(57)【要約】【課題】  利用者の個人情報である生体データを秘匿したまま認証処理を行うことができ、これにより生体データの漏洩防止を図ることを簡易に実現する。【解決手段】  生体データが変換手段により変換された登録用の変換虹彩コードＡ’＝ｆ（Ａ，Ｒ）と、生体データが変換手段により変換された認証用の変換虹彩コードＢ’＝ｆ（Ｂ，Ｒ）との類似度（正規化ハミング距離ＨＤｐｒｏ）を計算し、この類似度を判定し、この判定結果に応じて認証する。【選択図】    図６
2005209018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体データの測定装置と、前記測定装置により測定された生体データに基づいて認証する認証装置とを具備する生体認証システムにおいて、
前記測定装置は、測定した生体データを非線形変換を含む変換関数により変換する変換手段を備え、
前記認証装置は、
前記測定された生体データが前記変換手段により変換された登録データを記憶する記憶手段と、
前記測定された生体データが前記変換手段により変換された被認証データと、前記登録データとの類似度を計算する類似度演算手段と、
前記類似度を判定し、この判定結果に応じて認証する認証手段とを備えた、
ことを特徴とする生体認証システム。
【請求項２】
前記変換関数は、非線形変換しながら情報量を拡大するものであることを特徴とする請求項１に記載の生体認証システム。
【請求項３】
前記変換関数は、被変換データ同士間の正規化ハミング距離を保存するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体認証システム。
【請求項４】
前記測定装置と前記認証装置とは通信回線を介してデータを送受信する通信手段を各々備え、
使い捨てされる鍵を使用する暗号方式により前記登録データ及び前記被認証データを暗号化し、通信回線上におけるデータの秘匿を行うこと、及び他人によるなりすましを防止することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの項に記載の生体認証システム。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記暗号化された登録データを保存することを特徴とする請求項４に記載の生体認証システム。
【請求項６】
生体データに基づいて認証する生体認証方法であって、
生体データを非線形変換を含む変換関数により変換し、登録データとして記憶する過程と、
生体データを前記変換関数により変換し、被認証データとする過程と、
前記登録データと前記被認証データとの類似度を計算する過程と、
前記類似度を判定し、この判定結果に応じて認証する過程と、
を含むことを特徴とする生体認証方法。
【請求項７】
前記変換関数は、非線形変換しながら情報量を拡大するものであることを特徴とする請求項６に記載の生体認証方法。
【請求項８】
前記変換関数は、被変換データ同士間の正規化ハミング距離を保存するものであることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の生体認証方法。
【請求項９】
前記登録データが、使い捨てされる鍵を使用する暗号方式により暗号化された後に通信回線を介して利用者から認証者へ送られる過程と、
前記被認証データが、使い捨てされる鍵を使用する暗号方式により暗号化された後に通信回線を介して利用者から認証者へ送られる過程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかの項に記載の生体認証方法。
【請求項１０】
前記暗号化された登録データが保存されることを特徴とする請求項９に記載の生体認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体認証システム及び生体認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、指紋、虹彩、顔、声紋などの身体的特徴によって本人を認証するシステムが普及してきており、例えばインターネットを介した電子商取引における本人認証などへの応用が検討されている。この生体認証システムでは、利用する生体データが重要な個人情報であることから個人情報保護のために、生体データの漏洩防止が重要課題に位置付けられている。このため、一方向性ハッシュ関数による変換や暗号化による変換を利用して、生体データや認証用の鍵自体をそのまま伝送したり、記憶したりすることを避けることが提案されている。
