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(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】2024-11-27
(45)【発行日】2024-12-05
(54)【発明の名称】生体認証システム、生体認証サーバ、及び生体認証方法
(51)【国際特許分類】
H04L 9/32 20060101AFI20241128BHJP
G06F 21/32 20130101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
H04L9/32 100D
G06F21/32
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021137468
(22)【出願日】2021-08-25
(65)【公開番号】P2023031772
(43)【公開日】2023-03-09
【審査請求日】2024-02-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001678
【氏名又は名称】藤央弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】中村 渉
(72)【発明者】
【氏名】高橋 健太
(72)【発明者】
【氏名】藤尾 正和
(72)【発明者】
【氏名】加賀 陽介
(72)【発明者】
【氏名】安村 慶子
【審査官】青木 重徳
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１１１５９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７７９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５４９６４１０（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１１－０７６５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１６７８８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１３０３８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ ９／３２
Ｇ０６Ｆ ２１／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体認証システムであって、第１認証端末と、第１サーバと、を含み、
前記第１サーバは、登録対象者の第１登録用生体情報に基づく第１登録用特徴量と、登録時に選択された乱数に基づく第１登録用秘密情報と、に基づいて生成された第１登録用データを保持し、
前記第１認証端末は、認証対象者の第１認証用生体情報に基づく第１認証用特徴量と、認証時に選択された乱数に基づく第１認証用秘密情報と、を保持し、
前記第１認証端末は、前記第１認証用特徴量と、前記第１認証用秘密情報と、に基づいて、第１認証用データを生成して前記第１サーバに送信し、
前記第１サーバは、
前記第１登録用データと、前記第１認証用データと、に基づいて、前記第１登録用特徴量と、前記第１認証用特徴量と、の近さの推定値を算出し、
前記推定値に基づいて、前記認証対象者を受理するかの判定を実行し、
前記第１登録用特徴量は集合Ｘの要素であるｘ＿Ｅであり、前記第１認証用特徴量は前記集合Ｘの要素であるｘ＿Ａであり、
前記第１登録用秘密情報は集合Ｓの要素であるｓ＿Ｅであり、前記第１認証用秘密情報は前記集合Ｓの要素であるｓ＿Ａであり、
前記集合Ｘは、線形空間でありかつ前記集合Ｘの部分集合であり、
前記第１登録用データはｃ＿Ｅ：＝ｘ＿Ｅ＋ｓ＿Ｅであり、
前記第１認証用データはｃ＿Ａ：＝ｘ＿Ａ＋ｓ＿Ａであり、
前記推定値はｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）：＝ｄ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ－ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ），０）である（但し、ｄは距離関数又は近さを示す指標を算出するための関数であり、ｇは誤り訂正処理を示す）、生体認証システム。
【請求項2】
請求項１に記載の生体認証システムであって、
複数のサブシステムを備え、
前記複数のサブシステムそれぞれが前記第１認証端末及び前記第１サーバを含み、
いずれかの前記第１サーバは、前記複数のサブシステムの一部又は全部の第１サーバによる前記判定の結果に基づいて、前記認証対象者を受理するかの判定を実行する、生体認証システム。
【請求項3】
請求項１に記載の生体認証システムであって、
第２認証端末と、第２サーバと、を含み、
前記第２サーバは、
前記登録対象者の第２登録用生体情報に基づく第２登録用特徴量と、第２登録用秘密情報と、に基づいて生成された第２登録用データを保持し、
メッセージを生成して、前記第２認証端末に送信し、
前記第２認証端末は、前記認証対象者の第２認証用生体情報に基づく第２認証用特徴量を保持し、
前記第２認証端末は、前記第２認証用生体情報に基づく前記第２認証用特徴量と、前記メッセージと、に基づいて、生体署名を生成して前記第２サーバに送信し、
前記第２サーバは、前記判定において前記認証対象者を受理すると判定した場合、前記第２登録用データと、前記メッセージと、前記生体署名と、に基づいて、前記生体署名を検証する、生体認証システム。
【請求項4】
請求項３に記載の生体認証システムであって、
前記第２認証端末は、第２認証用秘密情報を生成し、
前記第２認証端末は、前記第２認証用特徴量と、前記第２認証用秘密情報と、前記メッセージと、に基づいて前記生体署名を生成する、生体認証システム。
【請求項5】
請求項４に記載の生体認証システムであって、
前記第１登録用生体情報は前記第２登録用生体情報を含み、前記第１登録用特徴量は前記第２登録用特徴量を含み、前記第１登録用データは前記第２登録用データを含み、前記第１認証用生体情報は前記第２認証用生体情報を含み、前記第１認証用特徴量は前記第２認証用特徴量を含み、かつ／又は前記第１認証用データは前記生体署名のうち認証用コミットメントを含む、生体認証システム。
【請求項6】
請求項３に記載の生体認証システムであって、
前記第２認証端末は、
前記第２登録用データを保持し、
前記第２認証用特徴量と、前記第２登録用データと、に基づき第２認証用秘密情報を生成し、
前記第２認証用秘密情報と、前記メッセージと、に基づき前記生体署名を生成する、生体認証システム。
【請求項7】
請求項６に記載の生体認証システムであって、
前記第１登録用生体情報は前記第２登録用生体情報を含み、前記第１登録用特徴量は前記第２登録用特徴量を含み、前記第１登録用データは前記第２登録用データを含み、前記第１認証用生体情報は前記第２認証用生体情報を含み、かつ／又は前記第１認証用特徴量は前記第２認証用特徴量を含む、ことを特徴とする生体認証システム。
【請求項8】
生体認証サーバであって、
プロセッサとメモリとを保持し、
前記メモリは、
登録対象者の第１登録用生体情報に基づく第１登録用特徴量と、登録時に選択された乱数に基づく第１登録用秘密情報と、に基づいて生成された第１登録用データと、
認証対象者の第１認証用生体情報に基づく第１認証用特徴量と、認証時に選択された乱数に基づく第１認証用秘密情報と、に基づいて生成された第１認証用データと、を保持し、
前記プロセッサは、
前記第１登録用データと、前記第１認証用データと、に基づいて、前記第１登録用特徴量と、前記第１認証用特徴量と、の近さの推定値を算出し、
前記推定値に基づいて、前記認証対象者を受理するかの判定を実行し、
前記第１登録用特徴量は集合Ｘの要素であるｘ＿Ｅであり、前記第１認証用特徴量は前記集合Ｘの要素であるｘ＿Ａであり、
前記第１登録用秘密情報は集合Ｓの要素であるｓ＿Ｅであり、前記第１認証用秘密情報は前記集合Ｓの要素であるｓ＿Ａであり、
前記集合Ｘは、線形空間でありかつ前記集合Ｘの部分集合であり、
前記第１登録用データはｃ＿Ｅ：＝ｘ＿Ｅ＋ｓ＿Ｅであり、
前記第１認証用データはｃ＿Ａ：＝ｘ＿Ａ＋ｓ＿Ａであり、
前記推定値はｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）：＝ｄ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ－ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ），０）である（但し、ｄは距離関数又は近さを示す指標を算出するための関数であり、ｇは誤り訂正処理を示す）、生体認証サーバ。
【請求項9】
生体認証システムによる生体認証方法であって、
前記生体認証システムは、第１認証端末と、第１サーバと、を含み、
前記第１サーバは、登録対象者の第１登録用生体情報に基づく第１登録用特徴量と、登録時に選択された乱数に基づく第１登録用秘密情報と、に基づいて生成された第１登録用データを保持し、
前記第１認証端末は、認証対象者の第１認証用生体情報に基づく第１認証用特徴量と、認証時に選択された乱数に基づく第１認証用秘密情報と、を保持し、
前記生体認証方法は、
前記第１認証端末が、前記第１認証用特徴量と、前記第１認証用秘密情報と、に基づいて、第１認証用データを生成して前記第１サーバに送信し、
前記第１サーバが、前記第１登録用データと、前記第１認証用データと、に基づいて、前記第１登録用特徴量と、前記第１認証用特徴量と、の近さの推定値を算出し、
前記第１サーバが、前記推定値に基づいて、前記認証対象者を受理するかの判定を実行し、
前記第１登録用特徴量は集合Ｘの要素であるｘ＿Ｅであり、前記第１認証用特徴量は前記集合Ｘの要素であるｘ＿Ａであり、
前記第１登録用秘密情報は集合Ｓの要素であるｓ＿Ｅであり、前記第１認証用秘密情報は前記集合Ｓの要素であるｓ＿Ａであり、
前記集合Ｘは、線形空間でありかつ前記集合Ｘの部分集合であり、
前記第１登録用データはｃ＿Ｅ：＝ｘ＿Ｅ＋ｓ＿Ｅであり、
前記第１認証用データはｃ＿Ａ：＝ｘ＿Ａ＋ｓ＿Ａであり、
前記推定値はｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）：＝ｄ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ－ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ），０）である（但し、ｄは距離関数又は近さを示す指標を算出するための関数であり、ｇは誤り訂正処理を示す）、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、生体認証サーバ、及び生体認証方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、個人認証の重要性が高まっている。確実な個人認証方式として生体認証が注目されている。生体認証システムは、登録処理において、ユーザから取得した生体情報を用いて、認証処理の際に用いるための登録用データ（テンプレート）を生成し、ＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ）に保存する。その上で、生体認証システムは、認証処理において、ユーザから再度取得される生体情報を用いて、認証用データを生成し、生成された認証用データと、保存された登録用データと、を用いて検証を行う。
【0003】
生体認証システムが登録時や認証時に取得する生体情報や、取得された生体情報から生成される特徴量は、プライバシー侵害や悪用等を避けるため、秘匿すべきである。
【0004】
非特許文献１に記載のＦｕｚｚｙ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ等のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムでは、ＤＢに格納される登録用データと、認証処理においてサーバに送信される認証用データと、の両方が漏洩しても、漏洩したデータから生体情報や特徴量を復元することが困難であることが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】K. Takahashi, T. Matsuda, T. Murakami, G. Hanaoka, and M. Nishigaki, “Signature schemes with a fuzzy private key,” volume 18, pp. 581-617, 2019.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムでは、認証処理において暗号学的な検証処理が必要となるため、パターンマッチング等に基づく生体認証システムと比較して認証処理時間を要する。そこで本発明の一態様は、登録用データと認証用データの両方が漏洩しても、漏洩したデータから生体情報や特徴量を復元することが困難であり、かつ高速な認証処理を実行する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は以下の構成を採用する。生体認証システムは、第１認証端末と、第１サーバと、を含み、前記第１サーバは、登録対象者の第１登録用生体情報に基づく第１登録用特徴量と、第１登録用秘密情報と、に基づいて生成された第１登録用データを保持し、前記第１認証端末は、認証対象者の第１認証用生体情報に基づく第１認証用特徴量と、第１認証用秘密情報と、を保持し、前記第１認証端末は、前記第１認証用特徴量と、前記第１認証用秘密情報と、に基づいて、第１認証用データを生成して前記第１サーバに送信し、前記第１サーバは、前記第１登録用データと、前記第１認証用データと、に基づいて、前記第１登録用特徴量と、前記第１認証用特徴量と、の近さの推定値を算出し、前記推定値に基づいて、前記認証対象者を受理するかの判定を実行する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一態様によれば、登録用データと認証用データとの両方が漏洩しても、漏洩したデータから生体情報や特徴量を復元することが困難であり、かつ高速な認証処理を実行することができる。
