前記メッセージ中のビット数以上であり、前記生成するステップは、前記メッセージの各個のビットに対して、前記メッセージのビット値に従って、前記第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するステップを具備する。それによって、メッセージの単一ビットは、暗号化メッセージのビットのグループによって表すことできるため、送信された暗号化メッセージのノイズおよび歪みに対する復元力を提供するとともに、鍵の曖昧性に対する復元力を提供する。
【００１６】
いくつかの実施例において、第2ファジィ鍵は、第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定である。したがって、復号化プロセスは、メッセージを復号化する際に、相関および反相関から選択することができ、一致する鍵ブロックと一致しない鍵ブロックとの間で可能な限り大きい差異を提供する。
【００１７】
いくつかの実施例において、前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成される。したがって、復号化プロセスは、完全なそのままの識別物品に基づいて行うことができるため、セキュリティを強化する。
【００１８】
いくつかの実施例において、前記方法は、前記メッセージをnビットのブロックにそれぞれ分割するステップをさらに具備する。さらに、前記ファジィ鍵のブロック数は、2nとして決定されるとともに、各ブロックは、nビットのブロック番号と関連する。前記生成するステップは、前記メッセージ中の各ブロックに対して、前記メッセージブロックのビットパターンに対応するブロック番号を有する前記ファジィ鍵からのブロックを選択することによって行われるしたがって、前記鍵の各ブロックは、大きくすることができるため、送信された暗号化メッセージのノイズおよび歪みに対する復元力を有するとともに、鍵の曖昧性に対する復元力を有する。
【００１９】
第2の様相から見ると、ファジィ鍵を使用して暗号化を行うシステムを提供することができる。前記システムは、ファジィ鍵を複数のブロックに分割するように動作可能な鍵ハンドラと、暗号化されるべきメッセージ中の各ビット位置の値またはビットパターンに対応するファジィ鍵からのブロックを選択することによって、暗号化メッセージを生成するように動作可能な生成器とを具備することができる。したがって、ファジィ鍵のブロックは、前記メッセージ内の各ビットまたはビットのグループに対応する。こうして、2つの別々に生成された同じソースからの生体認証署名から生じ得る、比較的低いビット一致率は、エラーの発生を防止するために対抗することができる。
【００２０】
別の様相から見ると、ファジィ鍵を使用して復号化を行う方法を提供することができる。前記方法は、ファジィ鍵を使用して暗号化されたメッセージを受信するステップと、前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成されたファジィ鍵を分割するステップと、前記受信したメッセージの各ブロックに対して、前記ブロックと前記ファジィ鍵の個別のブロックまたは各ブロックとを比較することによって、前記メッセージのビット値またはビットパターンを決定するステップとを具備することができる。したがって、ファジィ鍵のブロックは、前記メッセージ内の各ビットまたはビットのグループに対応する。こうして、2つの別々に生成された同じソースからの生体認証署名から生じ得る、比較的低いビット一致率は、エラーの発生を防止するために対抗することができる。
【００２１】
さらなる様相から見ると、ファジィ鍵を使用して復号化を行うシステムを提供することができる。前記システムは、ファジィ鍵を使用して暗号化されたメッセージを受信するように動作可能な受信器と、前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成されたファジィ鍵を分割するように動作可能な鍵ハンドラと、前記受信したメッセージの各ブロックに対して、前記ブロックと前記ファジィ鍵の個別のブロックまたは各ブロックとを比較することによって、前記メッセージ中のビット値またはビットパターンを決定するように動作可能な比較器とを具備することできる。したがって、ファジィ鍵のブロックは、前記メッセージ内の各ビットまたはビットのグループに対応する。こうして、2つの別々に生成された同じソースからの生体認証署名から生じ得る、比較的低いビット一致率は、エラーの発生を防止するために対抗することができる。
【００２２】
さらなる様相から見ると、メッセージを送信する方法を提供することができる。前記方法は、上記示したいずれかの方法に従ってメッセージを暗号化するステップと、前記暗号化メッセージを送信するステップと、上記示したいずれかの方法に従って前記メッセージを復号化するステップとを具備することができる。
【００２３】
別の様相から見ると、メッセージを送信するシステムを提供することができる。前記システムは、上記示したいずれかの暗号化システムと、前記暗号化メッセージを伝送するように動作可能な送信チャンネルと、上記示したいずれかの復号化システムとを具備することができる。
【００２４】
さらなる態様および実施形態は、後述する発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２５】
次に、本発明の特定の実施形態を単に例示の目的で次の添付図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】読み取り装置を概略的に示す側面図である。
【図２】読み取り装置の機能的コンポーネントを概略的に示すブロック図である。
【図３】紙表面の顕微鏡画像である。
【図４】プラスチック表面の対応する画像である。
【図５】物品の署名がスキャンからどのように生成されるかを示すフローチャートである。
【図６】メッセージの暗号化における論理ステップを表すフローチャートである。
【図７】暗号化プロセスに含まれる様々なブロックの例を示す図である。
【図８】メッセージの暗号化における論理ステップを表すフローチャートである。
【図９】暗号化プロセスに含まれる様々なブロックの例を示す図である。
【００２７】
本発明は、様々な変更および代替形態を許すことができるが、特定の実施形態を単なる例示の目的で添付図面に示すとともに、本明細書で詳細に説明する。しかし、図面および発明の詳細な説明は、本発明をここで開示する特定の形に限定することを意図しておらず、それとは反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される、本発明の趣旨および範囲内に収まる全ての変更物、等価物、および代替物を包含するものであることを理解するべきである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本明細書に記載される、暗号型システムにおいてファジィ鍵および署名を使用するためのシステムおよび方法は、ファジィ鍵または署名を生成する任意のシステムに適用することができる。多くのそのようなシステムは、生体認証または生体認証型システムである。生体認証システムは、人間の指紋、網膜、または虹彩のような生物学的特徴のスキャンから取り込まれたデータを処理することによって、鍵/署名を生成し得る。生体認証型システムは、微視的に粗い紙またはプラスチックの表面のように、ランダムな様式または構造を示す非生物学的特徴のスキャンから取り込まれたデータを処理することによって、鍵/署名を生成し得る。
【００２９】
生体認証署名を生成するシステムの例として、商用の電子指紋アクセスシステムで使用されるものがあり、たとえば、いくつかのポータブルコンピュータ、および指紋鍵式電子ロックで使用されるものなどがある。そのようなシステムは、一般に、予め決められた特定の位置における指紋のパターン、導電率などの測定値を取得するとともに、それを保存されたテンプレートと比較して一致が生じたかどうかを判定することによって動作する。
【００３０】
