(57)【要約】  個人認証用の鍵が一意的に固定化されないようにして本人以外は鍵を特定できないようにすることにより認証の信頼性を向上させること。【課題】【解決手段】鍵を閉めた時にドア開閉装置１４によりドアをロックすると共に、鍵読取部２により入力される第１の鍵情報と予め不揮発性メモリ部６に記憶されている固定情報とを演算部８で演算して第１、第２の混合情報を作成する。鍵を開ける時には、演算部８で独立分析解析を用いて、これら混合情報から鍵を閉めた時の鍵情報を復元し、照合部１２によりこの復元情報と鍵を開け時に入力される第２の鍵情報が一致した場合に鍵を閉めた人と鍵を開ける人が同一であると個人認証し、ドア開閉装置１４によりドアのロックを外す。【選択図】図１
2005139610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵となる情報を入力する入力手段と、
前記入力手段から入力された第１の鍵情報と予め設定されている固定情報とを線形作用素を用いて混合する演算を行って第１、第２の混合情報を生成する演算手段と、
前記生成された第１、第２の混合情報を独立成分分析して第１、第２の分離情報を算出する分析手段と、
前記算出された第１、第２の分離情報と前記固定情報との相関をとって前記第１、第２の分離情報のいずれか一方を復元情報とする復元手段と、
前記復元情報と前記入力手段から入力された第２の鍵情報との相関をとって両者間に所定以上の相関関係がある場合、前記第２の鍵情報を前記鍵となる情報であると認証する認証手段と、
を具備することを特徴とする認証装置。
【請求項２】
前記線形作用素は乱数を用いてその度に生成する正則な行列であることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項３】
前記入力手段から入力された第１の鍵情報は前記第１、第２の情報を生成すると前記認証装置内から消去されることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項４】
前記第１、第２の鍵情報は画像情報で、前記入力手段は画像読取装置であることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項５】
前記入力手段から第１の鍵情報が入力されると開閉装置をロックし、前記認証手段により前記第２の鍵情報が前記鍵となる情報であると認証されると前記開閉装置のロックを外す開閉制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項６】
鍵を閉めた時に入力される第１の鍵情報と予め設定されている固定情報とを混合して混合情報を作成するステップと、
前記混合情報から鍵を閉めた時の鍵情報を復元するステップと、
前記復元情報と鍵を開け時に入力される第２の鍵情報が一致した場合に鍵を閉めた人と鍵を開ける人が同一であると個人認証するステップと、
を具備することを特徴とする認証方法。
【請求項７】
前記混合情報から鍵を閉めた時の鍵情報を復元する際に、独立成分分析を用いることを特徴とする請求項６記載の認証方法。
【請求項８】
鍵となる情報を入力するステップと、
前記入力された第１の鍵情報と予め設定されている固定情報とを線形作用素を用いて混合する演算を行うことにより第１、第２の混合情報を生成するステップと、
前記生成された第１、第２の混合情報を独立成分分析して第１、第２の分離情報を算出するステップと、
前記算出された第１、第２の分離情報と前記固定情報との相関をとり、相関のある前記第１、第２の分離情報のいずれか一方を復元情報とするステップと、
前記復元情報と前記入力された第２の鍵情報との相関をとって両者間に所定以上の相関関係がある場合、前記第２の鍵情報を前記鍵となる情報であると認証する認証ステップと、
を具備することを特徴とする認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば所定の場所などに設置してあるドアの鍵を開閉する際に入出者を個人認証する認証装置及び認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より家や部屋などにはドアの鍵が掛けられ、鍵を持っている者だけが入れるような制限がなされている。しかし、ドアの鍵などにシリンダ錠などが用いられている場合、ピッキングなどの開錠技術により不法にドアの鍵が開けられ、空き巣などの被害が急増している。そこで、単なるメカニカルな鍵だけでなく、入出者の個人認証を用いた安全性の高い鍵がいくつか提案されて、実用化されている。
【０００３】
