特開 2024-176370 認証方法、アイトラッキングデバイス、および情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176370

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】認証方法、アイトラッキングデバイス、および情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 21/32 20130101AFI20241212BHJP

   G06F 21/31 20130101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

G06F21/32

G06F21/31

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094859

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 えりか

(72)【発明者】

【氏名】井奈波 拓也

(57)【要約】

【課題】 利便性を損なうことなくセキュリティを高めること。
【解決手段】 実施形態に係わるアイトラッキングデバイスは、情報処理装置と通信可能である。アイトラッキングデバイスは、生体センサ、記憶部、比較部、要求部、表示部、送信部を具備する。生体センサは、装着者の生体情報を取得する。記憶部は、予め登録された生体情報を記憶する。比較部は、記憶された生体情報と生体センサで取得された生体情報とを比較する。要求部は、ワンタイムの認証パターンの発行を情報処理装置に要求する。表示部は、認証パターンを受信して装着者の視野に視覚的に表示する。送信部は、装着者の視線を追跡して得られた視線軌跡情報を情報処理装置に送信する。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体センサを備えるアイトラッキングデバイスを用いて装着者の生体認証を行う第１認証過程と、
前記アイトラッキングデバイスと通信可能な情報処理装置を用いて視覚情報によるワンタイム認証を行う第２認証過程とを具備し、
前記第１認証過程は、
前記アイトラッキングデバイスが、予め登録された生体情報と前記生体センサで取得された前記装着者の生体情報とを比較する過程を備え、
前記第２認証過程は、
前記情報処理装置が、前記アイトラッキングデバイスからの要求に応じてワンタイムの認証パターンを発行する過程と、
前記アイトラッキングデバイスが、前記認証パターンを受信して前記装着者の視野に視覚的に表示する過程と、
前記アイトラッキングデバイスが、前記装着者の視線を追跡して得られた視線軌跡情報を前記情報処理装置に送信する過程と、
前記情報処理装置が、前記視線軌跡情報と前記認証パターンとを比較する過程とを備える、認証方法。

【請求項2】

前記生体情報は、前記装着者の指紋パターンである、請求項１に記載の認証方法。

【請求項3】

前記生体情報は、前記装着者の虹彩パターンである、請求項１に記載の認証方法。

【請求項4】

前記認証パターンは、当該認証パターンの発行のたびごとに追跡の順序が変化する複数のアイコンボタンを含む、請求項１に記載の認証方法。

【請求項5】

前記情報処理装置が、前記認証パターンの要求元のアイトラッキングデバイスが予め登録されたアイトラッキングデバイスであるか否かを判定する過程をさらに具備する、請求項１に記載の認証方法。

【請求項6】

情報処理装置と通信可能なアイトラッキングデバイスであって、
装着者の生体情報を取得する生体センサと、
予め登録された生体情報を記憶する記憶部と、
前記記憶された生体情報と前記生体センサで取得された生体情報とを比較する比較部と、
ワンタイムの認証パターンの発行を前記情報処理装置に要求する要求部と、
前記認証パターンを受信して前記装着者の視野に視覚的に表示する表示部と、
前記装着者の視線を追跡して得られた視線軌跡情報を前記情報処理装置に送信する送信部とを具備する、アイトラッキングデバイス。

【請求項7】

生体センサを備えるアイトラッキングデバイスと通信する通信部と、
前記アイトラッキングデバイスからの要求に応じてワンタイムの認証パターンを発行する認証パターン発行部と、
前記アイトラッキングデバイスが装着者の視線を追跡して得られた視線軌跡情報を前記アイトラッキングデバイスから受信する受信部と、
前記視線軌跡情報と前記認証パターンとを比較する比較部とを具備する、情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、認証方法、アイトラッキングデバイス、および情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばマルチユーザＯＳ（Operating System）の起動時に、あるいはコンピュータにインストールされた業務アプリを立ち上げるために、ログイン手続が行われる。パスワードによる認証は、最も一般的なログイン認証方法として用いられてきた。しかし、パスワードの盗み見や使い回しによる漏洩のリスクがあることから、よりセキュアな認証方法が利用され始めている。パスワードよりもセキュアな認証方法として、生体認証、またはワンタイムパスワード認証がある。

【0003】

生体認証は、指紋や虹彩などの生体情報を用いて認証を行う方式である。その人固有の情報を用いることで、なりすましリスクの低減や、タッチ操作などで手軽に認証できるメリットがある。