生体認証型署名を生成するシステムの例として、いくつかの種類の物理トークンを識別するために使用されるものがある。多くのそのようなシステムは、所与の刺激(たとえば、トークンの照明)に対して特徴的な応答を与える基質内の粒子状物質のランダムな分布に依存している。生体認証型署名を生成する別のシステムとして、Ingenia Technologies社によって開発および市販されているものがある。このシステムは、紙のシート、身分証明書またはパスポート、セキュリティシール、ペイメントカードなどのような、紙、段ボール、プラスチック、または金属物品のランダムな表面様式を分析して、所与の物品を一意的に識別するように動作可能である。このシステムは、2004年3月12日提出の英国特許出願第GB0405641.2号(2005年9月14日公開の英国特許出願公開第GB2411954号明細書)、2004年8月13日提出の英国特許出願第GB0418138.4号(2006年3月8日公開の英国特許出願公開第GB2417707号明細書)、2004年8月13日提出の米国特許出願第US60/601,464号、2004年8月13日提出の米国特許出願第US60/601,463号、2004年9月15日提出の米国特許出願第US60/610,075号、2004年8月13日に提出の英国特許出願第GB0418178.0号(2006年2月15日公開の英国特許出願公開第GB2417074号明細書)、2004年8月13日提出の米国特許出願第US60/601,219号、2004年8月13日提出の英国特許出願第GB0418173.1号(2006年3月1日公開の英国特許出願公開第GB2417592号明細書)、2004年8月13日提出の米国特許出願第US60/601,500号、2005年5月11日提出の英国特許出願第GB0509635.9号(2006年11月15日公開の英国特許出願公開第GB2426100号明細書)、2005年5月11日提出の米国特許出願第US60/679,892号、2005年7月27日提出の英国特許出願第GB0515464.6号(2007年2月7日公開の英国特許出願公開第GB2428846号明細書)、2005年7月27日提出の米国特許出願第US60/702,746号、2005年7月27日提出の英国特許出願第GB0515461.2号(2007年2月14日公開の英国特許出願公開第GB2429096号明細書)、2005年7月27日提出の米国特許出願第US60/702,946号、2005年7月27日提出の英国特許出願第GB0515465.3号(2007年2月14日公開の英国特許出願公開第GB2429092号明細書)、2005年7月27日提出の米国特許出願第US 60/702,897号、2005年7月27日提出の英国特許出願第GB0515463.8号(2007年2月7日公開の英国特許出願公開第GB2428948号明細書)、2005年7月27日提出の米国特許出願第US60/702,742号、2005年7月27日提出の英国特許出願第GB0515460.4号(2007年2月14日公開の英国特許出願公開第GB2429095号明細書)、2005年7月27日提出の米国特許出願第US60/702,732号、2005年7月27日提出の英国特許出願第GB0515462.0号(2007年2月14日公開の英国特許出願公開第GB2429097号明細書)、2005年7月27日提出の米国特許出願第US60/704,354号、2005年9月8日提出の英国特許出願第GB0518342.1号(2007年3月14日公開の英国特許出願公開第GB2429950号明細書)、2005年9月8日提出の米国特許出願第US60/715,044号、2005年10月28日提出の英国特許出願第GB0522037.1号(2007年5月2日公開の英国特許出願公開第GB2431759号明細書)、および2005年10月28日提出の米国特許出願第US60/731,531号(全てCowburnらによる発明)を含む、多数の特許出願公開において詳細に記載されており、これらそれぞれの内容およびその全てが、引用により本明細書に組み込まれる。
【００３１】
例示として、Ingenia Technologies社のシステムの動作方法についての短い説明を次に示す。
【００３２】
図1は、読み取り装置1の概略的な側面図を示している。光学式読み取り装置1は、装置の読み取りボリューム(reading volume)に配置された物品(図示せず)から署名を測定するためのものである。読み取りボリュームは、ハウジング12におけるスリットである読み取りアパーチャ10によって形成されている。ハウジング12は、前記装置の主要な光学式コンポーネントを含んでいる。前記スリットは、x方向(図中の挿入軸を参照)に大きな範囲を有している。主要な光学式コンポーネントは、コヒーレントレーザビーム15を生成するためのレーザ源14と、複数(K個)の光検出エレメントから構成される検出器配置16(ただし、本実施例ではk=2であり、参照符号16aおよび16bが付されている)とである。レーザビーム15は、集束配置18によって、y方向(図面の平面に対して垂直)に広がるとともに、読み取りアパーチャの平面にある細長い焦点に集束される。読み取り器の一実施例において、細長い焦点は、長軸の寸法が約2mmであるとともに、短軸の寸法が約40マイクロメートルである。これらの光学式コンポーネントは、サブアセンブリ20に含まれている。図示した例において、検出器エレメント16a，16bは、読み取りボリューム内に存在する物品からの反射で散乱した光を集めるために、ビーム軸からの異なる角度でビーム軸オフセットの両側に配置されている。一実施例において、オフセット角は-30度と+50度とである。収集するデータ点が可能な限り独立しているように、ビーム軸の両側の角度は、等しくならないよう選択することができる。しかし、実際には、このことはその動作に必須ではないとともに、入射ビームの両側で角度が等しい検出器を有することが、完全に機能する配置であると断定されている。4つの検出器エレメントは全て、共通の平面に配置されている。コヒーレントビームが読み取りボリュームから散乱する場合、光検出エレメント16aおよび16bは、ハウジング上に配置された物品からの散乱光を検出する。図示されているように、光源は、読み取りアパーチャにおいて物品に垂直入射で突き当たるように、z方向のビーム軸でレーザビーム15を向けるよう備え付けられている。
【００３３】
一般に、z方向における物品の位置調整の変化が、読み取りアパーチャの平面におけるビームサイズに著しい変化を生じさせないように、焦点深度が大きいことが望ましい。一実施例において、焦点深度は約±2mmであり、これは良好な結果を生じさせるのに十分大きい。他の配置において、焦点深度は、これよりも大きくまたは小さくしてもよい。焦点深度、開口数、および作動距離のパラメータは、互いに依存しているため、よく知られているスポットサイズと焦点深度との間のトレードオフを生じる。いくつかの配置において、焦点は、調節可能であってもよく、距離測定手段と併せて、焦点は、使用可能な焦点範囲内に配置された物品を標的にするように調節してもよい。
【００３４】
標的物品上の多数の点が読み取られるようにするために、物品および読み取り装置は、入射ビームおよび関連した検出器を標的物品に対して移動することを可能にするように、配置することができる。これは、物品、スキャナアセンブリ、またはその両方が移動することによって配置されることも可能である。いくつかの例において、物品が、読み取り装置のハウジングに隣接する場所に保持されるとともに、上記の移動を生じさせるために、スキャナアセンブリが、読み取り装置内を移動してもよい。代替として、物品は、スキャナアセンブリを通過してもよく、たとえば、生産ラインの場合、物品は、コンベアに沿って移動しながら、位置が固定されたスキャナを通過する。他の代替において、物品とスキャナとの両方は固定して保持される一方で、指向性焦点手段が、コヒーレント光ビームを標的に対して移動させてもよい。これは、検出器が、光ビームとともに移動することを必要とし得る、または検出器が、標的上における光ビームの全入射位置からの反射を受けるように固定して配置されてもよい。
【００３５】
図2は、上述の読み取り装置の論理コンポーネントの概略的なブロック図である。レーザ生成器14は、制御・署名生成ユニット36によって制御される。任意で、モータ22も同様に、制御・署名生成ユニット36によって制御されてもよい。任意で、読み取り装置を通過した標的の動きを測定するために、および/またはこれらの相対的な移動における非線形性を測定しひいては説明するために、ある種の動き検出または線形化手段（参照符号19として示されている）が、実装される場合、これは、制御・署名生成ユニット36を使用して制御することができる。
【００３６】
標的表面のスキャン領域からのレーザビームの反射は、光検出器16によって検出される。上述したように、いくつかの例において、複数の光検出器を提供してもよい。光検出器16からの出力は、特定の標的表面のスキャン領域に対して署名を作成するために処理する制御・署名生成ユニット36を通過する前に、アナログ-デジタル変換器(ADC)31によってデジタル化される。ADCは、データ取り込み回路の一部であること、独立したユニットであること、または制御・署名生成ユニット36のマイクロコントローラもしくはマイクロプロセッサに組み込まれることが可能である。