【0009】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例１における生体認証システムの構成例を示すブロック図である。
【図2】実施例１における生体認証システムに含まれる各装置、及び連携システムを構成する計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図3】実施例１における登録処理の一例を示すシーケンス図である。
【図4】実施例１における認証処理の一例を示すシーケンス図である。
【図5】実施例２における生体認証システムの構成例を示すブロック図である。
【図6A】実施例２における登録処理の一例を示すシーケンス図である。
【図6B】実施例２における登録処理の一例を示すシーケンス図である。
【図7】実施例２における認証処理の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。
【0012】
生体認証方式は、１：１認証と１：Ｎ認証とを含む。１：１認証は、登録処理が完了したユーザ（登録済ユーザ）のうち指定された１人のユーザと、認証対象者と、が同一人物であるかを判定する認証方式である。登録済ユーザから１人のユーザを指定する方法の例として、生体認証システムが、認証対象者にＩＤの提示を求める方法が挙げられる。
【0013】
１：Ｎ認証は、１人以上の登録済ユーザから認証対象者を識別する方式である。本実施形態では１：Ｎ認証を行う生体認証システムを主に説明する。ただし、生体認証システムが、認証処理において認証対象者にＩＤの提示を求めるなどの処理を追加で行うことにより、登録済ユーザから１人のユーザを指定すれば、本発明を１：１認証にも適用できることは明らかである。
【実施例1】
【0014】
本実施例は、ネットワークを介した生体認証システムの一例を説明する。図１は、生体認証システムの構成例を示すブロック図である。生体認証システム１０は、例えば、第１登録端末１１００と、第１認証端末１２００と、第１サーバ１３００と、第１ＤＢ（ＤａｔａＢａｓｅ）１４００と、を含む。第１登録端末１１００と、第１認証端末１２００と、第１サーバ１３００と、第１ＤＢ１４００と、はインターネット等のネットワーク１５００により互いに接続されている。
【0015】
第１登録端末１１００は、例えば、第１登録用生体情報取得部１１１と、第１登録用特徴量抽出部１１２と、第１登録用秘密情報生成部１１３と、第１登録用データ生成部１１４と、第１登録端末通信部１１５と、を有する。
【0016】
第１登録用生体情報取得部１１１は、登録対象者から第１登録用生体情報を取得する。第１登録用特徴量抽出部１１２は、第１登録用生体情報から第１登録用特徴量を抽出する。第１登録用秘密情報生成部１１３とは、第１登録用秘密情報を生成する。第１登録用データ生成部１１４は、第１登録用特徴量と第１登録用秘密情報とに基づいて、第１登録用データを生成する。第１登録端末通信部１１５は、他の装置と通信する。
【0017】
第１認証端末１２００は、第１認証用生体情報取得部１２１と、第１認証用特徴量抽出部１２２と、第１認証用秘密情報生成部１２３と、第１認証用データ生成部１２４と、第１認証端末通信部１２５と、を有する。
【0018】
第１認証用生体情報取得部１２１は、認証対象者から第１認証用生体情報を取得する。第１認証用特徴量抽出部１２２は、第１認証用生体情報から第１認証用特徴量を抽出する。第１認証用秘密情報生成部１２３は、第１認証用秘密情報を生成する。第１認証用データ生成部１２４は、第１認証用特徴量と第１認証用秘密情報とに基づいて、第１認証用データを生成する。第１認証端末通信部１２５は、他の装置と通信する。
【0019】
第１サーバ１３００は、距離推定値計算部１３１と、判定部１３２と、第１サーバ通信部１３３と、を有する。距離推定値計算部１３１は、第１登録用データと第１認証用データとに基づいて、第１登録用特徴量と第１認証用特徴量との距離の推定値を計算する。判定部１３２は、距離推定値計算部１３１が計算した距離の推定値に基づいて、認証対象者が受理ユーザであるかを判定する。第１サーバ通信部１３３は、他の装置と通信する。
【0020】
第１ＤＢ１４００は、第１ＤＢ通信部１４１と、第１格納部１４２と、を有する。第１ＤＢ通信部１４１は、他の装置と通信する。第１格納部１４２は、第１登録用データを第１ＤＢ１４００の補助記憶装置に格納する。
【0021】
さらに、連携システム１９００が、ネットワーク１５００を介して、生体認証システム１０に含まれる装置に接続されている。決済システム、入退管理システム、コンピュータログイン管理システム、及び生体認証システム１０とは別の個人認証システムは、いずれも連携システム１９００の一例である。連携システム１９００は、連携システム通信部１９１と、処理実行部１９２と、を有する。連携システム通信部１９１は、他の装置と通信する。処理実行部１９２は、受理ユーザに対して、連携システム１９００の処理を実行する。
【0022】
なお、生体認証システム１０に含まれる一部又は全ての装置が一体化していてもよい。例えば、第１登録端末１１００と第１認証端末１２００とが一体化していたり、第１サーバ１３００と第１ＤＢ１４００とが一体化していたりしてもよい。
【0023】
図２は、実施例１に係る生体認証システム１０に含まれる各装置、及び連携システム１９００を構成する計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。計算機１０００は、プロセッサを含み各種プログラムを実行するＣＰＵ１００１と、ＣＰＵ１００１がアクセス可能なメモリ１００２と、補助記憶装置１００３と、入力装置１００４と、出力装置１００５と、通信装置１００６と、外部からのプログラム等を読み込む読込装置１００７と、を含む。
【0024】
ＣＰＵ１００１は、プロセッサを含み、メモリ１００２に格納されたプログラムを実行する。メモリ１００２は、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ））などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、ＣＰＵ１００１が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。
【0025】
補助記憶装置１００３は、例えば、磁気記憶装置（ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ））、フラッシュメモリ（ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ））等の大容量かつ不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ１００１が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを格納する。すなわち、プログラムは、補助記憶装置１００３から読み出されて、メモリ１００２にロードされて、ＣＰＵ１００１によって実行される。なお、補助記憶装置１００３に格納される情報の一部又は全てがメモリ１００２に格納されてもよいし、メモリ１００２にされる情報の一部又は全てが補助記憶装置１００３に格納されてもよい。
【0026】
入力装置１００４は、キーボードやマウスなどの、オペレータからの入力を受ける装置である。入力装置１００４は、生体情報を取得するためのセンサを含んでもよい。出力装置１００５は、ディスプレイ装置やプリンタなどの、プログラムの実行結果をオペレータが視認可能な形式で出力する装置である。
【0027】
通信装置１００６は、所定のプロトコルに従って、他の装置との通信を制御するネットワークインターフェース装置である。また、通信装置１００６は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のシリアルインターフェースを含んでもよい。
【0028】
ＣＰＵ１００１が実行するプログラムの一部又は全ては、非一時的記憶媒体であるリムーバブルメディア（ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）から、又は、非一時的記憶装置を備える外部計算機からネットワークを介して、計算機１０００に提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性の補助記憶装置１００３に格納されてもよい。このため、計算機１０００は、リムーバブルメディアからデータを読み込む読込装置１００７を有するとよい。
【0029】
生体認証システム１０に含まれる各装置は、物理的に一つの計算機１０００上で、又は、論理的又は物理的に構成された複数の計算機１０００上で構成される計算機システムであり、同一の計算機上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。
【0030】
第１登録端末１１００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１は、第１登録用生体情報取得部１１１と、第１登録用特徴量抽出部１１２と、第１登録用秘密情報生成部１１３と、第１登録用データ生成部１１４と、第１登録端末通信部１１５と、を含む。
【0031】
第１認証端末１２００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１は、第１認証用生体情報取得部１２１と、第１認証用特徴量抽出部１２２と、第１認証用秘密情報生成部１２３と、第１認証用データ生成部１２４と、第１認証端末通信部１２５と、を含む。
【0032】
第１サーバ１３００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１は、距離推定値計算部１３１と、判定部１３２と、第１サーバ通信部１３３と、を含む。第１ＤＢを構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１は、第１ＤＢ通信部１４１を含む。連携システム１９００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１は、連携システム通信部１９１と、処理実行部１９２と、を含む。
【0033】
なお、例えば、当該ＣＰＵ１００１は、当該計算機１０００のメモリ１００２にロードされた第１登録用生体情報取得プログラムに従って動作することで、第１登録用生体情報取得部１１１として機能し、メモリ１００２にロードされた第１登録用特徴量抽出プログラムに従って動作することで、第１登録用特徴量抽出部１１２として機能する。当該ＣＰＵ１００１に含まれる他の機能部についても、プログラムと機能部の関係は同様であり、生体認証システム１０に含まれる他の装置を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１に含まれる機能部についても、プログラムと機能部の関係は同様である。
【0034】
なお、生体認証システム１０に含まれる各装置を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１に含まれる機能部による機能の一部又は全部が、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のハードウェアによって実現されてもよい。
【0035】
なお、本実施形態において、生体認証システム１０に含まれる各装置が使用する情報は、データ構造に依存せずどのようなデータ構造で表現されていてもよい。例えば、テーブル、リスト、データベース又はキューから適切に選択したデータ構造体が、情報を格納することができる。
【0036】
図３は、登録処理の一例を示すシーケンス図である。なお、複数のユーザが生体認証システム１０を使用する場合、生体認証システム１０は、各ユーザに対する登録処理を行う。
【0037】
ステップＳ１１１０１において、第１登録用生体情報取得部１１１は、登録対象者から第１登録用生体情報を取得する。第１登録用生体情報として、指紋、指静脈、虹彩、顔、掌紋、又は声紋などの、個人を特定可能な任意の生体情報のモダリティを用いることができる。ステップＳ１１１０２において、第１登録用特徴量抽出部１１２は、ステップＳ１１１０１で取得された第１登録用生体情報から第１登録用特徴量を抽出する。
【0038】