【０００３】
ここで、一方向性ハッシュ関数による変換値の一致不一致により、認証の可否を判定する場合は、例えばパスワード認証のように、正当な被変換データ同士（正当な登録パスワードデータと正当な被認証パスワードデータ）の完全一致が前提となる。しかしながら、生体データは、測定の度に測定値に揺らぎが生じるものであり、同一人物の登録時の生体データと認証時の生体データとが完全一致するとは限らない。このため、従来の生体認証システムでは、リードソロモン符号等の線形符号を用いた誤り訂正により、生体データから生成されたパスワードの揺らぎを補正している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した線形符号を用いた誤り訂正では、生体データから生成されたパスワードの揺らぎを完全に補正することが簡単ではなく、上記した一方向性ハッシュ関数による変換を利用する生体認証システムの実現が難しいという問題がある。例えば、誤り訂正能力を向上させるには、符号長を増大させる必要があるが、それに伴って処理が急激に煩雑化して処理速度の低下を招き、即時性が要求される認証サービスには適用できなくなる。また、誤り訂正が不完全な結果となり、生体データから生成されたパスワードの揺らぎを完全に補正することができなかった場合には、正しい認証を行うことができない。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、利用者の個人情報である生体データを秘匿したまま認証処理を行うことができ、これにより生体データの漏洩防止を図ることを簡易に実現可能な生体認証システム及び生体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】
上記の課題を解決するために、本発明の生体認証システムは、生体データの測定装置と、前記測定装置により測定された生体データに基づいて認証する認証装置とを具備する生体認証システムにおいて、前記測定装置は、測定した生体データを非線形変換を含む変換関数により変換する変換手段を備え、前記認証装置は、前記測定された生体データが前記変換手段により変換された登録データを記憶する記憶手段と、前記測定された生体データが前記変換手段により変換された被認証データと、前記登録データとの類似度を計算する類似度演算手段と、前記類似度を判定し、この判定結果に応じて認証する認証手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明の生体認証システムにおいては、前記変換関数は、非線形変換しながら情報量を拡大するものであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の生体認証システムにおいては、前記変換関数は、被変換データ同士間の正規化ハミング距離を保存するものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の生体認証システムにおいては、前記測定装置と前記認証装置とは通信回線を介してデータを送受信する通信手段を各々備え、使い捨てされる鍵を使用する暗号方式により前記登録データ及び前記被認証データを暗号化し、通信回線上におけるデータの秘匿を行うこと、及び他人によるなりすましを防止することを特徴とする。
【００１０】
本発明の生体認証システムにおいては、前記記憶手段は、前記暗号化された登録データを保存することを特徴とする。
【００１１】