この個人認証は入出者が暗証番号を入力し、それが正しい場合のみドアが開く、或いは入出者が持っている磁気カードに記録された情報を用いた認証によりドアの開閉を行うなど、各種のタイプのものがある。また、入出者の複数回の音声認識照合によってドアの開閉を行う認証方法を採るタイプも公知となっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平５−９４４７３号公報  （第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような個人認証を用いる鍵の場合でも、暗証番号、磁気カードさらには音声認識用のシークレットワードなど一意に固定されてしまい、これら鍵となるものが盗まれてしまうと、容易に別人が個人認証されてしまうことになり、その点、信頼性に問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、個人認証用の鍵が一意的に固定化されないようにして本人以外は鍵を特定できないようにすることにより認証の信頼性を向上させることができる認証装置及び認証方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、鍵となる情報を入力する入力手段と、前記入力手段から入力された第１の鍵情報と予め設定されている固定情報とを線形作用素を用いて混合することにより第１、第２の混合情報を生成する演算手段と、前記生成された第１、第２の混合情報を独立成分分析して第１、第２の分離情報を算出する分析手段と、前記算出された第１、第２の分離情報と前記固定情報との相関をとって前記第１、第２の分離情報のいずれか一方を復元情報とする復元手段と、前記復元情報と前記入力手段から入力された第２の鍵情報との相関をとって両者間に所定以上の相関関係がある場合、前記第２の鍵情報を前記鍵となる情報であると認証する認証手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、鍵を閉めた時に入力される第１の鍵情報と予め設定されている固定情報とを混合して混合情報を作成するステップと、前記混合情報から鍵を閉めた時の鍵情報を復元するステップと、前記復元情報と鍵を開け時に入力される第２の鍵情報が一致した場合に鍵を閉めた人と鍵を開ける人が同一であると個人認証するステップとを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、鍵となる情報を入力するステップと、前記入力された第１の鍵情報と予め設定されている固定情報とを線形作用素を用いて混合することにより第１、第２の混合情報を生成するステップと、前記生成された第１、第２の情報を独立成分分析して第１、第２の分離情報を算出するステップと、前記算出された第１、第２の分離情報と前記固定情報との相関をとり、相関のある前記第１、第２の分離情報のいずれか一方を復元情報とするステップと、前記復元情報と前記入力された第２の鍵情報との相関をとって両者間に所定以上の相関関係がある場合、前記第２の鍵情報を前記鍵であると認証する認証ステップとを具備することを特徴とする。
【０００９】
このように本発明では、鍵となる情報（第１の鍵情報）、例えば免許証のような任意の物の図形情報を入力するとドアなどがロックされると共に、この鍵情報と予め設定されている固定情報とを混合した第１、第２の混合情報を生成し、その時点で鍵となる鍵情報を消去してしまえば、装置内にはこれら第１、第２の混合情報と固定情報しか残らないようにすることができる。この時点では鍵として用いた情報は全く分からなくなっており、装置内から鍵となる情報を盗み出すことは不可能である。その後、ドアを開けるための鍵となる情報（第２の鍵情報）の入力があると、第１、第２の混合情報を独立成分分析して第１、第２の分離情報を算出し、前記固定情報と第１、第２の分離情報のいずれか一方を復元情報（復元された第１の鍵情報）とし、これと第２の鍵情報の相関がとれて一致した場合、鍵を閉めた人と鍵を開ける人が同一であると個人認証でき、ドアのロックを外す。鍵となる情報は任意の物で、しかもその度に変えることができるため、鍵が盗まれることもなく、個人認証の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、鍵を閉めた（鍵を掛けた）時の鍵情報と予め設定されている固定情報とを混合して混合情報を作成し、鍵を開けた時は、前記混合情報から独立成分分析により鍵を閉めた時の鍵情報を復元し、この復元情報と鍵を開けた時に入力される鍵情報が一致した場合に鍵を閉めた人と鍵を開ける人が同一であると個人認証することにより、個人認証用の鍵が一意的に固定化されないようにして本人以外は鍵を特定できないようにすることができ、認証の信頼性を向上させることができる。