【００３７】
制御・署名生成ユニット36は、光検出器の反射情報の各セットに対してスキャン領域の位置を決定するために、レーザビームの現在入射位置情報を使用することができる。したがって、スキャン領域のうちスキャンされた部分の全部または選択された一部に基づいて、署名を作成することができる。スキャン領域の全体よりも小さい領域が署名に含まれているが、署名生成ユニット36は、署名を生成する際、スキャン領域の他の部分から受信したデータを単純に無視することができる。代替として、スキャン領域全体からのデータは、標的からの画像型データの位置調整または収集のような、別の目的で使用され、全体のデータセットは、さらなる目的のために制御・署名生成ユニット36によって使用され、次いでそのさらなる目的の終了後に保持または破棄されることが可能である。
【００３８】
明らかなように、図2に表した様々な論理エレメントは、多様な装置の組み合わせで物理的に実装してもよい。たとえば、いくつかの場合において、全てのエレメントをスキャン装置内に含めてもよい。他の場合において、スキャン装置は、レーザ生成器14、モータ22(もしあれば)、および光検出器16のみを含みとともに、残り全てのエレメントは、1つまたは複数の独立した物理ユニットに配置されてもよい。論理エレメントの物理的分散による他の組み合わせも同様に使用することができる。さらに、制御・署名生成ユニット36は、独立した物理ユニットに分割してもよい。たとえば、レーザ生成器14およびモータ(もしあれば)を実際に制御する第1ユニットと、レーザビームの現在入射位置情報を計算する第2ユニットと、署名を生成するために使用されるスキャンデータを識別する第3ユニットと、署名を実際に計算する第4パートとがあってもよい。
【００３９】
ADC 31および/または制御・署名生成ユニット36によって実行される処理ステップの一部または全部は、用途特定集積回路(ASIC)または専用アナログ処理回路のような、専用処理配置を使用して実行してもよいことは、明らかであろう。代替的にまたはそれに加えて、ビームADC 31および/また制御・署名生成ユニット36によって実行される処理ステップの一部または全ては、デジタル信号プロセッサのようなプログラマブル処理装置、または従来のパーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、(たとえば、携帯情報端末すなわちPDA)、もしくはスマートフォンで使用され得るような多目的プロセッサを使用して実行してもよい。プログラマブル処理装置を使用する場合、1つまたは複数のソフトウェアプログラムは、プログラマブル装置に所望の機能を実行させるように使用してもよい。そのようなソフトウェアプログラムは、磁気または光ディスクのようなキャリア媒体に、またはデータ通信チャンネルによる送信のための信号に実装してもよい。
【００４０】
これら例のシステムが読み取ることができる表面特性を例示するために、図3および4は、紙およびプラスチック物品の表面をそれぞれ示している。
【００４１】
図3は、紙表面の顕微鏡画像であり、約0.5x0.2mmの領域にわたる画像である。この図は、紙のような微視的に平坦な表面は、ほとんどの場合、顕微鏡スケールで高度に構造化されていることを示している。紙の場合、その表面は、紙を作る木または他の植物から得た繊維のかみ合った網によって、微視的に高度に構造化されている。この図は、約10ミクロンである木の繊維に対して特徴的な長さスケールをさらに示している。この寸法は、回折と、さらに繊維の方向に依存するプロファイルを有する散漫散乱とを生じさせる、コヒーレントビームの光波長と正確な関係を有している。したがって、読み取り器が、特定の品物(goods)の種類に対して構成されたものである場合、レーザの波長は、スキャンされる品物の種類の構造特徴サイズに適合することができることは明らかであろう。紙の各部分の局所的な表面構造は、個々の木の繊維がどのように配置されているかによって決まるという点において特有であることが、この図から同様に明白である。したがって、紙の一部分は、それが自然法則によって支配された過程によって作られていることによる特有な構造を有するという点で、従来技術における特殊な樹脂トークンまたは磁性材料のデポジットのような、特別に作成されたトークンとの違いがない。同じことが、他の物品の種類の多くに当てはまる。
【００４２】
図4は、プラスチック表面の対応する画像を示している。この原子間力顕微鏡画像は、微視的に滑らかなプラスチック表面の起伏のある表面をはっきりと示している。図から推測することができるように、その表面は、図3で例示された紙表面よりも滑らかであるが、その表面起伏のレベルは、本実施例の署名生成スキームを使用して一意的に識別することができる。
【００４３】
換言すれば、特有な特徴が、多種多様な日用の物品から直接的手段で測定可能である場合、特別に用意されるトークンを作る労力および費用を費やすことは本質的に無意味である。物品の表面(または、透過の場合はその内部)の自然構造による利点を利用する散乱信号のデータ収集および数値処理を次に説明する。
【００４４】
図５は、物品の署名がスキャンからどのように生成されるかを示すフローチャートを図示している。
【００４５】
ステップSlは、各光検出器における光強度が、スキャンの全長に添った多数の位置において取得されるデータ取得ステップである。同時に、エンコーダの信号が、時間の関数として取得される。スキャンモータが、高い線形精度(たとえば、ステッピングモータのように)を有している場合、またはデータ中の非線形性をブロック単位(block-wise)の解析もしくはテンプレートマッチングを通して除去することができる場合、データの線形化は必要とされ得ないことが留意される。上述の図２を参照すると、前記データは、ADC31からのデータを利用する署名生成器36によって取得される。各スキャンにおいて収集された1光検出器当たりのデータ点数は、以下のようにNとして定義される。さらに、値ak(i)は、光検出器kからのi番目に格納された強度値として定義され、ただしiは、1~Nである。
【００４６】
ステップS2は、取り込まれたデータに対して時間領域フィルタを適用する任意のステップである。
本実施例において、標的がコヒーレントビーム以外の光源からの照明を同様に受ける場合、現れることが予想されそうな50/60Hzおよび100/120Hzの帯域における信号を選択的に除去するために使用される。これらの周波数は、最も一般的には蛍光灯のような室内照明を駆動するために使用されている。
【００４７】
ステップS3は、データの調整を行う。いくつかの例において、このステップは、エンコーダの推移が時間的に等間隔であるように、局所的に伸縮しているak(i)に対して数値補間を使用する。これは、モータ速度の局所的変化、およびデータ中の他の非線形性を補正する。このステップは、署名生成器36によって実行することができる。
【００４８】
いくつかの実施例において、スキャン領域が、予め決められたパターンテンプレートに対応する場合、取り込まれたデータは、既知のテンプレート、ならびに取り込まれたデータに適用される並進および/または回転調節と比較することで、テンプレートに対してデータを調整することができる。さらに、物品に対するスキャンヘッドの通過が、テンプレートが構築されるときとは異なる環境では、取り込まれたデータに対して伸縮調整を適用することで、テンプレートに対してデータを調整してもよい。したがって、テンプレートが線形スキャン速度を使用して構築されている場合、スキャンデータが現速度の非線形性を有して導かれると、スキャンデータは、テンプレートと一致するように調節することができる。
【００４９】
ステップS4は、取り込まれたデータに対して、空間領域バンドパスフィルタを適用する。このフィルタは、x方向(スキャンヘッドの移動方向)における波長範囲を通す。このフィルタは、サンプル間の減衰を最大化するとともに、データ内の高い自由度を維持するように構成されている。この点を考慮して、フィルタの通過帯域の下限は、速い減衰を有するように設定されている。これは、標的表面からの絶対強度値が署名生成の観点から無関係である一方で、一見同じ強度の領域間の変動は関係があるために必要である。しかし、減衰は、あまり速過ぎるようには設定されず、そうすることで、信号のランダム性を減少することができることによって、取り込まれたデータ内の自由度を減少させる。上限は、高く設定することができる。ある程度高い周波数ノイズ、またはx方向の値(y方向の値については上述したが)間のいくらかの平均化(スミアリング)に対する要件はあり得るが、通常は高い上限以外に何かを必要としない。いくつかの例において、2次オーダフィルタを使用することができる。一実施例において、標的表面にわたるレーザの移動速度は、秒速20mmであり、フィルタは、100ミクロンのインパルス上昇距離と、500ミクロンのインパルス下降距離とを有してもよい。
