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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-07
(54)【発明の名称】バイオロックシード
(51)【国際特許分類】
H04L 9/08 20060101AFI20230831BHJP
G09C 1/00 20060101ALI20230831BHJP
G06F 21/60 20130101ALI20230831BHJP
【ＦＩ】
H04L9/08 A
G09C1/00 650B
G06F21/60 360
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023513159
(86)(22)【出願日】2021-07-26
(85)【翻訳文提出日】2023-02-22
(86)【国際出願番号】 EP2021070794
(87)【国際公開番号】W WO2022042970
(87)【国際公開日】2022-03-03
(31)【優先権主張番号】2013173.6
(32)【優先日】2020-08-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】318001991
【氏名又は名称】エヌチェーン ライセンシング アーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】セルギエヴァ，アントアネタ
(72)【発明者】
【氏名】ライト，クレイグ，スティーヴン
(57)【要約】
ブロックチェーン上にバイオメトリックボールトシステムを格納するコンピュータ実装方法であって、バイオメトリックボールトシステムは、１つまたは複数のバイオメトリックボールトを備え、各バイオメトリックボールトは、それぞれのシークレット値をロックし、方法は、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値を取得するステップと、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値から複数の生体特徴を識別するステップと、１つまたは複数の第１のバイオメトリックボールトを生成するステップと、１つまたは複数のブロックチェーントランザクションを生成するステップであって、各ブロックチェーントランザクションは、それぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部を含むそれぞれの出力を含み、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含む、ステップと、１つまたは複数のブロックチェーントランザクションをブロックチェーンネットワークに送信するステップとを含む方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブロックチェーン上にバイオメトリックボールトシステムを格納するコンピュータ実装方法であって、前記バイオメトリックボールトシステムは、１つまたは複数のバイオメトリックボールトを備え、各バイオメトリックボールトは、それぞれのシークレット値をロックし、前記方法は、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値を取得するステップと、
前記少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値から複数の生体特徴を識別するステップと、
１つまたは複数の第１のバイオメトリックボールトを生成するステップであって、各第１のバイオメトリックボールトは、前記複数の生体特徴のそれぞれのターゲット生体特徴に対応し、それぞれの複数のバイナリデータペアを含み、各データペアは、第１のバイナリ値および第２のバイナリ値を含み、前記第１のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、前記識別された生体特徴のそれぞれの他の生体特徴に対する前記ターゲット生体特徴のそれぞれの第１のバイナリ表現であり、それぞれの第１レベルシークレット値を再構築するためには、前記それぞれの第１のバイナリ表現と対にされる前記第２のバイナリ値が少なくとも第１のしきい値数必要である、ステップと、
１つまたは複数のブロックチェーントランザクションを生成するステップであって、各ブロックチェーントランザクションは、それぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部を含むそれぞれの出力を含み、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含む、ステップと、
前記１つまたは複数のブロックチェーントランザクションを前記ブロックチェーンネットワークに送信するステップと
を含む方法。
【請求項2】
前記それぞれの第２のバイオメトリックボールトの前記少なくとも一部は、それぞれの暗号化鍵で暗号化される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記それぞれの第２のバイオメトリックボールトの前記少なくとも一部は、完全なそれぞれの第２のバイオメトリックボールトである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
各第１のバイオメトリックボールトおよび各ターゲット生体特徴について、複数のそれぞれの第１のベクトルを決定するステップであって、各第１のベクトルは、前記それぞれの他の識別された生体特徴に対して前記ターゲット生体特徴を定義し、各それぞれの第１のバイナリ表現は、それぞれの第１のベクトルに基づいて生成される、ステップを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
各それぞれの第１のベクトルは、前記それぞれの他の識別された生体特徴に対する前記ターゲット生体特徴の前記相対距離、相対角度、および／または相対的な向きのうちの１つ、いくつか、またはすべてについてのそれぞれの値を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
各第１のバイナリ表現は、前記それぞれの他の識別された生体特徴に対する前記ターゲット生体特徴の前記相対距離、相対角度、および／または相対的な向きのうちの１つ、いくつか、またはすべての前記それぞれの値のそれぞれの第２のバイナリ表現に基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
各ターゲット生体特徴について、前記方法は、各それぞれの第１のベクトルの前記それぞれの値にそれぞれの第１の変換を適用するステップであって、前記それぞれの第１の変換は、前記ターゲット生体特徴と前記それぞれの他の識別された生体特徴との間の相関を除去するように構成され、前記それぞれの第１のバイナリ表現は、前記変換されたそれぞれの値に基づく、ステップ
を含む、請求項４またはそれに従属するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項8】
各ターゲット生体特徴について、前記それぞれの第１の変換は、前記それぞれの他の識別された生体特徴に対する前記それぞれのターゲット生体特徴の距離および／または角度を変換することによって、前記相関を除去するように構成される、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記それぞれのターゲット生体特徴の前記相対距離は、それぞれの座標および回転不変特性の関数として変換される、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記それぞれのターゲット生体特徴の前記相対角度が、それぞれの擬似ランダムに生成された変換値の関数として変換される、請求項８または９に記載の方法。
【請求項11】
各第１のバイオメトリックボールトについて、前記第１のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、それぞれの模擬生体特徴のそれぞれの模擬バイナリ表現であり、模擬生体特徴は、前記バイオメトリック読み取り値内に存在しない特徴であり、前記それぞれの模擬バイナリ表現と対にされた前記それぞれの第２のバイナリ値は、それぞれの模擬バイナリ値である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
各第１のバイオメトリックボールトについて、前記それぞれの模擬生体特徴の各々に対するそれぞれの第２のベクトルを、前記それぞれの第１のベクトルの各々と前記それぞれの第２のベクトルの各々との間のそれぞれの最小距離が所定のしきい値を上回るように決定するステップであって、前記それぞれの第２のバイナリ表現は、それぞれの第２のベクトルに基づいて生成される、ステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
各第１のバイオメトリックボールトについて、模擬生体特徴の総数は、生体特徴の総数よりも多い、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項14】
各第１のバイオメトリックボールトについて、前記第１レベルシークレット値は、擬似ランダムに生成された値である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
各第１のバイオメトリックボールトについて、前記それぞれの第１レベルシークレット値を少なくとも前記第１のしきい値数の要素に分割するステップであって、前記第１レベルシークレット値は、それぞれの第１の多項式関数に符号化され、前記それぞれの第１の多項式関数の前記係数は、前記しきい値数の要素のそれぞれの要素であり、前記それぞれの第１のバイナリ表現と対にされる前記それぞれの第２のバイナリ値は、前記それぞれの第１のバイナリ表現を使用して前記第１の多項式関数を評価することによって生成される、ステップ
