(57)【要約】【課題】耐タンパ性を向上できる生体認証システムおよび生体情報読取装置を提供する。【解決手段】生体認証システムは、生体情報読取装置２０と、ホスト装置２とを備える。生体情報読取装置２０は、生体情報を読み取る生体情報撮像部３と、生体情報を暗号化する暗号処理部５と、ホスト装置２とのデータ通信を行うインターフェース部６とを備える。ホスト装置２は、生体情報読取装置２０とのデータ通信を行うインターフェース部９と、暗号化された生体情報を復号する復号処理部１０とを備える。ホスト装置２は、復号された生体情報から認証用生体情報を抽出する生体情報抽出部１１と、生体情報データベース１４とを備える。ホスト装置２は、生体情報データベース１４から認証用生体情報に対応する登録生体情報を照合して検索し、登録生体情報に関連付けられている関連データを読み出して出力する生体情報照合部１２を備える。【選択図】図１
2013120523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体情報を読取る生体情報読取装置と、当該生体情報読取装置で読み取られた生体情報に基いて、所定の機能が実行可能になるホスト装置とを備える生体情報認識システムであって、
生体情報読取装置は、生体情報を読み取る生体情報読取手段と、当該生体情報読取手段で読み取られた生体情報を暗号化する暗号化手段と、前記ホスト装置とのデータ通信を行う通信手段とを備え、
前記ホスト装置は、生体情報読取装置の前記通信手段とデータ通信を行うホスト通信手段と、前記ホスト通信手段を介して入力される暗号化された生体情報を復号する復号手段と、当該復号手段で復号された生体情報から認証に使用する認証用生体情報を抽出する抽出手段と、予め読み取られた後に抽出された生体情報が登録生体情報として登録されるとともに、当該登録生体情報に関連付けられている関連データが登録されている生体情報データベースと、生体情報データベースから前記抽出手段で抽出された前記認証用生体情報に対応する前記登録生体情報を照合して検索し、前記認証用生体情報に対応する前記登録生体情報が検索された場合に、当該登録生体情報に関連付けられている関連データを読み出して出力する照合手段とを備えていることを特徴とする生体認証システム。
【請求項２】
前記ホスト装置は、前記生体情報読取装置で生体情報が読み取られる毎に暗号用の鍵を生体情報読取装置に出力する鍵出力手段を備え、
前記生体情報読取装置の前記暗号化手段は、前記鍵出力手段から出力される暗号用鍵に基づいて読み取った生体情報を暗号化することを特徴とする請求項２に記載の生体認証システム。
【請求項３】
前記生体情報読取手段は、生体情報として生体を撮像して得られ、かつ、少なくとも各画素毎の輝度を示すとともに並び順が決められた復数の輝度データを含むとともに、前記並び順に基いて撮像された画像上の各輝度データの位置を特定可能にする同期信号を含む画像データとして出力する撮像手段を備え、
前記暗号化手段は、前記輝度データと前記同期信号とからなる前記画像データのうちの前記輝度データを暗号化することにより、前記同期信号と暗号化された前記輝度データとからなる暗号化された画像データを出力す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】
読み取った生体情報をホスト装置に出力することにより、前記ホスト装置において生体情報に基いて、所定の機能を実行可能にさせるための生体情報読取装置であって、
前記生体情報読取装置は、生体情報を読み取る生体情報読取手段と、当該生体情報読取手段で読み取られた生体情報を暗号化する暗号化手段と、前記暗号化された生体情報を前記ホスト装置に出力するために前記ホスト装置とのデータ通信を行う通信手段とを備え、
暗号化された生体情報の復号と、復号された生体情報から認証に使用する認証用生体情報の抽出と、当該認証用生体情報と同様に読み取られて抽出されて登録されている登録生体情報の前記認証用生体情報による照合と、照合により前記認証用生体情報に対応する登録生体情報があった場合に、当該登録生体情報に関連付けられている関連データの出力とをホスト装置で行わせることを特徴とする生体情報読取装。
【請求項５】
前記暗号化手段は、前記ホスト装置から認証の度に入力される暗号用の鍵を用いて読み取った生体情報を暗号化することを特徴とする請求項４に記載の生体情報読取装置。
【請求項６】
生体情報として生体を撮像して得られ、かつ、少なくとも各画素毎の輝度を示すとともに並び順が決められた復数の輝度データを含むとともに、前記並び順に基いて撮像された画像上の各輝度データの位置を特定可能にする同期信号を含む画像データとして出力する撮像手段を備え、
前記暗号化手段は、前記輝度データと前記同期信号とからなる前記画像データのうちの前記輝度データを暗号化することにより、前記同期信号と暗号化された前記輝度データとからなる暗号化された画像データを出力することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の生体情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体認証を行うための生体認証システムおよび生体情報読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報セキュリティの保護強化に伴って、生体認証に関する技術開発が進められている。生体認証とは、個人より取得した生体情報を、予め登録しておき、登録した生体情報と、認証時に取得した生体情報とを比較して、本人か否かの識別を行う技術である。このような生体情報として、ヒトの虹彩パターンを用いたものや、ヒトの指紋パターンを用いたものなどがある。また、生体情報として、指の静脈パターンを用いたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これらの生体認証装置では、生体情報を２次元画像として得るものが一般的であり、生体情報を読み取るのに撮像装置が用いられる。生体情報を撮像する撮像装置は、生体の撮像される部分の象を後述の撮像素子上に結像させる光学系と、この光学系で結像された像を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳやＭＯＳ等の前記撮像素子とによって構成される。このような生体認証装置における撮像装置、特に指等の静脈パターンを撮像する撮像装置では、生体を透視して生体パターンを読み取るため、一般に生体を透過し易い近赤外光を撮像時の照明に用いる。