ステップＳ１１１０３において、第１登録用秘密情報生成部１１３は、第１登録用秘密情報を生成する。第１登録用秘密情報生成部１１３は、例えば、第１登録用生体情報と、第１登録用特徴量と、乱数と、予め設定された定数との少なくとも１つを引数として所定の関数に代入した値として、第１登録用秘密情報を生成する。第１登録用秘密情報生成処理の具体例は後述する。
【0039】
ステップＳ１１１０４において、第１登録用データ生成部１１４は、ステップＳ１１１０３で生成された第１登録用秘密情報を用いて、ステップＳ１１１０２で抽出された第１登録用特徴量を秘匿化する処理を行うことにより、第１登録用データを生成する。第１登録用データ生成処理の例は後述する。ステップＳ１１１０５において、第１登録端末通信部１１５は、ステップＳ１１１０４で生成された第１登録用データを第１ＤＢ１４００に送信する。
【0040】
ステップＳ１１４０１において、第１ＤＢ通信部１４１は、ステップＳ１１１０５で送信された第１登録用データを受信する。ステップＳ１１４０２において、第１格納部１４２は、ステップＳ１１４０１で受信された第１登録用データを、第１ＤＢ１４００の補助記憶装置１００３に格納する。なお、第１格納部１４２は、ユーザＩＤなどの登録対象ユーザに関する情報を発行し、当該発行した情報と第１登録用データとを紐づけて第１ＤＢ１４００の補助記憶装置１００３に格納するとよい。
【0041】
図４は、認証処理の一例を示すシーケンス図である。ステップＳ２１２０１において、第１認証用生体情報取得部１２１は、認証対象者から第１認証用生体情報を取得する。第１認証用生体情報は、第１登録用生体情報と同じモダリティであるとする。第１認証用生体情報の取得回数、取得時間、及び明るさなどの取得条件は、第１登録用生体情報取得処理の取得条件と異なっていてもよいし、同一であってもよい。
【0042】
ステップＳ２１２０２において、第１認証用特徴量抽出部１２２は、ステップＳ２１２０１で取得された第１認証用生体情報から第１認証用特徴量を抽出する。ステップＳ２１２０２の第１認証用特徴量抽出処理は、例えば、ステップＳ１１１０２の第１登録用特徴量抽出処理と同一の方法で実行されればよい。また、ステップＳ２１２０２の第１認証用特徴量抽出処理は、ステップＳ１１１０２の第１登録用特徴量抽出処理と異なる方法で実行されてもよい。具体的には、例えば、ステップＳ１１１０２の第１登録用特徴量抽出処理と、ステップＳ２１２０２の第１認証用特徴量抽出処理と、の一方又は双方において、生体情報を異なるサイズに変換したり、異なる加工を施したり、一方において生体情報にノイズを加えるなどの追加の加工を行ったりするなどしてもよい。
【0043】
ステップＳ２１２０３において、第１認証用秘密情報生成部１２３は、第１認証用秘密情報を生成する。第１認証用秘密情報生成部１２３は、例えば、第１認証用生体情報と、第１認証用特徴量と、乱数と、予め設定された定数との少なくとも１つを引数として所定の関数に代入した値として、第１認証用秘密情報を生成する。第１認証用秘密情報生成処理の具体例は後述する。
【0044】
ステップＳ２１２０４において、第１認証用データ生成部１２４は、ステップＳ２１２０３で生成された第１認証用秘密情報を用いて、ステップＳ２１２０２で抽出された第１認証用特徴量を秘匿化する処理を行うことにより、第１認証用データを生成する。第１認証用データ生成処理の例は後述する。
【0045】
ステップＳ２１２０５において、第１認証端末通信部１２５は、ステップＳ２１２０４で生成された第１認証用データを第１サーバ１３００に送信する。ステップＳ２１４０１において、第１ＤＢ通信部１４１は、ステップＳ１１４０２で第１ＤＢ１４００の補助記憶装置１００３に格納された第１登録用データを第１サーバ１３００に送信する。
【0046】
なお、ステップＳ２１４０１において、第１ＤＢ通信部１４１は、登録済ユーザのうち、これ以降の処理の対象となるユーザ（照合対象ユーザ）に対応する第１登録用データを第１サーバ１３００に送信すればよい。照合対象ユーザの決定方法の例として、第１ＤＢ通信部１４１は、全ての登録済ユーザを照合対象ユーザに決定してもよいし、もし、登録済ユーザのうち、認証対象者の候補が予め絞り込まれている場合、絞り込まれた登録済ユーザを照合対象ユーザとすればよい。認証対象者の候補を絞り込む方法の例としては、生体認証システム１０が認証対象者からＩＤや生年月日などの認証対象者に関する情報を取得する方法、別の生体認証などの認証手段を予め行う方法、又は認証処理が実施されている日時や場所等の情報から予め認証対象者の候補を推測する方法、などが挙げられる。
【0047】
ステップＳ２１３０１において、第１サーバ通信部１３３は、ステップＳ２１４０１で送信された第１登録用データを受信する。ステップＳ２１３０２において、第１サーバ通信部１３３は、ステップＳ２１２０５で送信された第１認証用データを受信する。
【0048】
ステップＳ２１３０３において、距離推定値計算部１３１は、各照合対象ユーザに対し、ステップＳ２１３０１で受信された当該照合対象ユーザに対応する第１登録用データと、ステップＳ２１３０２で受信された第１認証用データとを用いて、第１登録用特徴量と、第１認証用特徴量との距離の推定値（距離推定値）を計算する。距離推定値計算方法の例は後述する。
【0049】
ステップＳ２１３０４において、判定部１３２は、各照合対象ユーザに対し、ステップＳ２１３０３で計算された距離推定値に基づき、受理するか又は拒否するかを判定する。判定部１３２が受理すると判定する照合対象ユーザは、０人でも、１人でも、２人以上であってもよい。判定部１３２は、例えば、任意の従来の１：Ｎ認証方式における判定方法を用いることができる。
【0050】
具体的には、例えば、予め判定閾値を設定しておき、判定部１３２は、距離推定値が判定閾値以下である照合対象ユーザを受理する、判定閾値を超える照合対象ユーザを拒否すると判定する。また、例えば、判定部１３２は、最も小さな距離推定値に対応する照合対象ユーザを受理する、それ以外の照合対象ユーザを拒否すると判定してもよい。
【0051】
また、例えば、判定部１３２は、判定閾値以下である距離推定値の照合対象ユーザが存在しなければ全て拒否すると判定し、存在すれば、最小の距離推定値に対応する照合対象ユーザを受理すると判定し、それ以外の照合対象ユーザを拒否すると判定してもよい。
【0052】
それ以外にも、判定部１３２は、任意の従来の１：Ｎ認証方式における判定方法を用いることができる。また、判定閾値の設定方法としても、任意の従来の１：Ｎ認証方式における設定方法を用いることができる。
【0053】
なお、判定部１３２は、１回又は複数回の認証処理毎に、過去の認証処理の結果や、システムの認証精度の要件などに応じて、判定閾値を変更してもよい。具体的には、例えば、判定部１３２は、受理すると判定した照合対象ユーザ数が所定値以上であれば判定閾値を所定値小さくする、受理すると判定した照合対象ユーザ数が所定値未満であれば判定閾値を所定値大きくする、等してもよい。あるいは、判定部１３２は、過去の所定の期間又は所定の認証処理回数における認証処理結果を集計し、集計値から計算される本人拒否率（第１登録用生体情報と第１認証用生体情報とが同一ユーザから得られた場合の判定処理において、拒否となった確率）が所定値以上であれば判定閾値を所定値大きくする、集計値から計算される他人受入率（第１登録用生体情報と第１認証用生体情報とが異なるユーザから得られた場合の判定処理において、受理となった確率）が所定値以上であれば判定閾値を所定値小さくする、等してもよい。
【0054】
ステップＳ２１３０５において、第１サーバ通信部１３３は、受理ユーザ（ステップＳ２１３０４で受理と判定された照合対象ユーザ）を示す情報（受理ユーザ情報）を連携システム１９００に送信する。ステップＳ２１９０１において、連携システム通信部１９１は、ステップＳ２１３０５で送信された受理ユーザ情報を受信する。ステップＳ２１９０２において、処理実行部１９２は、受理ユーザに対して連携システム１９００の処理を実行する。
【0055】
連携システム１９００の例として、決済システム、入退管理システム、コンピュータログインシステムなど、生体認証システム１０と連携する任意のシステムが挙げられる。ステップＳ２１９０２での処理の例として、ステップＳ２１９０１で受信された受理ユーザ情報が示す受理ユーザが１人であれば、処理実行部１９２は、当該１人のユーザを認証対象者として、決済実行、入退許可、又はログイン実行などのサービスを行う。
【0056】
また、ステップＳ２１９０１で受信された受理ユーザ情報が示す受理ユーザが複数人いる場合には、処理実行部１９２は、例えば、認証処理に失敗したことを示す情報を、第１認証用データを送信した第１認証端末１２００に送信し、第１認証端末１２００は、認証処理に失敗した旨を、第１認証端末１２００の出力装置１００５に表示する。あるいは、連携システム１９００が出力装置１００５を備え、認証処理に失敗した旨を表示するようにしてもよい。
【0057】
連携システム１９００が、入退管理システムなどである場合には、処理実行部１９２は、ステップＳ２１９０１で受信された受理ユーザ情報が示す受理ユーザが１人以上の場合に入退を許可し、０人の場合のみ、認証処理に失敗した旨を、第１認証用データを送信した第１認証端末１２００に送信し、第１認証端末１２００は、認証処理に失敗した旨を、第１認証端末１２００の出力装置１００５に表示するようにしてもよい。この場合も、連携システム１９００が出力装置１００５を備え、認証処理に失敗した旨を表示するようにしてもよい。
【0058】
連携システム１９００の例として、別の生体認証システムなどの個人認証システムが挙げられる。この場合、ステップＳ２１９０２での処理の例として、ステップＳ２１９０１で受信された受理ユーザのそれぞれに対し認証処理を行い、受理ユーザをさらに絞り込む。
【0059】
以下、ステップＳ１１１０３、ステップＳ１１１０４、ステップＳ２１２０３、ステップＳ２１２０４、及びステップＳ２１３０３の処理の具体例を説明する。記号「＿」は下付き添字を表すとする。記号「＾」はべき乗を表すとする。
【0060】
第１登録用特徴量ｘ＿Ｅと、第１認証用特徴量ｘ＿Ａと、は集合Ｘの要素であるとする。第１登録用秘密情報ｓ＿Ｅと、第１認証用秘密情報ｓ＿Ａとは集合Ｓの要素であるとする。集合Ｓは線形空間であり、かつ集合Ｘの部分集合であるとする。
【0061】
まず、ステップＳ１１１０３における第１登録用秘密情報ｓ＿Ｅの決定方法の例を説明する。例えば、第１登録用秘密情報生成部１１３が、集合Ｓの要素をランダムにｓ＿Ｅとして、選択する方法がある。他の一例として、第１登録用秘密情報生成部１１３が、ｘ＿Ｅを所定の関数に代入した値として第１登録用秘密情報ｓ＿Ｅを決定する方法がある。具体的には、例えば、第１登録用秘密情報生成部１１３は、集合Ｓの要素のうちｘ＿Ｅに最も近いものをｓ＿Ｅとして選択すればよい。また、第１登録用秘密情報生成部１１３が、ｘ＿Ｅを集合Ｓの基底の線形結合として表したうえで、集合Ｓの要素になるように係数を丸めることでｓ＿Ｅを決定してもよい。
【0062】
また、第１登録用秘密情報生成部１１３が、ｘ＿Ｅのハッシュ値等の関数値を計算したうえで、得られた関数値をさらにＳの要素に変換することでｓ＿Ｅを決定してもよい。また、第１登録用秘密情報生成部１１３は、上記した例の計算を行った上で定数倍するなどの所定の処理を行って、ｓ＿Ｅを決定してもよい。なお、これらの例に限らず、第１登録用秘密情報生成部１１３は、第１登録用生体情報と、第１登録用特徴量と、乱数と、予め設定された定数との少なくとも１つを引数として、返す値がＳの要素であるような所定の関数に代入した値をｓ＿Ｅに決定すればよい。
【0063】
ステップＳ１１１０４における第１登録用データｃ＿Ｅの決定方法の例を説明する。例えば、第１登録用データ生成部１１４が、ｃ＿Ｅをｃ＿Ｅ：＝ｘ＿Ｅ＋ｓ＿Ｅにより決定する方法がある。
【0064】
ステップＳ２１２０３における第１認証用秘密情報の決定方法の例を説明する。第１認証用秘密情報生成部１２３は、第１認証用生体情報と、第１認証用特徴量と、乱数と、予め設定された定数との少なくとも１つを引数として、返す値がＳの要素であるような所定の関数に代入した値を第１認証用秘密情報として決定すればよい。なお、ステップＳ１１１０３とステップＳ２１２０３で用いられる所定の関数は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0065】
ステップＳ２１２０４における第１認証用データｃ＿Ａの決定方法の例を説明する。例えば、第１認証用データ生成部１２４が、ｃ＿Ａをｃ＿Ａ：＝ｘ＿Ａ＋ｓ＿Ａにより決定する方法がある。
【0066】
ステップＳ２１３０３における距離推定値の計算方法の例を説明する。ここで、集合Ｘ上の距離関数ｄを定め、ｘ＿Ｅとｘ＿Ａの距離をｄ（ｘ＿Ｅ，ｘ＿Ａ）で表す。ここでの距離関数ｄは、必ずしも数学的な距離の公理を満たす必要は無く、ｘ＿Ｅとｘ＿Ａの近さを測る任意の尺度を用いてよい。ただしｄ（ｘ＿Ｅ，ｘ＿Ａ）＝ｄ（ｘ＿Ｅ－ｘ＿Ａ，０）が厳密にあるいは近似的に成り立つようなｄを選ぶことが望ましい。
【0067】
具体的には、例えば、Ｘがｎ次元ベクトル空間であり、ｘ＿Ｅ＝（Ｅ＿１，・・・，Ｅ＿ｎ）、ｘ＿Ａ＝（Ａ＿１，・・・，Ａ＿ｎ）であるときに、所定の要素を無視して算出されるｘ＿Ｅとｘ＿Ａの近さを示す尺度ｄ（ｘ＿Ｅ，ｘ＿Ａ）＝｛（Ｅ＿ａ１－Ａ＿ａ１）２＋・・・＋（Ｅ＿ａｋ－Ａ＿ａｋ）２｝１／２（但し、０＜ａ１＜・・・＜ａｋ＜ｎであり、ａ１，・・・，ａｋはいずれも自然数）は、数学的な距離の公理を満たさないもののｘ＿Ｅとｘ＿Ａの近さを測る尺度の一例である。
【0068】