また、鍵を閉めた時の鍵情報と予め設定されている固定情報とを混合して混合情報を作成した時点で、鍵を閉めた時の鍵情報を装置内から消去することにより、鍵を閉めている間に装置内から鍵情報が盗まれないようにすることができ、さらに個人認証の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
個人認証用の鍵が一意的に固定化されないようにして本人以外は鍵を特定できないようにすることにより認証の信頼性を向上させる目的を、鍵を閉めた時に入力される第１の鍵情報と予め設定されている固定情報とを混合して混合情報を作成し、鍵を開ける時には、これら混合情報から鍵を閉めた時の鍵情報を復元し、この復元情報と鍵を開ける時に入力される第２の鍵情報が一致した場合に鍵を閉めた人と鍵を開ける人が同一であると個人認証することによって実現した。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る認証装置を示したブロック図である。認証装置は、鍵に当たる物の画像を取得する鍵読取部（鍵穴）２、乱数を用いて線形作用素である行列Ａを生成する行列生成部４、予め設定される普遍的な固定情報Ｓ１を記憶する不揮発性メモリ部（ＲＯＭ）６、撮像部１からの鍵情報Ｓ２と普遍的な固定情報Ｓ１を混合する演算を行うと共に、後述する独立成分分析を行う演算部８、演算部８の演算結果を保持するメモリ部（ＲＡＭ）１０、鍵情報Ｓ´２と演算部８の独立成分分析結果を照合する照合部１２、照合部１２の照合結果及び鍵読取部２からの信号を受けて図示されない部屋のドアを開閉するドア開閉装置１４を有して構成される。尚、普遍的な固定情報Ｓ１は例えば図２（Ａ）に示すような画像情報で、製造時などに不揮発性メモリ部（ＲＯＭ）６に格納される。但し、特許請求の範囲の入力手段は鍵読取部２に相当し、演算手段は演算部８に相当し、分析手段は演算部８に相当し、復元手段は演算部８に相当し、認証手段は照合部１２に相当する。
【００１３】
次に本実施の形態の動作について図３のフローチャートを参照して説明する。出入者が部屋（図示せず）を出て、その部屋のドアの鍵を掛ける場合、出入者は例えば図２（Ｂ）に示すような画像が印刷されたカードを鍵とし、この鍵を鍵読取部２（具体的には撮像装置やスキャナーなどの画像読取装置）に提示して、この鍵である画像情報を読み込ませる。鍵読取部２は読み取った画像の画像処理をしてそれを鍵情報Ｓ２とした後、演算部８を通してメモリ部１０に記憶する（ステップＳ１）。この時点で、装置はＳ１、Ｓ２なる二つの情報を保持することとなる。
【００１４】
鍵読取部２は上記のようにカードの画像を読み取ると、ドア開閉装置１４に閉錠信号を出力し、これを受けたドア開閉装置１４は図示されないドアをロックする。鍵を掛けた出入者は、使用した鍵が何であるか、即ち鍵読取部２に入力した情報（カード）だけを覚えておく。
【００１５】
行列生成部４は乱数を用いて２×２の正則な行列Ａを生成し、これを演算部８に供給する。行列Ａは例えば、以下の式（１）に示すような行列であり、Ｓ１、Ｓ２を線形結合して混合する際の混合の程度を表す線形作用素である。但し、行列Ａはａ１１・ａ２２−ａ１２・ａ２１≠０の条件を満たす行列で、行列式がゼロになるものは避けてある。
【００１６】
【数１】
2005139610.tif 000003
【００１７】
演算部８は、行列生成部４により生成された行列Ａと、鍵読取部２からの鍵情報Ｓ２と、不揮発性メモリ部６から読み出した固定情報Ｓ１とを用いて、以下の式（２）に示すような演算を行い、Ｘ１、Ｘ２を算出する（ステップＳ２）。
【００１８】
【数２】
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【００１９】
演算部８で算出された第１、第２の情報Ｘ１、Ｘ２は、例えば図２（Ｃ）、（Ｄ）に示すような画像情報となり、これら情報はメモリ部１０に保存されると共に、鍵を掛けた出入者が鍵読取部２から入力した鍵情報Ｓ２が消去される。
【００２０】
次に鍵を開ける際は、鍵を掛けた本人が使用した鍵、上記例では図２（Ｂ）に示したカードの画像を鍵読取部２に提示して装置内に鍵情報Ｓ´２として入力し照合部１２に送る（ステップＳ３）。この時点で、本装置の演算部８はメモリ部１０に保存されているＸ１、Ｘ２を独立成分分析（ＩＣＡ）して、二つの情報に分離する（ステップＳ４）。
【００２１】
