特許 7400943 認証システム、認証装置、認証方法、および認証プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】認証システム、認証装置、認証方法、および認証プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 21/31 20130101AFI20231212BHJP

【ＦＩ】

G06F21/31

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022507048

(86)(22)【出願日】2020-03-10

(86)【国際出願番号】 JP2020010330

(87)【国際公開番号】W WO2021181523

(87)【国際公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高井 真人

【審査官】上島 拓也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２６６２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５０５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１３６７６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０８４９９３５５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１８－０５５１３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央管理装置と、
複数のユーザの識別情報を各々が読み取る複数の認証装置と、
を備え、
前記中央管理装置は、
前記複数の認証装置の各々について、前記複数のユーザのうち当該認証装置についての認証可能ユーザの識別情報を記憶するユーザ情報記憶部と、
前記複数の認証装置の各々について、当該認証装置についての認証可能ユーザの識別情報に基づくブルームフィルタを生成するフィルタ生成部と、
識別情報を読み取ったユーザが認証可能ユーザであるかの前記複数の認証装置の各々からの問い合わせに応答し、前記複数の認証装置の各々について前記フィルタ生成部が生成した前記ブルームフィルタを当該認証装置に配信する通信部と、
を備え、
前記複数の認証装置の各々は、
前記通信部から配信される前記ブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶部と、
配信された前記ブルームフィルタを前記フィルタ記憶部が記憶した後に識別情報を読み取られたユーザが当該ブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、前記中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理部と、
を備える認証システムであり、
前記フィルタ生成部は、有効期間を含めて前記ブルームフィルタを生成し、
前記フィルタ記憶部は、前記有効期間を含めて前記ブルームフィルタを記憶し、
前記認証処理部は、現在の時刻が前記ブルームフィルタの前記有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を省略する
認証システム。

【請求項2】

前記中央管理装置は、
前記複数の認証装置の各々について、当該認証装置についての少なくとも一部の認証可能ユーザの識別情報を含むキャッシュデータを生成するキャッシュ生成部
を備え、
前記複数の認証装置の各々は、
前記キャッシュデータを記憶するキャッシュ記憶部
を備え、
前記通信部は、前記複数の認証装置の各々について前記キャッシュ生成部が生成した前記キャッシュデータを当該認証装置からの問い合わせの有無によらずに当該認証装置に配信する
請求項１に記載の認証システム。

【請求項3】

前記認証処理部は、前記ブルームフィルタに基づく判定において認証不可ユーザであると判定されなかったユーザの識別情報を前記キャッシュ記憶部に記憶される前記キャッシュデータが含む場合に、当該キャッシュデータに基づいて当該ユーザの認証可否の判定を前記中央管理装置に問い合わせることなく行い、当該ユーザの識別情報を当該キャッシュデータが含まない場合に、当該ユーザが認証可能ユーザであるかを前記中央管理装置に問い合わせることで判定する
請求項２に記載の認証システム。

【請求項4】

前記中央管理装置は、
前記複数の認証装置における前記複数のユーザの認証の認証パターンを学習する学習部
を備え、
前記キャッシュ生成部は、前記学習部が学習した前記認証パターンに基づいて前記キャッシュデータを生成する
請求項２または請求項３に記載の認証システム。

【請求項5】

前記学習部は、前記複数の認証装置の各々における前記複数のユーザの各々の時間帯ごとの認証頻度を前記認証パターンとして学習し、
前記キャッシュ生成部は、認証可能ユーザの識別情報を認証頻度が高いほど優先して含むように時間帯ごとの前記キャッシュデータを生成する
請求項４に記載の認証システム。

【請求項6】

前記学習部は、前記複数のユーザの各々について前記複数の認証装置の各々の認証順序を前記認証パターンとして学習し、
前記キャッシュ生成部は、識別情報を読み取ったユーザが認証可能ユーザであるかの問い合わせを前記複数の認証装置のうちの第１認証装置から前記通信部が受けるときに、前記認証パターンにおいて前記第１認証装置の後に当該ユーザの認証処理が行われる第２認証装置についてのキャッシュデータを当該ユーザの識別情報を含むように生成し、
前記通信部は、前記第２認証装置が当該ユーザの識別情報を読み取る前に前記キャッシュデータを前記第２認証装置に配信する
請求項４または請求項５に記載の認証システム。

【請求項7】

複数のユーザの各々の識別情報を読み取る読取部と、
前記複数のユーザのうち認証可能ユーザの識別情報を登録する中央管理装置から配信される認証可能ユーザの識別情報に基づいて生成されたブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶部と、
配信された前記ブルームフィルタを前記フィルタ記憶部が記憶した後に識別情報を前記読取部に読み取られたユーザが当該ブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、前記中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理部と、
を備え、
前記フィルタ記憶部は、有効期間を含めて前記ブルームフィルタを記憶し、
前記認証処理部は、現在の時刻が前記ブルームフィルタの前記有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を省略する
認証装置。

【請求項8】

少なくとも一部の認証可能ユーザの識別情報を含み前記認証処理部からの問い合わせの有無によらずに前記中央管理装置から配信されるキャッシュデータを記憶するキャッシュ記憶部
を備える
請求項７に記載の認証装置。

【請求項9】

前記認証処理部は、前記ブルームフィルタに基づく判定において認証不可ユーザであると判定されなかったユーザの識別情報を前記キャッシュ記憶部に記憶される前記キャッシュデータが含む場合に、当該キャッシュデータに基づいて当該ユーザの認証可否の判定を前記中央管理装置に問い合わせることなく行い、当該ユーザの識別情報を当該キャッシュデータが含まない場合に、当該ユーザが認証可能ユーザであるかを前記中央管理装置に問い合わせることで判定する
請求項８に記載の認証装置。

【請求項10】

コンピュータが、
複数のユーザのうち認証可能ユーザの識別情報を登録する中央管理装置から配信される認証可能ユーザの識別情報に基づいて生成されたブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶ステップと、
前記フィルタ記憶ステップの後に、複数のユーザのうちのいずれかのユーザの識別情報を読み取る読取ステップと、
前記読取ステップにおいて識別情報を読み取られたユーザが前記フィルタ記憶ステップにおいて記憶されたブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、前記中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理ステップと、
を実行する認証方法であり、
前記フィルタ記憶ステップにおいて、前記ブルームフィルタは有効期間を含めて記憶され、
前記認証処理ステップにおいて、現在の時刻が前記ブルームフィルタの前記有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定が省略される
認証方法。

【請求項11】

複数のユーザのうち認証可能ユーザの識別情報を登録する中央管理装置から配信される認証可能ユーザの識別情報に基づいて生成されたブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶ステップと、
前記フィルタ記憶ステップの後に、複数のユーザのうちのいずれかのユーザの識別情報を読み取る読取ステップと、
前記読取ステップにおいて識別情報を読み取られたユーザが前記フィルタ記憶ステップにおいて記憶されたブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、前記中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理ステップと、
を認証装置に実行させ、
前記フィルタ記憶ステップにおいて、有効期間を含めて前記ブルームフィルタを前記認証装置に記憶させ、
前記認証処理ステップにおいて、現在の時刻が前記ブルームフィルタの前記有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を前記認証装置に省略させる
認証プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、認証システム、中央管理装置、認証装置、認証方法、認証プログラム、およびデータ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、認証システムの例を開示する。認証システムは、読取装置と、中央管理装置と、を備える。読取装置は、ユーザの識別情報を読み取る。読取装置は、読み取った識別情報を中央管理装置に通知する。中央管理装置は、識別情報に基づいてユーザが認証できるか否かを判定する。中央管理装置は、判定結果を読取装置に通知する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本特開平６－１８５２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の認証システムにおいて、認証のたびに読取装置および中央管理装置との間の通信が行われる。このため、ユーザの認証速度は、読取装置および中央管理装置との間の通信の遅延の影響を受けやすい。