また、集合Ｘの要素ｘに対する誤り訂正処理（すなわち、ｘを、集合Ｓのある要素にノイズが加わった値であるとみなし、ノイズが加わる前の集合Ｓの要素を推定する処理）により得られる値をｇ（ｘ）と表す。そのうえで、ｃ＿Ｅとｃ＿Ａから計算される距離ｄ（ｘ＿Ａ，ｘ＿Ｅ）の推定値ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）を、ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ－ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ）の０からの距離と定める。すなわち、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）：＝ｄ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ－ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ），０）と定める。
【0069】
このとき、以下に説明する通り、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）は、ｄ（ｘ＿Ｅ，ｘ＿Ａ）の推定値となる。まず、ｃ＿Ｅとｃ＿Ａの定め方により、ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ＝ｘ＿Ｅ－ｘ＿Ａ＋ｓ＿Ｅ－ｓ＿Ａが成り立つ。また、ｇは誤り訂正アルゴリズムであるため、ｘ＿Ｅ－ｘ＿Ａが十分小さいとき、ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ）＝ｓ＿Ｅ－ｓ＿Ａが成り立つ。ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ）＝ｓ＿Ｅ－ｓ＿Ａが成り立つとき、ｆの定義より、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）＝ｄ（ｘ＿Ｅ－ｘ＿Ａ，０）＝ｄ（ｘ＿Ｅ，ｘ＿Ａ）が成り立つ。
【0070】
また、ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ）＝ｓ＿Ｅ－ｓ＿Ａが成り立つほど十分には、ｘ＿Ｅ－ｘ＿Ａが小さくない場合でも、ｘ＿Ｅ－ｘ＿Ａが小さければ、ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ）がｓ＿Ｅ－ｓ＿Ａに近くなることが期待でき、その結果、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）がｄ（ｘ＿Ｅ，ｘ＿Ａ）に近くなることが期待できる。このように、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）はｄ（ｘ＿Ｅ，ｘ＿Ａ）の推定値である。
【0071】
以下、集合Ｘ、集合Ｓ、距離関数ｄの具体例を挙げる。集合Ｘ、集合Ｓ、距離関数ｄの１つ目の具体例では、Ｘをｎ次元実数ベクトル空間（ｎは任意の正の整数）とする。また、集合Ｓを格子とする。すなわち、ｍをｎ以下の正の整数とし、｛ｂ＿１，ｂ＿２，．．．，ｂ＿ｍ｝をＸの線形独立なベクトルの組として、集合ＳをＳ：＝｛ｚ＿１＊ｂ＿１＋ｚ＿２＊ｂ＿２＋．．．＋ｚ＿ｍ＊ｂ＿ｍ｜ｚ＿１，ｚ＿２，．．．，ｚ＿ｍは正の整数｝と定める。ただし、＊はスカラー倍を表す。格子Ｓとして整数格子、三角格子、Ｌｅｅｃｈ格子など、任意の格子を用いることができる。
【0072】
また、距離関数ｄをＬｐ距離（ｐは１以上の実数）又は最大値距離により定める。ただし、Ｘの２つのベクトルｘ，ｙの差分をｗ：＝ｘ－ｙで表し、ｗの成分をｗ＝（ｗ＿１，ｗ＿２，．．．，ｗ＿ｎ）で表すとき、Ｌｐ距離とはｄ（ｘ，ｙ）＝（（ｗ＿１）＾ｐ＋（ｗ＿２）＾ｐ＋．．．＋（ｗ＿ｎ）＾ｐ）＾（１／ｐ）で定義される距離である。なお、ｄをＬｐ距離のｐ乗により定めてもよい。すなわち、ｄを、ｄ（ｘ，ｙ）＝（ｗ＿１）＾ｐ＋（ｗ＿２）＾ｐ＋．．．＋（ｗ＿ｎ）＾ｐにより定めてもよい。また、最大値距離とは、ｄ（ｘ，ｙ）＝ｍａｘ｛｜ｗ＿１｜，｜ｗ＿２｜，．．．，｜ｗ＿ｎ｜｝で表される距離である。ただし、実数ｕに対し、｜ｕ｜はｕの絶対値を表す。誤り訂正処理ｇとしては、最近傍格子点求解アルゴリズムが用いられる。
【0073】
なお、距離推定値計算処理では、上記したように第１登録用データ及び第１認証用データの一部の成分のみを用いて、登録用特徴量及び認証用特徴量の一部の成分に関する距離推定値を計算してもよい。
【0074】
集合Ｘ、集合Ｓ、距離関数ｄの２つ目の具体例では、集合ＸをＧＦ（ｑ）＾ｎとする。ただしｑは素数のべき乗であり、ＧＦ（ｑ）は位数がｑのガロア体を表す。また、集合Ｓを線形誤り訂正符号とする。また、誤り訂正符号ｇを誤り訂正符号の復号処理とする。距離関数ｄの例を述べる。Ｘ＝ＧＦ（ｑ）＾ｎの２つのベクトルｘ，ｙの差分をｗ：＝ｘ－ｙで表し、ｗの成分をｗ＝（ｗ＿１，ｗ＿２，．．．，ｗ＿ｎ）で表す。ＧＦ（ｑ）の要素の大きさを表す所定の関数ｖが予め定められ、距離関数ｄをｄ（ｘ，ｙ）：＝ｖ（ｗ＿１）＋ｖ（ｗ＿２）＋・・・＋ｖ（ｗ＿ｎ）により定める。ここで、関数ｖの例として、ＧＦ（ｑ）の要素ａに対し、ａ＝０のときｖ（ａ）＝０、ａが０でないときｖ（ａ）＝１がある。このとき、ｄはハミング距離となる。また、関数ｖの別の例を述べる。ｑは素数であるとする。関数ｌを、ＧＦ（ｑ）の要素ａに対しｌ（ａ）：＝ｍｉｎ｛ｊ｜ｊは０以上の整数かつｊ＊１＝ａ｝（ただし、ｊ＊１は、ＧＦ（ｑ）の加法の単位元に、ＧＦ（ｑ）の乗法の単位元をｊ回加えて得られる値を表す）により定める。そのうえで、ｖ（ａ）：＝ｍｉｎ｛ｌ（ａ），ｑ－ｌ（ａ）｝により定める。
【0075】
以上が、ステップＳ１１１０３、ステップＳ１１１０４、ステップＳ２１２０３、ステップＳ２１２０４、及びステップＳ２１３０３の処理の具体例である。
【0076】
本実施例の生体認証システム１０が、生体情報復元困難性を持ち、かつ従来のＦｕｚｚｙ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅなどのバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも高速な認証処理、を実行可能であることが以下の通り分かる。
【0077】
まず、ｘ＿Ｅに対してｓ＿Ｅによる秘匿処理を行うことにより生成されるｃ＿Ｅが、第１ＤＢ１４００に送信され格納される。生体情報から生成された特徴量であるｘ＿Ｅはどこにも格納も送信もされない。また、秘密情報ｓ＿Ｅもどこにも格納も送信もされない。このため、ｃ＿Ｅが漏洩しても、ｘ＿Ｅの復元は困難である。同様に、ｃ＿Ａが漏洩してもｘ＿Ａの復元は困難である。このように、本実施例の生体認証システム１０は生体情報復元困難性を担保することができる。
【0078】
次に、Ｆｕｚｚｙ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅなどのバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも高速である理由を説明する。そのために、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの登録処理及び認証処理の例を述べる。
【0079】
バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの登録処理の例は以下の通りである。まず、登録端末は、登録対象者から登録用生体情報を取得し、登録用生体情報から登録用特徴量を抽出する。次に、登録端末は、例えば、本実施例のステップＳ１１１０３の処理のように、登録用秘密情報を、登録用生体情報と、登録用特徴量と、乱数と、予め設定された定数との少なくとも１つを引数とする任意の関数値として設定する。
【0080】
次に、登録端末は、登録用特徴量と、登録用秘密情報とを用いて、登録用データ生成処理を行う。以下のように生成される登録用コミットメントと、登録用検証情報との組は、登録用データの一例である。
【0081】
登録端末は、登録用特徴量と、登録用秘密情報とを用いて、本実施例のステップＳ１１１０４の処理を行い、生成された第１登録用データを、登録用コミットメントに決定する。また、登録端末は、登録用秘密情報を署名鍵とみなし、署名鍵から検証鍵を生成する処理を行い、生成された検証鍵を、登録用検証情報とする。次に、登録端末は、登録用データを、ＤＢに送信する。ＤＢは、送信された登録用データを受信し格納する。
【0082】
バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの認証処理の例は以下の通りである。まず、サーバは、メッセージを生成し、認証端末に送信する。チャレンジコードと呼ばれるランダムなメッセージは当該メッセージの一例である。あるいは、サーバは、文書などの何らかの意味のあるデータとランダムなメッセージの組を認証端末に送信してもよい。次に、認証端末は、認証対象者から認証用生体情報を取得し、認証用生体情報から認証用特徴量を抽出する。
【0083】
次に、認証端末は、例えば、本実施例のステップＳ２１２０３の処理のように、認証用秘密情報を、認証用生体情報と、認証用特徴量と、乱数と、予め設定された定数との少なくとも１つを引数とする任意の関数値として設定する。
【0084】
次に、認証端末は、認証用特徴量と、認証用秘密情報と、サーバから受信したメッセージとを用いて、生体署名生成処理を行う。バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムでは、生体署名は、例えば、認証用コミットメントと、認証用検証情報と、電子署名とから構成される。なお、バイオメトリック署名方式の種類によっては、生体署名のうち、認証用検証情報と、電子署名とがデータとして分かれておらず、１つのデータになっている場合もある。
【0085】
認証端末は、認証用特徴量と、認証用秘密情報とを用いて、本実施例のステップＳ２１２０４の処理を行い、生成された第１認証用データを、認証用コミットメントに決定する。また、認証端末は、認証用秘密情報を署名鍵とみなし、署名鍵から検証鍵を生成する処理を行い、生成された検証鍵を認証用検証情報に決定する。
【0086】
また、認証端末は、生成された認証用秘密情報を署名鍵として、ＲＳＡ署名、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）署名、ＥＣＤＳＡ（Ｅｌｌｉｐｉｔｉｃ Ｃｕｒｖｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）署名、Ｓｃｈｎｏｒｒ署名などの任意の一般的な電子署名方式の署名生成アルゴリズムを用いて、サーバから送信されたメッセージに対する電子署名を生成する。認証端末は、メッセージそのものではなく、メッセージのハッシュ値などの関数値に対する電子署名を生成してもよい。
【0087】
次に、認証端末は、生成された生体署名をサーバに送信する。次に、ＤＢは、登録用データを、サーバに送信する。次に、サーバは、登録用データと、メッセージと、生体署名とを用いて、例えば、以下の通り、生体署名検証処理を行う。サーバは、登録用コミットメントと、認証用コミットメントとを用いて、差分秘密情報復元処理を行い、差分秘密情報（登録用秘密情報と、認証用秘密情報と、の差分）の推定値を復元する。登録用特徴量と認証用特徴量が十分近いとき、差分秘密情報が正しく復元される。
【0088】
そのうえで、サーバは、差分秘密情報の推定値と、メッセージと、電子署名と、登録用検証情報と、認証用検証情報と、の関係を検証する。具体的には、例えば、サーバは、まず受信された電子署名と、サーバで生成されたメッセージと、の関係を、電子署名生成に用いた署名生成アルゴリズムに対応する署名検証アルゴリズムにより検証する。一方、サーバは、復元された差分秘密情報に対し、有限体上のべき乗演算を行い、差分検証情報を生成したうえで、差分検証情報と、登録用検証情報と、認証用検証情報と、の関係が正しいかを検証する。
【0089】
なお、方式によっては、これら２つの検証処理が１つの検証処理としてまとめられている場合もある。ただし、その場合でも、現在知られている方式の検証処理は、有限体でのべき乗演算を含む。
【0090】
以下の通り、本実施例の生体認証システム１０の認証処理は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの認証処理と比べて高速である。ここで、ステップＳ２１３０５、ステップＳ２１９０１、及びステップＳ２１９０２の処理は連携システム１９００に関する処理であるため、以下の比較では、ステップＳ２１３０４までの処理を比較対象とする。
【0091】
ステップＳ２１２０１、ステップＳ２１２０２、ステップＳ２１２０３、ステップＳ２１４０１、及びステップＳ２１３０１の処理は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムも実行する処理である。
【0092】
また、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの認証用コミットメントは、本実施例の第１認証用データの一例であるため、ステップＳ２１２０４、ステップＳ２１２０５、及びステップＳ２１３０２の処理は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムも実行する。