【0004】

ワンタイムパスワード認証は、一定時間のみ有効なパスワードをトークンや専用アプリ、ＳＭＳなどを介して認証の都度発行する方式である。パスワードが毎回変化することや、有効期限があることから漏洩のリスクを小さくできるし、ユーザがパスワードを記憶し管理する必要がないという利便性の面でのメリットもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－３４６４６号公報

【特許文献2】特開２０１６－１９７４１２号公報

【特許文献3】特開２０２２－４４２８１号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】馬越、宮地(2019) .「視線追跡を用いた認証インターフェースに関する研究」.第2回ビジュアリゼーションワークショップ（http://itolab.is.ocha.ac.jp/visws2019/poster/visws2019-p11.pdf）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

生体認証は、指紋認証モジュールや虹彩認証に対応したカメラなどを必要とし、これらを持たない情報機器の認証には採用できない。また、生体情報の識別精度は１００％ではなく、他人受入のリスクもある。他人受入率を低くするとトレードオフで本人拒否率が高くなり、セキュリティは強化されるが利便性が低下する。

【0008】

ワンタイムパスワード認証には、ワンタイムパスワードの発行にトークンを用いる場合、トークンを紛失するリスクがある。また、専用アプリやＳＭＳを利用するための通信環境も求められ、利用シーンが限定される。これらはワンタイムパスワード認証のデメリットといえる。

【0009】

そこで、目的は、利便性を損なうことなくセキュリティを高めた認証方法、アイトラッキングデバイス、および情報処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態によれば、認証方法は、第１認証過程と、第２認証過程とを具備する。第１認証過程は、生体センサを備えるアイトラッキングデバイスを用いて装着者の生体認証を行う過程である。第２認証過程は、アイトラッキングデバイスと通信可能な情報処理装置を用いて視覚情報によるワンタイム認証を行う過程である。第１認証過程は、アイトラッキングデバイスが、予め登録された生体情報と生体センサで取得された装着者の生体情報とを比較する過程を備える。第２認証過程は、情報処理装置が、アイトラッキングデバイスからの要求に応じてワンタイムの認証パターンを発行する過程を備える。また第２認証過程は、アイトラッキングデバイスが、認証パターンを受信して装着者の視野に視覚的に表示する過程を備える。また第２認証過程は、アイトラッキングデバイスが、装着者の視線を追跡して得られた視線軌跡情報を情報処理装置に送信する過程を備える。また第２認証過程は、情報処理装置が、視線軌跡情報と認証パターンとを比較する過程を備える。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係わる認証方法を実装したシステムの一例を示す図である。

【図2】図２は、図１に示されるスマートグラス１０の一例を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、図１に示される情報機器２０の一例を示す機能ブロック図である。

【図4】図４は、実施形態に係わる認証方法の手順の一例を示す模式図である。

【図5】図５は、実施形態に係わる認証方法の一例を示すシーケンス図である。

【図6】図６は、装着者の視野にワンタイムパターンが表示されることを模式的に示す図である。

【図7】図７は、スマートグラス１０に表示されるワンタイムパターンの一例を示す図である。

【図8】図８は、ユーザの視線の一例を示す図である。

【図9】図９は、ワンタイムパターンの他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、図面を参照して実施形態を説明する。実施形態では、アイトラッキングデバイス（スマートグラスなど）を利用した生体認証と、ワンタイムパターン認証とを用いた多要素認証を実現する。以下の記述においてワンタイムとは、都度異なることを意味する。ワンタイムパターン認証とは、パスワード認証で用いられるパスワードに代えて、点と点をつなぐパターンを用いて認証を行う方式である。この方式では、認証の都度、異なるパターンが用いられる。

【0013】

＜構成＞
図１は、実施形態に係わる認証方法を実装したシステムの一例を示す図である。このシステムは、ログインの対象となる情報機器２０と、ユーザに装着されるスマートグラス１０とを備える。スマートグラス１０は、Bluetooth（登録商標）などの通信モジュールを備え、情報機器２０とローカルに通信することができる。このほかＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線リンク経由でローカル通信しても良いし、有線で接続すれば電波漏洩を防止することができる。

【0014】

スマートグラス１０は、複数の認証機能を備える。すなわち、指紋認証機能、および虹彩認証機能である。さらに、実施形態のスマートグラス１０は、視線追跡（アイトラッキング）機能を備える。