【0005】

本開示は、このような課題の解決に係るものである。本開示は、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響を受けにくい認証システム、中央管理装置、認証装置、認証方法、認証プログラム、およびデータ構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る認証システムは、中央管理装置と、複数のユーザの識別情報を各々が読み取る複数の認証装置と、を備え、中央管理装置は、複数の認証装置の各々について、複数のユーザのうち当該認証装置についての認証可能ユーザの識別情報を記憶するユーザ情報記憶部と、複数の認証装置の各々について、当該認証装置についての認証可能ユーザの識別情報に基づくブルームフィルタを生成するフィルタ生成部と、識別情報を読み取ったユーザが認証可能ユーザであるかの複数の認証装置の各々からの問い合わせに応答し、複数の認証装置の各々についてフィルタ生成部が生成したブルームフィルタを当該認証装置に配信する通信部と、を備え、複数の認証装置の各々は、通信部から配信されるブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶部と、配信されたブルームフィルタをフィルタ記憶部が記憶した後に識別情報を読み取られたユーザが当該ブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理部と、を備える認証システムであり、フィルタ生成部は、有効期間を含めてブルームフィルタを生成し、フィルタ記憶部は、有効期間を含めてブルームフィルタを記憶し、認証処理部は、現在の時刻がブルームフィルタの有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を省略する。

【0010】

本開示に係る認証装置は、複数のユーザの各々の識別情報を読み取る読取部と、複数のユーザのうち認証可能ユーザの識別情報を登録する中央管理装置から配信される認証可能ユーザの識別情報に基づいて生成されたブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶部と、配信されたブルームフィルタをフィルタ記憶部が記憶した後に識別情報を読取部に読み取られたユーザが当該ブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理部と、を備え、フィルタ記憶部は、有効期間を含めてブルームフィルタを記憶し、認証処理部は、現在の時刻がブルームフィルタの有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を省略する。

【0012】

本開示に係る認証方法は、コンピュータが、複数のユーザのうち認証可能ユーザの識別情報を登録する中央管理装置から配信される認証可能ユーザの識別情報に基づいて生成されたブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶ステップと、フィルタ記憶ステップの後に、複数のユーザのうちのいずれかのユーザの識別情報を読み取る読取ステップと、読取ステップにおいて識別情報を読み取られたユーザがフィルタ記憶ステップにおいて記憶されたブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理ステップと、を実行する認証方法であり、フィルタ記憶ステップにおいて、ブルームフィルタは有効期間を含めて記憶され、認証処理ステップにおいて、現在の時刻がブルームフィルタの有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定が省略される。

【0014】

本開示に係る認証プログラムは、複数のユーザのうち認証可能ユーザの識別情報を登録する中央管理装置から配信される認証可能ユーザの識別情報に基づいて生成されたブルームフィルタを記憶するフィルタ記憶ステップと、フィルタ記憶ステップの後に、複数のユーザのうちのいずれかのユーザの識別情報を読み取る読取ステップと、読取ステップにおいて識別情報を読み取られたユーザがフィルタ記憶ステップにおいて記憶されたブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、中央管理装置に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する認証処理ステップと、を認証装置に実行させ、フィルタ記憶ステップにおいて、有効期間を含めてブルームフィルタを認証装置に記憶させ、認証処理ステップにおいて、現在の時刻がブルームフィルタの有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を認証装置に省略させる。

【発明の効果】

【0017】

本開示に係る認証システム、中央管理装置、認証装置、認証方法、認証プログラム、またはデータ構造であれば、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響を受けにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態１に係る認証システムの構成図である。

【図2】実施の形態１に係る認証システムにおける登録データの例を示す図である。

【図3】実施の形態１に係るブルームフィルタの生成の例を示す図である。

【図4】実施の形態１に係るブルームフィルタによる認証処理の例を示す図である。

【図5】実施の形態１に係る認証システムにおけるユーザの認証の例を示すシーケンス図である。

【図6】実施の形態１に係る認証システムにおけるユーザの認証の例を示すシーケンス図である。

【図7】実施の形態１に係る認証システムの動作の例を示すフローチャートである。

【図8】実施の形態１に係る認証システムの動作の例を示すフローチャートである。

【図9】実施の形態１に係る認証システムの主要部のハードウェア構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本開示を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化または省略する。

【0020】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る認証システムの構成図である。

【0021】

認証システム１は、ユーザを認証するシステムである。この例において、認証システム１は、通行管理システムに適用される。通行管理システムは、管理対象の領域におけるユーザの通行を管理するシステムである。認証システム１のユーザは、例えば通行管理システムの管理対象の領域を通行する人物などである。認証システム１は、複数のユーザ端末２と、複数の制御対象機器３と、複数の認証装置４と、中央管理装置５と、管理端末６と、を備える。

【0022】

各々のユーザ端末２は、ユーザに所持される端末装置である。ユーザ端末２は、所持しているユーザの識別情報を保持する。ユーザ端末２は、例えばスマートフォンなどの可搬な汎用の情報端末であってもよい。ユーザ端末２は、ユーザが所有していてもよい。ユーザ端末２は、無線タグ、または認証カードなどの認証システム１の管理者などからユーザに配布される機器などであってもよい。

【0023】

各々の制御対象機器３は、例えばユーザが認証されるときに作動する機器である。この例において、制御対象機器３は、管理対象の領域において経路の通行を制御するゲートまたはドアなどである。制御対象機器３の例であるゲートは、通常時において閉じている。ユーザが認証されるときに、ゲートは、当該ユーザが経路を通行しうるように開く。

【0024】

各々の認証装置４は、いずれかの制御対象機器３に対応する。認証装置４は、対応する制御対象機器３を利用するユーザを認証する装置である。認証装置４は、例えば対応する制御対象機器３に隣接して設けられる。認証装置４は、対応する制御対象機器３自体に設けられていてもよい。各々の認証装置４の動作は、例えばインストールされている認証プログラムに基づいて実行される。各々の認証装置４は、読取部７と、第１通信部８と、認証処理部９と、フィルタ記憶部１０と、キャッシュ記憶部１１と、を備える。

【0025】

読取部７は、ユーザの識別情報を読み取る部分である。識別情報は、例えば各々のユーザに付与されるＩＤ番号（ＩＤ：ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などである。読取部７は、例えばユーザ端末２から識別情報を読み取る近距離無線通信などの通信機能を搭載する。読取部７は、例えばユーザによってユーザ端末２がかざされたときなどに、当該ユーザ端末２から識別情報を読み取る。あるいは、読取部７は、一次元バーコードまたは二次元コードなどの符号化画像によってユーザ端末２から識別情報を読み取る機能を搭載していてもよい。

【0026】

第１通信部８は、中央管理装置５との間の通信を行う部分である。第１通信部８は、ネットワーク１２を通じて中央管理装置５に接続される。ネットワーク１２は、例えばインターネットなどの広域なネットワークであってもよい。あるいは、ネットワーク１２は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの局所的なネットワークであってもよい。

【0027】

認証処理部９は、読取部７が識別情報を読み取ったユーザの認証処理を行う部分である。認証処理は、ユーザが認証可能ユーザであるか、または、ユーザが認証不可ユーザであるか、などを判定する処理である。この例において、認証可能ユーザでないユーザは、認証不可ユーザである。認証可能ユーザの識別情報は、中央管理装置５において登録されている。中央管理装置５は、例えば認証可能ユーザの登録データを登録する。登録データは、例えば識別情報を含むデータである。認証処理部９は、中央管理装置５への問い合わせなどによって例えば次のように認証処理を行う。