【００５０】
簡単なフィルタを適用する代わりに、フィルタの様々な部分に重み付けすることが望ましい場合もある。一実施例において、微分のような実空間機能の等価物を導くために三角通過帯域(triangular passband)が作られるように適用される重み付けは相当なものである。微分型効果は、無相関な寄与と比べて信号から相関のある寄与(たとえば、標的上の印象を表している(printing)表面から)を弱めるのに役に立てることができるため、高度に構造化された表面に対して有用であり得る。
【００５１】
ステップS5は、2値化ステップであり、マルチレベルのデジタル信号(ADCからの処理された出力)は、スキャンを表すデジタル署名を計算するために、2つの状態のデジタル信号に変換される。デジタル署名は、本実施例において、次のルールを適用することによって得られる。すなわち、ak(i)>平均を2進数「1」にマッピングするとともに、ak(i)<=平均を2進数「0」にマッピングする。2値化されたデータセットは、dk(i)として定義され、ただし、iは、1~Nである。物品の署名は、好ましくは、今説明した強度データの2値化された署名に加えて、さらなるコンポーネントを組み込んでもよい。これらのさらなる任意の署名コンポーネントを次に説明する。
【００５２】
ステップS6は、より小さい「サムネイル」デジタル署名が作られる任意のステップである。いくつかの実施例において、これは、m個の読み取りの隣接グループを一緒に平均化することによって、または、c番目データ点(ただし、cはサムネイルの圧縮因子である)ごとに採取することによってのいずれかで生成される、実空間サムネイルであることが可能である。平均化がノイズに偏って増幅し得るため、後者が好ましい場合がある。他の実施例において、サムネイルは、署名データの一部または全部の高速フーリエ変換に基づくことが可能である。次に、ステップS5で使用されたのと同様の2値化ルールが、縮小されたデータセットに適用される。サムネイルの2値化は、tk(i)として定義され、ただし、iは、1~N/cであるとともに、cは、圧縮因子である。
【００５３】
ステップS7は、複数の検出チャンネルが存在する場合(すなわち、k>l)に適用可能な任意のステップである。追加コンポーネントは、複数の光検出器のうち異なる光検出器から得られた強度データ間で計算される相互相関コンポーネントである。2個のチャンネルによって、1個の相互相関係数が可能であり、3個のチャンネルによって3個に増え、さらに4個のチャンネルによって6個に増えていく。相互相関係数は、物質種類の良好な指標であることが分かっているため役立つ。たとえば、所与の種類のパスポート、またはレーザプリンタ用紙のような、特定の種類の書類に対して、相互相関係数は、予測可能な範囲内にあることが常に分かる。正規化相互相関は、ak(i)とal(i)との間で計算することができ、ただし、k≠lであるとともに、k, lは光検出チャンネル数の全てにわたって変化する。正規化相互相関関数は、次のように定義される。
【００５４】
【数１】
2010529798.tif 000003
【００５５】
後の検証における使用のために保存することができる相互相関関数の別の様相は、相互相関関数中のピーク幅、たとえば半値全幅(FWHM)である。検証処理における相互相関係数の使用を、これより以下で説明する。
【００５６】
ステップS8は、別の任意のステップであり、信号強度分布を示す簡単な強度平均値を計算するためのものである。これは、様々な検出器に対する各平均値の全体的な平均、またはak(i)の2乗平均平方根(rms)の値のような、各検出器に対する平均であり得る。上述の読み取り器におけるように検出器が、垂直入射の両側にペアで配置される場合、検出器の各ペアに対する平均を使用してもよい。強度値は、標本の全体的な反射性および粗度を単に示すため、物質種類に対する良好な粗フィルタであることが分かっている。たとえば、1つは、平均値、すなわちDCバックグランドの除去後に、強度値として非正規化rms値を使用することができる。rms値は、rms値が表面粗度に関係するという点で、表面反射性の指標を提供する。
【００５７】
以上のように、物品から生体認証型署名を得るシステムの例を短く説明した。この種類のシステムのさらなる詳細に関して、読み取り器は、上で示した様々な特許出願公開の内容を考慮することを指向している。
【００５８】
生体認証署名と生体認証型署名との間で一貫する1つのことは、同じ生物学的特徴/物理物品の2つのスキャンからの出力は、同じ結果をほとんど正確に生成しないということである。そのため、生体認証または生体認証型システムにおける照合結果の判定は、デジタル環境における多くの状況のような2つ署名間のビット対応が100%であることよりもむしろ信頼基準に基づいて、照合結果が判定されるという点で、多くの場合、ファジィ照合と呼ばれる
【００５９】
2つの署名(一般に、検査署名および登録署名)の比較の結果が、予め決められた閾値を超過する比較結果を生じさせた場合、作成されている署名の種類、署名作成の方法、および署名が使用されている利用に依存して、照合結果を示してもよい。そのような比較は、相互相関または他の比較アルゴリズムによって実行してもよく、そのような結果は、ビット一致率または同様のものとして表してもよい。Ingenia Technology社のシステムの例示的な実施態様において、商品を包装している段ボールに対する署名は、2000ビットの長さであってよく、照合結果を判定するために70~95%の範囲のビット一致率閾値を設定してもよい。
【００６０】
したがって、そのようなファジィ照合システムは、暗号化システムとの関連で使用される場合、ファジィ鍵であることが考慮され得る、ファジィ署名に基づいて動作する。しかし、ほとんど全ての暗号化システムは、正確に動作するために、ビット単位で完全な(bit-perfect)鍵を必要とする。そうでない場合、復号化されたメッセージが暗号化されたメッセージと一致しないとともに、データ損失が生じることになる。
【００６１】
以下の例は、そのようなファジィ鍵の使用に関連して従来経験される問題を回避する堅牢な方法で、メッセージを暗号化するためにファジィ鍵を使用する様々な手法を詳述する。
【００６２】
第1実施例を図6に示す。このフローチャートで、第1実施例によるメッセージ暗号化の主要な論理ステップを説明する。ステップS6-1で開始すると、暗号化されるべきメッセージが生成される。次に任意で、ステップS6-3において、エラー訂正符号化が、前記メッセージに適用される。エラー訂正符号化は、たとえば、巡回冗長検査のような簡単な技術、またはハミング符号、BCH符号、リード・ソロモン符号、リード・ミュラー符号、2元ゴレイ符号、畳み込み符号、またはターボ符号のようなより複雑なエラー訂正スキームなどの任意の適切な技術であってよい。
【００６３】
次に、第1の生体認証または生体認証型署名(署名1)は、ステップS6-5で、メッセージ中のビット数(エラー訂正符号ビットが適用される場合はそれと一緒に)と等しいブロック数に分割される。これと同じプロセスが、ステップS6-7で、第2の生体認証または生体認証型署名(署名2)に関して同様に実行される。
【００６４】
次に、暗号化メッセージを作成するために、前記メッセージの各ビットに対して、署名lまたは署名2のいずれの各ブロックが選択される。署名1および署名2からの選択は、ビット値に従ってなされる。ビット値が「0」である場合は、署名1の各ブロックが選択されるとともに、ビット値が「1」である場合は、署名2の各ブロックが選択され得る。こうして、一連のデータブロックを有する暗号化メッセージが作成される。したがって、本実施例の暗号化メッセージの長さは、2つの署名の長さと同じである(2つの署名が同じ長さであることを仮定すると)。2つの署名が異なる長さである場合、一方のブロックは、他方のブロックよりも長くなるとともに、暗号化メッセージは、2つの署名の長さに対して中間の長さとなる。こうして、暗号化メッセージは、生体認証/生体認証型署名を使用して作成される。
【００６５】
メッセージを復号化するためには、同じ2つの物品/特徴に対する署名が必要である。暗号化メッセージの各ブロックに対して、前記ブロックは、両方の署名の各ブロックと比較される。したがって、元のメッセージのビット値は、いずれの署名ブロックが暗号化メッセージのブロックに最も一致するかによって、決定される。