を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
複数の第１のバイオメトリックボールトを生成するステップを含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記複数のバイオメトリックボールトのうちの少なくとも１つを生成するために、異なる第１の変換が適用される、請求項７に従属する場合の請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
第２レベルシークレット値を生成するためには、第２のしきい値数の前記第１レベルシークレット値が必要である、請求項１６またはそれに従属するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項19】
前記第２レベルシークレット値は、擬似ランダムに生成された値である、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記それぞれの第２レベルシークレット値を少なくとも前記第２のしきい値数の要素に分割するステップであって、前記第２レベルシークレット値は、第２の多項式関数に符号化され、前記第２の多項式関数の前記係数は、前記第２のしきい値数の要素のそれぞれの要素であり、前記第２レベルシークレット値は、各それぞれの第１レベルシークレット値において前記第２の多項式関数を評価することによって再構築することができる、ステップを含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項21】
前記第１レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップを含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項22】
前記第２レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップを含む、請求項１８またはそれに従属するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項23】
前記１つまたは複数のブロックチェーントランザクションの各々は、それぞれの第１の使用可能な出力を含み、前記方法は、それぞれのブロックチェーントランザクション内に含まれるそれぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部を、前記それぞれの使用可能な出力を使用することによって失効させるステップを含む、請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
各第１のバイオメトリックボールトについて、それぞれのマスタ秘密鍵を取得するステップと、
前記それぞれのマスタ秘密鍵に基づいて１つまたは複数の補助秘密鍵を生成するステップと
を含む、請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項25】
前記１つまたは複数の補助鍵のうちの第１の補助鍵は、前記それぞれの暗号化鍵として使用される、請求項２に従属する場合の請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記１つまたは複数の補助鍵のうちの第２の補助鍵は、前記変換値である、請求項１０に従属する場合の請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項27】
各それぞれの使用可能な出力は、前記１つまたは複数の補助鍵のそれぞれの補助鍵に対応するそれぞれの公開鍵にロックされる、請求項２３に従属する場合の請求項２４から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記それぞれのマスタ秘密鍵および前記それぞれの１つまたは複数の補助鍵は、それぞれの階層的決定論的鍵構造の一部を形成する、請求項２４から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項29】
前記変換値の各々に基づいて第２の値を生成するステップと、第３の値を生成するために前記第２の値において第３の多項式関数を評価するステップであって、前記第２の多項式関数の前記係数は、擬似ランダムに生成される、ステップと
を含み、
各第２のバイオメトリックボールトは、前記それぞれの第１レベルシークレット値および前記第３の値で評価された前記第２の多項式を含む、
請求項２６に記載の方法。
【請求項30】
前記少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値は、指紋読み取り値、
虹彩読み取り値、
指静脈パターン読み取り値、
手首静脈パターン読み取り値、
皮膚構造パターン、および／または
顔パターン
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
バイオメトリックボールトシステムの１つまたは複数のバイオメトリックボールトをロック解除するコンピュータ実装方法であって、前記バイオメトリックボールトシステムは、請求項１から３０のいずれか一項に記載の方法にしたがって生成され、前記方法は、少なくとも１つの候補バイオメトリック読み取り値を取得するステップと、
前記少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値から複数の生体特徴を識別するステップと、
前記複数の生体特徴のそれぞれの生体特徴の複数のそれぞれの候補バイナリ表現を生成するステップと、
前記ブロックチェーンから、１つまたは複数の第２のバイオメトリックボールトを取得するステップであって、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含み、各第１のバイオメトリックボールトは、それぞれの第２のバイナリ値と対にされた複数のそれぞれの第１のバイナリ値を含む、ステップと、
各第１のバイオメトリックボールトについて、
前記複数の候補バイナリ表現のそれぞれに対応する少なくともしきい値数のそれぞれの第１のバイナリ値を決定するステップと、
第１のしきい値数の第１のバイナリ表現のそれぞれと対にされるしきい値数の前記第２のバイナリ値を取得するステップと、
前記第１のしきい値数の前記第２のバイナリ値の各々に基づいて、第１レベルシークレット値を再構築するステップと
を含むコンピュータ実装方法。
【請求項32】
第２のしきい値数の第１レベルシークレット値を再構築するために、少なくとも前記第２のしきい値数の異なる第１のバイオメトリックボールトに対して前記決定、取得、および再構築を実行するステップと、前記第２のしきい値数の第１レベルシークレット値に基づいて、第２レベルシークレット値を再構築するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項33】
前記第１レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップ、および／または前記第２レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップを含む、請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項34】
コンピュータ機器であって、１つまたは複数のメモリユニットを備えるメモリと、
１つまたは複数の処理ユニットを備える処理装置と
を備え、前記メモリは、前記処理装置上で実行されるように構成されたコードを記憶し、前記コードは、前記処理装置上にあるときに、請求項１から３３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、
コンピュータ機器。
【請求項35】
コンピュータ可読ストレージ上に具現化されたコンピュータプログラムであって、１つまたは複数のプロセッサ上で実行されたときに、請求項１から３３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ブロックチェーン上にバイオメトリックボールトシステムを格納する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
公開鍵暗号法は、鍵のペア、すなわち、秘密鍵の所有者のみに知られている秘密鍵と、対応する秘密鍵に基づいて生成され、秘密鍵のセキュリティを損なうことなく配布され得る公開鍵とを使用する暗号システムの一種である。公開鍵暗号法は、送信者が受信者の公開鍵（すなわち、受信者のみに知られている秘密鍵に対応する公開鍵）を使用してメッセージを暗号化することを可能にする。そのため、暗号化されたメッセージは、受信者の秘密鍵を使用してのみ復号することができる。
【0003】
同様に、送信者は、例えば、メッセージが送信者によって送信されていることを証明するために、および／または、送信者がメッセージに同意することを示すために、自身の秘密鍵を使用してメッセージに署名することができる。署名者（すなわち、署名を生成する当事者）は、自身の秘密鍵を使用して、メッセージに基づいてデジタル署名を作成する。署名者の対応する公開鍵を有する者であれば、同じメッセージおよびメッセージ上のデジタル署名を使用して、署名が有効に作成されたかどうか、すなわち、署名が実際に署名者の秘密鍵を使用して作成されたかどうかを検証することができる。
【0004】