【０００４】
上述の２次元画像としての生体情報を撮像する生体認証装置においては、生体情報の撮像後に、撮像された生体情報である画像データから、上述の虹彩パターン、指紋パターン、静脈パターン等の生体パターンを抽出することにより認証用生体情報（パターンが明確になるように加工された画像データ）を生成する抽出機能が必要である。さらに、生体認証装置または生体認証装置が接続されるホスト装置では、上述の抽出機能にて予め抽出して登録しておいた登録生体情報と上述の認証用生体情報とを比較し、同一人物の生体情報であると推定できるほど、これら生体情報に示されるパターン上の複数の特徴点が略一致するかどうかを判定するマッチング機能が必要である。従来の装置では、抽出機能までを生体認証装置に組み込み、マッチング機能をホスト装置に持たせる方式と、抽出機能とマッチング機能との両方を生体認証装置に組み込む方式とがある。
【０００５】
これらの従来の方式の生体認証装置とホスト装置とを備える生体認証システムの概略を示すブロック図を図６および図７に示す。
図６に示すように、前者の方式では、生体認証システムは、生体認証装置１とホスト装置２を備える。
【０００６】
生体認証装置１は、上述の撮像装置である生体情報撮像部３と、生体情報撮像部３から出力される画像データとしての信号を処理する生体情報信号処理部４と、生体情報信号処理部４から出力される信号処理された画像データから上述のように生体パターンを明確化した認証用生体情報を抽出する生体情報抽出部１１と、生体情報抽出部１１で抽出された認証用生体情報をホスト装置２に出力するために用いられるデータ通信用のインターフェース部６とを備えている。
【０００７】
ホスト部２は、生体認証用の機能として、生体認証装置１とのデータ通信用のインターフェース部９と、上述の登録生体情報が登録されているとともに当該登録生体情報に関連付けられている個人認証ＩＤ等の関連データが登録されている生体情報データベース１４と、この生体情報データベース１４に登録されている登録生体情報に対して、生体認証装置１から入力される認証用生体情報がマッチングするか判定する生体情報照合部１２とを備えている。
【０００８】
生体情報撮像部３では、生体情報の撮像を行い、撮像された生体情報としての画像データ（映像信号）を生体情報処理部４に出力する。
生体情報信号処理部４では、入力した画像データに対して、フィルタ処理、ノイズ低減処理、および、ガンマ処理などの信号処理を行い、生体パターンが抽出し易いように補正された画像データを、生体情報抽出部１１に出力する。
生体情報抽出部１１では、フィルタ処理、2値化等の処理、偽信号などの除去を行い、生体パターンが明確にされた画像データである認証用生体情報を生成（抽出）する。
【０００９】
生成した認証用生体情報は、インターフェース部６を介してホスト装置２（例えば、パソコン、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット端末等の情報機器）に供給される。ホスト装置２では、インターフェース部９を介して認証用生体情報を受け取り、生体情報照合部１２に供給する。生体情報照合部１２では、予め、生体情報データベース１４に登録されている登録生体情報と、生体認証装置１から入力された認証用生体情報とを比較して、登録生体情報の中に、認証用生体情報と一致すると判定可能な生体パターンを有するものがある否かを判定する。
【００１０】
この場合、認証用生体情報が、生体情報データベース１４に登録されているいずれの登録生体情報とも一致しない場合は、不一致した結果を、また、照合で一致した場合は、登録された生体情報に関連付けられている例えば個人認証ＩＤをホスト装置２のアプリケーションに渡す。このアプリケーションとは、ホスト装置へのログイン処理を行うものや、インターネット上のサーバへのログインを行うものとして、例えば、ネットバンキングのサーバへのログインを行うものなどである。
【００１１】
図７に示す生体認証装置１は、後者の方式のものであり、生体情報撮像部３と、生体情報抽出部１１と、生体情報データベース１４と、生体情報照合部１２と、インターフェース部６とを備えている。
ホスト部２は、インターフェース部９を備えている。
【００１２】
後者の方式では、生体情報の照合部１２、および、生体情報データベース１４は、生体認証装置１に内蔵している。このため、生体情報の照合は、生体認証装置１内にて行い、照合結果（認証されたか否か）、および、認証された際に検索される個人認証ＩＤは、インターフェース部６を介して、ホスト装置２に供給される。ホスト装置２では、インターフェース部９にて受け取った照合結果、および、個人認証ＩＤをホスト上のアプリケーションに受け渡す。
【００１３】