【0093】
ステップＳ２１３０３の距離推定値計算処理を考える。上記したように、ステップＳ２１３０３の例として、距離推定値計算部１３１が、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）：＝ｄ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ－ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ），０）を計算する。
【0094】
このうち、ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ）の計算は差分秘密情報復元処理に相当する計算であるため、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムでも行われる。バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムでは、差分秘密情報復元処理の後に、差分秘密情報検証処理を必要とする。差分秘密情報検証処理は、位数の大きな有限体上でのべき乗演算などを含み、計算時間を要する処理である。
【0095】
一方、本実施例において、ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ）の計算の後に残っている、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）を求めるための計算は、単純なベクトルの引き算と距離計算であり、差分秘密情報検証処理を含まない。単純なベクトルの引き算と距離計算は、一般に、差分秘密情報検証処理よりも高速である。このため、ステップＳ２１３０３の処理は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムによる差分秘密情報復元処理と差分秘密情報検証処理を合わせた処理よりも高速である。また、ステップＳ２１３０４の処理は、比較演算であり、距離計算などよりも高速である。
【0096】
以上の通り、本実施例の生体認証システム１０による認証処理は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムによる認証処理よりも高速である。
【0097】
以上の通り、本実施例の生体認証システム１０は、以下の通り生体情報復元困難性を持ち、かつ従来のＦｕｚｚｙ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅなどのバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも高速な認証処理を実行することができるという効果を奏する。
【0098】
なお、生体情報の復元をさらに困難にするために、生体認証システム１０は、第１登録用特徴量生成処理、及び／又は第１認証用特徴量生成処理において、生成された特徴量に対し、ノイズを付加する等の加工を行ってもよい。
【0099】
また、第１登録端末１１００の各処理部は、複数の装置に分けて搭載され、これらの複数の装置が全体として第１登録端末１１００の機能を実現してもよい。生体認証システム１０に含まれる第１登録端末１１００以外の各装置に関しても同様である。また、これ以降の実施例に関しても同様である。
【0100】
また、各装置は、物理的に分かれていなくてもよく、複数の装置の機能がまとまり1つの装置が構成されていてもよい。例えば、第１登録端末１１００と、第１認証端末１２００は、物理的に１つの装置であってもよい。また、例えば、第１ＤＢ１４００は、第１サーバ１３００に含まれていてもよい。なお、複数の装置の機能が物理的に１つの装置になっている場合、本実施例で説明した通信処理のうち、送信元と送信先が同一装置であるような当該同一装置間において、本実施例で説明した通信処理を行わなくてよい。
【0101】
また、共通する処理を行う処理部は１つにまとめられていてもよい。例えば、第１登録用生体情報取得部１１１と、第１認証用生体情報取得部１２１と、が共通の処理を行う場合、これらの処理部は１つにまとめられていてもよい。これ以降の実施例に関しても同様である。
【0102】
また、上記した各処理の順序は入れ替えてもよい。ただし、各処理において必要なデータが、その処理以前に生成されているような範囲で入れ替えるものとする。
【0103】
また、本実施例の応用例として、生体情報の復元をさらに困難にするために、他の暗号技術を組み合わせることが挙げられる。他の暗号化技術との組合せの１つの例として、第１ＤＢ１４００が、登録処理において、第１登録用データを暗号化して格納し、認証処理において、当該暗号化された第１登録用データを復号したうえで第１サーバ１３００に送信する方法が挙げられる。
【0104】
他の暗号化技術との組合せの別の例として、キャンセラブルバイオメトリクスとの組合せがある。キャンセラブルバイオメトリクスとは以下のような方式である。生体認証システムに含まれる１以上の装置が、暗号鍵に相当する、キャンセラブルパラメータと呼ばれるデータを保持する。
【0105】
例えば、生体認証システムが登録端末と、認証端末と、サーバと、ＤＢと、からなる場合、登録端末と認証端末がキャンセラブルパラメータを共有して保持する。そのうえで、登録端末は、登録用特徴量をキャンセラブルパラメータにより変換し、認証端末は、認証用特徴量をキャンセラブルパラメータにより変換する。サーバは、キャンセラブルパラメータを用いずに、変換されたデータを照合することができる。
【0106】
本実施例にキャンセラブルバイオメトリクスを組合せる例を挙げる。本実施例において、第１登録端末１１００と、第１認証端末１２００とが、キャンセラブルパラメータを共有して保持する。そのうえで、第１登録端末１１００は、第１登録用特徴量を生成した後、キャンセラブルパラメータを用いた変換を行う。具体的には、例えば、第１登録端末１１００は、キャンセラブルパラメータを第１登録用特徴量に加える。そして、第１登録端末１１００は、変換された第１登録用特徴量を用いて、第１登録用データ生成処理を行う。
【0107】
一方、第１認証端末１２００は、第１認証用特徴量を生成した後、キャンセラブルパラメータを用いた変換を行う。具体的には、例えば、第１認証端末１２００は、キャンセラブルパラメータを第１認証用特徴量に加える。第１認証端末１２００は、変換された第１認証用特徴量を用いて、第１登録用データ生成処理を行う。
【0108】
第１サーバ１３００が実行する距離推定値計算処理の際の距離の定義が、Ｌｐ距離、最大値距離、ハミング距離などであれば、第１登録用特徴量と、第１認証用特徴量との距離は、キャンセラブルパラメータが加わる場合でも、キャンセラブルパラメータが加わらない場合と一致する。このため、距離推定値計算処理への影響は無い。
【0109】
本実施例とキャンセラブルバイオメトリクスとの組合せの例をもう一つ説明する。上述した、ｆ（ｃ＿Ｅ，ｃ＿Ａ）：＝ｄ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ－ｇ（ｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａ），０）という例のように、距離推定値がｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａの関数である場合を考える。
【0110】
キャンセラブルパラメータをｒとし、第１登録端末１１００と第１認証端末１２００とがｒを共有しているとする。第１登録端末１１００は、ｃ＿Ｅの代わりに、ｃ＿Ｅ＋ｒを、登録用データと定める。第１認証端末１２００は、ｃ＿Ａの代わりに、ｃ＿Ａ＋ｒを、認証用データと定める。
【0111】
このとき、距離推定値がｃ＿Ｅ－ｃ＿Ａの関数であるため、第１サーバ１３００は、キャンセラブルパラメータが加わっていないときと同一の距離推定値を計算することができる。
【0112】
なお、この方法は、以下のように、パラメータサーバモデルのキャンセラブルバイオメトリクスにも適用できる。第１登録端末１１００と第１認証端末１２００がキャンセラブルパラメータｒを共有せず、その代わりに、第１ＤＢ１４００とは異なるＤＢ（パラメータサーバ）に格納されているとする。
【0113】
登録処理において、パラメータサーバは、乱数ｕ＿Ｅを生成し、ｒ＋ｕ＿Ｅを第１登録端末１１００に送信する。第１登録端末１１００は、受信されたｒ＋ｕ＿Ｅを用いて、ｃ＿Ｅ＋ｒ＋ｕ＿Ｅを計算し、第１ＤＢ１４００に送信する。パラメータサーバは、ｕ＿Ｅを、第１ＤＢ１４００に送信する。第１ＤＢ１４００は、ｃ＿Ｅ＋ｒ＋ｕ＿Ｅと、ｕ＿Ｅと、を用いて、ｃ＿Ｅ＋ｒを計算し、ｃ＿Ｅ＋ｒを第１登録用データとして格納する。
【0114】
認証処理において、パラメータサーバは、乱数ｕ＿Ａを生成し、ｒ＋ｕ＿Ａを第１認証端末１２００に送信する。第１認証端末１２００は、受信されたｒ＋ｕ＿Ａを用いて、ｃ＿Ａ＋ｒ＋ｕ＿Ａを計算し、第１サーバ１３００に送信する。パラメータサーバは、ｕ＿Ａを、第１サーバ１３００に送信する。
【0115】
第１サーバ１３００は、ｃ＿Ａ＋ｒ＋ｕ＿Ａと、ｕ＿Ａと、を用いて、ｃ＿Ａ＋ｒを計算し、計算されたｃ＿Ａ＋ｒを距離推定値計算処理に用いる。このようにすることで、第１登録端末１１００にも、第１認証端末１２００にも、キャンセラブルパラメータｒの値を知らせずに、登録処理及び認証処理を行うことができ、生体情報の復元がさらに困難になる。
【0116】
また、本実施例の応用例として、以下の通り、生体認証システム１０のシステム構成を持つサブシステムを複数個組み合わさることにより構成される生体認証システムが考えられる。この生体認証システムを、これ以降、複合生体認証システムと呼ぶ。
【0117】
複合生体認証システムのシステム構成は、以下の通りである。生体認証システム１０のシステム構成を持つサブシステムがｋ個（ｋは正の整数）あるとし、それぞれを、第１サブシステム、第２サブシステム、．．．、第ｋサブシステムと呼ぶ。これらｋ個のサブシステムがネットワーク１５００で接続されているとする。
【0118】
複合生体認証システムの登録処理では、各々のサブシステムが、登録処理を行う。複合生体認証システムの認証処理の例は、以下の通りである。まず、各々のサブシステムが、図４の認証処理のうち距離推定値計算処理までを行う。
【0119】
次に、サブシステムのうち１つ以上の判定部１３２が、判定処理を行う。当該１つ以上の判定部１３２は、他のサブシステムで得られた距離推定値を受け取り、ｋ個の距離推定値又はｋ個のうち一部の距離推定値を用いて融合判定を行ってもよい。
【0120】
融合判定において、判定部１３２は、一般的な生体認証システムにおける融合判定と同様に、例えば決定レベル融合（例えばＯＲ判定、ＡＮＤ判定、又はＯＲ判定とＡＮＤ判定の組合せ）又はスコアレベル融合（例えばスコアの和を計算する方法）等を用いることができる。
【0121】
そのうえで、いずれかのサブシステムの判定部１３２が、１つ以上の融合判定結果を基に、複合生体認証システム全体としての受理ユーザを決定する。その際、当該判定部１３２は、必要に応じて、他のサブシステムからの融合判定結果を受け取り、さらに融合判定を行ってもよい。複合生体認証システム全体としての受理ユーザが決定した後は、いずれかのサブシステムの第１サーバ通信部１３３が、連携システム１９００に受理ユーザ情報を送信するステップＳ２１３０５の処理を行う。
【0122】
なお、一部又は全部のサブシステムが処理を同時に行ってもよい。また、一部又は全部のサブシステムが処理を順に行ってもよい。例えば、あるサブシステムが、別のサブシステムの１つ以上の処理が完了してから処理を行ってもよい。処理が順に行われる場合、一部のサブシステムに基づく判定において受理と判定されたユーザを、別のサブシステムでの照合対象ユーザとしてもよい。
【0123】
サブシステムの個数ｋがｋ＝３の場合の例を挙げる。認証処理の例は、以下の通りである。第１サブシステムと第２サブシステムが、それぞれ、ステップＳ２１３０３の距離推定値計算までの各処理を行う。
【0124】
次に、第１サブシステム又は第２サブシステムの一方が、他方のサブシステムで計算された距離推定値を受け取り、当該一方のサブシステムは、第１サブシステムで計算された距離推定値と第２サブシステムで計算された距離推定値を用いて融合判定を行う。当該一方のサブシステムは、受理と判定された登録済ユーザを第３サブシステムに送信する。
【0125】
第３サブシステムは、当該一方のサブシステムにおける受理ユーザを照合対象ユーザとし、ステップＳ２１３０４の判定処理までの各処理を行い、受理ユーザを、複合生体認証システム全体としての受理ユーザとし、連携システム１９００に送信する。
【0126】
ｋ＝３の場合の認証処理の別の例を説明する。第１サブシステムがステップＳ２１３０４の判定処理までを行い、受理ユーザを第２サブシステムに送信する。第２サブシステムは、第１サブシステムでの受理ユーザを照合対象ユーザとし、ステップＳ２１３０４の判定処理までの各処理を行い、受理ユーザを第３サブシステムに送信する。
【0127】
第３サブシステムは、第２サブシステムでの受理ユーザを照合対象ユーザとし、ステップＳ２１３０４の判定処理までの各処理を行い、受理ユーザを複合生体認証システム全体としての受理ユーザとし、連携システム１９００に送信する。
【0128】