秘密鍵は、通常、「シード（seed）」を使用して生成される。シードは、そのシードによって生成されるべき秘密鍵の所有者（複数可）のみに知られている秘密データを指す。１つまたは複数の秘密鍵は、シードの関数として生成される。例えば、ハッシュ関数をシードに適用して、「マスタ秘密鍵」と呼ばれることもある秘密鍵を生成し得る。初めて秘密鍵を生成するときに加えて、同じシードを使用して、同じ秘密鍵を再生成、すなわち再構築することができる。例えば、ユーザが自分の秘密鍵（複数可）を紛失した場合でも、ユーザがシードを知っている限り、それらの秘密鍵を再構築することができる。
【0005】
公開鍵暗号法を利用する１つの特定の分野は、ブロックチェーン技術である。メッセージ（例えば、トランザクション出力に記憶されたデータ）を暗号化することに加えて、公開鍵は、所与の公開鍵に対応する秘密鍵の所有者に出力を「ロック」する、すなわち割り当てるためにも使用される。その場合、秘密鍵の所有者のみが出力を「ロック解除」することができる。ブロックチェーンの文脈における公開鍵暗号法の使用に関するさらなる詳細は、以下に提供される。
【発明の概要】
【0006】
ブロックチェーン上で使用するための秘密鍵を管理するための１つの一般的な標準は、階層的決定論的（ＨＤ）鍵管理である。例えば、ＢＩＰ（Bitcoin Improvement Proposal）３２では、階層的鍵ツリーは、決定論的公開アルゴリズムを使用して単一のエントロピーソースから導出される。アルゴリズムの第１のステップは、シードを生成することである。シードは、擬似乱数生成器（ＰＲＮＧ）からのランダムビット列（推奨２５６ビット）として生成される。ＨＤ鍵管理は、bag-of-key問題を効率的に解決する。残る課題は、ユーザが、シードを記憶および／または書き留めて、安全に保管し、秘密鍵（「ウォレット」、すなわち鍵のウォレットと呼ばれることもある）を再構築または共有する必要があるときにそれを通信する必要があることである。人間は、シードが生のビット列である場合、これらのタスクに失敗する傾向がある。
【0007】
その課題はＢＩＰ３９で解決された。マスタ鍵に必要なエントロピーをニーモニックフレーズに抽象化するシステムが提案された。ニーモニックフレーズは、操作が容易であり、生のシードよりもユーザフレンドリーである。残る課題は、セキュリティとユーザビリティとが相反する目的であることである。ウォレットセキュリティは、シードエントロピーの増加とともに高まる。次に、これにより、記憶がますます困難または実行不可能になる程度までニーモニックフレーズ内のランダムなワードの数が増える。この課題のバランスをとるために、ＢＩＰ３９は、１２８～２５６ビットの範囲の「許容されるエントロピーのサイズ」を示し、２11個のワードの辞書を提案した。そして、最大２４個のワードのフレーズ長が提供された。
【0008】
したがって、残る課題は、以下を同時に達成することから構成される。一方では、記憶する必要がなく、再生するのにユーザフレンドリーなシードを生成する。一方では、エントロピーの大きさの制限のないシードを生成する。
【0009】
したがって、いずれかの課題を克服することが望ましく、または両方の課題を同時に克服するという二重の目的を達成することがさらにより望ましい。同様の考慮事項が、他のタイプの階層的ドメインウォレット、またはより一般的には、鍵が導出されるシードを生成するための任意の方式に適用され得る。
【0010】
本明細書に開示される一態様によれば、ブロックチェーン上にバイオメトリックボールトシステムを格納するコンピュータ実装方法であって、バイオメトリックボールトシステムは、１つまたは複数のバイオメトリックボールトを備え、各バイオメトリックボールトは、それぞれのシークレット値をロックし、方法は、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値を取得するステップと、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値から複数の生体特徴を識別するステップと、１つまたは複数の第１のバイオメトリックボールトを生成するステップであって、各第１のバイオメトリックボールトは、複数の生体特徴のそれぞれのターゲット生体特徴に対応し、それぞれの複数のバイナリデータペアを含み、各データペアは、第１のバイナリ値および第２のバイナリ値を含み、第１のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、識別された生体特徴のそれぞれの他の生体特徴に対するターゲット生体特徴のそれぞれの第１のバイナリ表現であり、それぞれの第１レベルシークレット値を再構築するためには、それぞれの第１のバイナリ表現と対にされる第２のバイナリ値が少なくとも第１のしきい値数必要である、ステップと、１つまたは複数のブロックチェーントランザクションを生成するステップであって、各ブロックチェーントランザクションは、それぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部を含むそれぞれの出力を含み、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含む、ステップと、１つまたは複数のブロックチェーントランザクションをブロックチェーンネットワークに送信するステップとを含む方法が提供される。
【0011】
本明細書に開示される別の態様によれば、バイオメトリックボールトシステムの１つまたは複数のバイオメトリックボールトをロック解除するコンピュータ実装方法であって、方法は、少なくとも１つの候補バイオメトリック読み取り値を取得するステップと、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値から複数の生体特徴を識別するステップと、複数の生体特徴のそれぞれの生体特徴の複数のそれぞれの候補バイナリ表現を生成するステップと、ブロックチェーンから、１つまたは複数の第２のバイオメトリックボールトを取得するステップであって、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含み、各第１のバイオメトリックボールトは、それぞれの第２のバイナリ値と対にされた複数のそれぞれの第１のバイナリ値を含む、ステップと、各第１のバイオメトリックボールトについて、複数の候補バイナリ表現のそれぞれに対応する少なくともしきい値数のそれぞれの第１のバイナリ値を決定するステップと、第１のしきい値数の第１のバイナリ表現のそれぞれと対にされるしきい値数の第２のバイナリ値を取得するステップと、第１のしきい値数の第２のバイナリ値の各々に基づいて、第１レベルシークレット値を再構築するステップとを含む方法が提供される。
【0012】
バイオメトリックボールトシステムは、１つまたは複数のシークレット値（以下では「シード」と呼ばれるが、これに限定されない）をロックする。異なる第１レベルシークレット値は、システムの別個のボールトに「ロック」される。各ボールトは、第２のバイナリ値にリンクされた第１のバイナリ値を含む。第１のバイナリ値のうちのいくつかは、ユーザの生体特徴に基づいて生成されたそれぞれのバイナリ表現である。いくつかの例では、第１のバイナリ値のうちのいくつかは、模擬の第２のバイナリ値にリンクされた模擬の（すなわち、偽の）生体特徴のバイナリ表現である。所与のボールトによってロックされた第１レベルシークレット値を再構築するためには、しきい値数の「実際の」第２のバイナリ値が必要である。各ボールトは、ブロックチェーン上に記録される異なるブロックチェーントランザクションの出力に記憶され得、または、いくつかの例では、ボールトは、各スライスが異なるブロックチェーントランザクションに記憶されるボールトスライスに分割され得る。
【0013】
ユーザが、自身のシードを回復する必要があるとき、ユーザは、必要に応じて、１つまたは複数の別の（ライブ）バイオメトリック読み取り値を提供する。ボールトは、ブロックチェーントランザクションから取得される。ユーザが、自身の読み取り値を提供すると、ユーザの生体特徴に基づいて候補バイオメトリック表現のセットが生成される。それらの候補バイオメトリック表現を使用して、候補バイオメトリック表現に一致する第１のバイオメトリック表現が各バイオメトリックボールトにおいて識別され、それらの第１のバイオメトリック表現にマッピングされた第２のバイナリ値が取得される。しきい値数の第１のバイオメトリック表現が識別され、そして、しきい値数の第２のバイナリ値が取得されると、第１レベルシークレット値（例えば、シード）を再構築することができる。ボールトシステムが、第２のシークレット値、すなわち「第２レベル」シークレット値をロックする場合、上記のプロセスは、しきい値数のボールトに対して実行され得る。しきい値数の第１レベルシークレット値が取得されると、それらを使用して第２レベルシークレット値（例えば、シード）を再構築することができる。
【0014】
第１レベルシークレット値および／または第２レベルシークレット値は、秘密鍵のそれぞれのセット、例えば、階層的決定論的鍵構造を導出するために使用され得る。
【0015】
バイオロックシード（bio-locked seed）（またはより一般的には、バイオロックシークレット）は、いくつかの例では、無制限のサイズの再現可能なエントロピーへのアクセスを提供し得る。これは、バイオボールトのシステムによって達成され、ここで、失効可能なオンチェーンのバイオボールトは、ブロックチェーントランザクションの出力間で（例えば、ランダムに）分散される。各ボールトは、異なるシークレット値をロックし、次に、これらのシークレット値は、任意のサイズの別のシードを構築または再構築するためのランダムな部分的な手掛かり（clue）として使用され得る。各シークレット値（または「手掛かり」）は、意図されたユーザによってのみロック解除することができる。
【0016】
この手法は、誤り訂正復号に依存せず、ボールトシステムに冗長性を導入することによって、マニューシャ認識技法の精度への依存を低減または排除することができる。システムの冗長性はまた、いくつかのマニューシャ特徴を物理的に失う事故への依存を低減または排除する。さらに、同じ高エントロピーシードをロック解除するボールトシステムが、いくつかのボールトが１人のユーザのバイオ特徴に基づき、同じシステム内の他のボールトが別のユーザのバイオ特徴に基づくバイオボールトを含む場合、共有ウォレットを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