なお、特許文献１の生体情報認証装置は、上述のようにノートパソコンに内蔵されるものであるが、構成としては、後者の方式に属し、照合までの処理を内蔵された生体情報認証装置で行い、照合結果および個人認証ＩＤをノートパソコンのＣＰＵ側（ノートパソコンのアプリケーション）に引き渡すようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−１２２１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、これら従来の生体認証装置では、抽出した認証用生体情報（登録生体情報と比較可能な生体情報）、または、照合結果および個人認証ＩＤが、生体情報装置より出力される。これらの情報は、ハッキングなどの防止のため、暗号化などを行って、ホスト装置に受け渡す場合が多いが、この信号を解析され、暗号を解かれた場合、登録生体情報と照合可能であることから、個人認証ＩＤを取得可能になる可能性のある認証用生体情報、または、個人認証ＩＤそのものを取出すことができる虞がある。したがって、情報機器からの情報の読み取りを困難にする性能としての耐タンパ性（Ｔａｍｐｅｒ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）という観点からは、従来の生体認証装置における性能が十分ではなかった。
【００１６】
例えば、データ通信のインターフェースを介して生体認証装置と、ホスト装置とが接続されている場合に、生体認証装置側に、生体認証装置からホスト装置へ出力されるデータをハッキングするための装置を取り付けられ、暗号化されている可能性が高いが、上述の認証用生体情報や、個人認証ＩＤが奪取されることが考えられる。この場合に、認証用生体情報や個人認証ＩＤの暗号が解読されてしまうと、ホスト装置を直接、または、インターネット等のネットワークを介してハッキングする際などに、コンピュータシステムへの侵入の足掛かりや、各種アクセス権限奪取の糸口に上述の認証用生体情報や、個人認証ＩＤが利用される可能性がある。
【００１７】
なお、コンピュータシステムに侵入した際に、認証用生体情報から生体情報データベースを検索して個人認証ＩＤを得ることができる。ここで、生体認証における個人認証ＩＤは、単に個人を特定するＩＤとしての機能だけではなく、パスワードの代わりとしての機能が含まれる。すなわち、生体認証は、ＩＤおよびパスワードの入力の代わりに用いられる。したがって、パスワードを入力することなく、個人認証ＩＤを用いて各種アクセス権限を得ることができる可能性がある。例えば、ネットバンキングへのアクセスが可能になったり、アクセスが制限されているデータを読み込んだりすることが可能になる。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、耐タンパ性を向上できる生体認証システムおよび生体情報読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に記載の生体認証システムは、生体情報を読取る生体情報読取装置と、当該生体情報読取装置で読み取られた生体情報に基いて、所定の機能が実行可能になるホスト装置とを備える生体情報認識システムであって、
生体情報読取装置は、生体情報を読み取る生体情報読取手段と、当該生体情報読取手段で読み取られた生体情報を暗号化する暗号化手段と、前記ホスト装置とのデータ通信を行う通信手段とを備え、
前記ホスト装置は、生体情報読取装置の前記通信手段とデータ通信を行うホスト通信手段と、前記ホスト通信手段を介して入力される暗号化された生体情報を復号する復号手段と、当該復号手段で復号された生体情報から認証に使用する認証用生体情報を抽出する抽出手段と、予め読み取られた後に抽出された生体情報が登録生体情報として登録されるとともに、当該登録生体情報に関連付けられている関連データが登録されている生体情報データベースと、生体情報データベースから前記抽出手段で抽出された前記認証用生体情報に対応する前記登録生体情報を照合して検索し、前記認証用生体情報に対応する前記登録生体情報が検索された場合に、当該登録生体情報に関連付けられている関連データを読み出して出力する照合手段とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１に記載の生体認証システムにおいては、ホスト装置に接続される生体情報読取装置側では、基本的に生体情報を読み取った後に暗号化してホスト装置側に出力する。ホスト装置側で暗号化された生体情報を復号するとともに、生体情報データベースに登録された登録生体情報と比較可能になるように、復号された生体情報から例えば生体パターンが明確化されたデータである認証用生体情報を抽出する。
【００２１】
この認証用生体情報を用いて、生体情報データベースに登録されている登録生体情報を照合して検索し、認証用生体情報と一致すると判定される登録生体情報がある場合に、登録生体情報に関連付けられた関連データとして、例えば、個人認証ＩＤを出力する。なお、認証用生体情報と一致する登録生体情報が無い場合は、関連データを出力せずに、例えば、認証用生体情報と一致する登録生体情報がないこと、すなわち認証に失敗したことを出力する。
【００２２】
この場合に、生体情報読取装置からハッキング等により得られる生体情報は、生体情報読取手段で生体から読み取られた生体パターンの抽出前の生体情報であり、例えば、撮像されたままの生の画像データ、または、例えば、生体パターンを抽出し易い用に信号処理されて補正された画像データ（例えば、生体情報読取装置特有のデータの偏り等を補正した画像データ）である。
すなわち、生体情報読取装置からハッキングできるデータは、抽出手段で抽出されて、生体情報データベースに登録されている登録生体情報と比較可能な認証用生体情報ではなく、その前の段階の生体パターンが必ずしも明確ではない抽出前の生体情報である。