なお、例えば、第１サブシステムの第１登録用生体情報が顔であり、第２サブシステムの第１登録用生体情報が指静脈であるというように、各々のサブシステムでの第１登録用生体情報のモダリティの一部又は全部が異なってもよい。また、各々のサブシステムでの第１登録用生体情報に同一のモダリティが含まれていてもよい。第１登録用特徴量や第１登録用データに関しても、サブシステムによって異なる種類のものがあってもよいし、同一の種類のものが含まれていてもよい。
【0129】
各々のサブシステムでの第１登録用生体情報に同一のモダリティが含まれる場合、複数のサブシステムが第１登録用生体情報取得処理を行う必要は無く、あるサブシステムが既に取得した第１登録用生体情報を、他のサブシステムが受け取り、それ以降の処理を行ってもよい。第１登録用生体情報以外の各情報に関しても同様に、あるサブシステムが生成した情報を、他のサブシステムが受け取り、受け取った情報を用いて処理を行ってもよい。
【0130】
なお、複数のサブシステムでの第１登録用生体情報が同一であり、それらのサブシステムの第１登録用特徴量が異なる場合とは、例えば、以下の場合である。１つの例として、第１登録用生体情報に対し、サブシステムごとにノイズ付加、回転、及びサイズ変更などの異なる加工を加えたうえで、第１登録用特徴量抽出処理が行われる方法が挙げられる。
【0131】
別の例として、あるサブシステムが、第１登録用生体情報に対し、ある方法で第１登録用特徴量抽出処理を行ったうえで、得られた第１登録用特徴量に対して他のサブシステムごとに異なるノイズ付加、回転、及びサイズ変更などの加工を加えたものを、サブシステムごとの第１登録用特徴量とする方法が挙げられる。
【0132】
別の例として、異なる特徴量抽出処理の方法が用いられてもよい。例えば、生体認証において、生体情報に対してＤｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇネットワークを作用させることにより特徴量を得る方法が知られている。また、主成分分析に基づき特徴量を得る方法が知られている。このように、異なる特徴量抽出処理の方法がサブシステムごとに用いられてもよい。
【0133】
また、Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇに基づく方法では、Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇネットワークが異なれば、得られる特徴量が異なる。このようにして複数のサブシステムにおいて、異なる複数個の特徴量を得てもよい。主成分分析など、他の方法を用いる場合でも、複数のサブシステムが、異なるパラメータを利用することで、複数個の特徴量を抽出することができる。
【0134】
このように、複数のサブシステムが、複数個の第１登録用特徴量を生成すると、生体情報からより多くの情報を特徴量として得ることができるため、認証精度の向上が期待できる。
【0135】
また、以下のように、認証速度向上効果が得られる場合がある。例として、第１登録用特徴量がｎ＿１次元実数ベクトルであり、第２登録用特徴量がｎ＿２次元実数ベクトルであり、ｎ＿１、ｎ＿２はｎ＿１＜ｎ＿２を満たす正の整数である場合を考える。その上で、第１サブシステムがＮ人を照合対象ユーザとして判定処理までの各処理を行い、第１サブシステムが決定した受理ユーザを照合対象ユーザとして、第２サブシステムが各処理を行い、受理ユーザを複合生体認証システム全体としての受理ユーザに決定する、方法を考える。
【0136】
この例の複合生体認証システムの場合、第１サブシステムの受理ユーザに対してのみ、第２サブシステムの認証処理を実施すればよい。また、一般に、次元が小さいほど誤り訂正アルゴリズム実行時間や引き算や距離計算の処理時間は小さい。このため、この例の複合生体認証システムでは、Ｎ人の照合対象ユーザに対して第２サブシステムの認証処理を行うという方法よりも、認証処理が高速となる効果がある。
【0137】
また、複数のサブシステムが第１登録用データを同一とし、かつ、距離推定値計算処理内容が異なるようにしてもよい。例えば、以下の方法が考えられる。例えば、第１サブシステムと第２サブシステムにおける第１登録用データが同一であり、かつ第１認証用データが共通であるとする。第１サブシステムは、第１登録用データ及び第１認証用データの一部の成分のみを用いて、登録用特徴量及び認証用特徴量の一部の成分に関する距離推定値を計算し、ステップＳ２１３０４の判定処理により受理ユーザを決定する。第２サブシステムによるステップＳ２１３０３の距離推定値計算処理では、第１サブシステムの受理ユーザを照合対象ユーザとし、第１登録用データ及び第１認証用データの一部又は全部の成分を用いる距離推定値を計算する。このようにすることで、第１サブシステムによる距離推定値計算処理に関する次元を小さくすることができ、高速化が期待できる。
【0138】
別の例として、距離推定値計算方法を複数用意し、各サブシステムで用いてもよい。このようにすることで、距離推定値計算の精度が向上し、認証精度向上が期待できる。
【0139】
以上が、生体認証システム１０のシステム構成を持つサブシステムが複数個組み合わさることにより構成される生体認証システムの例である。なお、サブシステムの個数ｋがｋ＝２やｋ＝３である場合を例に挙げたが、これらの値でない場合にも同様の効果が期待できる。
【実施例2】
【0140】
実施例２は、実施例１の処理とバイオメトリック署名方式の組み合わせを説明する。これにより、本実施例の生体認証システム１０は、生体情報復元困難性に加えて、なりすまし困難性を担保し、かつ認証処理が高速な生体認証を実現できる。以下、実施例１との相違点を主に説明する。
【0141】
図５は、実施例２に係る生体認証システムの構成例を示すブロック図である。生体認証システム１０は、第２登録端末２１００と、第２認証端末２２００と、第２サーバ２３００と、第２ＤＢ２４００と、をさらに有する。第１登録端末１１００と、第１認証端末１２００と、第１サーバ１３００と、第１ＤＢ１４００と、第２登録端末２１００と、第２認証端末２２００と、第２サーバ２３００と、第２ＤＢ２４００と、はネットワーク１５００を介して互いに接続されている。
【0142】
第２登録端末２１００は、第２登録端末２１００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１に含まれる、第２登録用生体情報取得部２１１と、第２登録用特徴量抽出部２１２と、第２登録用秘密情報生成部２１３と、第２登録用データ生成部２１４と、第２登録端末通信部２１５と、を有する。さらに、連携システム１９００が、ネットワーク１５００に接続されている。
【0143】
第２登録用生体情報取得部２１１は、登録対象者から第２登録用生体情報を取得する。第２登録用特徴量抽出部２１２は、第２登録用生体情報から第２登録用特徴量を抽出する。第２登録用秘密情報生成部２１３とは、第２登録用秘密情報を生成する。第２登録用データ生成部２１４は、第２登録用特徴量と第２登録用秘密情報とに基づいて、第２登録用データを生成する。第２登録端末通信部２１５は、他の装置と通信する。
【0144】
第２認証端末２２００は、第２認証端末２２００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１に含まれる、第２認証用生体情報取得部２２１と、第２認証用特徴量抽出部２２２と、第２認証用秘密情報生成部２２３と、生体署名生成部２２４と、第２認証端末通信部２２５と、を有する。
【0145】
第２認証用生体情報取得部２２１は、認証対象者から第２認証用生体情報を取得する。第２認証用特徴量抽出部２２２は、第２認証用生体情報から第２認証用特徴量を抽出する。第２認証用秘密情報生成部２２３は、第２認証用秘密情報を生成する。生体署名生成部２２４は、第２認証用特徴量と第２認証用秘密情報とに基づいて、生体署名を生成する。第２認証端末通信部２２５は、他の装置と通信する。
【0146】
第２サーバ２３００は、第２サーバ２３００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１に含まれる、メッセージ生成部２３１と、生体署名検証部２３２と、第２サーバ通信部２３３と、を有する。メッセージ生成部２３１は、メッセージを生成する。生体署名検証部２３２は、生体署名生成部２２４が生成した生体署名を検証する。第２サーバ通信部２３３は、他の装置と通信する。
【0147】
第２ＤＢ２４００は、第２ＤＢ２４００を構成する計算機１０００のＣＰＵ１００１に含まれる、第２ＤＢ通信部２４１と、第２格納部２４２と、を有する。第２ＤＢ通信部２４１は、他の装置と通信する。第２格納部２４２は、第２登録用データを第２ＤＢ２４００の補助記憶装置１００３に格納する。
【0148】
【0149】
図６Ｂの登録処理について説明する。ステップＳ３２１０１において、第２登録用生体情報取得部２１１は、登録対象者から第２登録用生体情報を取得する。第２登録用生体情報としては、指紋、指静脈、虹彩、顔、又は声紋などの、個人を特定可能な任意の生体情報を用いればよい。第１登録用生体情報と第２登録用生体情報のモダリティは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0150】
ステップＳ３２１０２において、第２登録用特徴量抽出部２１２は、ステップＳ３２１０１で取得された第２登録用生体情報から第２登録用特徴量を抽出する。ステップＳ３２１０３において、第２登録用秘密情報生成部２１３は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムにおける登録用秘密情報生成処理を行い、生成された登録用秘密情報を第２登録用秘密情報に決定する。
【0151】
ステップＳ３２１０４において、第２登録用データ生成部２１４は、ステップＳ３２１０２で抽出された第２登録用特徴量と、ステップＳ３２１０３で生成された第２登録用秘密情報と、を用いて、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの登録用データを生成し、生成された登録用データ（例えば、登録用コミットメントと、登録用検証情報と、の組）を第２登録用データに決定する。
【0152】
ステップＳ３２１０５において、第２登録端末通信部２１５は、ステップＳ３２１０４で生成された第２登録用データを第２ＤＢ２４００に送信する。ステップＳ３２４０１において、第２ＤＢ通信部２４１は、ステップＳ３２１０５で送信された第２登録用データを受信する。
【0153】
ステップＳ３２４０２において、第２格納部２４２は、ステップＳ３２４０１で受信された第２登録用データを、第２ＤＢ２４００を構成する計算機１０００の補助記憶装置１００３に格納する。第２格納部２４２は、第２登録用データを後の認証処理で用いるために、第２登録用データをユーザＩＤなどの登録対象ユーザに関する情報と紐づけて、当該補助記憶装置１００３に格納するとよい。
【0154】
【0155】
図７は、実施例２に係る認証処理の一例を示すシーケンス図である。図７に示す認証処理は、実施例１の認証処理と以下の点が異なる。ステップＳ２１３０５の受理ユーザ情報送信処理における受理ユーザ情報送信先は、連携システム１９００ではなく、第２サーバ２３００である。なお、この受理ユーザは、ステップＳ２１３０４の判定処理で決定されたものである。これ以降、この受理ユーザを、第１受理ユーザと呼ぶ。また、実施例１で照合対象ユーザと呼ばれていたユーザ（すなわち、登録済ユーザのうち、第１サーバ１３００における処理の対象となるユーザ）を、本実施例では第１照合対象ユーザと呼ぶ。
【0156】
ステップＳ２１９０１の受理データ情報受信処理における受理ユーザ情報送信元は、第１サーバ１３００ではなく、第２サーバ２３００である。なお、この受理ユーザは、ステップＳ４２３０６の生体署名検証処理に関するユーザである。これ以降、この受理ユーザを、第２受理ユーザと呼ぶ。生体認証システム全体としての受理ユーザは、第２受理ユーザである。
【0157】
さらに、図７に示す認証処理において、生体認証システム１０は、実施例１における認証処理に加えて、以下の処理を行う。
【0158】
ステップＳ４２２０１において、第２認証用生体情報取得部２２１は、認証対象者から第２認証用生体情報を取得する。ステップＳ４２２０２において、第２認証用特徴量抽出部２２２は、ステップＳ４２２０１で取得された第２認証用生体情報から第２認証用特徴量を抽出する。
【0159】
ステップＳ４２２０３において、第２認証用秘密情報生成部２２３は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの認証用秘密情報生成処理を行い、生成された認証用秘密情報を第２認証用秘密情報に決定する。
【0160】
ステップＳ４２３０１において、第２サーバ通信部２３３は、ステップＳ２１３０５で送信された第１受理ユーザ情報を受信する。なお、登録済ユーザのうち、第２サーバ２３００における処理の対象となるユーザを第２照合対象ユーザと呼ぶ。例えば、第１受理ユーザを第２照合対象ユーザとすればよい。あるいは、生体認証システム１０は、各第１受理ユーザに対し、追加で任意の照合（例えば、任意の生体認証方式に基づく照合）を実行し、成功したユーザを第２照合対象ユーザとしてもよい。そのために、生体認証システム１０は、必要に応じて追加の登録用生体情報取得処理、登録用特徴量生成処理、登録用データ生成処理、認証用生体情報取得処理、認証用特徴量生成処理、認証用データ生成処理等を行い、生成された登録用データと認証用データとを照合すればよい。
【0161】