本発明の生体認証方法は、生体データに基づいて認証する生体認証方法であって、生体データを非線形変換を含む変換関数により変換し、登録データとして記憶する過程と、生体データを前記変換関数により変換し、被認証データとする過程と、前記登録データと前記被認証データとの類似度を計算する過程と、前記類似度を判定し、この判定結果に応じて認証する過程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
本発明の生体認証方法においては、前記変換関数は、非線形変換しながら情報量を拡大するものであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の生体認証方法においては、前記変換関数は、被変換データ同士間の正規化ハミング距離を保存するものであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の生体認証方法においては、前記登録データが、使い捨てされる鍵を使用する暗号方式により暗号化された後に通信回線を介して利用者から認証者へ送られる過程と、前記被認証データが、使い捨てされる鍵を使用する暗号方式により暗号化された後に通信回線を介して利用者から認証者へ送られる過程とをさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の生体認証方法においては、前記暗号化された登録データが保存されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、変換関数による生体データ変換後の変換データを登録及び認証に使用するので、利用者の重要な個人情報である生体データ自体が、そのまま認証処理に使用されることがない。これにより、生体データの漏洩を防止することができる。さらに、該変換データの類似度に応じて認証するので、測定毎に生じる生体データの揺らぎを許容することができ、簡易な構成で実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態においては、生体認証システムの具体的な例として、虹彩の特徴によって本人を認証するシステムを挙げて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る生体データの測定装置１の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係る認証装置２の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る生体認証システムは、それら測定装置１及び認証装置２を具備する。
【００１９】
図１に示す測定装置１において、撮像部１１は、カメラを有しており、利用者の目の画像から虹彩画像を取得する。この虹彩画像の取得は、例えば、カメラにより利用者の目を撮像して目の画像を取得する。次いで、その目の画像に対して、画像輝度の変化を利用することにより強膜側境界、瞳孔側境界及び上下瞼側境界を決定して虹彩領域を特定し、虹彩画像のみを切り出す。なお、虹彩画像の取得の際には、生体検知を行い、生きた人間の目から取得された画像であることを確認する。
特徴抽出部１２は、虹彩画像データ（生体の計測データ）から特徴を抽出して虹彩コード（生体データ）を得る。この特徴抽出は、虹彩特有の身体的特徴量に着目して行われる。例えば、虹彩領域に８つの環状解析ゾーンを割り当て、その環状解析ゾーンを走査して虹彩コードを取得する。
なお、上記した虹彩コードの取得方法としては、例えば、特許第３３０７９３６号公報に記載のものが利用可能である。
【００２０】
変換部１３は、所定の変換関数を用いて虹彩コードを変換する。なお、この変換関数の詳細については後述する。
暗号化部１４は、使い捨てされる鍵を使用して、変換部１３による虹彩コード変換後の変換データを暗号化する。
通信部１５は、インターネット等の通信ネットワークに接続し、データを送受信する。
【００２１】
図２に示す認証装置２において、データベース２１は、利用者の登録データを記憶し、蓄積する。この蓄積される登録データは、上記測定装置１により測定された登録用の虹彩コードが変換部１３により変換された後に、さらに暗号化部１４により暗号化された暗号データである。また、この登録データには有効期限が設けられる。そして、期限切れの登録データは抹消される。この有効期限は安全性等を考慮して設定される。