【００２３】
例えば、認証用生体情報では、パターンを明確にするために、所定の輝度の値を閾値として、画像データが２値化されるなどして、静脈と背景とを明確にしているのに対して、抽出前のデータは、例えば、白黒写真と同様に、位置によって輝度が複数段階に異なるデータ（グラデーションのあるデータ）であり、背景と静脈との境目が必ずしも明確でないデータである可能性が高い。
【００２４】
この場合に、暗号化された生体情報の復号に成功しても、復号された生体情報が生体パターンが抽出される前の画像データであることから、登録生体情報と比較しても、登録生体情報と一致することがなく、ホスト装置をハッキングして登録生体情報から関連データとして個人認証ＩＤを得ることができない。
したがって、生体認証システムおよびその生体情報読取装置の耐タンパ性を向上することができる。
【００２５】
なお、ここで、登録生体情報と認証用生体情報の一致とは、認証用生体情報の生体パターンと登録生体情報の生体パターンとが完全に重なるように一致することではなく、例えば、生体パターン中の分岐点や、屈曲点や、端点や、変曲点等の認証用の特徴点が互いに近似する位置（例えば、それぞれの特徴点が所定の距離以内となるように重ね合わせることが可能）にある場合である。また、一方の生体情報にある上述の特徴点の全てが、他方の生体情報にある必要はなく、所定数以上の特徴点が近似していればよい。
【００２６】
また、ホスト装置側の各手段は、ファイアウォールやアクセス制限等によりセキュリティ的に保護された領域にある必要がり、ハッキングされ難いようになっている必要がある。
【００２７】
請求項２に記載の生体認証システムは、請求項１に記載の発明において、
前記ホスト装置は、前記生体情報読取装置で生体情報が読み取られる毎に暗号用の鍵を生体情報読取装置に出力する鍵出力手段を備え、
前記生体情報読取装置の前記暗号化手段は、前記鍵出力手段から出力される暗号用鍵に基づいて読み取った生体情報を暗号化することを特徴とする。
【００２８】
請求項２に記載の発明においては、上述のように生体情報読取装置から生体情報が漏出しても、登録生体情報と比較できない生体情報では、個人認証ＩＤを得ることができず、ホスト装置のハッキングに利用できない。しかし、生体情報読取装置を偽装した装置から漏出した生体情報をホスト装置に入力すると、ホスト装置の復号手段で復号されるとともに抽出手段で抽出されて認証用生体情報を得られる可能性がある。さらにこの認証用生体情報は、照合手段で生体情報データベースの登録生体情報と照合されてしまう可能性がある。これにより奪取した生体情報を用いて認証されたり、個人認証用ＩＤを得られたりする可能性がある。
【００２９】
それに対して上述のように少なくとも認証の度に、暗号用の鍵が出力される構成だと、生体情報が漏出した際と、漏出した生体情報を用いて認証を得ようとした際とで、暗号用の鍵を異なるものにすることが可能になる。したがって、奪取した生体情報を入力されたホスト装置では、生体情報を暗号化した際の暗号用の鍵と、今回出力した暗号用の鍵が異なることで、暗号化された生体情報を復号できず、認証がエラーになる。または、復号されても鍵が異なることから、元の画像データに戻らず、復号された画像データから認証用生体情報を抽出しても、対応する登録生体情報が存在せず、認証に失敗する。
【００３０】
これにより、生体情報読取装置から漏出した生体情報をそのままホスト装置に入力することで、ホスト装置をハッキングすることが防止される。
【００３１】
請求項３に記載の生体認証システムは、請求項１または請求項２に記載の発明において、
前記生体情報読取手段は、生体情報として生体を撮像して得られ、かつ、少なくとも各画素毎の輝度を示すとともに並び順が決められた復数の輝度データを含むとともに、前記並び順に基いて撮像された画像上の各輝度データの位置を特定可能にする同期信号を含む画像データとして出力する撮像手段を備え、
前記暗号化手段は、前記輝度データと前記同期信号とからなる前記画像データのうちの前記輝度データを暗号化することにより、前記同期信号と暗号化された前記輝度データとからなる暗号化された画像データを出力することを特徴とする。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、生体情報読取装置からホスト装置に送信される暗号化された生体情報として、同期信号を有する暗号化された画像データが出力される。この場合に暗号化後もデータの形態的には、同期信号と輝度データとからなる画像データ（映像信号）として扱えることになる。したがって、例えば、デジタルカメラ等の画像データの出力を行うような映像機器で用いられている部品や、映像機器用に汎用化された部品等を用いることができる。例えば、データ通信に汎用シリアルバスであるＵＳＢを用いるような場合に、映像信号用の汎用のＵＳＢチップ（ＵＳＢビデオクラスの部品）を用いることなどが可能になり、開発コストや製造コストの低減を図ることができる。
【００３３】
請求項４に記載の生体情報読取装置は、読み取った生体情報をホスト装置に出力することにより、前記ホスト装置において生体情報に基いて、所定の機能を実行可能にさせるための生体情報読取装置であって、
前記生体情報読取装置は、生体情報を読み取る生体情報読取手段と、当該生体情報読取手段で読み取られた生体情報を暗号化する暗号化手段と、前記暗号化された生体情報を前記ホスト装置に出力するために前記ホスト装置とのデータ通信を行う通信手段とを備え、