ステップＳ４２３０２において、メッセージ生成部２３１は、メッセージを生成する。生成されるメッセージの例として、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの例と同様に、チャレンジコードと呼ばれるランダムなメッセージ、文書などの何らかの意味のあるデータ、又は意味のあるデータとランダムなメッセージとの組などがある。
【0162】
ステップＳ４２３０３において、第２サーバ通信部２３３は、ステップＳ４２３０２で生成されたメッセージを第２認証端末２２００に送信する。ステップＳ４２４０１において、第２ＤＢ通信部２４１は、ステップＳ３２４０２で格納された第２登録用データを第２サーバ２３００に送信する。なお、第２ＤＢ通信部２４１は、第２照合対象ユーザを示す情報を第２サーバ２３００から受け取ったうえで、第２照合対象ユーザに対する第２登録用データのみを第２サーバ２３００に送信するようにしてもよい。
【0163】
ステップＳ４２３０４において、第２サーバ通信部２３３は、ステップＳ４２４０１で送信された第２登録用データを受信する。ステップＳ４２２０４において、第２認証端末通信部２２５は、ステップＳ４２３０３で送信されたメッセージを受信する。
【0164】
ステップＳ４２２０５において、生体署名生成部２２４は、ステップＳ４２２０２で抽出された第２認証用特徴量と、ステップＳ４２２０３で生成された第２認証用秘密情報と、ステップＳ４２２０４で受信されたメッセージと、を用いて、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの生体署名生成処理を行い、生体署名を生成する。
【0165】
ステップＳ４２２０６において、第２認証端末通信部２２５は、ステップＳ４２２０５で生成された生体署名を第２サーバ２３００に送信する。ステップＳ４２３０５において、第２サーバ通信部２３３は、ステップＳ４２２０６で送信された生体署名を受信する。
【0166】
ステップＳ４２３０６において、生体署名検証部２３２は、ステップＳ４２３０２で生成されたメッセージと、ステップＳ４２３０４で受信した各第２照合対象ユーザの第２登録用データと、ステップＳ４２３０５で受信された生体署名と、を用いて、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの生体署名を検証し、検証に成功した第２照合対象ユーザを第２受理ユーザとする。ステップＳ４２３０７において、第２サーバ通信部２３３は、ステップＳ４２３０６で決定された第２受理ユーザ情報を連携システム１９００に送信する。
【0167】
本実施例の生体認証システム１０は、以下の通り、生体情報復元困難性とりすまし困難性を持ち、かつ従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも認証処理が高速であるという効果を奏する。ただし、なりすまし困難性とは、第１ＤＢ１４００及び第２ＤＢ２４００に格納された登録用データと、過去の登録処理や認証処理で通信されるデータとを得た攻撃者が、生体認証システム１０に受理されるようなデータを第１認証端末１２００及び第２認証端末２２００からサーバに送信することが困難であることを意味する。
【0168】
まず、本実施例のうち第１登録用データ及び第１認証用データは、実施例１で述べた通り、生体情報復元困難性を満たす。さらに、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムは生体情報復元困難性を満たす。このため、第２登録用データ及び第２認証用データは、生体情報復元困難性を満たす。よって、生体認証システム１０は生体情報復元困難性を担保することができる。
【0169】
また、以下の通り、生体認証システム１０は、なりすまし困難性を担保することができる。まず、生体認証システム１０としての受理ユーザは第２受理ユーザである。このため、受理ユーザとなるためには、生体署名検証処理に成功する必要がある。
【0170】
従って、攻撃者は、なりすましを成功させるために、生体署名検証処理に成功するような生体署名を生成する必要がある。そのためには、攻撃者は、第２登録端末２１００又は第２認証端末２２００の中で一時的に生成される情報である、第２登録用特徴量、第２登録用秘密情報、第２認証用特徴量、第２認証用秘密情報の少なくとも１つの値を、ＤＢに格納された登録用データと、過去の登録処理や認証処理で通信されるデータと、を用いて検証に成功するような生体署名の値を推定する必要がある。
【0171】
ここで、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムはなりすまし困難性を満たす。このため、過去の認証処理でのメッセージと、過去の認証処理での生体署名と、第２登録用データと、が漏洩しても、攻撃者が生体署名検証処理に成功するような生体署名を生成することは困難である。すなわち、攻撃者が、第２登録用特徴量、第２登録用秘密情報、第２認証用特徴量、第２認証用秘密情報と、の少なくとも１つの値を推定することは困難である。
【0172】
一方、第１登録用データと第１認証用データからは、第１登録用特徴量、第１登録用秘密情報、第１認証用特徴量、第１認証用秘密情報のいずれに関しても推定が困難である。このため、第１登録用特徴量と第２登録用特徴量との間、第１登録用秘密情報と第２登録用秘密情報との間、第１認証用特徴量と第２認証用特徴量との間、及び第１認証用秘密情報と第２認証用秘密情報との間のいずれにも依存性が無い場合はもちろん、仮にこれらのいずれかに依存性があった場合でも、第１登録用データと第１認証用データから、第２登録用特徴量、第２登録用秘密情報、第２認証用特徴量、及び第２認証用秘密情報の少なくとも１つの値を推定することは困難である。
【0173】
このため、過去の認証処理でのメッセージと、過去の認証処理での生体署名と、第２ＤＢ２４００に格納された第２登録用データとに加えて、過去の認証処理での第１認証用データと、第１ＤＢ１４００に格納された第１登録用データとが漏洩しても、攻撃者が生体署名検証処理に成功するような生体署名を生成することは困難である。以上の通り、本実施例の生体認証システム１０は、なりすまし困難性を担保する。
【0174】
また、従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムは、１：Ｎ認証において、Ｎ人の登録済ユーザに対する認証処理を実行する必要がある。一方、本実施例の生体認証システム１０は、まず、Ｎ人の登録ユーザを第１照合対象ユーザとしてステップＳ２１３０３の距離推定値計算処理及びステップＳ２１３０４の判定処理を行う。そのうえで、本実施例の生体認証システム１０は、当該判定処理における受理ユーザに対してのみバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの生体署名検証処理を行う。
【0175】
ステップＳ２１３０３の距離推定値計算処理及びステップＳ２１３０４の判定処理は、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの生体署名検証処理よりも高速である。このため、本実施例の生体認証システム１０による全体の認証処理時間のほうが、従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムによる全体の認証処理時間よりも短い。すなわち、本実施例の生体認証システム１０のほうが、従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも高速に認証処理を実行することができる。
【0176】
このように、本実施例の生体認証システム１０は、生体情報復元困難性となりすまし困難性を担保し、かつ、従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも高速な認証処理を実行することができる。
【0177】
なお、第２サーバ２３００以外の装置がメッセージを生成してもよい。つまり、生体認証システム１０に含まれるいずれかの装置がメッセージを生成してもよいし、生体認証システム１０の外部のシステムがメッセージを生成してもよい。第２サーバ２３００以外の装置がメッセージを生成する場合、第２認証端末２２００は、生体署名処理を行う前にメッセージを受信し、第２サーバ２３００は、生体署名検証処理を行う前にメッセージを受信するようにする。これは後述する実施例３に関しても同様である。
【0178】
また、実施例１と同様に、本実施例の生体認証システム１０もキャンセラブルバイオメトリクスと組み合わせることができる。これは後述する実施例３に関しても同様である。
【0179】
また、本実施例において、連携システム１９００は、第２受理ユーザ情報に加えて、ステップＳ４２３０６で検証に成功したメッセージや当該メッセージの加工情報を受け取り、これらに基づく処理を行ってもよい。
【0180】
また、本実施例の生体認証システム１０のうち、第１登録端末１１００と、第１認証端末１２００と、第１サーバ１３００と、第１ＤＢ１４００と、を実施例１で述べた複合生体認証システムに置き換えてもよい。これを後述する実施例３に関しても同様である。
【0181】
また、生体認証システム１０は、メッセージと生体署名との組を一時的に保持したうえで、メッセージの正当性を検証する必要が生じたときに生体署名検証処理を行うようにしてもよい。これは、後述する実施例３に関しても同様である。なお、生体署名検証処理に成功することは、検証に用いた第２登録用データに対応する登録済ユーザと、生体署名を生成したユーザとが同一人物であり、かつメッセージが偽造されていないことを意味する。
【0182】
また、本実施例において、第１登録用生体情報と第２登録用生体情報を同一とし、第１登録用特徴量と第２登録用特徴量を同一とし、第１登録用秘密情報と第２登録用秘密情報とを同一とし、第１登録用データと、第２登録用データに含まれる登録用コミットメントと、を同一とし、第１認証用生体情報と第２認証用生体情報を同一とし、第１認証用特徴量と第２認証用特徴量とを同一とし、第１認証用秘密情報と第２認証用秘密情報とを同一とし、第１認証用データと、第２認証用データに含まれる認証用コミットメントと、を同一としてもよい。このようにすれば、１種類の特徴量のみで、生体情報復元困難性と、なりすまし困難性と、認証処理の高速性と、を同時に満たすことができる。
【0183】
なお、この場合、第１登録端末１１００が生成するデータは第２登録端末２１００によっても生成される。このため、生体認証システム１０は、第１登録端末１１００を備えず、第２登録端末２１００が第１登録端末１１００による処理を行うようにしてもよい。また、第１認証端末１２００によって生成されるデータは第２認証端末２２００によっても生成される。このため、生体認証システム１０は、第１認証端末１２００を備えず、第２認証端末２２００が第１認証端末１２００による処理を行うようにしてもよい。
【0184】
さらに、第１サーバ１３００による距離推定値計算処理に含まれる誤り訂正処理により、差分秘密情報復号処理の一部又は全部が算出されていれば、第２サーバ２３００は、差分秘密情報復元処理の一部又は全部を省略し、第１サーバ１３００が算出した差分秘密情報の一部又は全部を用いてもよい。このように、差分秘密情報復元処理の一部又は全部が省略されることにより、生体署名検証処理を高速に実行することができる。
【0185】
また、例えば、第１登録用生体情報と第２登録用生体情報を同一とし、第１登録用特徴量と第２登録用特徴量を異なるようにする、というように、第１登録端末１１００と第２登録端末２１００とが生成するデータが途中から異なるようにしてもよい。同様に、第１認証端末１２００と第２認証端末２２００とが生成するデータが途中から異なるようにしてもよい。また、第２登録用生体情報は、顔と指静脈等、複数種類の生体情報の組であってもよい。この場合、バイオメトリック署名方式に基づく認証処理を実行するために、一般的な融合判定方法（例えば、任意の特徴レベル融合（ｆｅａｔｕｒｅ ｌｅｖｅｌ ｆｕｓｉｏｎ）、決定レベル融合（ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｆｕｓｉｏｎ）や、各生体情報から生成される秘密鍵の一部又は全部を連結して処理を行う方法、あるいはそれらの組合せなど）を用いればよい。第２登録用生体情報として生体情報の組が用いられる場合、その一部又は全部を、第１登録用生体情報の一部若しくは全部、又は第１登録用生体情報を加工して得られる情報により定めてもよい。これらは、後述する実施例３に関しても同様である。
【0186】
第１登録端末１１００と第２登録端末２１００とが同一のデータを生成する場合には、当該同一のデータを生成するための処理を２回行う必要は無く、一方が生成したデータを他方が受け取ればよい。第１認証端末１２００と第２認証端末２２００とに関しても同様である。また、第１登録用データと第２登録用データに同じデータが含まれる場合には、重複して格納しなくてもよい。
【0187】
また、本実施例の生体認証システム１０のうち、第１登録端末１１００と、第１認証端末１２００と、第１サーバ１３００と、第１ＤＢ１４００とを、実施例１で述べた複合生体認証システムに置き換える場合、例えば、第２登録用データ内の登録用コミットメントと、複合生体認証システム内のいずれかのサブシステムにおける登録用データとを同一とするなど、第２登録端末２１００、第２認証端末２２００、第２サーバ２３００、及び第２ＤＢ２４００の少なくとも１つが生成するデータを、複合生体認証システム内のいずれかのサブシステムにおいて生成するデータと同一にすることもできる。これは後述する実施例３に関しても同様である。