【0015】

情報処理装置としての情報機器２０は、ワンタイムパターン認証機能を備える。すなわち情報機器２０は、認証を要求されるとその都度、異なるパターンを発行する。パターンは、例えば複数の注目点（アイコンボタン）を幾何学的に配列して作成される。

【0016】

実施形態では、最初にスマートグラス１０により装着者（ユーザ）の生体認証を行い、次に、情報機器２０において視線パターン認証を行う。視線パターン認証では、情報機器２０から発行されたワンタイムパターンがスマートグラス１０に表示される。

【0017】

図２は、図１に示されるスマートグラス１０の一例を示す機能ブロック図である。スマートグラス１０は、通信部１８、プロセッサ１２、生体センサ１３、フラッシュＲＯＭ１５、ＲＡＭ１９、および、表示部１７を備える。

【0018】

通信部１８は、情報機器２０と無線通信するための通信インタフェースである。
プロセッサ１２は、ＳｏＣ（System on Chip）などの半導体デバイスであり、スマートグラス１０に実装された情報処理機能を統括的に制御する。また、プロセッサ１２は、その処理機能として送信部１１、比較部１４、および要求部１６を備える。これらの機能はプロセッサ１２の内部ＲＯＭ（図示せず）に予めプログラムとして書き込まれた処理機能として実現することができる。さらに、プロセッサ１２、生体センサ１３、フラッシュＲＯＭ１５、ＲＡＭ１９および、表示部１７をＩＣチップに実装することもできる。耐タンパー性の高いＩＣチップを導入することで、情報漏洩リスクを低減することができる。

【0019】

生体センサ１３は、例えば、スマートグラス１０の蔓に取り付けられた指紋センサである。また、生体センサ１３は、スマートグラス１０を装着した人（装着者）の瞳を撮像して虹彩の固有パターンを取得する虹彩センサである。すなわちスマートグラス１０は、指紋センサと虹彩センサを備え、装着者の指紋パターンと虹彩パターンとを取得する。また、スマートグラス１０は、虹彩センサにより装着者の視線を追跡（トレース）し、得られた視線軌跡情報をフラッシュＲＯＭ１５に記憶させる。

【0020】

フラッシュＲＯＭ１５は、ユーザの指紋パターンと虹彩パターンを、予め登録された生体情報１５ａとして記憶する。装着者としてのユーザは、スマートグラス１０を最初に使用するときに、自らの指紋パターンと虹彩パターンを登録することになる。ＲＡＭ１９は、プロセッサ１２の処理時に一時記憶領域などとして利用される。フラッシュＲＯＭ１５、ＲＡＭ１９は、記憶部である。

【0021】

比較部１４は、記憶された生体情報１５ａと生体センサ１３で取得された生体情報とを比較する。比較の結果両者が一致すれば、生体認証が成功（認証ＯＫ）となる。認証ＯＫになると、比較部１４は要求部１６にそのことを通知して情報機器２０へのログインシーケンスを開始する。

【0022】

要求部１６は、情報機器２０へのログインシーケンスが開始されると、ワンタイムパターンの発行を情報機器２０に要求する。
表示部１７は、情報機器２０から送信されたワンタイムパターンを受信し、装着者の視野に投影して、装着者だけに見えるように視覚的に表示する。
送信部１１は、装着者がワンタイムパターンを視線でなぞって生成された視線軌跡情報を情報機器２０に送信する。

【0023】

図３は、図１に示される情報機器２０の一例を示す機能ブロック図である。情報機器２０は、通信部２１、記憶部２２、および、プロセッサ２３を備える。
通信部２１は、アイトラッキングデバイスとしてのスマートグラス１０と通信し、ワンタイムパターンの発行要求を受信したり、ワンタイムパターンのデータを送信したりする。
記憶部２２は、情報機器２０の機能を実現するためのプログラム２２ａを記憶する。
プロセッサ２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）に代表される演算素子であり、プログラム２２ａに記述された命令を実行して種々の機能を実現する。

【0024】

ところで、プロセッサ２３は、実施形態に係わる処理機能として認証パターン発行部２３ａ、受信部２３ｂ、および比較部２３ｃを備える。

【0025】

認証パターン発行部２３ａは、スマートグラス１０からの要求に応じてワンタイムパターンを作成し、要求元のスマートグラス１０に宛てて発行する。
受信部２３ｂは、スマートグラス１０から送信された視線軌跡情報を受信する。
比較部２３ｃは、受信した視線軌跡情報と、認証パターン発行部２３ａにより発行されたワンタイムパターンとを比較し、そのマッチングの度合いを判定する。次に、上記構成における作用を説明する。