暗号化された生体情報の復号と、復号された生体情報から認証に使用する認証用生体情報の抽出と、当該認証用生体情報と同様に読み取られて抽出されて登録されている登録生体情報の前記認証用生体情報による照合と、照合により前記認証用生体情報に対応する登録生体情報があった場合に、当該登録生体情報に関連付けられている関連データの出力とをホスト装置で行わせることを特徴とする。
【００３４】
請求項４に記載の発明においては、請求項１に記載の発明と同様に生体情報読取装置から出力される暗号化された生体情報が、抽出前の登録生体情報との照合ができない生体情報なので、この生体情報をホスト装置のハッキングに利用することができない。したがって、生体情報読取装置の耐タンパ性を向上することができる。
【００３５】
請求項５に記載の生体情報読取装置は、請求項４に記載の発明において、前記暗号化手段は、前記ホスト装置から認証の度に入力される暗号用の鍵を用いて読み取った生体情報を暗号化することを特徴とする。
【００３６】
請求項５に記載の発明においては、ホスト装置から入力される暗号用の鍵が例えば認証毎に異なる場合に、請求項２に記載の発明と同様に生体情報読取装置から出力される暗号化された生体情報を、生体情報読取装置に偽装された装置を用いて、ホスト装置に入力しても、暗号用の鍵が異なることによって、ホスト装置側で生体情報を復号できずにエラーになる。または、そのまま間違った鍵で復号された生体情報から認証用生体情報を抽出して照合しても、対応する登録生体情報を見つけられず、認証に失敗する。
【００３７】
請求項６に記載の生体情報読取手段は、請求項４または請求項５に記載の発明において、
生体情報として生体を撮像して得られ、かつ、少なくとも各画素毎の輝度を示すとともに並び順が決められた復数の輝度データを含むとともに、前記並び順に基いて撮像された画像上の各輝度データの位置を特定可能にする同期信号を含む画像データとして出力する撮像手段を備え、
前記暗号化手段は、前記輝度データと前記同期信号とからなる前記画像データのうちの前記輝度データを暗号化することにより、前記同期信号と暗号化された前記輝度データとからなる暗号化された画像データを出力することを特徴とする。
【００３８】
請求項６に記載の発明において、暗号化された画像データが、同期信号と暗号化された輝度信号とからなり、画像データの構成上は、暗号化前と変わらず、輝度データと同期信号とからなる画像データを用いることが可能な部品、例えば、画像データ（映像信号）用に造られた汎用のチップを用いることができる。これにより、専用部品を開発した場合に比較して、開発コストと製造コストとの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、生体情報読取装置から抽出前の生体情報が暗号化して出力されるので、暗号を突破されても生体情報を直接生体情報データベースに登録された登録生体情報と照合できず、生体情報読取装置から生体情報が漏出しても、この生体情報をホスト装置のハッキングの糸口に利用することができない。したがって、生体情報読取装置と、この生体情報読取装置を備える認証システムの耐タンパ性を向上することができる。
また、生体情報読取装置は、従来の生体情報認証装置に比較して必要な処理機能が減るため、従来より安価に製造することができる。また、上述のように耐タンパ性が向上できるため、これらのことからセキュリティ的に問題なく低コストで、一般のパソコンの周辺装置として利用可能であり、コスト的に生体認証を利用可能な状況を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体認証システムの生体情報読取装置およびホスト装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】生体情報読取装置の概略を示す概略図である。
【図３】前記生体認証システムの生体情報読取装置で読み取られる生体情報としての画像データと、暗号化された画像データを説明するための図である。
【図４】前記生体認証システムの変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図５】前記生体認証システムの別の変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図６】従来の認証システムの概略を示すブロック図である。
【図７】従来の別の認証システムの概略を示すブロックである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、この実施の形態の生体認証システムは、生体情報読取装置２０と、ホスト装置２とからなる。ここで、この実施の形態の生体認証システムは、例えば、コンピュータシステムであるホスト装置２に接続される装置が、従来の生体情報認証装置ではなく、基本的に生体情報を読取るための生体情報読取装置２０であり、生体情報読取装置２０では、読み取った生体情報からの生体パターンの抽出や、抽出された生体パターンの照合を行わずに、読み取った生体情報をホスト装置２に出力するようになっている。
【００４２】
なお、図１に示される各ブロックのうちの図６、図７で説明した従来の認証システムと同様の機能を有するブロックには、図６および図７と同様の符号を付してその説明を簡略化する場合がある。
【００４３】
図１に示すように、生体情報読取装置２０は、生体情報撮像部（生体情報読取手段）３と、生体情報信号処理部４と、暗号処理部（暗号化手段）５と、暗号キー取扱部８と、インターフェース部（通信手段）６とを備える。
【００４４】
生体情報撮像部３は、各生体パターンによって撮像する生体の位置が異なるが、ここでは生体パターンとして指の静脈パターンを撮像する装置である。