【００２２】
類似度演算部２２は、被認証データと、データベース２１内の登録データの復号データ（上記測定装置１により測定された登録用の虹彩コードが変換部１３により変換された後の変換データ）との類似度を計算する。この被認証データは、上記測定装置１により測定された認証用の虹彩コードが変換部１３により変換された後の変換データである。
また、類似度演算部２２が求める類似度は、上記測定装置１の特徴抽出部１２において抽出される身体的特徴量の評価に適しているものである。この類似度の演算は、特徴抽出部１２の特徴抽出方法に対応する所定の方法により行う。例えば、正規化ハミング距離が虹彩認証用の類似度として利用できる。また、ユークリッド距離などが利用可能である。なお、上記特徴抽出部１２及び類似度演算部２２は、それぞれに組合せ可能な市販の製品を使用することにより実現可能である。また、上記撮像部１１が組み合わされる場合もある。
認証部２３は、類似度演算部２２の計算結果である類似度を判定し、この判定結果に応じて認証する。
【００２３】
鍵生成部２４は、使い捨て用の鍵を生成する。この鍵は上記測定装置１に提供されて、虹彩コード変換後の変換データの暗号化に使用される。
復号部２５は、上記測定装置１から受信した暗号データを該当する鍵により復号する。この復号部２５は、上記測定装置１の暗号化部１４に対応するものである。
通信部２６は、インターネット等の通信ネットワークに接続し、データを送受信する。
【００２４】
次に、図３〜図６を参照して、本実施形態に係る生体認証システムの動作を説明する。図３、図４は、本実施形態に係る生体認証システムにおけるデータの流れを説明するための図であり、図３は利用者登録時のもの、図４は利用者認証時のものである。図５、図６は、本実施形態に係る生体認証システムにおける処理の流れを示すフローチャートであり、図５は利用者登録時のもの、図６は利用者認証時のものである。
なお、以下の説明においては、虹彩コードはｎビット（Ｘ１・・・Ｘｎ）としてコード化されたものとする。但し、Ｘｉ（ｉ＝１，・・・，ｎ）は、０又は１である。また、上記変換部１３の変換によりｎビットの虹彩コードが２ｎビットの変換虹彩コード（Ｘ１・・・Ｘ２ｎ）に変換されるものとする。なお、虹彩コード長ｎは主に２０４８ビット又は４０９６ビットが使用される。
【００２５】
初めに、図３、図５を参照して、利用者登録時の動作を説明する。
先ず、利用者が認証装置２に対して登録要求を行う。この登録要求に応じて、認証装置２の鍵生成部２４が、２ｎビットのチャレンジコードｃ（使い捨て用の鍵）を生成する。そして、そのチャレンジコードｃを測定装置１へ送信し、測定装置１がそのチャレンジコードｃを受信する（ステップＳ１０１）。このチャレンジコードｃは復号時のために復号部２５で復号完了まで保持される。
【００２６】
次いで、利用者が図３に示されるカメラ１１ａを使用して目を撮像する。これにより、測定装置１の撮像部１１が撮像データから虹彩画像を取得する（ステップＳ１０２）。次いで、特徴抽出部１２がその虹彩画像データからｎビットの虹彩コードＡ＝（Ａ１・・・Ａｎ）を取得する（ステップＳ１０３）。次いで、変換部１３が、変換パラメータとして乱数Ｒを生成する（ステップＳ１０４）。この乱数Ｒは認証時のために保存しておく。なお、乱数Ｒの詳細については後述する。
【００２７】
次いで、ステップＳ１０５において、変換部１３が、変換パラメータである乱数Ｒを用いて、変換関数ｆにより虹彩コードＡを変換する。この変換後の変換虹彩コードをｆ（Ａ，Ｒ）＝Ａ’＝（Ａ１’・・・Ａｎ’）と表す。さらに、暗号化部１４が、認証装置２から受信したチャレンジコードｃを用いて変換虹彩コードＡ’を暗号化する（ステップＳ１０６）。この暗号化後のデータをＥｋ（Ａ’，ｃ）と表す。但し、Ｅｋは暗号化関数であり、その逆関数Ｅｋ−１が存在するものである。例えばＥｋは認証装置２の公開鍵ｋによる公開鍵暗号化関数である。これにより、送信データＥｋ（Ａ’，ｃ）が得られる。
【００２８】