【0028】

読取部７がユーザの識別情報を読み取ったときに、認証処理部９は、当該ユーザが認証可能ユーザとして登録されているかを中央管理装置５に問い合わせる。このとき、認証処理部９は、第１通信部８を通じて当該ユーザの識別情報を中央管理装置５に送信する。中央管理装置５は、登録されている内容に基づいて、認証装置４からの問い合わせに応答する。このとき、認証処理部９は、第１通信部８を通じて応答結果を受け付ける。認証処理部９は、受け付けた応答結果に基づいて、識別情報を読み取られたユーザが認証可能ユーザであるかを判定する。

【0029】

フィルタ記憶部１０は、中央管理装置５から配信されるブルームフィルタを記憶する部分である。ブルームフィルタは、与えられた要素が集合の要素であるか否かの判定に用いられる確率的データ構造である。フィルタ記憶部１０が記憶しているブルームフィルタは、認証処理部９における認証処理に用いられる。ここで、ブルームフィルタは、与えられた識別情報が、認証可能ユーザの識別情報を要素とする集合に含まれるかの判定に用いられる。

【0030】

キャッシュ記憶部１１は、中央管理装置５から配信されるキャッシュデータを記憶する部分である。キャッシュデータは、１または複数の認証可能ユーザの識別情報を含む。キャッシュ記憶部１１が記憶しているキャッシュデータは、認証処理部９における認証処理に用いられる。キャッシュデータは、認証可能ユーザの情報を例えば登録データとして含む。

【0031】

中央管理装置５は、各々の認証装置４におけるユーザの認証を管理する装置である。中央管理装置５は、例えばサーバコンピュータである。中央管理装置５は、例えば単一のハードウェアによって構成されていてもよい。あるいは、中央管理装置５は、複数のハードウェアによって構成されていてもよい。中央管理装置５の一部または全部は、クラウドサービスなどによって構成される仮想的なサーバであってもよい。中央管理装置５の動作は、例えばインストールされているプログラムに基づいて実行される。中央管理装置５は、ユーザ情報記憶部１３と、第２通信部１４と、学習部１５と、フィルタ生成部１６と、キャッシュ生成部１７と、を備える。

【0032】

ユーザ情報記憶部１３は、各々の認証装置４についての認証可能ユーザの識別情報を記憶する部分である。各々の認証装置４について、１または複数の認証可能ユーザが登録される。各々の認証装置４に登録される認証可能ユーザは、互いに異なっていてもよい。ユーザ情報記憶部１３は、認証可能ユーザの情報を例えば登録データとして記憶する。

【0033】

第２通信部１４は、各々の認証装置４との間の通信を行う部分である。第２通信部１４は、ネットワーク１２を通じて各々の認証装置４の第１通信部８に接続される。第２通信部１４は、各々の認証装置４から問い合わせがあるときに、識別情報を受信する。第２通信部１４は、各々の認証装置４からの問い合わせに応答するときに、応答結果を送信する。

【0034】

学習部１５は、複数の認証装置４における各々のユーザの認証パターンを学習する部分である。各々のユーザの認証パターンは、例えば、各々の認証装置４における当該ユーザの時間帯ごとの認証頻度の情報を含む。各々のユーザの認証パターンは、例えば、各々の認証装置４についての当該ユーザの認証順序の情報を含む。学習部１５は、例えば各々の認証装置４における認証履歴に基づいて認証パターンを学習する。

【0035】

フィルタ生成部１６は、各々の認証装置４に配信するブルームフィルタを生成する部分である。ブルームフィルタは、例えばユーザ情報記憶部１３が記憶している情報に基づいて生成される。

【0036】

キャッシュ生成部１７は、各々の認証装置４に配信するキャッシュデータを生成する部分である。キャッシュデータは、例えばユーザ情報記憶部１３が記憶している情報に基づいて生成される。この例において、キャッシュデータは、配信される認証装置４についての少なくとも一部の認証可能ユーザの識別情報を含む。キャッシュ生成部１７は、例えば次のようにキャッシュデータを生成する。

【0037】

キャッシュ生成部１７は、学習部１５が学習した認証パターンに基づいてキャッシュデータを生成してもよい。例えば認証パターンとして各々の認証装置４における各々のユーザの時間帯ごとの認証頻度を学習部１５が学習している場合に、キャッシュ生成部１７は、認証可能ユーザの識別情報を認証頻度が高いほど優先して含むようにキャッシュデータを生成する。このとき、キャッシュ生成部１７は、認証パターンにおける時間帯ごとのキャッシュデータを生成する。認証パターンにおける時間帯は、例えば認証システム１がオフィスビルなどの建物の通行管理システムに適用される場合に、出勤時間帯、退勤時間帯、または昼食時間帯などである。いずれかの時間帯について生成されたキャッシュデータは、当該時間帯において認証頻度が高い認証可能ユーザの識別情報を多く含む。キャッシュ生成部１７は、例えば、認証パターンにおける時間帯の開始時刻の前に、当該時間帯のキャッシュデータを生成する。あるいは、キャッシュ生成部１７は、例えば、予め設定された周期でキャッシュデータを生成してもよい。

【0038】

また、例えば認証パターンとして各々の認証装置４についての各々のユーザの認証順序を学習部１５が学習している場合に、キャッシュ生成部１７は、認証順序に基づいてキャッシュデータを生成する。ここで、認証システム１がオフィスビルなどの建物の通行管理システムに適用されている場合を例として説明する。この例において、図示されないユーザＡは、建物の５階の事務所において勤務している。ユーザＡは、出勤する時に、建物の玄関に設けられる認証装置４ａに自身を認証させる。その後、ユーザＡは、５階の事務所の入り口に設けられる認証装置４ｂに自身を認証させる。この場合に、学習部１５は、ユーザＡの認証パターンとして、認証装置４ａの後に認証装置４ｂで認証処理が行われる認証順序を学習する。このように認証パターンが学習された後に、ユーザＡが認証可能ユーザであるかの問い合わせを認証装置４ａから中央管理装置５が受けるときに、キャッシュ生成部１７は、ユーザＡの認証順序に基づいてキャッシュデータを生成する。ユーザＡの認証順序において認証装置４ａの後に認証処理が行われる装置は認証装置４ｂなので、キャッシュ生成部１７は、ユーザＡの識別情報を含めて認証装置４ｂについてのキャッシュデータを生成する。ここで生成されたキャッシュデータは、認証装置４ｂにおいてユーザＡの認証処理が開始される前に認証装置４ｂに配信される。なお、認証パターンの認証順序において、認証装置４ａおよび認証装置４ｂの間に認証処理が行われる他の認証装置４が含まれていてもよい。

【0039】

なお、学習部１５は、認証順序をグラフ構造のデータとして学習してもよい。グラフ構造のノードは、例えば各々の認証装置４を表す。グラフ構造は、例えば始点のノードの認証装置４の次に終点のノードの認証装置４において認証処理が行われる確率で重みづけられたエッジを有する有効グラフであってもよい。当該確率は、例えば認証履歴に基づいて学習される。

【0040】

このように、キャッシュ生成部１７は、認証装置４からの中央管理装置５への問い合わせの有無によらずに、当該認証装置４のキャッシュデータを生成する。

【0041】

管理端末６は、認証システム１の管理の操作を行う情報端末である。認証装置４の管理は、例えば認証可能ユーザの登録などを含む。管理端末６は、例えばパーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、またはスマートフォンなどである。管理端末６は、例えばネットワーク１２を通じて中央管理装置５に接続される。あるいは、管理端末６は、中央管理装置５に直接接続されてもよい。

【0042】

続いて、図２を用いて、認証システム１における登録データの例を説明する。
図２は、実施の形態１に係る認証システムにおける登録データの例を示す図である。
図２において、ＪＳＯＮ（ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｎｏｔａｔｉｏｎ）フォーマットによる登録データの例が示される。