図２に概略を示すように、生体情報撮像部３は、保護板３１と、プリズム３２と、カメラモジュール３３とを備え、カメラモジュール３３は、レンズユニット３４と、ＩＲバンドパスフィルタ３５、撮像素子３６とを備える。
【００４５】
保護板３１は、プリズム３２の指からの透過光または反射光が入射する入射面を保護する透明板（近赤外線も透過可能）である。プリズム３２は、入射した後にレンズユニット３４に向かって出射させる光を、入射から出射までの間で複数回（例えば３回）反射させて方向を変えながら導くものであり、反射により光の方向を変更することによって、レンズユニット３の焦点距離に対して生体情報撮像部３をコンパクトにするためのものである。
【００４６】
カメラモジュール３３は、ここでは、指の静脈を撮像するためのものであり、撮像対象の像をレンズユニット３４が撮像素子３６上に結像させるようになっている。また、レンズユニット３４と撮像素子３５との間に配置されたＩＲバントパスフィルタ３５は、赤外線を主に透過するフィルタであり、可視光等をカットする。なお、図２においては、光源を図示していないが、光源は、例えば、近赤外の波長を出力するＬＥＤが用いられる。
【００４７】
なお、生体撮像装置３は、図２に示すものに限定されるものではなく、光学系と撮像素子を有する各種の撮像装置を用いることができる。
【００４８】
生体情報信号処理部４は、生体パターンを抽出するものではなく、例えば、撮像された画像データ（映像信号）を補正するもの、すなわち、生体パターンの抽出を容易にするために画像データを加工するための処理である。なお、生体情報信号処理部４をホスト装置２ｂ側に設けてもよいが、生体情報信号処理部４は、上述の生体情報撮像部３の個体差に対応して調整されてもよく、生体情報撮像部３とともに生体情報読取装置２０側にあることが好ましい。
【００４９】
暗号処理部５は、生体情報撮像部３で撮像されるとともに、生体情報信号処理部４で処理された画像データを暗号化する。暗号化に際しては、例えば、鍵の方式として公開鍵方式または共通鍵方式（秘密鍵方式）のいずれを用いてもよい。より具体的な暗号化の方式としては、特に限定されるものではなく、現在周知の方式を用いることができる。例えば、暗号化方式としては、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＤＥＳ（Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＲＣ４（ＡＲＣ  ＦＯＵＲ）、ＥＣＣ（Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ）、ＲＳＡ、その他等の各種方式を用いることができる。
【００５０】
暗号キー取扱部８は、例えば、ホスト装置２側から送信される公開鍵を受信して記憶し、暗号化に際して暗号処理部５に公開鍵を提供する。
インターフェース部６は、データ通信用のインターフェースであり、例えば、汎用のシリアルバスであるＵＳＢ規格のインターフェースチップからなる。なお、ここでは、ＵＳＢの拡張規格であり、カメラ等の映像機器からホスト装置に映像信号を送信するためのＵＳＢビデオクラスに沿った市販のクライアント（映像機器）側のインターフェースチップが用いられている。
【００５１】
ホスト装置２は、インターフェース部（ホスト通信手段）９と、秘密暗号キー記憶部７と、暗号キー発生部（鍵出力手段）１３と、復号処理部（復号手段）１０と、生体情報抽出部（抽出手段）１１と、生体情報照合部（照合手段）１２と、生体情報データベース１４とを備えている。
【００５２】
ホスト装置２側のインターフェース部９は、ホスト装置２に設けられているＵＳＢ規格のインターフェースであり、上述のＵＳＢビデオクラスに対応して作成されて例えばＯＳに予め備えられたドライバソフトで作動可能になっている。
【００５３】
秘密暗号キー記憶部７は、後述のように復数の秘密鍵を記億するものであり、ホスト装置２側の、例えばアプリケーションのデータとして、ホスト装置２のハードディスク等のストレージ装置、または、ホスト装置のセキュリティ的に保護されたROMメモリ/フラッシュメモリなどのメモリ装置に記憶されるとともに、ストレージ装置、または、メモリ装置から読み取られてＲＡＭ上に展開されて記憶される。また、この実施形態の生体認証システムを構築するための生体情報読取装置２０と、ホスト装置２側で用いられるアプリケーションとを販売する場合、または、ホスト装置２も含めて生体認証システムを販売する場合に、秘密暗号キー記憶部７に記憶される秘密鍵は、販売される製品毎に異なるものであることが好ましい。
【００５４】
暗号キー発生部１３は、秘密暗号キー記憶部７に記憶された秘密鍵が入力されて、この秘密鍵から公開鍵を発生させるとともに、生体情報読取装置２０の暗号キー取扱部８に出力する。復号処理部１０は、暗号キー発生部１３に記憶された公開鍵を用いて暗号化され、生体情報読取装置２０から送信された暗号データを秘密鍵を用いて復号して、画像データとする。
【００５５】
生体情報抽出部１１は、復号された画像データから生体パターン（指の静脈パターン）を抽出して認証用生体情報にする。
生体情報データベース１４は、予め、生体情報読取装置２０により読み取られた画像データから生体パターンを抽出した生体情報が登録生体情報として記億されている。また、生体情報データベースには、各登録生体情報に関連付けられた関連データが記億されている。関連データは、例えば、個人認証ＩＤであり、ここでの個人認証ＩＤは、基本的に所謂アカウントのＩＤとパスワードとの両方の機能を兼ねたものであり、認証に際しパスワードの入力を必要としない。すなわち、関連データがパスワードに代わる認証用コードであってもよい。
【００５６】