次いで、測定装置１が送信データＥｋ（Ａ’，ｃ）の登録ＩＤを作成し、該ＩＤ及び送信データＥｋ（Ａ’，ｃ）を認証装置２へ送信する。また、そのＩＤは認証時のために保存しておく。また、虹彩コードＡ、変換虹彩コードＡ’、送信データＥｋ（Ａ’，ｃ）及びチャレンジコードｃについては消去する。
次いで、認証装置２がＩＤ及び送信データＥｋ（Ａ’，ｃ）を受信する（ステップＳ１０７）。次いで、認証装置２がその受信したＩＤ及び送信データＥｋ（Ａ’，ｃ）を関連付けてデータベース２１に登録する（ステップＳ１０８）。なお、データベース２１には送信データＥｋ（Ａ’，ｃ）が暗号化された状態で保存される。これにより、利用者の虹彩情報の秘匿がより確実になされる。
【００２９】
次に、図４、図６を参照して、利用者認証時の動作を説明する。
先ず、上記した利用者登録時と同様にして、チャレンジコードｃ’の生成及び受け渡し（ステップＳ２０１）、虹彩画像の取得（ステップＳ２０２）、虹彩コードＢ＝（Ｂ１・・・Ｂｎ）の取得（ステップＳ２０３）、変換虹彩コードＢ’＝（Ｂ１’・・・Ｂｎ’）の計算及び暗号化による送信データＥｋ（Ｂ’，ｃ’）の取得（ステップＳ２０４）が行われる。なお、ステップＳ２０４で使用される変換パラメータＲは利用者登録時に保存しておいたものを使用する。
【００３０】
次いで、測定装置１が送信データＥｋ（Ｂ’，ｃ’）及び利用者登録時に保存したＩＤを認証装置２へ送信し、認証装置２により受信される（ステップＳ２０５）。なお、測定装置１は登録時と同様に虹彩コードＢ、変換虹彩コードＢ’、送信データＥｋ（Ｂ’，ｃ’）及びチャレンジコードｃ’を消去する。
【００３１】
次いで、認証装置２の復号部２５が、受信されたＥｋ（Ｂ’，ｃ’）を復号する（ステップＳ２０６）。この復号後のデータＢ’、即ち上記変換関数ｆによる変換虹彩コードＢ’＝ｆ（Ｂ，Ｒ）が、当該利用者の被認証データとなる。
【００３２】
次いで、認証装置２の復号部２５が、送信データＥｋ（Ｂ’，ｃ’）とともに測定装置１から受信されたＩＤに基づいてデータベース２１から該当する登録データＥｋ（Ａ’，ｃ）を取得し、これを復号する（ステップＳ２０７）。この復号後のデータＡ’、即ち上記変換関数ｆによる変換虹彩コードＡ’＝ｆ（Ａ，Ｒ）が、当該利用者の参照データとなる。
【００３３】
次いで、類似度演算部２２が、その参照データＡ’と被認証データＢ’との類似度を計算する（ステップＳ２０８）。この実施例では、次式により、参照データＡ’と被認証データＢ’間の正規化ハミング距離ＨＤｐｒｏを計算する。
【００３４】
【数１】
2005209018.tif 000003
【００３５】
この正規化ハミング距離ＨＤｐｒｏの計算が終了すると、認証装置２は、復号した変換虹彩コードＡ’，Ｂ’、及び認証用に受信した暗号化変換虹彩コードＥｋ（Ｂ’，ｃ’）を消去する。
【００３６】
次いで、認証部２３が、類似度演算部２２の計算結果である正規化ハミング距離ＨＤｐｒｏと所定の閾値とを比較する（ステップＳ２０９）。この比較の結果、計算結果が閾値以下である場合には利用者本人であると判断する（ステップＳ２１０）。これにより認証成功となる。一方、計算結果が閾値超過である場合には利用者本人ではないと判断する（ステップＳ２１１）。これにより認証失敗となる。
【００３７】
なお、上記ステップＳ２０９で使用される閾値は、統計的に得られた本人拒否率（本人を誤って他人とみなす割合）と他人受け入れ率（他人を誤って本人とみなす割合）とを考慮して管理者により設定される。
【００３８】
上述したように本実施形態によれば、利用者登録時及び利用者認証時のいずれの場合にも、変換関数による虹彩コード変換後の変換データを伝送し、登録し、及び認証に使用するので、利用者の重要な個人情報である虹彩コード自体が、そのまま伝送されたり、認証処理に使用されることがない。これにより、虹彩コード（生体データ）の漏洩を防止することができる。
さらに、該変換データの類似度に応じて認証するので、測定毎に生じる虹彩コードの揺らぎを許容することができ、簡易な構成で実現することが可能となる。
【００３９】