【0043】

認証可能ユーザの登録は、例えば管理端末６を通じて行われる。認証可能ユーザを登録するときに、管理端末６から中央管理装置５に登録データが送信される。登録データは、例えば識別情報と、固有情報と、署名情報と、登録内容と、を含む。登録データは、この他の情報を含んでいてもよい。

【0044】

識別情報は、認証可能ユーザとして登録するユーザの識別情報である。この例において、識別情報は、キー「ｕｓｅｒ＿ｉｄ」の値として登録データに含まれる。固有情報は、当該ユーザを認証可能ユーザとして登録する対象の認証装置４に固有の情報である。固有情報は、例えば認証システム１において付与される各々の認証装置４の識別番号などである。この例において、固有情報は、キー「ｔａｒｇｅｔ」の値として登録データに含まれる。署名情報は、例えば登録データの正当性を示すための管理端末６の電子署名などである。この例において、署名情報は、キー「ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ」の値として登録データに含まれる。登録内容は、例えば許可事項と、許可期間と、を含む。

【0045】

許可事項は、登録されるユーザに許可される事項である。許可事項は、例えば認証装置４が経路に設けられる制御機器としてのゲートに対応するときに、当該経路の通行が許可されるか否かの情報である。許可期間は、登録されるユーザに許可事項が許可されている期間である。許可期間は、例えば開始時刻と終了時刻とによって表される。この例において、登録内容は、キー「ａｃｔｉｏｎｓ」の値のオブジェクトとして登録データに含まれる。経路の通行に係る許可事項は、キー「Ｐａｓｓ」の値として、登録内容のオブジェクトに含まれる。ここで、経路の通行に係る許可事項の値である「Ａｌｌｏｗ」は、認証可能であることを表す。なお、許可事項の値は、認証不可であることを表す「Ｄｅｎｙ」などであってもよい。許可期間の開始時刻は、キー「ｓｔａｒｔ」の値として、登録内容のオブジェクトに含まれる。許可期間の終了時刻は、キー「ｅｎｄ」の値として、登録内容のオブジェクトに含まれる。

【0046】

登録データが管理端末６から送信されたときに、中央管理装置５のユーザ情報記憶部１３は、登録データの内容に基づいて記憶している認証可能ユーザの情報を更新する。また、フィルタ生成部１６は、更新された認証可能ユーザの情報に基づいて、ブルームフィルタの生成を開始する。フィルタ生成部１６は、例えば、認証可能ユーザが新たに登録されるたびにブルームフィルタの生成を開始する。生成されたブルームフィルタは、第２通信部１４によって認証装置４に配信される。

【0047】

続いて、図３および図４を用いて、認証システム１におけるブルームフィルタの例を説明する。
図３は、実施の形態１に係るブルームフィルタの生成の例を示す図である。
図４は、実施の形態１に係るブルームフィルタによる認証処理の例を示す図である。

【0048】

図３において、認証可能ユーザとしてユーザＡ、ユーザＢ、およびユーザＣが登録されている認証装置４についてのブルームフィルタの生成の例が示される。

【0049】

この例において、フィルタ生成部１６は、ハッシュ生成器１８を備える。ハッシュ生成器１８は、識別情報を入力とし、ハッシュ関数によってビット列を出力する。ハッシュ生成器１８は、例えばｍビットのビット列を出力する。出力されたビット列において、いずれかｋ個のビットの値が「１」となっている。出力されたビット列において、他のビットの値が「０」となっている。図３において、ｍ＝１０，ｋ＝２の例が示される。

【0050】

フィルタ生成部１６は、ブルームフィルタを生成する認証装置４について認証可能ユーザとして登録されている全てのユーザの識別情報を、それぞれハッシュ生成器１８に入力する。この例において、ユーザＡ、ユーザＢ、およびユーザＣの識別情報がそれぞれハッシュ生成器１８に入力される。この例において、ユーザＡの識別情報に対する出力は、第０ビットおよび第７ビットが「１」のビット列である。ユーザＢの識別情報に対する出力は、第２ビットおよび第３ビットが「１」のビット列である。ユーザＣの識別情報に対する出力は、第３ビットおよび第８ビットが「１」のビット列である。

【0051】

フィルタ生成部１６は、ハッシュ生成器１８が出力した全てのビット列を、各々のビットに対するＯＲ演算を行うことで１つのビット列に統合する。フィルタ生成部１６は、統合したビット列をブルームフィルタのビット列とする。この例において、全てのユーザの出力のビット列において第１ビットが「０」であるので、ブルームフィルタの第１ビットは「０」となる。ユーザＢの出力のビット列において第２ビットが「１」であるので、ブルームフィルタの第２ビットは「１」となる。ユーザＢおよびユーザＣの出力のビット列において第３ビットが「１」であるので、ブルームフィルタの第３ビットは「１」となる。

【0052】

このように生成されたブルームフィルタは、第２通信部１４によって対応する認証装置４に配信される。認証装置４に配信されたブルームフィルタは、当該認証装置４のフィルタ記憶部１０に記憶される。

【0053】

ここで、認証可能ユーザの登録に許可期間が設定されている場合に、フィルタ生成部１６は、ブルームフィルタの有効期間を設定する。この例において、ブルームフィルタの有効期間は、開始時刻または終了時刻の一方または両方を含む。ブルームフィルタの有効期間は、登録されている認証可能ユーザの許可期間に基づいて設定される。

【0054】

ブルームフィルタに有効期間が設定されるときに、第２通信部１４は、有効期間を含めてブルームフィルタを認証装置４に配信する。認証装置４に配信されたブルームフィルタは、当該認証装置４のフィルタ記憶部１０に、有効期間とともに記憶される。

【0055】

図４において、認証不可ユーザであるユーザＤまたはユーザＥについてのブルームフィルタによる認証処理の例が示される。

【0056】

この例において、認証処理部９は、ハッシュ生成器１８を備える。認証処理部９のハッシュ生成器１８は、フィルタ生成部１６のハッシュ生成器１８と同様に構成される。すなわち、同一の識別情報に対して、認証処理部９のハッシュ生成器１８およびフィルタ生成部１６のハッシュ生成器１８は、互いに同一のビット列を出力する。

【0057】

認証処理部９は、認証処理を行うユーザの識別情報をハッシュ生成器１８に入力する。すなわち、ユーザＤについての認証処理が行われるときに、ユーザＤの識別情報がハッシュ生成器１８に入力される。あるいは、ユーザＥについての認証処理が行われるときに、ユーザＥの識別情報がハッシュ生成器１８に入力される。この例において、ユーザＤの識別情報に対する出力は、第３ビットおよび第５ビットが「１」のビット列である。ユーザＥの識別情報に対する出力は、第７ビットおよび第８ビットが「１」のビット列である。

【0058】

認証処理部９は、ハッシュ生成器１８が出力したビット列とブルームフィルタのビット列とを比較する。認証処理部９は、出力されたビット列において値が「１」であるビットのうち、ブルームフィルタのビット列において値が「０」であるビットがあるかを判定する。値が「０」であるビットがある場合に、認証処理部９は、ユーザが認証不可ユーザであると判定する。いずれかの認証可能ユーザの識別情報の出力において値が「１」であるビットはブルームフィルタのビット列においても「１」となるので、認証可能ユーザは、認証不可ユーザであると判定されない。すなわち、ブルームフィルタによる認証処理において、認証可能ユーザの識別情報を要素とする集合に認証可能ユーザの識別情報が含まれないと判定する偽陽性の過誤は生じない。

【0059】

例えば、ユーザＤについての認証処理が行われるときに、認証処理部９は、第３ビットおよび第５ビットのうち、ブルームフィルタのビット列において値が「０」であるビットがあるかを判定する。第５ビットが０であるので、認証処理部９は、ユーザＤを認証不可ユーザであると判定する。