ここで、Ｘ（ｔ）は、原信号Ｓ（ｔ）を正則な行列Ａにより変換し、Ｘ（ｔ）＝Ａ・Ｓ（ｔ）であると仮定する。Ａは原信号の混合の程度を表す線形作用素となる。この時、独立成分分析とは、Ｓ（ｔ）の確率分布と行列Ａに関する先験情報を持たずに、観測信号Ｘ（ｔ）のみを用いて、Ｙ（ｔ）＝Ｗ・Ｘ（ｔ）で定まる復元信号Ｙ（ｔ）を求めることである。
【００２２】
演算部８により独立成分分析により分離された情報をＹ１、Ｙ２とした時、Ｙ１、Ｙ２は例えば、図２（Ｅ）、（Ｆ）に示すような画像情報となる。次に演算部８は不揮発性メモリ部６に格納してある普遍的な固定情報Ｓ１とＹ１、Ｙ２との間のそれぞれの相関を計算し、分離された情報から固定情報Ｓ１と相関のあるものを除く。仮にＹ２が固定情報Ｓ１と判断できた場合、演算部８は残りのＹ１が鍵生成時に提示された情報と同一の復元情報であると判定し（ステップＳ５）、これを照合部１２に送る。
【００２３】
照合部１２は鍵情報Ｓ´２とＹ１との相関をとり、その相関の度合いが所定値以上であれば、鍵情報Ｓ´２とＹ１は一致すると判断し、鍵情報Ｓ´２を、鍵を掛けた時に入力した鍵情報Ｓ２と同等と判定することにより個人認証して（ステップＳ６）、ドア開閉装置１４に開錠信号を出力する。これにより、ドア開閉装置１４は図示されないドアのロックを外して、ドアを開けられるようにする。また、照合部１２で鍵情報Ｓ´２とＹ１との相関が得られなかった場合は、ドアはロックされたままとなる。
【００２４】
本実施の形態によれば、出入者がドアをロックする鍵は、上記のようなカードの図柄でも、免許証でも、動物の写真でも、鍵読取部２で読み取れる物であれば何でも良く、任意の物をその都度鍵とし、これを用いてドアをロックすることができる。したがって、鍵が何であるかは鍵を掛けた本人しか知らず、また、鍵を掛けた際の鍵情報Ｓ２は装置内部に一旦保存されるが直ぐに消去されてしまい、その上、鍵は毎回異なるものにすることができるため、他人が鍵を特定することができず鍵が盗まれる恐れを無くすことができる。これにより、一度、鍵を掛けてドアをロックすると、他人が本認証装置で認証されることは皆無に等しく、装置の信頼性を著しく向上させることができる。
【００２５】
さらに、認証装置１では、鍵を掛けた際に入力される鍵情報Ｓ２と固定情報Ｓ１から内部で保持する混合情報Ｘ１、Ｘ２を生成する行列Ａもその度乱数により生成しているため、認証装置１で固定化されている情報はＳ１のみであり、他の情報は全て鍵を掛ける度に変化し得る情報であるため、情報が装置から外部に流出する恐れが無く、その意味からも、上記効果を確実なものにしている。
【００２６】
尚、上記実施の形態では、一人の入出者が鍵を掛けた後、鍵を開ける場合について説明したが、複数の入出者の鍵を管理してそれぞれの入出者の認証を行うこともでき、その場合は、ひとつの鍵に対して（Ｓ１、Ｘ１、Ｘ２）の情報の組を複数組保存しておき、認証の際には各組の情報に対して同様の認証動作を行うことにより、いずれかの組の情報により、鍵を開ける時の鍵と鍵を閉めた時の鍵が同一であると判定されて個人認証されれば、ドアが開くことになる。
【００２７】
また、独立成分分析（ＩＣＡ）により分離し、二つの情報と固定情報Ｓ１との相関をとる場合に、どちらとも相関がとれない情報が分離される場合がある。この場合には、鍵生成と同時に装置内部で独立成分分析を行い、二つの分離情報と固定情報Ｓ１との相関を計算し、うまくいかない場合には行列Ａを再度生成し、Ｘ１、Ｘ２を計算する。
【００２８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば、上記実施の形態では、本認証装置をドアの開閉に用いたが、コンピュータを操作する操作員を制限したい場合、コンピュータのオン時の認証やネットワーク上のサイトにアクセスする際の認証に用いるなど、個人認証を必要とする各種装置やシステムに本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る認証装置を示したブロック図である。
【図２】図１に示した認証装置で扱われる情報の具体例を示した図である。
【図３】図１に示した認証装置の認証動作手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
２……鍵読取部（鍵穴）、４……行列生成部、６……不揮発性メモリ部（ＲＯＭ）、８……演算部、１０……メモリ部（ＲＡＭ）、１２……照合部、１４……ドア開閉装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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