【0026】

＜作用＞
図４は、実施形態に係わる認証方法の手順の一例を示す模式図である。

【0027】

（１） ユーザは、スマートグラス１０に自らの指紋と虹彩を予め登録するとともに、そのスマートグラス１０をログイン対象の情報機器２０に登録する。ユーザがスマートグラス１０を装着すると、指紋パターンと虹彩パターンによる生体認証が行われる。

【0028】

（２） 認証が成功すると、スマートグラス１０は、ログイン対象の情報機器２０にBluetooth（登録商標）通信でワンタイムパターンを要求する。

【0029】

（３） 情報機器２０では、事前に登録されたスマートグラスからの要求であることを確認し、ワンタイムパターンを発行する。スマートグラス１０は、発行されたワンタイムパターンを受信し、ユーザの視野に投影する。

【0030】

（４） ユーザは、投影されたパターンをなぞるように視線を動かす。この視線軌跡情報は情報機器２０に送信され、視線パターン認証処理が行われる。

【0031】

図５は、実施形態に係わる認証方法の一例を示すシーケンス図である。図５に示されるように、ユーザが情報機器２０にログインするに際して先ずスマートグラス１０による第１認証過程が実施される。すなわちスマートグラス１０は、指紋センサで取得した装着者の指紋と生体情報１５ａ（指紋パターン）とを比較し、指紋認証を行う（ステップＳ１）。ＯＫであれば、スマートグラス１０は、虹彩センサで取得した装着者の虹彩パターンと生体情報１５ａ（虹彩パターン）とを比較し、虹彩認証を行う（ステップＳ２）。

【0032】

指紋認証（ステップＳ１）と虹彩認証（ステップＳ２）の双方がＯＫであれば、スマートグラス１０は、情報機器２０にワンタイムパターンの発行を要求する（ステップＳ４）。そうして、スマートグラス１０と情報機器２０との双方による第２認証過程が開始される。なおステップＳ１またはステップＳ２の少なくともいずれかがＮＧであれば認証ＮＧとなり（ステップＳ３）、ユーザは、これ以降のログイン手順に移ることができなくなる。

【0033】

さて、ワンタイムパターンの発行要求を受けた情報機器２０は、ワンタイムパターンを作成し、要求元のスマートグラス１０に発行する（ステップＳ５）。これを受けたスマートグラス１０は、図６に示されるようなパターンを装着者の視野に視覚的に表示する（ステップＳ６）。図６の例では、四角い枠の中に４つのアイコンボタンを有するパターンが示される。虹彩センサで検知されたユーザの視線が既定の時間以上（例えば１秒）にわたって同じ位置で滞留すると、クリックイベントが発生する。アイコンボタンと重なる位置でクリックイベントが発生すると、その発生時刻等が記録される。

【0034】

図７は、スマートグラス１０に表示されるワンタイムパターンの一例を示す図である。例えば、「パターンをなぞってください」等のメッセージとともに、アイコンボタンにランダムな数字を配置したワンタイムパターンが表示される。数字は視線による追跡の順序に対応し、発行のたびごとにその順序がランダムに変化する。

【0035】

ワンタイムパターンを見たユーザは、数字の順番に従って視線を動かしながら、アイコンボタンの上で視線を停止させてクリックする。スマートグラス１０は、視線の位置を逐一検出しており、視線の移動とともに得られた視線軌跡情報（クリックイベントの発生時刻を含む）を情報機器２０に送信する（ステップＳ７）。これを受信した情報機器２０は、受信した視線軌跡情報と、発行されたワンタイムパターンとを比較し、両者のマッチングの度合いを判定する（ステップＳ８）。例えば、クリックイベントの発生時刻がワンタイムパターンの数字の順序と合っているか否かを得点化し、マッチ率とする。そして、マッチ率が既定のしきい値以上であれば（ステップＳ９）、情報機器２０は認証ＯＫを判定する（ステップＳ１１）。逆に、マッチ率が既定のしきい値未満であれば（ステップＳ１０）、認証ＮＧとなる（ステップＳ１０）。

【0036】

図８は、ユーザの視線の一例を示す図である。図８においては、視線が数字の順番のとおりに正しい軌跡を描いているので、認証ＯＫと判断される。そうして、情報機器２０での認証がＯＫになれば、ユーザの情報機器２０へのログイン状態が確立される。