また、チャレンジコードにより登録データ及び被認証データを暗号化するので、通信回線上におけるデータの秘匿を行うこと、及び他人によるなりすましを防止することができる。
【００４０】
次に、上記した虹彩コードを変換する変換関数ｆについて詳細に説明する。
この変換関数は、変換前の虹彩コード（被変換データ）同士間の類似特性を保存するものである。以下、上述した登録用の虹彩コードと認証用の虹彩コード間の正規化ハミング距離を保存する変換関数の実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００４１】
図７は、本発明に係る変換関数による変換手順の第１の例を説明するための図である。この図７を参照して実施例１を説明する。
図７において、ｎビットの虹彩コードＸ＝（Ｘ１・・・Ｘｎ）に対して、以下の手順により、２ｎビットの変換虹彩コードＸ’＝（Ｘ１’・・・Ｘ２ｎ’）への変換を行う。但し、Ｘｉ（ｉ＝１，・・・，ｎ）及びＸｊ’（ｊ＝１，・・・，２ｎ）は、０又は１である。
先ず、安全性が保証されている乱数生成アルゴリズムを用いて、
｛ｎ＋ｌｏｇ２２ｎ＋（２ｌｏｇ２２ｎ＋２）・３ｎ／２｝ビットの乱数Ｒを生成する。この乱数Ｒを、
Ｒ＝（ＲｅＲｐＲ１・・・Ｒ３ｎ／２）と表す。
但し、乱数Ｒの要素Ｒｅはｎビット、要素Ｒｐはｌｏｇ２２ｎビット、
要素Ｒｊは（２ｌｏｇ２２ｎ＋２）ビットであり、ｊ＝１，・・・，３ｎ／２である。
また、要素Ｒｊを、
Ｒｊ＝（ｕｊｖｊθｊ）と表す。
但し、ｕｊ，ｖｊはｌｏｇ２２ｎビット、θｊは２ビットである。
この生成された乱数Ｒは、測定装置１側で安全に保管されることにより秘匿される。また、乱数Ｒは、虹彩コードを登録する認証装置２ごとに変更される。
【００４２】
次いで、ステップＳ３０１では、乱数Ｒの要素Ｒｅ（ｎビット）を虹彩コードＸ（ｎビット）に連結する。この拡大処理により、２ｎビットの拡大虹彩コードＹが得られる。
Ｙ＝（Ｙ１・・・Ｙ２ｎ）
＝（Ｘ||Ｒｅ）＝（Ｘ１・・・ＸｎＲｅ１・・・Ｒｅｎ）
但し、記号「||」は連結を表す。
【００４３】
次いで、ステップＳ３０２では、乱数Ｒの要素Ｒｐによって選択される並べ替え規則に従い、拡大虹彩コードＹの２ｎビットの要素を並べ替える。その並べ替え規則は２ｎ個あり、変換テーブルとして安全に保管される。この並べ替え処理により、２ｎビットの並べ替え虹彩コードＺが得られる。
Ｚ＝（Ｚ１・・・Ｚ２ｎ）
【００４４】
次いで、ステップＳ３０３では、並べ替え虹彩コードＺに対して回転処理を施す。この回転処理においては、先ず、次式により、並べ替え虹彩コードＺから２ｎ次元ベクトルＷ＝（Ｗ１，・・・，Ｗ２ｎ）を生成する。
【００４５】
【数２】
2005209018.tif 000004
【００４６】
次いで、以下に示すステップＳ３０３−１、Ｓ３０３−２の処理を繰り返し行う。このステップＳ３０３−１、Ｓ３０３−２の処理は、ｊの初期値を１に設定して処理を開始し、以降、ｊに１を加算しながら「ｊが（３ｎ／２）以下である」条件を満足している間繰り返す。
ステップＳ３０３−１では、乱数Ｒの要素Ｒｊ＝（ｕｊｖｊθｊ）を使用し、２ｎ次元ベクトルＷから（［ｕｊ］１０＋１）番目の要素と（［ｖｊ］１０＋１）番目の要素とを抜き出して２次元ベクトルＷａを構成する。但し、［ｘ］１０はｘの１０進数表現の値である。
【００４７】
【数３】
2005209018.tif 000005
【００４８】
この２次元ベクトルＷａは、原点（０，０）中心で横軸正方向を０度とすると、半径１の２次元円周上の４５度、１３５度、２２５度、３１５度のいずれかの座標に位置するものとなる。
【００４９】
ステップＳ３０３−２では、２次元ベクトルＷａを原点を中心に角度θｊ’だけ反時計回りに回転して２次元ベクトルＷａ’を得る。但し、角度θｊ’＝９０・［θｊ］１０（単位は度）である。ここで、θｊは２ビットなので、角度θｊ’は０度、９０度、１８０度、２７０度のいずれかとなる。
【００５０】
【数４】
2005209018.tif 000006
【００５１】
すなわち、次式により、２次元ベクトルＷａを２次元ベクトルＷａ’に変換する。
【００５２】
【数５】
2005209018.tif 000007
【００５３】