【００６６】
したがって、ファジィ鍵を用いて従来経験する問題を克服する本実施例の態様について、メッセージの各ビットに対してファジィ署名からの複数のビット(すなわち、ブロック)を使用することによって、メッセージ中のビットの値に対して個別に関与する署名ビットが1つもないことが理解される。これは、2つの選択肢(完全に復元される値よりはむしろ)から最良の一致を単に探す復号化プロセスと結合され、鍵の曖昧さによって生じる紛失または文字化けしたデータとは関係なく、ファジィ署名が暗号鍵として使用されるのを可能にする。
【００６７】
明らかなように、本実施例の方法は、ショートメッセージと、メッセージが署名よりも少ないビットを有する任意の場合とに最も適している。一般に、さらに鍵として使用される特定パラメータの曖昧性の度合いに依存して、署名の各ブロックは、最小長が約10ビットであることが好ましい。各ブロックの長さの上限は、システムの動作環境と、生成および処理が可能な最大署名サイズとによって簡単に設定される。
【００６８】
署名の長さに対して短いメッセージに対するこの種類のシステムの制約は、本実施例のシステムが対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵を伝送するのに特に適するのに役立つ。対称暗号化アルゴリズムは、間違いなく現在知られている最速の(処理リソース要求期間(processing resource demand term)において)暗号化アルゴリズムであるため、さらなるデータ変換が、対称暗号化アルゴリズムを使用して実行することができるように、本実施例のシステムを使用して対称アルゴリズム鍵を配信することは有益であるといえる。代替として、本実施例のペイロードメッセージは、非対称暗号化アルゴリズムの公開鍵であってもよい。したがって、安全に通信することを意図する関係者からのものであることを受信者に対して保証する方法で、公開鍵を配信することができる。次に、公開鍵は、安全な通信を確立するために使用することができる。いくつかの実施例において、非対称システムは、安全な通信チャンネルを確立するために使用することができる、対称システムのセッション鍵を配信するため同様に使用することが可能である。
【００６９】
様々なブロックの例を、いくつかの特定の例におけるデータ長の数値とともに図7に示す。
【００７０】
メッセージ40は、暗号化されるものである。本実施例において、これは、対称暗号化アルゴリズムに対する128ビットのランダムに生成されたセッション鍵であるが、他のメッセージを使用することが可能である。次に、エラー訂正符号化が、前記メッセージに適用される。本実施例において、エラー訂正符号化は、リード・ソロモン符号化であるが、他の符号化を使用してもよい。これは、全長160ビットのペイロードを作成する(参照符号41として示されているように)。
【００７１】
第1署名42(署名l)は、別々に160個のブロック(ペイロードの各ビットに対して1つ)に分割される。本実施例において、署名の長は、1920ビットである(各ブロックが12ビットの長さであるように)。第2署名43も同様に、160個のブロックに分割される。本実施例では、署名の長さがブロックの数の整数倍であることを与えるように、署名の長さおよびブロックの数が選択されている。本実施例のシステムでは、署名の長さを任意の所望サイズに設定することができるため、これは容易に実現される。他の実施例において、ブロック数の整数倍でない長さの署名を有することが可能である。そのような実施例において、それは単にいくつかのブロックが残りのブロックと異なるビット数を含む場合となる。そのような状況は、システムの動作性能を減少または悪化させない。
【００７２】
次に、2つの分割された署名42および43は、ゲートとしてペイロードを使用して暗号化メッセージを作成するために使用される。本実施例において、ペイロードのビット値が「0」である場合、署名1の各ブロックが暗号化メッセージにおいて使用される。同様に、ペイロードビット値が「1」である場合、署名2の各ブロックが暗号化メッセージにおいて使用される。
【００７３】
このことは、図7に例示されており、例示的なビット列としてペイロードの最初の数ビットが参照符号41で図示されている。したがって、ペイロード41の第1ビット値は、「1」であり、暗号化メッセージ44の第1ブロックは、署名2の第1ブロックであることは明らかである。ペイロード41の第2ビット値は、「0」であり、暗号化メッセージ44の第1ブロックは、署名1の第1ブロックである。これは、暗号化メッセージ44が終了するまで、ペイロードのビットごとに適用される。
【００７４】
復号化のために、この反対のことが適用される。したがって、2つの署名が作成される―それらは一般に、異なる位置において、同じ物品または生物学的特徴から作られるため、元の署名である署名lおよび署名2と似ているが、実際に与えられるのは、署名1`および署名2`である。これらはそれぞれ、暗号化側でのように、160個のブロックに分割される。次に、受信した暗号化メッセージの各ブロックは、相互相関プロセスによって、署名1`および署名2`からの各ブロックのペアと比較される。したがって、受信した暗号化メッセージの各ブロックは、互いに対して前記ブロックをシフトすることによって、および検査される各ビット位置に対して相互相関の比較結果を得ることによって、1組のブロック(1つが、署名1`および署名2`のそれぞれから同じブロック数を有する)と比較される。署名1`および署名2`のそれぞれのブロックとの比較から最高(ピーク)相互相関の結果は、その比較に対する最良の結果として選択される。次に、署名1`との比較からの最良の結果は、署名2`との比較からの最良結果と比較される。いくつかのビットパターンに対して、相関または部分相関であることが見られ得るが、1つの結果は、相関および他の無相関を表すはずであるため、大部分のブロックに対して、署名1`および署名2`に対する比較結果の間で著しい差があることが通常予想される。これら2つの値のうち大きい方は、暗号化メッセージブロックに対して検査される際に最良の一致結果を返す検査ブロックを示すことによって、正しいブロックとして選択される。復号化されるペイロードの各ビットのビット値は、それによって選択される。前述のように、最も一致するブロックが署名1`からのものである場合、ビット値は「0」であると判定されるとともに、最も一致するブロックが署名2`からのものである場合、ビット値は「1」であると判定される。こうして、ペイロードは復元される。
【００７５】
この段階において、エラー訂正符号化スキームは、元のメッセージ(セッション鍵)を復元することができるように、ファジィ鍵プロセスからの送信誘発性エラーまたは誤った照合結果のいずれかにより生じたエラーを識別および訂正するために使用することができる。
【００７６】
したがって次に示すように、2つの段階プロセスは、元のペイロードを復元するために使用することができる。それらの第1は、送信された署名ブロックの相互相関から得られたファジィ照合結果である。これは、復号化を実行するとともに、ペイロードを復元させる。しかし、メッセージを伝送したチャンネルに対するチャンネルエラー率のような因子に依存して、いくつかのブロックは、相互相関プロセスによって不正確にデコードされている可能がある。したがって、高速かつ全般的に正確なファジィ照合プロセスに加えて、エラー訂正符号化スキームは、元のペイロードとともに使用することができる。したがって、このエラー訂正符号化は、ファジィ照合プロセスによって不正確にデコードされた復元されるべきペイロード中のビット値を識別および訂正するために、使用することができる。したがって、本システムは、相対的に高速かつ正確なファジィ照合プロセスに依存することによって、格別な効率を提供するとともに、次いで、最大可能精度のために、ファジィ照合システムからの不一致を識別する予備エラー訂正符号化スキームを任意で使用する。
【００７７】
図7の例から例示的なデータ長の数値を使用して実行された検査は、誤検出および検出漏れに関して、少なくとも1:1,000,000のオーダーの動作精度率を示しており、同じ物品から生成された複数の署名間のビットエラー率は、30%である(すなわち、たった70%のビット一致率―通常、生体認証/生体認証型署名システムに対する許容下限において)。
【００７８】