本開示の実施形態の理解を助け、そのような実施形態がどのように実施され得るかを示すために、単なる例として添付の図面を参照する。
【図1】ブロックチェーンを実装するためのシステムの概略ブロック図である。
【図2】ブロックチェーンに記録され得るトランザクションのいくつかの例を概略的に示す。
【図3】指紋における例示的な生体特徴を示す。
【図4】他のマニューシャに関連し、中心基準フレームに無関係なマニューシャ位置を示す。
【図5】指紋のマニューシャ点における隆線に対する接線としてのマニューシャの向きを示す。
【図6】マニューシャの例示的な関数変換を示す。
【図7】マニューシャの不変値の抽出を示す。
【図8】マニューシャの例示的な関数変換を示す。
【図9】ブロックチェーン上にボールトを記録するための例示的なトランザクションを概略的に示す。
【図10】ブロックチェーン上にボールトスライスを記録するための例示的なトランザクションを概略的に示す。
【図11】異なるユーザがブロックチェーン上にボールトを記録するための例示的なトランザクションを概略的に示す。
【図12】異なるユーザがブロックチェーン上にボールトスライスを記録するための例示的なトランザクションを概略的に示す。
【図13】いくつかの実施形態による、第１のユーザがブロックチェーン上にボールトシステムを記録するための例示的な方法を概略的に示す。
【図14】いくつかの実施形態による、第１のユーザがシードを再構築するための例示的な方法を概略的に示す。
【図15】いくつかの実施形態による、２人のユーザがブロックチェーン上に共有ボールトシステムを記録するための例示的な方法を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
例示的なシステムの概要
図１は、ブロックチェーン１５０を実装するための例示的なシステム１００を示す。システム１００は、典型的にはインターネットなどの広域インターネットワークであるパケット交換ネットワーク１０１で構成され得る。パケット交換ネットワーク１０１は、パケット交換ネットワーク１０１内にピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワーク１０６を形成するように構成され得る複数のブロックチェーンノード１０４を含む。図示されていないが、ブロックチェーンノード１０４は、ほぼ完全なグラフとして構成され得る。したがって、各ブロックチェーンノード１０４は、他のブロックチェーンノード１０４に高度に接続される。
図１は、ブロックチェーン１５０を実装するための例示的なシステム１００を示す。システム１００は、典型的にはインターネットなどの広域インターネットワークであるパケット交換ネットワーク１０１で構成され得る。パケット交換ネットワーク１０１は、パケット交換ネットワーク１０１内にピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワーク１０６を形成するように構成され得る複数のブロックチェーンノード１０４を含む。図示されていないが、ブロックチェーンノード１０４は、ほぼ完全なグラフとして構成され得る。したがって、各ブロックチェーンノード１０４は、他のブロックチェーンノード１０４に高度に接続される。
【0019】
各ブロックチェーンノード１０４は、ピアのコンピュータ機器を含み、ノード１０４の異なるものは、異なるピアに属する。各ブロックチェーンノード１０４は、１つまたは複数のプロセッサ、例えば、１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、アクセラレータプロセッサ、特定用途向けプロセッサおよび／またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ならびに特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの他の機器を含む処理装置を備える。各ノードはまた、メモリ、すなわち、１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体の形態のコンピュータ可読ストレージを備える。メモリは、１つまたは複数のメモリ媒体、例えば、ハードディスクなどの磁気媒体、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、フラッシュメモリもしくはＥＥＰＲＯＭなどの電子媒体、および／または光ディスクドライブなどの光学媒体を採用する１つまたは複数のメモリユニットを備え得る。
【0020】
ブロックチェーン１５０は、データブロック１５１のチェーンを含み、ブロックチェーン１５０のそれぞれのコピーは、分散型またはブロックチェーンネットワーク１０６内の複数のブロックチェーンノード１０４の各々で維持される。上述したように、ブロックチェーン１５０のコピーを維持することは、ブロックチェーン１５０を完全に記憶することを必ずしも意味しない。代わりに、ブロックチェーン１５０は、各ブロックチェーンノード１５０が各ブロック１５１のブロックヘッダ（後述する）を記憶している限り、データがプルーニングされ得る。チェーン内の各ブロック１５１は、１つまたは複数のトランザクション１５２を含み、この文脈におけるトランザクションは、データ構造の一種を指す。データ構造の性質は、トランザクションモデルまたは方式の一部として使用されるトランザクションプロトコルのタイプに依存する。所与のブロックチェーンは、全体を通して１つの特定のトランザクションプロトコルを使用する。１つの一般的なタイプのトランザクションプロトコルでは、各トランザクション１５２のデータ構造は、少なくとも１つの入力および少なくとも１つの出力を含む。各出力は、プロパティとしてデジタル資産の量を表す額を指定し、その例は、出力が暗号的にロックされている（ロック解除され、それによって償還または使用されるためにはそのユーザの署名または他のソリューションを必要とする）ユーザ１０３である。各入力は、先行するトランザクション１５２の出力を指し示し、それによってトランザクションをリンクする。
【0021】
各ブロック１５１はまた、ブロック１５１への順番を定義するために、チェーン内の前に作成されたブロック１５１を指し示すブロックポインタ１５５を含む。各トランザクション１５２（コインベーストランザクション以外）は、トランザクションのシーケンスへの順序を定義するために、前のトランザクションへ戻るポインタを含む（注意：トランザクション１５２のシーケンスは分岐することが可能である）。ブロック１５１のチェーンは、チェーン内の最初のブロックであった発生ブロック（Ｇｂ：genesis block）１５３までずっと戻る。チェーン１５０内の早期にある１つまたは複数の元のトランザクション１５２は、先行するトランザクションではなく発生ブロック１５３を指し示していた。
【0022】
ブロックチェーンノード１０４の各々は、トランザクション１５２を他のブロックチェーンノード１０４にフォワードし、それによってトランザクション１５２をネットワーク１０６全体に伝搬させるように構成される。各ブロックチェーンノード１０４は、ブロック１５１を作成し、同じブロックチェーン１５０のそれぞれのコピーをそれらのそれぞれのメモリに記憶するように構成される。各ブロックチェーンノード１０４はまた、ブロック１５１に組み込まれるのを待っているトランザクション１５２の順序付きセット（またはプール）１５４を維持する。順序付きプール１５４は、「メムプール（mempool）」と呼ばれることが多い。本明細書におけるこの用語は、任意の特定のブロックチェーン、プロトコル、またはモデルに限定することを意図していない。これは、ノード１０４が有効であるとして受け入れたトランザクションの順序付きセットを指し、それに対して、ノード１０４は、同じ出力を使用しようとする他のトランザクションを受け入れないように義務付けられている。
【0023】
所与の現在のトランザクション１５２ｊにおいて、その入力（または各入力）は、トランザクションのシーケンスにおける先行するトランザクション１５２ｉの出力を参照するポインタを含み、この出力が現在のトランザクション１５２ｊにおいて償還または「使用」されるべきであることを指定する。一般に、先行するトランザクションは、順序付きセット１５４または任意のブロック１５１内の任意のトランザクションであり得る。先行するトランザクション１５２ｉは、現在のトランザクションが有効となるためには存在および妥当性確認される必要があるが、先行するトランザクション１５２ｉは、現在のトランザクション１５２ｊが作成されるときまたはネットワーク１０６に送信されるときに必ずしも存在する必要はない。したがって、本明細書における「先行する（preceding）」は、ポインタによってリンクされた論理シーケンスにおける先行するものを指し、必ずしも時間シーケンスにおける作成または送信の時間を指すものではなく、したがって、トランザクション１５２ｉ、１５２ｊが順不同に作成または送信されることを必ずしも除外するものではない（オーファントランザクションに関する以下の説明を参照）。先行するトランザクション１５２ｉは、同様に、先のトランザクション（antecedent transaction）または先行したトランザクション（predecessor transaction）とも呼ばれる。
【0024】