【0060】

一方、ユーザＥについての認証処理が行われるときに、認証処理部９は、第７ビットおよび第８ビットのうち、ブルームフィルタのビット列において値が「０」であるビットがあるかを判定する。ここで、第７ビットおよび第８ビットがともに「１」であるので、認証処理部９は、ユーザＥを認証不可ユーザであると判定できない。

【0061】

ここで、ユーザＥについて出力されたビット列の第７ビットは、ユーザＡについて出力されたビット列の第７ビットに偶然に一致している。また、ユーザＥについて出力されたビット列の第８ビットは、ユーザＣについて出力されたビット列の第８ビットに偶然に一致している。このように、認証可能ユーザの組み合わせによって、認証不可ユーザの識別情報から出力されるビット列が確率的データ構造であるブルームフィルタのビット列に偶然に整合する場合がある。すなわち、ブルームフィルタによる認証処理において、認証可能ユーザの識別情報を要素とする集合に認証不可ユーザの識別情報が含まれると判定する偽陽性の過誤は生じうる。このため、認証処理部９は、ブルームフィルタによる認証処理の後段に、キャッシュデータによる認証処理または中央管理装置５への問い合わせによる認証処理などを行う。

【0062】

続いて、図５および図６を用いて、認証システム１におけるユーザの認証の例を説明する。
図５および図６は、実施の形態１に係る認証システムにおけるユーザの認証の例を示すシーケンス図である。

【0063】

図５において、認証システム１におけるユーザの認証の全体のシーケンスの例が示される。

【0064】

中央管理装置５のフィルタ生成部１６は、各々の認証装置４について、ブルームフィルタを生成する。第２通信部１４は、各々の認証装置４の第１通信部８にブルームフィルタを配信する。各々の認証装置４において、フィルタ記憶部１０は、配信されたブルームフィルタを記憶する。

【0065】

中央管理装置５のキャッシュ生成部１７は、各々の認証装置４について、キャッシュデータを生成する。第２通信部１４は、各々の認証装置４の第１通信部８にキャッシュデータを配信する。各々の認証装置４において、キャッシュ記憶部１１は、配信されたキャッシュデータを記憶する。

【0066】

その後、いずれかの認証装置４の読取部７は、ユーザ端末２からユーザの識別情報を読み取る。認証処理部９は、中央管理装置５から配信されたブルームフィルタおよびキャッシュデータを用いて、識別情報を読み取ったユーザの認証処理を行う。

【0067】

認証処理部９は、認証処理において当該ユーザが認証可能ユーザであると判定するときに、当該ユーザの認証を承認する。このとき、認証処理部９は、承認を表す信号を対応する制御対象機器３に出力する。制御対象機器３は、入力された信号に基づいて動作する。例えば制御対象機器３がゲートである場合に、承認を表す信号が入力されたゲートは開く。また、認証処理部９は、承認を表す認証応答の信号をユーザ端末２に通知する。

【0068】

一方、認証処理部９は、認証処理において当該ユーザが認証不可ユーザであると判定するときに、当該ユーザの認証を否認する。このとき、認証処理部９は、否認を表す信号を対応する制御対象機器３に出力する。制御対象機器３は、入力された信号に基づいて動作する。例えば制御対象機器３がゲートである場合に、否認を表す信号が入力されたゲートは、閉じた状態を維持する。また、認証処理部９は、否認を表す認証応答の信号をユーザ端末２に通知する。

【0069】

その後、認証処理部９は、第１通信部８を通じて中央管理装置５に認証履歴を送信する。認証履歴は、例えば認証装置４の固有情報と、認証処理が行われた時刻と、認証処理を行ったユーザの識別情報と、認証処理における判定結果と、の情報を含む。なお、認証履歴は、認証処理が行われた直後に送信されなくてもよい。例えば認証装置４および中央管理装置５の間の通信が混雑しているときに、認証処理部９は、認証履歴の送信を混雑が解消するまで保留してもよい。また、認証処理部９は、複数の認証履歴をまとめて中央管理装置５に送信してもよい。

【0070】

その後、中央管理装置５の学習部１５は、第２通信部１４を通じて認証履歴を取得する。学習部１５は、取得した認証履歴に基づいて認証パターンを学習する。

【0071】

登録データが管理端末６から送信されたときに、中央管理装置５のユーザ情報記憶部１３は、登録データの内容に基づいて認証可能ユーザの情報を更新する。フィルタ生成部１６は、更新された認証可能ユーザの情報に基づいて、各々の認証装置４についてブルームフィルタを生成する。各々の認証装置４について生成されたブルームフィルタは、第２通信部１４によって当該認証装置４に配信される。

【0072】

その後、いずれかの認証装置４の読取部７は、ユーザ端末２からユーザの識別情報を読み取る。認証処理部９は、中央管理装置５から新たに配信されたブルームフィルタなどを用いて、識別情報を読み取ったユーザの認証処理を行う。

【0073】

図６において、認証処理部９におけるユーザの認証処理の詳細のシーケンスの例が示される。

【0074】

読取部７は、ユーザ端末２からユーザの識別情報を読み取る。このとき、認証処理部９は、認証処理を開始する。

【0075】

認証処理部９は、ブルームフィルタによる認証処理を行う。認証処理部９は、読取部７に読み取られた識別情報が認証可能ユーザの識別情報を要素とする集合に含まれるかをブルームフィルタに基づいて判定する。なお、認証処理部９は、現在の時刻がブルームフィルタの有効期間に含まれないときに、ブルームフィルタによる認証処理を省略してもよい。

【0076】

認証可能ユーザの集合に含まれないと判定するときに、ブルームフィルタによる認証処理において偽陰性の過誤は生じないので、認証処理部９は、読取部７が識別情報を読み取ったユーザを認証不可ユーザであるとして認証を否認する。このとき、認証処理部９は、中央管理装置５に問い合わせを行わない。

【0077】

一方、認証可能ユーザの集合に含まれると判定する時に、ブルームフィルタによる認証処理において偽陽性の過誤は生じうるので、認証処理部９は、キャッシュデータによる認証を行う。認証処理部９は、読取部７に読み取られた識別情報がキャッシュ記憶部１１に記憶されるキャッシュデータに含まれるかを判定する。

【0078】

識別情報がキャッシュデータに含まれるときに、認証処理部９は、当該キャッシュデータに基づいて認証処理を行う。このとき、認証処理部９は、中央管理装置５に問い合わせを行わない。例えば、当該キャッシュデータが識別情報を認証可能ユーザの識別情報として含んでいる場合に、認証処理部９は、読取部７が識別情報を読み取ったユーザの認証を承認する。なお、キャッシュデータは、認証不可ユーザの識別情報を含んでいてもよい。キャッシュデータが識別情報を認証不可ユーザの識別情報として含んでいる場合に、認証処理部９は、読取部７が識別情報を読み取ったユーザの認証を否認する。

【0079】

一方、識別情報がキャッシュデータに含まれないときに、認証処理部９は、中央管理装置５への問い合わせによる認証処理を行う。認証処理部９は、読み取られた識別情報を中央管理装置５に第１通信部８を通じて送信する。

【0080】

中央管理装置５の第２通信部１４は、認証装置４から識別情報を受信する。中央管理装置５は、当該識別情報に識別されるユーザの情報をユーザ情報記憶部１３から参照する。第２通信部１４は、参照した情報を例えば登録データとして当該認証装置４に返送することで問い合わせに応答する。

【0081】

認証装置４の認証処理部９は、第１通信部８を通じて、中央管理装置５から返送された登録データを取得する。認証処理部９は、取得した登録データに基づいて認証処理を行う。このとき、認証装置４は、キャッシュ記憶部１１に登録データを記憶してもよい。キャッシュ記憶部１１は、配信されたキャッシュデータとともに当該登録データを記憶してもよい。あるいは、キャッシュ記憶部１１は、配信されたキャッシュデータと区別して当該登録データを記憶してもよい。例えば、登録データが認証可能であることを表す場合に、認証処理部９は、読取部７が識別情報を読み取ったユーザの認証を承認する。一方、登録データが認証不可であることを表す場合に、認証処理部９は、読取部７が識別情報を読み取ったユーザの認証を否認する。