【実施例3】
【0188】
実施例３は、ネットワーク１５００を介した生体認証システム１０の一例を示す。本実施例では、実施例１の処理とバイオメトリック暗号方式を組み合わせる。これにより、生体情報復元困難性に加えて、なりすまし困難性を持ち、かつ、認証処理が高速な生体認証システムを実現できる。
【0189】
ここで、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの登録処理及び認証処理の例を述べる。なお、バイオメトリック暗号方式としては、Ｆｕｚｚｙ Ｅｘｔｒａｃｔｏｒ、Ｆｕｚｚｙ Ｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔなど、任意の方式を用いればよい。
【0190】
バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの登録処理の例は以下の通りである。まず、登録端末は、登録対象者から登録用生体情報を取得し、登録用生体情報から登録用特徴量を抽出する。次に、登録端末は、以下の通り、登録用秘密情報生成処理を行う。例えば、登録端末は、本実施例のステップＳ１１１０３の処理を行い、生成された第１登録用秘密情報を、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムにおける登録用秘密情報に決定する。
【0191】
次に、登録端末は、登録用特徴量と、登録用秘密情報と、を用いて、登録用データ生成処理を行う。登録用データは、例えば、以下のように定まる、登録用コミットメントと、登録用検証情報と、の組である。なお、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムにおいて、登録用コミットメントは、例えば、ヘルパーデータや補助情報（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｄａｔａ）などとも呼ばれるデータである。また、登録用検証情報は、例えば、擬識別子（Ｐｓｅｕｄｏｎｙｍｏｕｓ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）などとも呼ばれるデータである。
【0192】
登録端末は、登録用秘密情報を用いて、登録用特徴量を秘匿化することにより、登録用コミットメントを生成する。具体的には、例えば、登録端末は、Ｆｕｚｚｙ Ｅｘｔｒａｃｔｏｒ、又はＦｕｚｚｙ Ｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔなど、任意の方式における登録用コミットメント生成処理を行えばよい。また、本実施例のステップＳ１１１０４の処理で生成される第１登録用データも、登録用コミットメントの例である。
【0193】
また、登録端末は、例えば、登録用秘密情報を署名鍵とみなし、署名鍵から検証鍵を生成する処理を行い、生成された検証鍵を登録用検証情報に決定する。登録端末は、登録用検証情報に、登録用秘密情報のハッシュ値等を含めてもよい。次に、登録端末は、登録用データを認証サーバに送信する。ＤＢは、登録用データをサーバから受信し格納する。
【0194】
バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの認証処理の例は以下の通りである。まず、サーバは、メッセージを生成し、認証端末に送信する。メッセージの例は実施例２と同様である。
【0195】
次に、認証端末は、認証対象者から認証用生体情報を取得し、認証用生体情報から認証用特徴量を抽出する。次に、ＤＢは、登録用コミットメントを認証端末に送信する。また、ＤＢは、登録用検証情報をサーバに送信する。
【0196】
次に、認証端末は、以下の通り、認証用秘密情報生成処理を行う。具体的には、例えば、認証端末は、抽出された認証用特徴量と、ＤＢから送信された登録用コミットメントと、を用いて、登録用秘密情報を復元し、復元した登録用秘密情報を認証用秘密情報に決定する。認証端末は、登録用検証情報をＤＢから受け取り、復元された登録用秘密情報が正しいかどうか検証してもよい。
【0197】
次に、認証端末は、生体署名生成処理を行う。バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムでは、生体署名は、例えば、以下の通り生成される電子署名である。認証端末は、認証用秘密情報を署名鍵として、ＲＳＡ署名、ＤＳＡ署名、ＥＣＤＳＡ署名、Ｓｃｈｎｏｒｒ署名などの任意の一般的な電子署名方式の署名生成アルゴリズムを用いて、サーバから送信されたメッセージに対する電子署名を生成する。認証端末は、メッセージそのものではなく、メッセージのハッシュ値などの関数値に対する電子署名を生成してもよい。
【0198】
次に、認証端末は、生成された生体署名をサーバに送信する。次に、サーバは、以下の通り、生体署名検証処理を行う。サーバは、ＤＢから送信された登録用検証情報と、認証端末から送信された生体署名すなわち電子署名と、サーバで生成されたメッセージと、の関係を、電子署名生成に用いた署名生成アルゴリズムに対応する署名検証アルゴリズムにより検証する。以上が、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの登録処理及び認証処理の例である。
【0199】
実施例３の生体認証システム１０の構成例は、実施例２と同様である（つまり図５の構成と同様である）。ただし、以下に述べる通り、一部の処理内容が実施例２と異なる。
【0200】
まず、実施例３の生体認証システムの登録処理は、図６に示された実施例２の登録処理と、以下の点で異なる。ステップＳ３２１０４の第２登録用データ生成処理では、第２登録用データ生成部２１４が、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの登録用データ生成処理を行い、生成された登録用データを第２登録用データに決定する。
【0201】
また、実施例３の生体認証システムの認証処理は、図７に示された実施例２の認証処理と、以下の点で異なる。ステップＳ４２２０３の処理の前に、第２ＤＢ通信部２４１が、各第２照合対象ユーザの第２登録用データに含まれる登録用コミットメントを、第２認証端末２２００に送信する。あるいは、第２認証端末２２００が全て又は一部登録済ユーザに対する第２登録用データを予め第２登録端末２１００又は第２ＤＢ２４００から受け取り格納しておいてもよい。そのうえで、ステップＳ４２２０３において、第２認証用秘密情報生成部２２３は、第２照合対象ユーザのそれぞれに対する登録用コミットメントと、ステップＳ４２２０２で抽出された第２認証用特徴量と、を用いて、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの認証用秘密情報生成処理を行い、生成された認証用秘密情報を第２認証用秘密情報に決定する。第２認証端末２２００は、登録用コミットメントを第２ＤＢ２４００から受信する際に、登録用検証情報も受け取り、生成された認証用秘密情報に対する検証を行い、正しいと検証された第２照合対象ユーザに対してのみ、これ以降の処理を行うようにしてもよい。
【0202】
ステップＳ４２２０５では、生体署名生成部２２４が、ステップＳ４２２０３で生成された第２認証用秘密情報と、ステップＳ４２２０４で受信されたメッセージと、を用いて、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの生体署名生成処理を行い、生体署名を生成する。
【0203】
ステップＳ４２３０６では、生体署名検証部２３２が、ステップＳ４２３０３で生成されたメッセージと、ステップＳ４２３０４で受信された第２登録用データに含まれる登録用検証情報と、ステップＳ４２３０５で受信された生体署名と、を用いて、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの生体署名検証処理を行い、検証に成功したユーザを第２受理ユーザとする。
【0204】
本実施例の生体認証システム１０は、以下の通り、生体情報復元困難性となりすまし困難性を担保し、かつ従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも高速な認証処理を実行できるという効果を奏する。
【0205】
まず、本実施例における第１登録用データ及び第１認証用データは、実施例１で述べた通り、生体情報復元困難性を満たす。さらに、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムは生体情報復元困難性を満たす。このため、第２登録用データ及び第２認証用データは、生体情報復元困難性を満たす。よって、生体認証システム１０は生体情報復元困難性を担保することができる。
【0206】
また、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムはなりすまし困難性を持つため、実施例２と同様の理由により、本実施例の生体認証システム１０もなりすまし困難性を有する。
【0207】
また、本実施例では、バイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムの生体署名検証処理が不要である。本実施例では、その代わりに、バイオメトリック暗号方式に基づく生体認証システムの認証用秘密情報生成処理、生体署名生成処理、及び生体署名検証処理が必要となるが、これらの処理の対象となるユーザは、第１受理ユーザ又はその一部であるため、処理時間を削減される。その結果、本実施例の生体認証システム１０による全体の認証処理時間のほうが、従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムによる全体の認証処理時間よりも短くなる。すなわち、本実施例の生体認証システム１０のほうが、従来のバイオメトリック署名方式に基づく生体認証システムよりも高速な認証処理を実行できる。
【0208】
なお、本実施例において、第１登録用生体情報と第２登録用生体情報を同一とし、第１登録用特徴量と第２登録用特徴量とを同一とし、第１登録用秘密情報と第２登録用秘密情報とを同一とし、第１登録用データと、第２登録用データに含まれる登録用コミットメントと、を同一とし、第１認証用生体情報と第２認証用生体情報を同一とし、第１認証用特徴量と第２認証用特徴量とを同一としてもよい。このようにすれば、１種類の特徴量のみで、生体情報復元困難性と、なりすまし困難性と、認証処理の高速性とを同時に担保することができるという効果がある。
【0209】
この場合、第１登録端末１１００によって生成されるデータは第２登録端末２１００によっても生成されるため、生体認証システム１０は、第１登録端末１１００を備えず、第２登録端末２１００が第１登録端末１１００による処理を行うようにしてもよい。また、第１認証端末１２００が行う処理のうち、第１認証用秘密情報生成処理と、第１認証用データ生成処理と、第１認証用データ送信処理とを除いては、第２認証端末２２００でも行われる。このため、生体認証システム１０が第１認証端末１２００を備えず、第２認証端末２２００が、第１認証用秘密情報生成部１２３と、第１認証用データ生成部１２４とを備えたうえで、第１認証端末１２００による処理を行うようにしてもよい。
【0210】
さらに、この場合、もし、第１サーバ１３００による距離推定値計算処理に含まれる誤り訂正処理により、差分秘密情報復号処理の一部又は全部が算出されていれば、ステップＳ４２２０３の第２認証用秘密情報生成処理は以下の方法であってもよい。ステップＳ４２２０３の前の処理として、第２認証端末２２００は、ステップＳ２１２０３で生成された第１認証用秘密情報を、ステップＳ４２２０３の処理が完了するまで一時的に格納する。
【0211】
また、第２サーバ２３００が、第２認証端末２２００に差分秘密情報を送信する。この差分情報は、第１登録用秘密情報と、第１認証用秘密情報との差分情報である。そのうえで、ステップＳ４２２０３において、第２認証用秘密情報生成部２２３は、受信された差分秘密情報と、格納された第１認証用秘密情報と、から、第１登録用秘密情報すなわち第２登録用秘密情報を復元し、復元された第２登録用秘密情報を、第２認証用秘密情報に決定する。
【0212】
第２認証用秘密情報生成処理として、上記の方法が用いられることにより、第２認証用秘密情報生成処理がより高速になる。
【0213】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0214】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【0215】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【0216】
１０ 生体認証システム、１００１ ＣＰＵ、１００２ メモリ、１００３ 補助記憶装置、１００６ 通信装置、１１００ 第１登録端末、１２００ 第１認証端末、１３００ 第１サーバ、１４００ 第１ＤＢ、２１００ 第２登録端末、２２００ 第２認証端末、２３００ 第２サーバ、２４００ 第２ＤＢ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】