生体情報照合部１２は、上述のように抽出された生体パターンを示す認証用生体情報と、生体情報データベースに上述のように登録されている各登録生体情報とを比較し、認証用生体情報が読み取られた人物と、同一人のものである確率が高い登録生体情報（認証用生体情報と近似する登録生体情報）を検索する。認証用生体情報に近似する登録生体情報があった場合には、当該登録生体情報に関連する関連データとしての例えば個人認証ＩＤを出力する。
【００５７】
このような生体認証システムにおいては、まず、生体情報読取装置において、生体情報の読取として、生体情報撮像部３で認証を行う人物が指の撮像を行う。この際には、近赤外線により指の静脈が透過した状態に撮像され、画像データｇが生成される。この際の画像データｇは、図３に示すように、撮像素子のマトリックス状に配置された各画素毎のセンサから、垂直同期信号（ＶＤ）４１および水平同期信号（ＨＤ）４２に基いて、順番に各センサから読み取られた輝度の値の数列４３からなっている。この数列４３は、垂直同期信号４１および水平同期信号４２に対応付けられている。
【００５８】
この画像データｇの暗号化に際しては、輝度の値４３だけを暗号化する。すなわち、図１に示すように、暗号処理部５に画像データｇを入力すると、画像データｇと同様の暗号化後の垂直同期信号４４および水平同期信号４５とに対応して暗号化された値の数列４６を備える暗号化データｃが出力される。
なお、輝度の値の数列４３と、暗号化された値の数列４６とは、同数の値からなる。暗号化された値の数列４６は、輝度の値の数列４３に対して、暗号処理に必要な時間ｔだけ遅延している。なお、垂直同期信号４４および水平同期信号４５と、垂直同期信号４１および水平同期信号４２とは基本的に同じものであるが、暗号処理に必要な時間分ｔのみ遅延している。
【００５９】
したがって、暗号化データｃは、暗号化されていても形式的には画像データ（映像信号）の形態となっており、映像信号を取り扱う各種電子部品で取り扱える状態であり、上述のＵＳＢビデオクラスのインターフェースチップを用いることができる。
なお、暗号化に際しては、画像データｇ、すなわち、映像信号を暗号化することから、例えば、ブロック暗号ではなく、ストリーム暗号を用いてもよい。この場合に、例えば、同じ共通鍵が用いられる構成でも、ストリーム鍵が用いられることで、暗号データｃが漏出し、漏出した暗号データｃを後でホスト装置２に入力してもホスト装置２で復号できない状態とすることができる。
【００６０】
暗号データｃは、上述のＵＳＢインターフェースチップであるインターフェース部６からホスト装置２０のインターフェース部９に送信され、復号処理部１０に入力させられる。また、例えば、公開鍵方式の暗号を用いる場合に、認証に際し、まず、ホスト装置２で秘密暗号キー記憶部７に記億された例えば復数の秘密鍵から一つの秘密鍵が暗号キー発生部１３に出力され、暗号キー発生部１３では、秘密鍵を記憶するとともにこの秘密鍵から公開鍵を生成し、公開鍵をインターフェース部６およびインターフェース部９を介して、生体情報記憶部２０の暗号キー取扱部８に送る。
【００６１】
生体情報読取装置２０では、暗号キー取扱部８が受信した公開鍵を記憶する。
生体情報読取装置２０で撮像された画像データｇの暗号化処理部５における暗号化に際しては、上述のように暗号キー取扱部８で受信して記憶された公開鍵を用い、ホスト装置２の復号処理部１０では、暗号データｃの復号に暗号キー発生部１３に記憶されている秘密鍵を用いる。
【００６２】
なお、共通鍵方式を用いてもよく、この場合に、ホスト装置２において、秘密暗号キー記憶部７に記億された復数の秘密鍵から１つの秘密鍵を暗号キー発生部１３に送る。暗号キー発生部１３では、秘密鍵を記億するとともに、秘密鍵をインターフェース部９およびインターフェース部６を介して、生体情報読取装置２０の暗号キー取扱部８に送る。暗号キー取扱部８は、受信した秘密鍵を記憶する。
この場合に生体情報読取装置２０側の暗号処理部５での暗号化に際して暗号キー取扱部８に記憶された秘密鍵が用いられ、ホスト装置２の復号処理部１０での復号に際して暗号キー発生部１３に記憶されている秘密鍵が用いられる。
【００６３】
公開鍵方式にしても共通鍵方式においても、秘密暗号キー記憶部７に復数の秘密鍵を記億しておき、認証毎に秘密鍵を切り替えられるようになっていることが好ましく、同じ秘密鍵が用いられる確率が十分に低いものとされていることが好ましい。また、上述のようにストリーム暗号を用いるものとしもよい。ストリーム暗号においては、例えば、秘密鍵を初期値として擬似乱数列を生成し、平文との排他的論理和によって暗号文を作る。復号時には、同じ初期値から生成した擬似乱数と暗号文との排他的論理和によって平文を得ることから、初期値となる秘密鍵が、秘密暗号キー記憶部７に記憶されることになる。この秘密暗号キー記憶部７に記憶されている秘密鍵が、暗号キー発生部１３に送られるとともに、生体情報読取装置２０の暗号キー取扱部８に送られる。
【００６４】
暗号キー取扱部８では、秘密鍵を受信して記憶するとともに、この秘密鍵を初期値として擬似乱数列を生成し、暗号処理部５で、擬似乱数列と画像データの叙述の数列４３との排他的論理和によって暗号化する。
また、暗号キー発生部１３でも秘密鍵を初期値として擬似乱数を生成し、暗号データの数列４６との排他的論理和によって画像データを得る。なお、ストリーム暗号の暗号化および復号は、上述のものに限られるものではなく、周知のストリーム暗号を用いることができる。
【００６５】
暗号処理部７で画像データｇから暗号データｃとされた後に、暗号データｃは、上述のようにUSBビデオクラスに対応するUSBのインターフェースチップを備えるインターフェース部６を介して、ホスト装置２のインターフェース部９に送信される、ホスト装置２のインターフェース部９では、USBビデオクラス用に予め用意されているドライバソフトを用いて、映像信号と同じ形態の暗号データｃを受信する。なお、ＵＳＢビデオクラスは、ＵＳＢを拡張した規格であり、上述の公開鍵や秘密鍵の送受信も可能である。