現在のトランザクション１５２ｊの入力はまた、入力認可、例えば、先行するトランザクション１５２ｉの出力がロックされている先のユーザ１０３ａの署名を含む。次に、現在のトランザクション１５２ｊの出力は、新しいユーザまたはエンティティ１０３ｂに暗号的にロックされ得る。したがって、現在のトランザクション１５２ｊは、先行するトランザクション１５２ｉの入力において定義された額を、現在のトランザクション１５２ｊの出力において定義されたように、新しいユーザまたはエンティティ１０３ｂに転送することができる。場合によっては、トランザクション１５２は、複数のユーザまたはエンティティ（そのうちの１つは残り（change）を与えるために元のユーザまたはエンティティ１０３ａであり得る）間で入力額を分割するために複数の出力を有し得る。場合によっては、トランザクションはまた、１つまたは複数の先行するトランザクションの複数の出力からの額をまとめ、現在のトランザクションの１つまたは複数の出力に再分配するために複数の入力を有することができる。
【0025】
ビットコインなどの出力ベースのトランザクションプロトコルによれば、個々のユーザまたは組織などの当事者１０３が（手動でまたは当事者によって採用される自動プロセスによって）新しいトランザクション１５２ｊを制定することを望むとき、制定を行う当事者は、新しいトランザクションをそのコンピュータ端末１０２から受信者に送信する。制定を行う当事者または受信者は、最終的に、このトランザクションをネットワーク１０６のブロックチェーンノード１０４の１つまたは複数（これは、現在では、典型的にはサーバまたはデータセンタであるが、原則として他のユーザ端末であってもよい）に送信する。新しいトランザクション１５２ｊを制定する当事者１０３がトランザクションをブロックチェーンノード１０４の１つまたは複数に直接送信し、いくつかの例では、受信者に送信しないことも除外されない。トランザクションを受信するブロックチェーンノード１０４は、ブロックチェーンノード１０４の各々で適用されるブロックチェーンノードプロトコルにしたがって、トランザクションが有効であるかどうかをチェックする。ブロックチェーンノードプロトコルは、典型的には、新しいトランザクション１５２ｊ内の暗号署名が、トランザクション１５２の順序付きシーケンス内で前のトランザクション１５２ｉに依存する予想される署名と一致することをチェックするようにブロックチェーンノード１０４に求める。そのような出力ベースのトランザクションプロトコルでは、これは、新しいトランザクション１５２ｊの入力に含まれる当事者１０３の暗号署名または他の認可が、新しいトランザクションが割り当てる先行するトランザクション１５２ｉの出力において定義される条件と一致することをチェックすることを含み得、この条件は、典型的には、新しいトランザクション１５２ｊの入力における暗号署名または他の認可が、新しいトランザクションの入力がリンクされている前のトランザクション１５２ｉの出力をロック解除することを少なくともチェックすることを含む。条件は、先行するトランザクション１５２ｉの出力に含まれるスクリプトによって少なくとも部分的に定義され得る。代替的に、単にブロックチェーンノードプロトコルのみによって固定されてもよく、またはこれらの組合せによるものであってもよい。いずれにしても、新しいトランザクション１５２ｊが有効である場合、ブロックチェーンノード１０４は、それをブロックチェーンネットワーク１０６内の１つまたは複数の他のブロックチェーンノード１０４にフォワードする。これらの他のブロックチェーンノード１０４は、同じブロックチェーンノードプロトコルにしたがって同じテストを適用し、そして、新しいトランザクション１５２ｊを１つまたは複数のさらなるノード１０４にフォワードし、以下同様である。このようにして、新しいトランザクションはブロックチェーンノード１０４のネットワーク全体に伝搬される。
【0026】
出力ベースのモデルでは、所与の出力（例えば、ＵＴＸＯ）が割り当てられる（例えば、使用される）かどうかの定義は、それがブロックチェーンノードプロトコルにしたがって別の前方のトランザクション１５２ｊの入力によって有効に償還されたかどうかである。トランザクションが有効であるための別の条件は、それが償還しようとする先行するトランザクション１５２ｉの出力が、別のトランザクションによってまだ償還されていないことである。この場合も同様に、有効ではない場合、トランザクション１５２ｊは、（無効としてフラグ付けされ、警告のために伝搬されない限り）伝搬されることも、ブロックチェーン１５０内に記録されることもない。これは、トランザクタ（transactor）が同じトランザクションの出力を複数回割り当てようとする二重支出を防止する。一方、アカウントベースのモデルは、アカウント残高を維持することによって二重支出を防止する。ここでも、トランザクション順序が定義されているので、アカウント残高は常に単一の定義された状態にある。
【0027】
トランザクションを妥当性確認することに加えて、ブロックチェーンノード１０４はまた、「プルーフオブワーク」によって支持される、一般にマイニングと呼ばれるプロセスにおいてトランザクションのブロックを最初に作成しようと競い合う。ブロックチェーンノード１０４において、新しいトランザクションが、ブロックチェーン１５０上に記録されたブロック１５１内にまだ現れていない有効なトランザクションの順序付きプール１５４に追加される。次いで、ブロックチェーンノードは、暗号パズルを解こうとすることで、トランザクションの順序付きセット１５４からトランザクション１５２の新しい有効なブロック１５１を組み立てようと競い合う。典型的には、これは、ナンスが保留中のトランザクションの順序付きプール１５４の表現と連結されハッシュされたときにハッシュの出力が所定の条件を満たすような「ナンス」値を探索することを含む。例えば、所定の条件とは、ハッシュの出力が特定の所定の数の先行ゼロを有することであり得る。これは、プルーフオブワークパズルの１つの特定のタイプにすぎず、他のタイプが除外されないことに留意されたい。ハッシュ関数のプロパティは、その入力に対して予測不可能な出力を持つことである。したがって、この探索は、総当たりでしか実行することができないので、パズルを解こうとしている各ブロックチェーンノード１０４でかなりの量の処理リソースを消費する。
【0028】
最初にパズルを解いたブロックチェーンノード１０４は、これをネットワーク１０６に公表し、後にネットワーク内の他のブロックチェーンノード１０４によって容易にチェックすることができるその解をプルーフとして提供する（ハッシュに対する解が与えられると、ハッシュの出力が条件を満たすことをチェックすることは簡単である）。この最初のブロックチェーンノード１０４は、ブロックを、このブロックを受け入れる他のノードのしきい値コンセンサスに伝搬し、プロトコルルールを実施する。次いで、トランザクションの順序付きセット１５４は、ブロックチェーンノード１０４の各々によってブロックチェーン１５０内に新しいブロック１５１として記録されるようになる。ブロックポインタ１５５はまた、チェーン内の前に作成されたブロック１５１ｎ－１を指し示す新しいブロック１５１ｎに割り当てられる。プルーフオブワークの解を作成するために必要とされる、例えばハッシュの形態の、かなりの量の労力は、ブロックチェーンプロトコルのルールに従うという最初のノード１０４の意図を示す。そのようなルールは、別名二重支出としても知られている、前に妥当性確認されたトランザクションと同じ出力の割当てを行う場合、トランザクションを有効として受け入れないことを含む。ブロック１５１は、一旦作成されると、ブロックチェーンネットワーク１０６内のブロックチェーンノード１０４の各々において認識および維持されるので、修正することができない。ブロックポインタ１５５はまた、ブロック１５１に順番を付与する。トランザクション１５２は、ネットワーク１０６内の各ブロックチェーンノード１０４において順序付きブロックに記録されるので、これは、トランザクションの不変の公開台帳を提供する。
【0029】
任意の所与の時間にパズルを解こうと競い合う異なるブロックチェーンノード１０４は、それらがいつ解を探索し始めたかまたはトランザクションが受信された順序に応じて、任意の所与の時間に、まだ公開されていないトランザクションのプール１５４の異なるスナップショットに基づいてそれを行っていてもよいことに留意されたい。誰がそれぞれのパズルを最初に解いても、どのトランザクション１５２が次の新しいブロック１５１ｎにどの順序で含まれるかを定義し、公開されていないトランザクションの現在のプール１５４が更新される。次いで、ブロックチェーンノード１０４は、新たに定義された、公開されていないトランザクションの順序付きプール１５４からブロックを作成しようと競い合い続け、以下同様である。２つのブロックチェーンノード１０４が互いに非常に短い時間内にパズルを解いて、ブロックチェーンの相反する見解がノード１０４間で伝搬される場合に発生し得る任意の「フォーク」を解決するためのプロトコルも存在する。要するに、フォークのどちらのプロングが最も長く成長しても、確定的なブロックチェーン１５０となる。同じトランザクションが両方のフォークに現れるので、これがネットワークのユーザまたはエージェントに影響を与えないことに留意されたい。
【0030】
ビットコインブロックチェーン（およびほとんどの他のブロックチェーン）によれば、新しいブロック１０４の構築に成功したノードには、（あるエージェントまたはユーザから別のエージェントまたはユーザにある額のデジタル資産を転送するエージェント間またはユーザ間のトランザクションとは対照的に）追加の定義された量のデジタル資産を分配する新しい特別な種類のトランザクションにおいて、受け入れられた追加の額のデジタル資産を新たに割り当てる能力が与えられる。この特別なタイプのトランザクションは、通常、「コインベーストランザクション」と呼ばれるが、「開始トランザクション（initiation transaction）」または「生成トランザクジョン（generation transaction）」と呼ばれることもある。これは典型的に、新しいブロック１５１ｎの最初のトランザクションを形成する。プルーフオブワークは、新しいブロックを構築するノードが、この特別なトランザクションが後に償還されることを可能にするプロトコルルールに従うという意図を示す。ブロックチェーンプロトコルルールは、この特別なトランザクションが償還され得る前に、満期期間、例えば１００個のブロックを必要とし得る。多くの場合、通常の（非生成）トランザクション１５２はまた、そのトランザクションが公開されたブロック１５１ｎを作成したブロックチェーンノード１０４にさらに報酬を与えるために、その出力のうちの１つにおいて追加のトランザクション手数料を指定する。この手数料は通常「トランザクション手数料」と呼ばれ、以下に説明する。