そして、２次元ベクトルＷａ’の２つの要素を、変換２ｎ次元ベクトルＷ’＝（Ｗ１’，・・・，Ｗ２ｎ’）の対応する要素、すなわち（［ｕｊ］１０＋１）番目の要素と（［ｖｊ］１０＋１）番目の要素とする。ここで、既に対応する要素が存在している場合は置き換える。
【００５４】
なお、上記ステップ３０３−１において２ｎ次元ベクトルＷの要素が重複して選択される可能性があるが、その場合にはステップ３０３−１において２ｎ次元ベクトルＷの代わりに変換２ｎ次元ベクトルＷ’から要素を抜き出して使用する。
【００５５】
次いで、ステップＳ３０４では、次式により、上記回転処理により得られた変換２ｎ次元ベクトルＷ’から変換虹彩コードＸ’＝（Ｘ１’・・・Ｘ２ｎ’）を生成する。
【００５６】
【数６】
2005209018.tif 000008
【実施例２】
【００５７】
図８は、本発明に係る変換関数による変換手順の第２の例を説明するための図である。この図８を参照して実施例２を説明する。
この実施例２においても、ｎビットの虹彩コードＸ＝（Ｘ１・・・Ｘｎ）に対して、以下の手順により、２ｎビットの変換虹彩コードＸ’＝（Ｘ１’・・・Ｘ２ｎ’）への変換を行う。
【００５８】
先ず、安全性が保証されている乱数生成アルゴリズムを用いて、
（３ｌｏｇ２ｎ＋６）ｎビットの乱数Ｒを生成する。この乱数Ｒを、
Ｒ＝（Ｒ１・・・Ｒｊ・・・Ｒｎ）と表す。
但し、要素Ｒｊを、
Ｒｊ＝（ｕｊｖｊｚｊθｊφｊｅｊｄｊ）と表す。
但し、ｕｊ，ｖｊ，ｅｊはｌｏｇ２ｎビット、θｊ，φｊは２ビット、ｚｊ，ｄｊは１ビットである。
この生成された乱数Ｒは、測定装置１側で安全に保管されることにより秘匿される。また、乱数Ｒは、虹彩コードを登録する認証装置２ごとに変更される。
【００５９】
次いで、以下に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０５の処理を繰り返し行う。このステップＳ４０１〜Ｓ４０５の処理は、ｊの初期値を１に設定して処理を開始し、以降、ｊに１を加算しながら「ｊがｎ以下である」条件を満足している間繰り返す。
ステップＳ４０１では、次式により、虹彩コードＸから、（ｎ＋ｊ−１）次元ベクトルＷｎ＋ｊ−１＝（Ｗ１，・・・，Ｗｎ＋ｊ−１）と、一時（ｎ＋ｊ）次元ベクトルＷｎ＋ｊ’＝（Ｗ１’，・・・，Ｗｎ＋ｊ−１’，０）とを生成する。
【００６０】
【数７】
2005209018.tif 000009
【００６１】
次いで、ステップＳ４０２では、乱数Ｒの要素Ｒｊ＝（ｕｊｖｊｚｊθｊφｊｅｊｄｊ）を使用し、（ｎ＋ｊ−１）次元ベクトルＷｎ＋ｊ−１から（［ｕｊ］１０＋１）番目の要素と（［ｖｊ］１０＋１）番目の要素とを抜き出す。また、１ビットの乱数値ｚｊを次式により変換する。
【００６２】
【数８】
2005209018.tif 000010
【００６３】
そして、（ｎ＋ｊ−１）次元ベクトルＷｎ＋ｊ−１から抜き出した２つの要素と乱数値ｚｊの変換値Ｗｎ＋ｊとから３次元ベクトルＷａを構成する。
【００６４】
【数９】
2005209018.tif 000011
【００６５】
この３次元ベクトルＷａはｘｙｚ空間上のベクトルであり、順にｘ座標、ｙ座標、ｚ座標の要素となっている。
【００６６】
次いで、ステップＳ４０３では、３次元ベクトルＷａをｘ軸の回りに角度θｊ’＝９０・［θｊ］１０（単位は度）、ｙ軸の回りに角度φｊ’＝９０・［φｊ］１０（単位は度）だけそれぞれ回転して、変換３次元ベクトルＷａ’を得る。
【００６７】
【数１０】
2005209018.tif 000012
【００６８】
すなわち、次式により、３次元ベクトルＷａを変換３次元ベクトルＷａ’に変換する。
【００６９】
【数１１】
2005209018.tif 000013
【００７０】
但し、ｘ軸、ｙ軸の回りの回転行列Ｇ、Ｈは次式で表される。
【００７１】
【数１２】
2005209018.tif 000014
【数１３】
2005209018.tif 000015
【００７２】