【0037】

＜効果＞
以上説明したように、実施形態において情報機器２０にログインするには、第１認証過程と第２認証過程との双方が成功する必要がある。つまり、二段階認証によりセキュリティが強化され、最初の生体認証では本人拒否率をある程度低く抑えても、なりすましのリスクを低くすることができる。これにより指紋認証の成功率が上がり利便性が向上する。

【0038】

さらに、ワンタイムパターン認証で用いられるワンタイムパターンは都度変更されるので漏洩の恐れがない。また、ワンタイムパターンはスマートグラス１０に投影されるので盗み見をされる恐れもない。このことによってもさらなるセキュリティの強化が促される。

【0039】

また、スマートグラス１０を装着したユーザは蔓に設けられた指紋センサに触れて指紋認証を行い、それ以降の操作は視線を動かすことで実施されるので、キーボード入力等の手間がない。また、生体認証をスマートグラス１０で行うことで、生体認証用のモジュール等を持たない既存の情報機器へのログイン手続きにも適用可能である。さらに、スマートグラス１０とログイン対象の情報機器２０との通信はBluetooth（登録商標）で行うため、ネットワーク環境が整っていない場合にも利用することができる。

【0040】

指紋や虹彩の情報は、本人の意識がなくとも使用可能であり、悪意を持つ第三者が本人の意識を失わせて生体情報を勝手に使用し認証を突破することも考えられる。つまり生体認証だけではこの種の悪用に対して脆弱と言わざるを得ない。

【0041】

一方、ワンタイムパスワード認証は、ワンタイムパスワードの発行にトークンを用いる場合、トークンを紛失するリスクがある。また、専用アプリやＳＭＳ（Social Messaging Service）を利用するための通信環境も求められることから、利用シーンが限定される。ワンタイムパスワード認証にも、このような脆弱性がある。

【0042】

これに対し実施形態では、虹彩センサ等を用いたアイトラッキング技術により視線パターンを追跡し、生成の都度変化するワンタイムパターンとの比較によりワンタイムパターン認証を実現する。さらに、視線を追跡するスマートグラス自体にも生体認証機能を実装し、生体認証をパスしたユーザでなければワンタイムパターン認証に移ることができないようにした。このようにしたので、利便性を損なわずにログイン認証のセキュリティの強化を実現することができる。

【0043】

例えば、既存のシステムのセキュリティ強化のためログイン認証を厳格にする場合、既存機器が指紋センサやカメラを搭載していなくとも、スマートグラスの生体認証機能を利用することでハードウェアを改修することなく実施可能である。Bluetooth（登録商標）通信機能を持たない機器においても、Bluetooth（登録商標）ＵＳＢアダプタを使用することでスマートグラスとの通信が可能となるため、ＵＳＢポートを持つ情報機器であれば実施形態の技術を実現可能である。さらには、スマートグラスと情報機器とのピアツーピア通信が実施できれば良いので、公衆網やインターネットなどのバックボーンに頼る必要がなく、ネットワーク環境が不安定な場合にも遅延なく安定したログイン認証が可能である。

【0044】

これらのことから実施形態によれば、利便性を損なうことなくセキュリティを高めた認証方法、アイトラッキングデバイス、および情報処理装置を提供することが可能になる。

【0045】

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図９に示されるような、より複雑なワンタイムパターンを作成しても良い。

【0046】

また、情報機器２０がスマートグラス１０自体を認証する手順を設けても良い。つまり、ワンタイムパターンの要求元のスマートグラス１０が予め登録されたアイトラッキングデバイスであるか否かを、情報機器２０が判定する過程をさらに設けても良い。例えば、スマートグラス１０に固有のアドレス情報やＩＤを与えておき、ワンタイムパターンの発行要求にこれらの情報も併せて情報機器２０に通知する。情報機器２０はこれらの情報をもとに、スマートグラス１０が正当な要求元であるか否かを判定することができる。このようにすればセキュリティをさらに高めることが可能になる。

【0047】

実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0048】

１０…スマートグラス、１１…送信部、１２…プロセッサ、１３…生体センサ、１４…比較部、１５…フラッシュＲＯＭ、１５ａ…生体情報、１６…要求部、１７…表示部、１８…通信部、１９…ＲＡＭ、２０…情報機器、２１…通信部、２２…記憶部、２２ａ…プログラム、２３…プロセッサ、２３ａ…認証パターン発行部、２３ｂ…受信部、２３ｃ…比較部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】