【0031】
トランザクション妥当性確認および公開に関与するリソースに起因して、典型的には、ブロックチェーンノード１０４の少なくとも各々は、１つまたは複数の物理サーバユニットを含むサーバの形態をとるか、さらにはデータセンタ全体の形態をとる。しかしながら、原則として、任意の所与のブロックチェーンノード１０４は、ユーザ端末または互いにネットワーク化されたユーザ端末のグループの形態をとることができる。
【0032】
各ブロックチェーンノード１０４のメモリは、そのそれぞれの１つまたは複数の役割を実行し、ブロックチェーンノードプロトコルにしたがってトランザクション１５２を処理するために、ブロックチェーンノード１０４の処理装置上で実行されるように構成されたソフトウェアを記憶する。本明細書においてブロックチェーンノード１０４に帰する任意のアクションは、それぞれのコンピュータ機器の処理装置上で実行されるソフトウェアによって実行され得ることが理解されよう。ノードソフトウェアは、アプリケーション層、またはオペレーティングシステム層もしくはプロトコル層などの下位層、またはこれらの任意の組合せにおける１つまたは複数のアプリケーションにおいて実装され得る。
【0033】
消費ユーザの役割を果たす複数の当事者１０３の各々のコンピュータ機器１０２もネットワーク１０１に接続されている。これらのユーザは、ブロックチェーンネットワーク１０６と対話し得るが、トランザクションの妥当性確認にもブロックの構築にも参加しない。これらのユーザまたはエージェント１０３のうちのいくつかは、トランザクションの送信者および受信者として動作し得る。他のユーザは、必ずしも送信者または受信者として動作することなくブロックチェーン１５０と対話し得る。例えば、いくつかの当事者は、（例えば、ブロックチェーンノード１０４からブロックチェーンのコピーを取得した）ブロックチェーン１５０のコピーを記憶するストレージエンティティとして動作し得る。
【0034】
当事者１０３のうちのいくつかまたはすべては、異なるネットワーク、例えば、ブロックチェーンネットワーク１０６の上にオーバーレイされたネットワークの一部として接続され得る。ブロックチェーンネットワークのユーザ（「クライアント」と呼ばれことが多い）は、ブロックチェーンネットワーク１０６を含むシステムの一部であるといえるが、これらのユーザは、ブロックチェーンノードに求められる役割を果たさないので、ブロックチェーンノード１０４ではない。代わりに、各当事者１０３はブロックチェーンネットワーク１０６と対話してもよく、ブロックチェーンノード１０６に接続する（すなわち通信する）ことでブロックチェーン１５０を利用し得る。２つの当事者１０３およびそれらのそれぞれの機器１０２、すなわち、第１の当事者１０３ａおよびそのそれぞれのコンピュータ機器１０２ａ、ならびに第２の当事者１０３ｂおよびそのそれぞれのコンピュータ機器１０２ｂは、例示の目的で示されている。そのような当事者１０３およびそれらのそれぞれのコンピュータ機器１０２ははるかに多く存在し、システム１００に参加し得るが、便宜上、それらは図示されていないことが理解されよう。各当事者１０３は、個人または組織であり得る。純粋に例示として、第１の当事者１０３ａは、本明細書ではアリスと呼ばれ、第２の当事者１０３ｂはボブと呼ばれるが、これは限定的なものではなく、本明細書におけるアリスまたはボブへのいかなる言及も、それぞれ「第１の当事者」および「第２の当事者」と置き換えられ得ることが理解されよう。
【0035】
各当事者１０３のコンピュータ機器１０２は、１つまたは複数のプロセッサ、例えば、１つまたは複数のＣＰＵ、ＧＰＵ、他のアクセラレータプロセッサ、特定用途向けプロセッサ、および／またはＦＰＧＡを含むそれぞれの処理装置を備える。各当事者１０３のコンピュータ機器１０２は、メモリ、すなわち、１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体の形態のコンピュータ可読ストレージをさらに備える。このメモリは、１つまたは複数のメモリ媒体、例えば、ハードディスクなどの磁気媒体、ＳＳＤ、フラッシュメモリもしくはＥＥＰＲＯＭなどの電子媒体、および／または光ディスクドライブなどの光学媒体を採用する１つまたは複数のメモリユニットを備え得る。各当事者１０３のコンピュータ機器１０２上のメモリは、処理装置上で実行されるように構成された少なくとも１つのクライアントアプリケーション１０５のそれぞれのインスタンスを含むソフトウェアを記憶する。本明細書において所与の当事者１０３に帰する任意のアクションは、それぞれのコンピュータ機器１０２の処理装置上で実行されるソフトウェアを使用して実行され得ることが理解されよう。各当事者１０３のコンピュータ機器１０２は、少なくとも１つのユーザ端末、例えば、デスクトップもしくはラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、またはスマートウォッチなどのウェアラブルデバイスを含む。所与の当事者１０３のコンピュータ機器１０２はまた、ユーザ端末を介してアクセスされるクラウドコンピューティングリソースなどの１つまたは複数の他のネットワーク化されたリソースを含み得る。
【0036】
クライアントアプリケーション１０５は、最初に、１つまたは複数の適切なコンピュータ可読ストレージ上で任意の所与の当事者１０３のコンピュータ機器１０２に提供され得、例えば、サーバからダウンロードされ得るか、またはリムーバブルＳＳＤ、フラッシュメモリキー、リムーバブルＥＥＰＲＯＭ、リムーバブル磁気ディスクドライブ、磁気フロッピーディスクもしくはテープ、ＣＤもしくはＤＶＤ ＲＯＭなどの光ディスク、またはリムーバブル光学ドライブなどのリムーバブル記憶デバイス上で提供され得る。
【0037】
クライアントアプリケーション１０５は、少なくとも「ウォレット」機能を備える。これは２つの主要な機能を有する。これらのうちの１つは、それぞれの当事者１０３が、トランザクション１５２を作成し、認可し（例えば署名し）、１つまたは複数のビットコインノード１０４に送信することを可能にして、トランザクション１５２を、ブロックチェーンノード１０４のネットワーク全体に伝搬させ、それによってブロックチェーン１５０に含まれるようにすることである。もう１つは、それぞれの当事者に、その当事者が現在所有しているデジタル資産の額を報告することである。出力ベースのシステムでは、この第２の機能は、当該当事者に属するブロックチェーン１５０全体に散在している様々なトランザクション１５２の出力において定義された額を照合することを含む。
【0038】
様々なクライアント機能が、所与のクライアントアプリケーション１０５に統合されるものとして説明され得るが、必ずしもこれに限定されず、代わりに、本明細書で説明される任意のクライアント機能は、例えば、ＡＰＩを介してインターフェースする、または一方が他方へのプラグインである２つ以上の別個のアプリケーション一式において実装され得ることに留意されたい。より一般的には、クライアント機能は、アプリケーション層もしくはオペレーティングシステムなどの下位層、またはこれらの任意の組合せにおいて実装され得る。以下では、クライアントアプリケーション１０５に関して説明するが、これに限定されないことが理解されよう。
【0039】
各コンピュータ機器１０２上のクライアントアプリケーションまたはソフトウェア１０５のインスタンスは、ネットワーク１０６のブロックチェーンノード１０４のうちの少なくとも１つに動作可能に結合される。これにより、クライアント１０５のウォレット機能はトランザクション１５２をネットワーク１０６に送信することができる。クライアント１０５はまた、それぞれの当事者１０３が受信者である任意のトランザクションについてブロックチェーン１５０にクエリを行うためにブロックチェーンノード１０４にコンタクトすることができる（または、実施形態では、ブロックチェーン１５０は、部分的にその公開性（public visibility）を通じてトランザクションにおける信頼を提供する公共施設であるので、実際にブロックチェーン１５０における他の当事者のトランザクションを検査する）。各コンピュータ機器１０２上のウォレット機能は、トランザクションプロトコルにしたがってトランザクション１５２を定式化し、送信するように構成される。上述したように、各ブロックチェーンノード１０４は、ブロックチェーンノードプロトコルにしたがってトランザクション１５２を妥当性確認し、トランザクション１５２をフォワードして、それらをブロックチェーンネットワーク１０６全体に伝搬するように構成されたソフトウェアを実行する。トランザクションプロトコルおよびノードプロトコルは互いに対応し、所与のトランザクションプロトコルは所与のノードプロトコルに従い（go with）、一緒に所与のトランザクションモデルを実装する。ブロックチェーン１５０内のすべてのトランザクション１５２に対して同じトランザクションプロトコルが使用される。ネットワーク１０６内のすべてのノード１０４によって同じノードプロトコルが使用される。
【0040】