【0082】

続いて、図７および図８を用いて、認証システム１の動作の例を説明する。
図７および図８は、実施の形態１に係る認証システムの動作の例を示すフローチャートである。

【0083】

図７において、ユーザの登録に係る中央管理装置５の動作の例が示される。

【0084】

ステップＳ１１において、中央管理装置５は、管理端末６からユーザ登録を受け付けたかを判定する。判定結果がＹｅｓの場合に、ユーザの登録に係る認証システム１の動作は、ステップＳ１２に進む。一方、判定結果がＮｏの場合に、ユーザの登録に係る中央管理装置５の動作は、終了する。

【0085】

ステップＳ１２において、フィルタ生成部１６は、ブルームフィルタを生成する。その後、ユーザの登録に係る中央管理装置５の動作は、ステップＳ１３に進む。

【0086】

ステップＳ１３において、第２通信部１４は、ブルームフィルタを認証装置４に配信する。その後、ユーザの登録に係る中央管理装置５の動作は、終了する。

【0087】

図８において、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作の例が示される。

【0088】

ステップＳ２１において、認証装置４は、読取部７がユーザの識別情報を読み取ったかを判定する。判定結果がＹｅｓの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２２に進む。一方、判定結果がＮｏの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、終了する。

【0089】

ステップＳ２２において、認証処理部９は、フィルタ記憶部１０が記憶しているブルームフィルタに基づいて、識別情報が読み取られたユーザが認証不可ユーザであるかを判定する。判定結果がＹｅｓの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２３に進む。一方、判定結果がＮｏの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２４に進む。

【0090】

ステップＳ２３において、認証処理部９は、識別情報が読み取られたユーザの認証を否認する。その後、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、終了する。

【0091】

ステップＳ２４において、認証処理部９は、キャッシュ記憶部１１が記憶しているキャッシュデータに読み取られた識別情報が含まれるかを判定する。判定結果がＹｅｓの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２５に進む。一方、判定結果がＮｏの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２６に進む。

【0092】

ステップＳ２５において、認証処理部９は、キャッシュ記憶部１１が記憶しているキャッシュデータに基づいて、識別情報が読み取られたユーザが認証可能ユーザであるかを判定する。判定結果がＮｏの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２３に進む。一方、判定結果がＹｅｓの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２８に進む。

【0093】

ステップＳ２６において、認証処理部９は、識別情報が読み取られたユーザが認証可能ユーザであるかを中央管理装置５に第１通信部８を通じて問い合わせる。その後、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２７に進む。

【0094】

ステップＳ２７において、認証処理部９は、中央管理装置５からの応答に基づいて、識別情報が読み取られたユーザが認証可能ユーザであるかを判定する。判定結果がＮｏの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２３に進む。一方、判定結果がＹｅｓの場合に、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、ステップＳ２８に進む。

【0095】

ステップＳ２８において、認証処理部９は、識別情報が読み取られたユーザの認証を承認する。その後、ユーザの認証処理に係る認証装置４の動作は、終了する。

【0096】

以上に説明したように、実施の形態１に係る認証システム１は、中央管理装置５と、認証装置４と、を備える。中央管理装置５は、ユーザ情報記憶部１３と、第２通信部１４と、を備える。ユーザ情報記憶部１３は、複数のユーザのうちの認証可能ユーザの識別情報を記憶する。第２通信部１４は、識別情報を読み取ったユーザが認証可能ユーザであるかの各々の認証装置４からの問い合わせに応答する。第２通信部１４は、ユーザ情報記憶部１３に登録されている情報に基づいて各々の認証装置４について生成されたデータを、当該認証装置４に配信する。各々の認証装置４は、中央管理装置５から配信されたデータを記憶する。各々の認証装置４は、読取部７と、認証処理部９と、を備える。読取部７は、各々のユーザの識別情報を読み取る。認証処理部９は、中央管理装置５からデータが配信された後に読取部７が読み取った識別情報について、当該データに基づいて中央管理装置５に問い合わせる前に認証処理を行う。

【0097】

認証システム１において、各々の認証装置４において記憶されているデータに基づく認証処理が中央管理装置５への問い合わせの前に行われる。このような認証処理においてユーザの認証の可否が判定される場合に、認証装置４および中央管理装置５の間の通信が省略される。ユーザの認証処理において問い合わせのための通信を必要とすることが少なくなるので、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響を受けにくくなる。

【0098】

また、中央管理装置５は、フィルタ生成部１６を備える。フィルタ生成部１６は、各々の認証装置４について、認証可能ユーザの識別情報に基づくブルームフィルタを生成する。第２通信部１４は、各々の認証装置４についてフィルタ生成部１６が生成したブルームフィルタを当該認証装置４に配信する。各々の認証装置４は、フィルタ記憶部１０を備える。フィルタ記憶部１０は、中央管理装置５の第２通信部１４から配信されるブルームフィルタを記憶する。各々の認証装置４において、認証処理部９は、配信されたブルームフィルタをフィルタ記憶部１０が記憶した後に識別情報を読み取られたユーザが認証不可ユーザであるかを当該ブルームフィルタに基づいて判定する。認証不可ユーザであると判定するときに、認証処理部９は、中央管理装置５に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する。
また、実施の形態１に係る認証方法は、フィルタ記憶ステップと、読取ステップと、認証処理ステップと、を備える。フィルタ記憶ステップは、中央管理装置５から配信されるブルームフィルタを記憶するステップである。読取ステップは、フィルタ記憶ステップの後に、複数のユーザのうちのいずれかのユーザの識別情報を読み取るステップである。認証処理ステップは、読取ステップにおいて識別情報を読み取られたユーザが認証不可ユーザであると判定されるときに、中央管理装置５に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否するステップである。このときの判定は、フィルタ記憶ステップにおいて記憶されたブルームフィルタに基づいて行われる。
また、実施の形態１に係る認証プログラムは、フィルタ記憶ステップと、読取ステップと、認証処理ステップと、を認証装置４に実行させる。
また、実施の形態１に係るデータ構造は、中央管理装置５が生成するブルームフィルタを含む。ブルームフィルタは、認証装置４について、複数のユーザのうち認証可能ユーザの識別情報に基づいて生成される。このデータ構造は、認証装置４による認証処理に用いられる。このときの認証処理は、認証装置４に識別情報を読み取られたユーザがブルームフィルタに基づいて認証不可ユーザであると判定されるときに、中央管理装置５に問い合わせることなく当該ユーザの認証を拒否する処理である。

【0099】

認証システム１において、各々の認証装置４においてブルームフィルタによる判定処理が中央管理装置５への問い合わせの前に行われる。ブルームフィルタによる判定処理において偽陰性の過誤は生じないので、認証不可ユーザによる認証を即時に否認できる。このとき、中央管理装置５への問い合わせを必要としないので、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響を受けにくくなる。また、認証装置４はブルームフィルタを記憶していればよいので、全ての認証可能ユーザの情報を記憶しておく必要がない。このため、認証装置４を簡易なハードウェアで構成しうるようになる。また、認証不可ユーザが認証不可ユーザであることを確認するための問い合わせが削減されるため、このような問い合わせによって通信の容量が浪費されることが抑えられる。なお、複数の認証装置４の一部または全部は、キャッシュ記憶部１１を備えていなくてもよい。このとき、当該認証装置４において、認証処理部９は、キャッシュデータによる認証処理を行わなくてもよい。また、中央管理装置５は、キャッシュ生成部１７を備えていなくてもよい。