次いで、ステップＳ４０４では、変換３次元ベクトルＷａ’の３つの要素を一時（ｎ＋ｊ）次元ベクトルＷｎ＋ｊ’の対応する要素、すなわち（［ｕｊ］１０＋１）番目の要素と（［ｖｊ］１０＋１）番目の要素と（ｎ＋ｊ）番目の要素とする。ここで、既に対応する要素が存在している場合は置き換える。
【００７３】
次いで、ステップＳ４０５では、その得られた一時（ｎ＋ｊ）次元ベクトルＷｎ＋ｊ’を、「ｄｊ＝１」ならば左方向へ、一方、「ｄｊ＝０」ならば右方向へ、それぞれ（［ｅｊ］１０＋１）ビットだけ巡回シフトする。
【００７４】
これにより、（ｎ＋ｊ）次元ベクトルＷｎ＋ｊが得られる。次いで、上記ステップＳ４０１へ戻り、ｊに１加算する。
【００７５】
次いで、ｊが１〜ｎまでの上記ステップＳ４０１〜Ｓ４０５の処理の繰り返しにより２ｎ次元ベクトルＷ２ｎが得られたら、該２ｎ次元ベクトルＷ２ｎから次式により、２ｎビットの変換虹彩コードＸ’＝（Ｘ１’・・・Ｘ２ｎ’）を生成する。
【００７６】
【数１４】
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【００７７】
上記した実施例１及び２ともに、乱数を用いた情報量の拡大と、乱数に基づく回転や並び替え等の非線形変換とを行って、ｎビットの虹彩コードＸを２ｎビットの変換虹彩コードＸ’に変換する。これにより、変換虹彩コードＸ’から利用者の虹彩情報を得ることは非常に困難となるので、利用者の個人情報保護の実現に寄与することができる。また、実施例２では、虹彩コードを非線形変換しながら情報量を拡大するので、実施例１に比べて虹彩コード自身が非線形変換される確率が高く、より好ましい。
【００７８】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態においては、通信回線を介して測定装置１から認証装置２へ虹彩コードを送るようにしたが、虹彩コード（生体データ）の受け渡し方法はこれに限定されない。例えば、利用者がフレキシブルディスク等の記録媒体に記録して認証者に受け渡すようにしてもよい。
【００７９】
また、本発明は、生体特有の所定の身体的特徴量に基づくことにより、生体の種類によらず、各種の生体認証に適用することができる。例えば、虹彩の他、指紋、掌紋、手形、手の甲等の静脈、顔、声紋、網膜、体臭、ＤＮＡ、筆跡、キーストローク、歩行などの身体的特徴を利用する認証に応用することができる。
【００８０】
また、複数の種類の生体認証を組み合わせて本人を認証するシステムを構築することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体データの測定装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る認証装置２の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る生体認証システムにおける利用者登録時のデータの流れを説明するための図である。
【図４】同実施形態に係る生体認証システムにおける利用者認証時のデータの流れを説明するための図である。
【図５】同実施形態に係る生体認証システムにおける利用者登録時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】同実施形態に係る生体認証システムにおける利用者認証時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る変換関数による変換手順の第１の例を説明するための図である。
【図８】本発明に係る変換関数による変換手順の第２の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…虹彩コード（生体データ）の測定装置、２…認証装置、１１…撮像部（生体の計測手段）、１２…特徴抽出部、１３…変換部、１４…暗号化部、１５，２６…通信部、２１…データベース（記憶手段）、２２…類似度演算部、２３…認証部、２４…鍵生成部、２５…復号部。
【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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