所与の当事者１０３、例えばアリスが、ブロックチェーン１５０に含まれるべき新しいトランザクション１５２ｊを送信することを望むとき、アリスは、関連トランザクションプロトコルにしたがって（アリスのクライアントアプリケーション１０５内のウォレット機能を使用して）新しいトランザクションを定式化する。次いで、アリスは、クライアントアプリケーション１０５から、アリスが接続されている１つまたは複数のブロックチェーンノード１０４にトランザクション１５２を送信する。例えば、これは、アリスのコンピュータ１０２に最良に接続されたブロックチェーンノード１０４であり得る。任意の所与のブロックチェーンノード１０４は、新しいトランザクション１５２ｊを受信すると、ブロックチェーンノードプロトコルおよびそのそれぞれの役割にしたがってそれを処理する。これは、新たに受信されたトランザクション１５２ｊが「有効」であるための特定の条件を満たすかを最初にチェックすることを含み、その例については、以下でより詳細に説明する。いくつかのトランザクションプロトコルでは、妥当性確認のための条件は、トランザクション１５２に含まれるスクリプトによってトランザクションごとに構成可能であり得る。代替的に、条件は、単にノードプロトコルの組込み特徴であってもよいし、スクリプトとノードプロトコルとの組合せによって定義されてもよい。
【0041】
新たに受信されたトランザクション１５２ｊが、有効であるとみなされるためのテストにパスすることを条件として（すなわち、それが「妥当性確認される」ことを条件として）、トランザクション１５２ｊを受信する任意のブロックチェーンノード１０４は、そのブロックチェーンノード１０４において維持されるトランザクションの順序付きセット１５４に新たな妥当性確認済みトランザクション１５２を追加する。さらに、トランザクション１５２ｊを受信する任意のブロックチェーンノード１０４は、妥当性確認済みトランザクション１５２をネットワーク１０６内の１つまたは複数の他のブロックチェーンノード１０４へと前方に伝搬する。各ブロックチェーンノード１０４は同じプロトコルを適用するので、トランザクション１５２ｊが有効であると仮定すると、これは、ネットワーク１０６全体にわたってすぐに伝搬されることを意味する。
【0042】
所与のブロックチェーンノード１０４において維持される保留中のトランザクションの順序付きプール１５４に承認されると、そのブロックチェーンノード１０４は、新しいトランザクション１５２を含むそれぞれのプール１５４の最新バージョンに対してプルーフオブワークパズルを解こうと競い始める（他のブロックチェーンノード１０４が、トランザクションの異なるプール１５４に基づいてパズルを解こうと試みている可能性があるが、どのノードでも最初に解いたものが、最新のブロック１５１に含まれるトランザクションのセットを定義することを想起されたい。最終的に、ブロックチェーンノード１０４は、アリスのトランザクション１５２ｊを含む順序付きプール１５４の一部についてパズルを解くことになる。）新しいトランザクション１５２ｊを含むプール１５４に対してプルーフオブワークが行われると、それは普遍的にブロックチェーン１５０内のブロック１５１のうちの１つの一部となる。各トランザクション１５２は、先のトランザクションへ戻るポインタを含むので、トランザクションの順序も不変的に記録される。
【0043】
異なるブロックチェーンノード１０４は、最初、所与のトランザクションの異なるインスタンスを受信し得るので、１つのインスタンスが新しいブロック１５１において公開される（この時点で、公開されたインスタンスが唯一の有効なインスタンスであることにすべてのブロックチェーンノード１０４が同意している）までは、どのインスタンスが「有効」であるかについて相反する見解を有する。ブロックチェーンノード１０４が１つのインスタンスを有効として受け入れ、次いで、別のインスタンスがブロックチェーン１５０に記録されていることを発見した場合、そのブロックチェーンノード１０４は、これを受け入れなければならず、最初に受け入れたインスタンス（すなわち、ブロック１５１で公開されていないもの）を破棄する（すなわち、無効として扱う）。
【0044】
いくつかのブロックチェーンネットワークによって動作される代替タイプのトランザクションプロトコルは、アカウントベースのトランザクションモデルの一部として、「アカウントベース」プロトコルと呼ばれ得る。アカウントベースの場合、各トランザクションは、過去のトランザクションのシーケンスにおける先行するトランザクションのＵＴＸＯを参照することによってではなく、絶対アカウント残高を参照することによって転送されるべき額を定義する。すべてのアカウントの現在の状態は、ブロックチェーンとは別個にそのネットワークのノードによって記憶され、絶えず更新される。そのようなシステムでは、トランザクションは、アカウントの実行中のトランザクションタリー（「ポジション」とも呼ばれる）を使用して順序付けられる。この値は、送信者によってその暗号署名の一部として署名され、トランザクション参照計算の一部としてハッシュされる。加えて、トランザクションにおけるオプションのデータフィールドも署名することができる。このデータフィールドは、例えば、前のトランザクションＩＤがデータフィールドに含まれている場合、前のトランザクションを指し示し得る。
【0045】
ＵＴＸＯベースのモデル
図２は、例示的なトランザクションプロトコルを示す。これは、ＵＴＸＯベースのプロトコルの例である。トランザクション１５２（「Ｔｘ」と略記される）は、ブロックチェーン１５０の基本的なデータ構造である（各ブロック１５１は１つまたは複数のトランザクション１５２を含む）。以下では、出力ベースまたは「ＵＴＸＯ」ベースのプロトコルを参照して説明する。しかしながら、これはすべての可能な実施形態に限定されない。例示的なＵＴＸＯベースのプロトコルは、ビットコインを参照して説明されるが、他の例示的なブロックチェーンネットワーク上でも等しく実装され得ることに留意されたい。
図２は、例示的なトランザクションプロトコルを示す。これは、ＵＴＸＯベースのプロトコルの例である。トランザクション１５２（「Ｔｘ」と略記される）は、ブロックチェーン１５０の基本的なデータ構造である（各ブロック１５１は１つまたは複数のトランザクション１５２を含む）。以下では、出力ベースまたは「ＵＴＸＯ」ベースのプロトコルを参照して説明する。しかしながら、これはすべての可能な実施形態に限定されない。例示的なＵＴＸＯベースのプロトコルは、ビットコインを参照して説明されるが、他の例示的なブロックチェーンネットワーク上でも等しく実装され得ることに留意されたい。
【0046】
ＵＴＸＯベースのモデルでは、各トランザクション（「Ｔｘ」）１５２は、１つまたは複数の入力２０２および１つまたは複数の出力２０３を含むデータ構造を含む。各出力２０３は、未使用トランザクション出力（ＵＴＸＯ）を含み得、これは、（ＵＴＸＯがまだ償還されていない場合）別の新しいトランザクションの入力２０２のソースとして使用され得る。ＵＴＸＯは、デジタル資産の額を指定する値を含む。これは、分散型台帳上のトークンの設定数を表す。ＵＴＸＯはまた、他の情報の中でも、元となるトランザクションのトランザクションＩＤを含み得る。トランザクションデータ構造は、入力フィールド（複数可）２０２および出力フィールド（複数可）２０３のサイズを示すインジケータを含み得るヘッダ２０１も含み得る。ヘッダ２０１はまた、トランザクションのＩＤを含み得る。実施形態では、トランザクションＩＤは、（トランザクションＩＤ自体を除く）トランザクションデータのハッシュであり、ノード１０４にサブミットされる生のトランザクション１５２のヘッダ２０１に記憶される。
【0047】
アリス１０３ａが、当該デジタル資産の額をボブ１０３ｂに転送するトランザクション１５２ｊを作成することを望むとする。図２では、アリスの新しいトランザクション１５２ｊは「Ｔｘ1」とラベル付けされている。これは、シーケンス内の先行するトランザクション１５２ｉの出力２０３においてアリスにロックされたデジタル資産の額を取り、これのうちの少なくとも一部をボブに転送する。先行するトランザクション１５２ｉは、図２では「Ｔｘ0」とラベル付けされている。Ｔｘ0およびＴｘ1は、単なる任意のラベルである。それらは、Ｔｘ0がブロックチェーン１５１内の最初のトランザクションであること、またはＴｘ1がプール１５４内のすぐ次のトランザクションであることを必ずしも意味するものではない。Ｔｘ1は、アリスにロックされた未使用の出力２０３を依然として有する任意の先行する（すなわち先の）トランザクションを指し示すことができる。
【0048】
先行するトランザクションＴｘ0は、アリスが新しいトランザクションＴｘ1を作成した時点では、または少なくともアリスがそれをネットワーク１０６に送信する時点までには、すでに妥当性確認されブロックチェーン１５０のブロック１５１に含まれている可能性がある。それは、その時点でブロック１５１のうちの１つにすでに含まれていてもよいし、順序付きセット１５４で依然として待機していてもよく、この場合、すぐに新しいブロック１５１に含まれることになる。代替的に、Ｔｘ0およびＴｘ1を作成してネットワーク１０６に一緒に送信することもできるし、ノードプロトコルが「オーファン」トランザクションのバッファリングを可能にする場合には、Ｔｘ0をＴｘ1の後に送信することさえもできる。トランザクションのシーケンスの文脈において本明細書で使用される「先行する」および「後続の」という用語は、トランザクション内で指定されているトランザクションポインタ（どのトランザクションがどの他のトランザクションを指し示すかなど）によって定義されるシーケンス内のトランザクションの順序を指す。それらは、同様に、「先行するもの（predecessor）」および「後続するもの（successor）」、または「先の」および「後の」、「親」および「子」などと置き換えられ得る。これは、それらの作成、ネットワーク１０６への送信、または任意の所与のブロックチェーンノード１０４への到着の順序を必ずしも意味するものではない。それにもかかわらず、先行するトランザクション（先のトランザクションまたは「親」）を指し示す後続するトランザクション（後のトランザクションまたは「子」）は、親トランザクションが妥当性確認されない限り、妥当性確認されない。親より前にブロックチェーンノード１０４に到着する子は、オーファンとみなされる。それは、ノードプロトコルおよび／またはノード挙動に応じて、親を待つために特定の時間バッファされるかまたは破棄され得る。