【0100】

また、中央管理装置５は、キャッシュ生成部１７を備える。キャッシュ生成部１７は、各々の認証装置４についての少なくとも一部の認証可能ユーザの識別情報を含むキャッシュデータを生成する。第２通信部１４は、各々の認証装置４についてキャッシュ生成部１７が生成したキャッシュデータを、対応する認証装置４に配信する。各々の認証装置４に配信されるキャッシュデータは、その認証装置４からの問い合わせの有無によらずに配信される。各々の認証装置４は、キャッシュ記憶部１１を備える。キャッシュ記憶部１１は、第２通信部１４から配信されるキャッシュデータを記憶する。各々の認証装置４において、認証処理部９は、キャッシュデータをキャッシュ記憶部１１が記憶した後に読み取られた識別情報を当該キャッシュデータが含むかを判定する。当該識別情報を当該キャッシュデータが含む場合に、認証処理部９は、当該識別情報が読み取られたユーザの認証可否の判定を当該キャッシュデータに基づいて中央管理装置５に問い合わせることなく行う。当該ユーザの識別情報を当該キャッシュデータが含まない場合に、認証処理部９は、当該ユーザが認証可能ユーザであるかを中央管理装置５に問い合わせることで判定する。
また、実施の形態１に係る認証方法は、キャッシュ記憶ステップと、読取ステップと、認証処理ステップと、を備える。キャッシュ記憶ステップは、中央管理装置５が認証装置４から問い合わせを受けたか否かによらずに当該認証装置４に配信するキャッシュデータを記憶するステップである。読取ステップは、キャッシュ記憶ステップの後に、複数のユーザのうちのいずれかのユーザの識別情報を認証装置４において読み取るステップである。認証処理ステップにおいて、読取ステップにおいて読み取られた識別情報をキャッシュ記憶ステップにおいて記憶されたキャッシュデータが含むか否かが判定される。認証処理ステップにおいて、当該識別情報を当該キャッシュデータが含む場合に、当該識別情報が読み取られたユーザの認証可否の判定は、当該キャッシュデータに基づいて中央管理装置５に問い合わせることなく行われる。認証処理ステップにおいて、当該ユーザの識別情報を当該キャッシュデータが含まない場合に、当該ユーザが認証可能ユーザであるかは、中央管理装置５に問い合わせることで判定される。
また、実施の形態１に係る認証プログラムは、キャッシュ記憶ステップと、読取ステップと、認証処理ステップと、を認証装置４に実行させる。

【0101】

認証システム１において、各々の認証装置４においてキャッシュデータによる判定処理が中央管理装置５への問い合わせの前に行われる。認証装置４に配信されるキャッシュデータは、当該認証装置４からの問い合わせの有無に関わらずに中央管理装置５において生成される。事前に配信されたキャッシュデータが認証装置４に読み取られた識別情報を含むときに、認証装置４は中央管理装置５への問い合わせを必要としないので、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響を受けにくくなる。なお、複数の認証装置４の一部または全部は、フィルタ記憶部１０を備えていなくてもよい。このとき、当該認証装置４において、認証処理部９は、ブルームフィルタによる認証処理を行わなくてもよい。また、中央管理装置５は、フィルタ生成部１６を備えていなくてもよい。

【0102】

また、複数の認証装置４の一部および全部は、フィルタ記憶部１０およびキャッシュ記憶部１１の両方を備えていてもよい。このとき、当該認証装置４において、認証処理部９は、ブルームフィルタによる認証処理およびキャッシュデータによる認証処理の両方を行ってもよい。また、中央管理装置５は、フィルタ生成部１６およびキャッシュ生成部１７の両方を備えてもよい。

【0103】

また、認証処理部９は、ブルームフィルタに基づく判定において認証不可ユーザであると判定されなかったユーザの識別情報をキャッシュ記憶部１１に記憶されるキャッシュデータが含むかを判定する。当該ユーザの識別情報を当該キャッシュデータが含む場合に、認証処理部９は、当該キャッシュデータに基づいて当該ユーザの認証可否の判定を中央管理装置５に問い合わせることなく行う。当該ユーザの識別情報を当該キャッシュデータが含まない場合に、認証処理部９は、当該ユーザが認証可能ユーザであるかを中央管理装置５に問い合わせることで判定する。

【0104】

これにより、認証システム１において、ブルームフィルタによる認証処理およびキャッシュデータによる認証処理の両方において認証可否が確定しない場合に中央管理装置５への問い合わせが行われる。このため、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響をより受けにくくなる。

【0105】

また、フィルタ生成部１６は、有効期間を含めてブルームフィルタを生成する。フィルタ記憶部１０は、有効期間を含めてブルームフィルタを記憶する。認証処理部９は、現在の時刻がブルームフィルタの有効期間に含まれないときに、当該ブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を省略する。
また、認証装置４が認証処理に用いるデータ構造は、ブルームフィルタの有効期間を含む。当該データ構造は、現在の時刻が有効期間に含まれないときにブルームフィルタに基づく認証不可ユーザであるか否かの判定を省略する認証装置４の処理に用いられる。

【0106】

有効期間によって、既に登録されていない認証不可ユーザが認証不可ユーザであることを確認するための問い合わせが削減されるため、このような問い合わせによって通信の容量が浪費されることが抑えられる。また、有効期間を含むことにより、ブルームフィルタの配信のタイミングの自由度を高められる。例えばユーザに設定されている許可期間が複数の認証装置４において同時に開始または終了する場合に、第２通信部１４は、各々の認証装置４にタイミングをずらして配信できる。第２通信部１４は、通信が混雑する時間帯を避けてブルームフィルタを配信してもよい。これにより、ブルームフィルタの配信による通信の混雑を回避できる。また、一時的に許可事項が設定されているゲストユーザなどがいる場合においても、当該ゲストユーザの許可期間に応じた適切な認証処理が行われる。

【0107】

また、中央管理装置５は、学習部１５を備える。学習部１５は、複数の認証装置４における複数のユーザの認証の認証パターンを学習する。キャッシュ生成部１７は、学習部１５が学習した認証パターンに基づいてキャッシュデータを生成する。

【0108】

キャッシュ生成部１７は、認証パターンに基づいてヒット率の高い効率的なキャッシュデータを生成できる。これにより、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響をより受けにくくなる。学習部１５は、例えば機械学習などの方法によって認証パターンを学習してもよい。このとき、学習部１５は、例えば認証履歴を教師情報として用いてもよい。学習部１５は、ユーザの属性に基づいて認証パターンを学習してもよい。ユーザの属性は、例えばユーザが所属する組織などであってもよい。

【0109】

また、学習部１５は、各々の認証装置４における各々のユーザの時間帯ごとの認証頻度を認証パターンとして学習する。キャッシュ生成部１７は、認証可能ユーザの識別情報を認証頻度が高いほど優先して含むように時間帯ごとのキャッシュデータを生成する。

【0110】

これにより、時間帯に応じて効率的なキャッシュデータが生成される。一般に、ＬＲＵ（Ｌｅａｓｔ Ｒｅｃｅｎｔｌｙ Ｕｓｅｄ）キャッシュにおいて、短時間に多数のユーザが一度だけ認証を行う場合などに、すぐに再利用されない情報でキャッシュが埋め尽くされる場合がある。例えば玄関ゲートに設けられる認証装置４などにおいて、出勤時間帯または退勤時間帯において多数のユーザの認証が一度だけ行われる。このような場合においても、利用頻度の高いユーザの識別情報が事前にキャッシュデータとして配信されるので、キャッシュデータのヒット率が向上する。これにより、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響をより受けにくくなる。