上で署名1および署名2の使用を説明したが、それらは完全に独立した署名である必要はない。たとえば、それらは同じ署名の第1および第2部分であることが可能である。署名が完全に独立しているイベントにおいて、それらは、同じソース(source)から、または異なるソースからの両方で得られる。たとえば、署名は、IDカードの2つの異なる部分から、2つの異なるIDカードから、指紋およびIDカードから、2つの異なる指紋、または指紋および虹彩のスキャンからのものであることが可能である。実際に必要とされるのは、2つの署名が異なることである―これは、生体認証または生体認証型署名ベースシステムにおいて基本的に保証される。
【００７９】
一実施例において、署名1および署名2は、両方とも同じデータからのものである。2つの異なる署名を使用するのではなく、または同じ署名の異なる部分を使用するのでもなく、本実施例において、署名2は、署名1の反転(ビット単位(bitwise)の論理否定)である。したがって、署名2の各ビットは、対応する署名1のビットと反対の値を有している。この手法を使用することによって、復号化段階における2つの異なる署名間の差異は、2つの署名間に反相関が実際にあるため、非常に大きいものであると推定されるしたがって、暗号化メッセージの所与のブロックに対して、2つの候補ブロックから選択するタスクは、この種類のシステムに対して可能な限り容易である必要がある。
【００８０】
より詳細に復号化プロセスを考慮すると、署名は、同じ物品または生物学的特徴から作成される。したがって、新たに作られた署名は、元の署名の署名1に似ているが、実際に与えられるのは、署名1`である。次に、これは暗号化側と同様に、160個のブロックに分割される。先の例と同様に、検査ブロックと署名1`との相互相関が行われる。しかし、上述したように、本実施例において、署名2はなく、単に署名1とその反転とがあるため、相互相関は、各検査ブロックに対して1度行う必要があるだけである。相関と非相関との間における検査である上述の実施例とは大きく異なり、本実施例では、相関と反相関との間の検査である。したがって、各比較検査ブロックに対して、相互相関は、検査ブロックと署名1`の各ブロックとの間で行われる。この相互相関演算に対して、最大(maximum)および最小(minimum)値のピークは、一致を判定するために使用される。最も大きい正のピークの振幅と最も大きい負のピークの振幅とは比較されるとともに、最も大きい振幅が、最良の一致であると判断される。それによって、システムは、ブロックが「0」または「1」を表すかを判定するために、署名とその反転署名とから選択することができる。
【００８１】
これら実施例で詳述される手法は、署名が生成される物品または特徴における歪みに対しての耐久性がある。たとえば、署名が生成されるIDカードが柔軟または伸縮自在である場合、同じIDカードから生成された2つの署名は、異なる時点のスキャンにおけるIDカードの歪みによって、ビット間の可変オフセットを有し得る。紙または段ボールの物品は、たとえば濡れることによって、伸びるまたは他に歪むため、署名を生成するために使用される場合には、このことが同様に関心事となる可能性がある。そのような歪みが生じたとしても、本システムによって使用されるブロックベースの符号化は、復号化されるメッセージの失敗を回避するように、そのような歪みの影響を減少させる。
【００８２】
このように、メッセージの暗号化のためにファジィ鍵を使用するとともに、次いで、同じ識別物品(identifier article)または生物学的特徴から復号化位置において生成された新しいファジィ鍵を使用して、メッセージを確実に復元させる方法をここまで説明してきた。
【００８３】
そのようなファジィ鍵の使用に関連して従来経験する問題を回避する堅牢な方法でメッセージを暗号化するために、ファジィ鍵を使用する方法の別の実施例が、図8に例示されている。
【００８４】
図8は、この第2実施例においてメッセージを暗号化する主要な論理ステップを説明するフローチャートを示している。ステップS8-1で開始すると、暗号化されるべきメッセージが生成される。次に任意で、ステップS8-3において、エラー訂正符号化が、前記メッセージに適用される。エラー訂正符号化は、たとえば、巡回冗長検査のような簡単な技術、またはハミング符号、BCH符号、リード・ソロモン符号、リード・ミュラー符号、2元ゴレイ符号、畳み込み符号、またはターボ符号のようなより複雑なエラー訂正スキームなどの任意の適切な技術であってよい。
【００８５】
次に、メッセージ(エラー訂正符号ビットが適用される場合はそれを伴う)は、ステップS8-5で、予め決められた長さのブロックに分割される。次に、生体認証または生体認証型署名は、ステップS8-7で、予め決められたメッセージブロックの長さと等しい長さを有する2進数によって表すことができる、最大数値と等しい多数のブロックに分割される。
【００８６】
次に、暗号化メッセージを作成するために、メッセージの各ブロックに対して、署名のブロックは、メッセージブロック中のデータの数値と等しいブロック数を有する署名ブロックを選ぶことによって選択される。したがって、暗号化メッセージは、生体認証/生体認証型署名を使用して作成される。
【００８７】
メッセージを復号化するため、同じ物品/特徴からの署名が必要とされるとともに、署名は、暗号化プロセスと同様に、同じ数のブロックに分割される。暗号化メッセージの各ブロックに対して、前記ブロックは、署名内のブロックの位置を見つけるために、署名と比較される。これは、署名内のブロック番号と対応し、ブロック番号が次に元のメッセージのデータ値を明らかにする。したがって、元のメッセージのビット値は、どの署名ブロックが暗号化メッセージのブロックと最も一致するかによって決定される。
【００８８】
したがって、ファジィ鍵を用いて従来経験する問題を克服する本実施例の態様について、メッセージの各ビットに対してファジィ署名からの複数のビット(すなわち、ブロック)を使用することによって、メッセージ中のビットの値に対して個別に関与する署名ビットが1つもないことが理解される。これは、2つの選択肢(完全に復元される値よりはむしろ)から最良の一致を単に探す復号化プロセスと結合され、鍵の曖昧さによって生じる紛失または文字化けしたデータとは関係なく、ファジィ署名が暗号鍵として使用されるのを可能にする。
【００８９】
明らかなように、本実施例の方法は、ショートメッセージに最も適している。しかし、先に説明した実施例によって経験された署名よりも短いメッセージへの制限は、本明細書では示さない。一方で、本システムの性質は、メッセージ長が増加すると、所与の署名ブロックが繰り返される機会も増えることを意味する。暗号化メッセージにおいて多数のブロックが繰り返されるのは、完全なセキュリティの観点から、望ましくない場合があることが理解される。したがって、一般に、本システムを使用して送信されるメッセージは、短く保たれることが好ましい。
【００９０】
ショートメッセージに対するこの種類のシステムの性能は、本実施例のシステムが対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵を伝送するのに特に適するのに役立つ。対称暗号化アルゴリズムは、間違いなく現在知られている最速の(処理リソース要求期間(processing resource demand term)において)暗号化アルゴリズムであるため、さらなるデータ変換が、対称暗号化アルゴリズムを使用して実行することができるように、本実施例のシステムを使用して対称アルゴリズム鍵を配信することは有益であるといえる。代替として、本実施例のペイロードメッセージは、非対称暗号化アルゴリズムの公開鍵であってもよい。したがって、安全に通信することを意図する関係者からのものであることを受信者に対して保証する方法で、公開鍵を配信することができる。次に、公開鍵は、安全な通信を確立するために使用することができる。いくつかの実施例において、非対称システムは、安全な通信チャンネルを確立するために使用することができる、対称システムのセッション鍵を配信するため同様に使用することが可能である。
【００９１】
様々なブロックの例を、いくつかの特定の例におけるデータ長の数値とともに図9に示す。
【００９２】
先の実施例と同様に、メッセージ40は、暗号化されるものである。本実施例において、これは、対称暗号化アルゴリズムに対する、128ビットのランダムに生成されたセッションキーであるが、他のメッセージを使用することができる。次に、エラー訂正符号化が、前記メッセージに適用される。本実施例において、エラー訂正符号化は、リード・ソロモン符号化であるが、他の符号化を使用してもよい。これは、全長160ビットのペイロードを作成する(参照符号41として示されているように)。参照符号46で示されているように、ペイロードは、予め決められた長さのブロックに分割される。本実施例において、この予め決められた長さは、5ビットである。