暗号データｃは、復号処理部１０に送られて、復号されて画像データｇに戻される。画像データｇは、生体情報抽出部１１に送られ、従来と同様に生体パターン（指静脈パターン）が抽出され、認証用生体情報が得られる。
【００６６】
認証用生体情報は、生体情報照合部１２に送られ、生体情報データベースに登録されている登録認証用生体情報と比較照合される。ここで、登録生体情報の生体パターンに、認証用生体情報の生体パターンと同一人の生体パターンであることが高い確率で判定できる程度の一致点がある場合に、対応する登録生体情報に関連付けられた関連データとして、個人認証ＩＤが、ホスト装置２のＯＳやアプリケーションに送られる。
【００６７】
この個人認証ＩＤが出力された際に、ホスト装置２は、ホスト装置２のＯＳの起動を可能にしたり、ホスト装置２へのログインを可能にしたり、ホスト装置２から特定のサーバにアクセスを可能にしたり、ホスト装置２でアクセス制限されているデータにアクセス可能にしたりする。
このような生体認証システムおよびその生体情報読取装置においては、生体情報読取装置２０から出力されるのが生体パターンを抽出する前の暗号化された画像データ（暗号データｃ）であるため、この暗号データｃが漏出して復号されても、生体パターンを抽出する前のデータであるため、生体情報データベース１４の登録生体情報との照合を行うことができず、関連データとしての例えば個人認証ＩＤを得ることができない。
【００６８】
すなわち、生体情報データベース１４に登録された登録生体情報と照合できない。したがって抽出前の生体情報としての画像データｇは、ホスト装置２のハッキングに利用できない。生体情報読取装置２０で得られる生体情報は、ホスト装置２のハッキングに利用できない画像データｇもしくはそれを暗号化した暗号データｃだけであり、これによって、生体認証システムおよび生体情報読取装置は耐タンパ性に優れたものになる。
【００６９】
ホスト装置２に対して、生体情報読取装置２０と、ホスト装置２用のアプリケーションにより生体認証システムを構築することができるが、生体情報読取装置２０は、基本的に生体情報としての生体パターンを撮影するための撮像装置であり、生体情報に必要とされる生体パターンの抽出機能や生体パターンの照合機能がなく、生体情報読取装置２０のコストの低減を図ることができる。また、基本的に撮像装置である生体上表読取装置２０は、画像データｇを暗号化した際の暗号データｃが画像データｇと同様に映像信号としての形態となっているので、上述のように、ＵＳＢビデオクラスに基づく市販の汎用部品を用いることができるとともに、ＵＳＢビデオクラス用に作成された既成のドライバソフトを用いることができる。これにより、生体認証システムおよび生体情報読取装置２０のさらなるコストダウンを図ることができる。
【００７０】
また、図１のブロック図では、ホスト装置２の秘密暗号キー記憶部７に秘密鍵を記憶しておくものとしたが、図４のブロック図に示すように、秘密暗号キー記憶部７を設けずに、暗号キー発生部１３で秘密鍵および公開鍵または秘密鍵を生成するものとしてもよい。この場合も、秘密鍵が予め生成されて記憶されたものではなく、秘密鍵または秘密鍵および公開鍵の周知の生成アルゴリズムに基づいて暗号キー発生部１３で生成される以外は上述の実施の形態と同様に暗号化および復号を行うことができる。
【００７１】
また、図５のブロック図に示すように、生体情報読取装置２０の暗号キー取扱部８が秘密鍵または秘密鍵および共通鍵を出力するものとしてもよい。図５の例では、暗号キー取扱部８が例えば秘密鍵と公開鍵を生成し、公開鍵を記憶するとともに、秘密鍵をホスト装置の暗号キー発生部１３に送信する。暗号処理部５における暗号化には暗号キー取扱部８の公開鍵が用いられる。ホスト装置２の暗号キー発生部１は、受信した秘密鍵を記憶し、この秘密鍵が復号処理部１０での復号に用いられる。
【００７２】
なお、共通鍵方式の場合には、暗号キー取扱部８が秘密鍵を生成し、秘密鍵を記憶するとともに、秘密鍵をホスト装置２の暗号キー発生部１３に送信する。暗号処理部５における暗号化と、復号処理部１０での復号には同じ秘密鍵が用いられる。図４および図５に示す変形例においても、生体情報読取装置２０から得ることが可能なデータは、生体パターンを抽出前の画像データｇまたはそれを暗号化した暗号データであり、上述のようにホスト装置２のハッキングに利用できないデータしか取得できず、耐タンパ性を向上できる。
【符号の説明】
【００７３】
２      ホスト装置
３      生体情報撮像部（生体情報読取手段）
５      暗号処理部（暗号化手段）
６      インターフェース部（通信手段）
７      秘密暗号キー記憶部
８      暗号キー生成部
９      インターフェース部（ホスト通信手段）
１０    復号処理部（復号手段）
１１    生体情報抽出部（抽出手段）
１２    生体情報照合部（照合手段）
１３    暗号化キー発生部（鍵出力手段）
１４    生体情報データベース
２０    情報読取装置
【図１】
2013120523.tif 000003
【図２】
2013120523.tif 000004
【図３】
2013120523.tif 000005
【図４】
2013120523.tif 000006
【図５】
2013120523.tif 000007
【図６】
2013120523.tif 000008
【図７】
2013120523.tif 000009