【0111】

また、学習部１５は、各々のユーザについて各々の認証装置４の認証順序を認証パターンとして学習する。キャッシュ生成部１７は、識別情報を読み取ったユーザが認証可能ユーザであるかの問い合わせを第１認証装置から第２通信部１４が受けるときに、第２認証装置についてのキャッシュデータを当該ユーザの識別情報を含むように生成する。第１認証装置および第２認証装置は、複数の認証装置４に含まれる。第２認証装置は、当該ユーザの認証パターンにおいて、第１認証装置の後に認証処理が行われる認証装置４である。第２通信部１４は、第２認証装置が当該ユーザの識別情報を読み取る前にキャッシュデータを第２認証装置に配信する。

【0112】

これにより、認証順序に応じて効率的なキャッシュデータが生成される。例えば通行管理システムにおいて、通行経路に複数の認証装置４が設けられる場合に、認証順序が予測可能なことがある。このような場合に、学習された認証順序に基づいて、予測されるユーザの識別情報が予測される認証装置４にキャッシュデータとして事前に配信されるので、キャッシュデータのヒット率が向上する。これにより、ユーザの認証速度が通信の遅延の影響をより受けにくくなる。

【0113】

なお、ユーザ端末２は、例えば人物であるユーザが乗車しているモビリティなどであってもよい。また、認証システム１のユーザは、例えば自律移動体であってもよい。このとき、認証装置４は、ユーザである自律移動体そのものから識別情報を読み取ってもよい。

【0114】

また、認証システム１は、例えば入退管理システムに適用されてもよい。入退管理システムは、管理対象の領域におけるユーザの入退域を管理するシステムである。このとき、制御対象機器３および認証装置４は、例えば管理対象の領域の境界に設けられる。制御対象機器３は、例えばドアに設けられる電気錠などであってもよい。

【0115】

また、認証システム１は、例えばエレベーターシステムに適用されてもよい。エレベーターシステムは、登録された呼びに応答して鉛直方向に走行するかごによって、利用者を建物の複数の階床の間で輸送するシステムである。例えば、エレベーターシステムにおいて、ユーザが認証されるときに、当該ユーザの呼びが登録される。

【0116】

また、認証システム１は、例えば利用管理システムに適用されてもよい。利用管理システムは、ユーザによる管理対象の機器の利用を管理するシステムである。例えば、利用管理システムにおいて、ユーザが認証されるときに、当該ユーザによる管理対象の機器の利用が許可される。管理対象の機器は、例えば固定して設けられる装置、もしくは移動可能な装置、または、自動車、もしくはモビリティなどであってもよい。

【0117】

また、識別情報は、１のユーザに対して複数の種類が設定されていてもよい。複数の認証装置４において、互いに異なる種類の識別情報が認証に用いられてもよい。識別情報は、例えばユーザの生体情報であってもよい。ユーザの生体情報は、例えばユーザである人物の指紋、顔、虹彩、または静脈などの情報であってもよい。また、識別情報は、ユーザである人物の声紋などであってもよい。また、識別情報は、ユーザである人物の筆跡であってもよい。また、識別情報は、ユーザの属性を識別する情報であってもよい。識別情報は、例えばユーザが所属する組織に固有の情報であってもよい。識別情報は、暗証情報であってもよい。

【0118】

また、認証システム１は、複数の管理端末６を備えていてもよい。また、中央管理装置５が認証システム１の管理の操作を受け付ける機能を有しているときに、認証システム１は、管理端末を備えていなくてもよい。

【0119】

また、フィルタ生成部１６は、例えば、認証可能ユーザの許可期間の開始時刻または終了時刻においてブルームフィルタの生成を開始してもよい。例えば、許可期間が設定される認証可能ユーザが１または少数である場合、または、許可期間が複数の認証可能ユーザについて共通している場合などに、ブルームフィルタに設定される有効期間は、当該許可期間であってもよい。

【0120】

あるいは、ブルームフィルタの有効期間は、予め設定された期間であってもよい。例えば、フィルタ生成部１６は、予め設定されたブルームフィルタの有効期間に応じて、識別情報から出力されたビット列がブルームフィルタに統合される認証可能ユーザを、登録の許可時間に基づいて選択してもよい。例えば認証可能ユーザの登録に設定された許可期間の少なくとも一部がブルームフィルタの有効期間に重複する場合に、フィルタ生成部１６は、該当する全ての認証可能ユーザの識別情報から出力されるビット列をブルームフィルタのビット列に統合する。

【0121】

あるいは、ブルームフィルタの有効期間は、互いに異なる複数の認証可能ユーザの登録に設定されている許可時間に基づいて設定されてもよい。例えば、フィルタ生成部１６は、認証可能ユーザの登録に設定されている許可期間の開始時刻のうち最も早い時刻を有効期間の開始時刻としてもよい。また、フィルタ生成部１６は、認証可能ユーザの登録に設定されている許可期間の終了時刻のうち最も遅い時刻を有効期間の終了時刻としてもよい。なお、例えば許可期間の開始時刻または終了時刻と現在の時刻との時間差が予め設定された時間差より大きい場合に、フィルタ生成部１６は、当該許可期間を有効期間の設定において考慮しなくてもよい。この例において、出力されたビット列がブルームフィルタに統合される識別情報に、少数の許可期間外の識別情報が含まれていてもよい。

【0122】

また、認証システム１におけるブルームフィルタは、上記において例示したデータ構造に限定されない。ブルームフィルタは、与えられた要素が集合の要素であるか否かの判定に用いられる確率的データ構造であれば、例えばＣｏｕｎｔｉｎｇ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、Ｄｅｌｅｔａｂｌｅ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、Ｓｔａｂｌｅ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ、またはＤｙｎａｍｉｃ Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒなど、各種の実装またはバリエーションのいずれであってもよい。

【0123】

続いて、図９を用いて、認証システム１の主要部のハードウェア構成の例について説明する。
図９は、実施の形態１に係る認証システムの主要部のハードウェア構成図である。

【0124】

認証システム１の各機能は、処理回路により実現し得る。処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ２００ａと少なくとも１つのメモリ２００ｂとを備える。処理回路は、プロセッサ２００ａおよびメモリ２００ｂと共に、あるいはそれらの代用として、少なくとも１つの専用のハードウェア１００を備えてもよい。

【0125】

処理回路がプロセッサ２００ａとメモリ２００ｂとを備える場合、認証システム１の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。そのプログラムはメモリ２００ｂに格納される。プロセッサ２００ａは、メモリ２００ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、認証システム１の各機能を実現する。

【0126】

プロセッサ２００ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。メモリ２００ｂは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリなどにより構成される。

【0127】

処理回路が専用のハードウェア１００を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。

【0128】

認証システム１の各機能は、それぞれ処理回路で実現することができる。あるいは、認証システム１の各機能は、まとめて処理回路で実現することもできる。認証システム１の各機能について、一部を専用のハードウェア１００で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア１００、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで認証システム１の各機能を実現する。

【産業上の利用可能性】

【0129】

本開示に係る認証システムは、例えば通行管理システム、入退管理システム、エレベーターシステム、または利用管理システムなどのユーザを認証するシステムに適用できる。本開示に係る中央管理装置および認証装置は、当該認証システムに適用できる。本開示に係る認証方法は、当該認証システムに適用できる。本開示に係る認証プログラムおよびデータ構造は、当該認証システムに適用できる。

【符号の説明】

【0130】

１ 認証システム、 ２ ユーザ端末、 ３ 制御対象機器、 ４、４ａ、４ｂ 認証装置、 ５ 中央管理装置、 ６ 管理端末、 ７ 読取部、 ８ 第１通信部、 ９ 認証処理部、 １０ フィルタ記憶部、 １１ キャッシュ記憶部、 １２ ネットワーク、 １３ ユーザ情報記憶部、 １４ 第２通信部、 １５ 学習部、 １６ フィルタ生成部、 １７ キャッシュ生成部、 １８ ハッシュ生成器、 １００ 専用のハードウェア、 ２００ａ プロセッサ、 ２００ｂ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】