【００９３】
別々に、署名47は、作成されるとともに、複数のブロックに分割され、ブロックの数は、ペイロードのブロック長によって決定されている。ペイロードブロックの長さが5ビットである本実施例において、5ビットを使用して表現可能な最大数は、32である。したがって、署名は、ブロック0~31(2進表現で、00000~11111)に分割される。他の実施例において、他のペイロードブロック長を適合してもよく、異なる数の署名ブロックを導く。本実施例において、署名は、ブロック数の整数倍となるように、1984ビットの長さである。上で説明したように、署名長がブロック数の整数倍でない場合、いくつかのブロックは、残りよりも1ビット長くなる。前述のように、そのような状況は、システムの動作に悪影響を与えない。したがって、本実施例において、各ブロックは、62ビット(1984÷32)の長さとなる。
【００９４】
次に、分割された署名47は、インデックスとして、各ペイロードブロック中のデータの数値を使用して、暗号化メッセージを作成するために使用される。したがって、図9に示されている本実施例において、ペイロードの第1ブロックは、データ値10111を有し、これは、署名のブロック23(ペイロードブロック中のデータの数値)暗号化メッセージ48の第1ブロックであることを意味している。ペイロードの第2ブロックは、署名のブロック9(ペイロードブロックのデータの数値)が、暗号化メッセージ48の第2ブロックであるように、データ値01001を有している。このプロセスは、暗号化メッセージ48が終了するまで、続けられる。
【００９５】
復号化のために、この反対のことが適用される。したがって、署名が作成される―これは、一般に、異なる位置で、同じ物品または生物学的特徴から作られるため、それは元の署名と似ているが、実際に与えられるのは署名`であるこれは、暗号化側と同様に、32個のブロックに分割される。次に、受信した暗号化メッセージの各ブロックは、署名`と比較される。次に、最良一致が生じる署名`内のブロック位置が決定されるととも、その最良一致の署名ブロックのブロック番号は、ペイロードブロックのデータ値を表す。この比較は、簡単な比較であってもよく、より複雑であってもよい(たとえば、暗号化メッセージブロックと署名`の各個のブロックとの相互相関)。そのように使用される場合、署名によく合う(2つのブロックで重複する位置で、さらに単一ブロックに対してより対応する位置でも)暗号化メッセージブロック間の判別に対して比較的容易である。図9の実施例において、暗号化メッセージ48の第1ブロックと署名`との比較は、最良の一致が、署名`のブロック23に対して生じることを示す。したがって、ペイロードの第1ブロックのデータ値は、10111(数字23の2進表現)であることが分かる。こうして、ペイロードは、復元される。この段階において、エラー訂正符号化スキームは、元のメッセージ(セッション鍵)を復元することができるように、ファジィ鍵プロセスからの送信誘発性エラーまたは誤った照合結果のいずれかにより生じたエラーを識別および訂正するために使用することができる。
【００９６】
本実施例により、相対的に長い署名ブロックが、各ペイロードブロックを表すため、署名の「曖昧さ」に対して非常に良好な耐久性がある。一方で、比較がなされる前に、署名および署名`の間のオフセットを検出および訂正することを試みる必要がある。これは、署名`の誤った部分における誤った一致を回避するために必要である。
【００９７】
上の実施例で詳述した手法は、署名が生成される物品または特徴における歪みに対しての耐久性がある。たとえば、署名が生成されるIDカードが柔軟または伸縮自在である場合、同じIDカードから生成された2つの署名は、異なる時点のスキャンにおけるIDカードの歪みによって、ビット間の可変オフセットを有し得る。紙または段ボールの物品は、たとえば濡れることによって、伸びるまたは他に歪むため、署名を生成するために使用される場合には、このことが同様に関心事となる可能性がある。そのような歪みが生じたとしても、本システムによって使用されるブロックベースの符号化は、復号化されるメッセージの失敗を回避するように、そのような歪みの影響を減少させる。
【００９８】
こうして、メッセージの暗号化のためにファジィ鍵を使用するとともに、次いで、同じ識別物品または生物学的特徴から復号化の位置で生成された新しいファジィ鍵を使用して、メッセージを確実に復元させる方法をここまで説明してきた。
【００９９】
以上のように、復号化メッセージ中のデータ損失または歪みを招く鍵の曖昧な性質のリスクなしに、メッセージ暗号化に対してファジィ鍵を使用する多数の方法をここまで説明した。
【符号の説明】
【０１００】
１４  レーザ生成器
１６  光検出器
１９  線形化手段
２２  モータ
３１  アナログ-デジタル変換器
３６  制御・署名生成器
【図１】
2010529798.tif 000004
【図２】
2010529798.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月3日(2009.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファジィ鍵を使用して暗号化を行う方法であって、
前記方法は、
メッセージを生成するステップと、
生体認証または生体認証型データから得られたファジィ鍵を複数のブロックに分割するステップと、
前記メッセージ中の各ビット位置の値またはビットパターンに対して、前記ビット位置における値に基づき、または前記ビットパターンとの予め決められた関連に基づき、前記ファジィ鍵からの異なるブロックを選択することによって、前記ファジィ鍵のブロックから暗号化メッセージを生成するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
暗号化の前に、前記メッセージに対してエラー訂正符号化を加えるステップをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、
第2ファジィ鍵を複数のブロックに分割するステップをさらに具備し、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、前記メッセージ中のビット数以上であり、
前記生成するステップは、前記メッセージの各個のビットに対して、前記メッセージのビット値に従って、前記第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するステップを具備することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、
前記メッセージをnビットのブロックにそれぞれ分割するステップをさらに具備し、
前記ファジィ鍵のブロック数は、2nとして決定されるとともに、各ブロックは、nビットのブロック番号と関連し、
前記生成するステップは、前記メッセージ中の各ブロックに対して、前記メッセージブロックのビットパターンに対応するブロック番号を有する前記ファジィ鍵からのブロックを選択することによって行われることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０】
ファジィ鍵を使用して暗号化を行うシステムであって、
前記システムは、
生体認証または生体認証型データから得られたファジィ鍵を複数のブロックに分割するように動作可能な鍵ハンドラと、
暗号化されるべきメッセージ中の各ビット位置の値またはビットパターンに対応するファジィ鍵からのブロックを選択することによって、前記ファジィ鍵のブロックから暗号化メッセージを生成するように動作可能な生成器と
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
暗号化の前に、前記メッセージに対してエラー訂正符号化を加えるように動作可能なエラー訂正生成器をさらに具備することを特徴とする請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項10または11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項13に記載のシステム。
【請求項１５】
前記鍵ハンドラは、第2ファジィ鍵を複数のブロックに分割するようにさらに動作可能であり、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、メッセージ中のビット数以上であり、
前記生成器は、前記メッセージの各個のビットに対して、前記メッセージのビット値に従って、第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するように動作可能であることを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
【請求項１８】
前記鍵ハンドラは、前記メッセージをnビットのブロックにそれぞれ分割するように動作可能であり、
前記ファジィ鍵のブロック数は、2nとして決定されるとともに、各ブロックは、nビットのブロック番号と関連し、
前記生成器は、前記メッセージ中の各ブロックに対して、前記メッセージブロックのビットパターンに対応するブロック番号を有するファジィ鍵から前記ブロックを選択するように動作可能であることを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１９】
ファジィ鍵を使用して復号化を行う方法であって、
前記方法は、
生体認証または生体認証型データから得られたファジィ鍵を使用して暗号化されたメッセージを受信するステップと、
前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成されたファジィ鍵を分割するステップと、
前記受信したメッセージの各ブロックに対して、前記ブロックと前記ファジィ鍵の個別のブロックまたは各ブロックとの相互相関によって、元のメッセージのビット値またはビットパターンを決定することで、前記元のメッセージを再生するように前記暗号化メッセージを復号化するステップと、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２０】
復号化の後に、前記メッセージに対するエラー訂正処理を行うステップをさらに具備することを特徴とする請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項19または20に記載の方法。
【請求項２２】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項19から21のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２３】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成された第2ファジィ鍵を分割するステップをさらに具備し、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、前記メッセージ中のビット数以上であり、
前記比較は、前記暗号化メッセージの各個ブロックに対して、前記暗号化メッセージブロックと各ファジィ鍵ブロックとの比較結果に従って、前記第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するステップを具備し、
前記メッセージビットのビット値は、前記選択されたファジィ鍵ブロックに従って決定されることを特徴とする請求項19から23のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
【請求項２７】
前記比較は、前記ファジィ鍵からの最も一致するブロックを決定するために、前記暗号化メッセージのブロックと前記ファジィ鍵の各ブロックとを比較するステップをさらに具備し、
前記メッセージ中のビットパターンの値は、前記ファジィ鍵からの最も一致するブロックのブロック番号であるとして復元されることを特徴とする請求項19から23のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２８】
ファジィ鍵を使用して復号化を行うシステムであって、
前記システムは、
生体認証または生体認証型データから得られたファジィ鍵を使用して暗号化されたメッセージを受信するように動作可能な受信器と、
前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成されたファジィ鍵を分割するように動作可能な鍵ハンドラと、
前記暗号化メッセージを復号化して、元のメッセージを再生するとともに、前記受信したメッセージの各ブロックに対して、前記ブロックと前記ファジィ鍵の個別のブロックまたは各ブロックとの相互相関によって、前記元のメッセージ中のビット値またはビットパターンを決定するように動作可能な比較器と
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項２９】
復号化の後に、前記メッセージに対するエラー訂正処理を行うように動作可能なエラー訂正プロセッサをさらに具備することを特徴とする請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
前記メッセージは、対称暗号化アルゴリズムに対するセッション鍵、または非対称暗号化アルゴリズムに対する公開鍵であることを特徴とする請求項28または29に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ファジィ鍵は、生体認証型署名であることを特徴とする請求項28から30のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記生体認証型署名は、識別物品の表面テクスチャを表すことを特徴とする請求項31に記載のシステム。
【請求項３３】
前記鍵ハンドラは、前記メッセージを複数のブロックに暗号化するために使用されたファジィ鍵と同様に、同じソースから生成された第2ファジィ鍵を分割するように動作可能であり、
前記第1および第2ファジィ鍵のブロック数は、前記メッセージ中のビット数以上であり、
前記比較器は、前記暗号化メッセージの各個のブロックに対して、前記暗号化メッセージブロックと各ファジィ鍵ブロックとの比較結果に従って、前記第1および第2ファジィ鍵の各ブロックから選択するように動作可能であり、
前記メッセージビットのビット値は、前記選択されたファジィ鍵ブロックに従って決定されることを特徴とする請求項28から32のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第2ファジィ鍵は、前記第1ファジィ鍵のビット単位の論理否定であることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第1および第2ファジィ鍵は、単一の識別物品の異なる領域から作成されることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
【請求項３６】
前記比較器は、前記ファジィ鍵から最も一致するブロックを決定するために、前記暗号化メッセージのブロックと前記ファジィ鍵の各ブロックとを比較するように動作可能であり、
前記メッセージ中のビットパターンの値は、前記ファジィ鍵からの最も一致するブロックのブロック番号であるとして復元されることを特徴とする請求項28から32のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項３７】
メッセージを送信する方法であって、
前記方法は、
請求項1から9のいずれか1項に記載の方法に従ってメッセージを暗号化するステップと、
前記暗号化メッセージを送信するステップと、
請求項19から27のいずれか1項に記載の方法に従って前記メッセージを復号化するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項３８】
メッセージを送信するシステムであって、
前記システムは、
請求項10から18のいずれか1項に記載の暗号化システムと、
前記暗号化メッセージを伝送するように動作可能な送信チャンネルと、
請求項28から36のいずれか1項に記載の復号化システムと
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項３９】
上記のものと実質的に同様な暗号化装置。
【請求項４０】
上記のものと実質的に同様な復号化装置。
【請求項４１】
上記のものと実質的に同様な暗号化方法。
【請求項４２】
上記のものと実質的に同様な復号化方法。
【請求項４３】
上記のものと実質的に同様なメッセージ送信システム。
【請求項４４】
上記のものと実質的に同様なメッセージ送信方法。
【国際調査報告】
2010529798.tif 000013
2010529798.tif 000014
2010529798.tif 000015
2010529798.tif 000016
2010529798.tif 000017