【0049】
先行するトランザクションＴｘ0の１つまたは複数の出力２０３のうちの１つは、本明細書ではＵＴＸＯ0とラベル付けされた特定のＵＴＸＯを含む。各ＵＴＸＯは、ＵＴＸＯによって表されるデジタル資産の額を指定する値と、ロックスクリプトとを含み、ロックスクリプトは、後続のトランザクションが妥当性確認され、したがってＵＴＸＯが正常に償還されるために、後続のトランザクションの入力２０２内のロック解除スクリプトが満たさなければならない条件を定義する。典型的には、ロックスクリプトは、その額を特定の当事者（それが含まれるトランザクションの受益者）にロックする。すなわち、ロックスクリプトは、典型的には、後続のトランザクションの入力内のロック解除スクリプトに、先行するトランザクションがロックされる当事者の暗号署名が含まれるという条件を含むロック解除条件を定義する。
【0050】
ロックスクリプト（通称scriptPubKey）は、ノードプロトコルによって認識されるド主固有言語で書かれたコードの一部分である。そのような言語の特定の例は、ブロックチェーンネットワークによって使用される「スクリプト（Script）」（大文字Ｓ）と呼ばれる。ロックスクリプトは、トランザクション出力２０３を使用するためにどの情報が必要とされるか、例えばアリスの署名の必要性、を指定する。ロック解除スクリプトはトランザクションの出力に現れる。ロック解除スクリプト（通称scriptSig）は、ロックスクリプト基準を満たすのに必要な情報を提供するド主固有言語で書かれたコードの一部分である。例えば、それはボブの署名を含み得る。ロック解除スクリプトは、トランザクションの入力２０２に現れる。
【0051】
つまり、図示の例では、Ｔｘ0の出力２０３内のＵＴＸＯ0は、ＵＴＸＯ0が償還されるために（厳密には、ＵＴＸＯ0を償還しようとする後続のトランザクションが有効となるために）アリスの署名Ｓｉｇ ＰAを必要とするロックスクリプト[Checksig PA]を含む。[Checksig PA]は、アリスの公開鍵－秘密鍵ペアの公開鍵ＰAの表現（すなわち、ハッシュ）を含む。Ｔｘ1の入力２０２は、（例えば、実施形態ではトランザクションＴｘ0全体のハッシュであるそのトランザクションＩＤ、ＴｘＩＤ0によって）Ｔｘ1を指し示すポインタを含む。Ｔｘ1の入力２０２は、Ｔｘ0の任意の他の可能な出力の中からＵＴＸＯ0を識別するために、Ｔｘ0内のＵＴＸＯ0を識別するインデックスを含む。Ｔｘ1の入力２０２は、アリスが鍵ペアのアリスの秘密鍵をデータの所定の部分（暗号では「メッセージ」と呼ばれることもある）に適用することによって作成された、アリスの暗号署名を含むロック解除スクリプト<Sig PA>をさらに含む。有効な署名を提供するためにアリスによって署名される必要があるデータ（または「メッセージ」）は、ロックスクリプトによって、またはノードプロトコルによって、またはこれらの組合せによって定義され得る。
【0052】
新しいトランザクションＴｘ1がブロックチェーンノード１０４に到着すると、ノードはノードプロトコルを適用する。これは、ロックスクリプトおよびロック解除スクリプトを一緒に実行して、ロック解除スクリプトがロックスクリプトで定義されている条件（この条件は１つまたは複数の基準を含み得る）を満たすかどうかをチェックすることを含む。実施形態では、これは２つのスクリプトを連結することを含む：
<Sig PA> <PA> || [Checksig PA]
ここで、「||」は連結を表し、「<…>」はデータをスタックに置くことを意味し、「[…]」はロックスクリプト（この例ではスタックベースの言語）で構成される関数である。同等に、スクリプトは、スクリプトを連結するのではなく、共通スタックを用いて次々に実行され得る。いずれにしても、一緒に実行されるとき、スクリプトは、Ｔｘ0の出力内のロックスクリプトに含まれるようなアリスの公開鍵ＰAを使用して、Ｔｘ1の入力内のロック解除スクリプトが、データの予想される部分に署名したアリスの署名を含むことを認証する。データの予想される部分自体（「メッセージ」）はまた、この認証を実行するために含まれる必要がある。実施形態では、署名されたデータは、Ｔｘ1の全体を含む（つまり、平文のデータの署名された部分を指定する別個の要素は、すでに本質的に存在するので、含まれる必要はない）。
<Sig PA> <PA> || [Checksig PA]
ここで、「||」は連結を表し、「<…>」はデータをスタックに置くことを意味し、「[…]」はロックスクリプト（この例ではスタックベースの言語）で構成される関数である。同等に、スクリプトは、スクリプトを連結するのではなく、共通スタックを用いて次々に実行され得る。いずれにしても、一緒に実行されるとき、スクリプトは、Ｔｘ0の出力内のロックスクリプトに含まれるようなアリスの公開鍵ＰAを使用して、Ｔｘ1の入力内のロック解除スクリプトが、データの予想される部分に署名したアリスの署名を含むことを認証する。データの予想される部分自体（「メッセージ」）はまた、この認証を実行するために含まれる必要がある。実施形態では、署名されたデータは、Ｔｘ1の全体を含む（つまり、平文のデータの署名された部分を指定する別個の要素は、すでに本質的に存在するので、含まれる必要はない）。
【0053】
公開－秘密暗号法による認証の詳細は、当業者によく知られている。基本的に、アリスが自身の秘密鍵を使用してメッセージに署名した場合、アリスの公開鍵および平文のメッセージが与えられると、ノード１０４などの別のエンティティは、メッセージがアリスによって署名されたものに違いないことを認証することができる。署名は、典型的には、メッセージをハッシュし、ハッシュに署名し、これを署名としてメッセージにタグ付けすることを含み、これにより、公開鍵の任意の保持者が署名を認証することができる。したがって、データの特定の部分またはトランザクションの一部などに署名することへの本明細書におけるいかなる参照も、実施形態では、データのその部分またはトランザクションの一部のハッシュに署名することを意味し得ることに留意されたい。
【0054】
Ｔｘ1内のロック解除スクリプトが、Ｔｘ0のロックスクリプト内で指定されている１つまたは複数の条件を満たす場合（つまり、図示の例では、アリスの署名がＴｘ1内で提供され、認証された場合）、ブロックチェーンノード１０４は、Ｔｘ1が有効であるとみなす。これは、ブロックチェーンノード１０４が、保留中のトランザクションの順序付きプール１５４にＴｘ1を追加することとなることを意味する。ブロックチェーンノード１０４はまた、トランザクションＴｘ1をネットワーク１０６内の１つまたは複数の他のブロックチェーンノード１０４にフォワードして、トランザクションＴｘ1がネットワーク１０６全体に伝搬されるようにする。Ｔｘ1が妥当性確認されてブロックチェーン１５０に含まれると、これは、Ｔｘ0からのＵＴＸＯ0を使用済みとして定義する。Ｔｘ1は、未使用トランザクション出力２０３を使用する場合にのみ有効になり得ることに留意されたい。別のトランザクション１５２によってすでに使用された出力を使用しようとする場合、Ｔｘ1は、他のすべての条件が満たされたとしても無効になる。したがって、ブロックチェーンノード１０４はまた、先行するトランザクションＴｘ0内の参照されたＵＴＸＯがすでに使用済みであるかどうか（すなわち、それが別の有効なトランザクションへの有効な入力をすでに形成したかどうか）をチェックする必要がある。これは、ブロックチェーン１５０がトランザクション１５２に定義された順序を課すことが重要である１つの理由である。実際には、所与のブロックチェーンノード１０４は、どのトランザクション１５２内のどのＵＴＸＯ２０３が使用されたかをマーキングする別個のデータベースを維持し得るが、最終的には、ＵＴＸＯが使用されたかどうかを定義するものは、ブロックチェーン１５０内の別の有効なトランザクションへの有効な入力をすでに形成しているかどうかである。
【0055】
所与のトランザクション１５２のすべての出力２０３において指定された総額が、そのすべての入力２０２によって指し示された総額よりも大きい場合、これは、ほとんどのトランザクションモデルにおいて無効性の別の根拠となる。したがって、そのようなトランザクションは、伝搬されることも、ブロック１５１に含まれることもないであろう。
【0056】
ＵＴＸＯベースのトランザクションモデルでは、所与のＵＴＸＯが全体として使用される必要があることに留意されたい。ＵＴＸＯにおいて使用済みとして定義された額の一部は、別の一部が使用されていても、「後に残す」ことはできない。しかしながら、次のトランザクションの複数の出力間でＵＴＸＯからの額を分割することはできる。例えば、Ｔｘ0内のＵＴＸＯ0において定義された額を、Ｔｘ1内の複数のＵＴＸＯ間で分割することができる。したがって、アリスが、ＵＴＸＯ0において定義された額のすべてをボブに与えたくない場合、アリスは、リマインダを使用して、Ｔｘ1の第２の出力において自分自身に残りを与えるか、または別の当事者に支払うことができる。
【0057】
実際には、アリスはまた、通常、アリスのトランザクション１０４をブロック１５１に成功裏に含めるビットコインノード１０４に対する手数料を含める必要がある。アリスがそのような手数料を含めない場合、Ｔｘ0は、ブロックチェーンノード１０４によって拒否され得、したがって、技術的に有効であっても、伝搬されず、ブロックチェーン１５０に含まれない可能性がある（ノードプロトコルは、ブロックチェーンノード１０４が望まない場合にトランザクション１５２を受け入れることを強制しない）。いくつかのプロトコルでは、トランザクション手数料は、それ自体の別個の出力２０３を必要としない（すなわち、別個のＵＴＸＯを必要としない）。代わりに、所与のトランザクション１５２の入力（複数可）２０２によって指し示される総額と出力（複数可）２０３で指定されている総額との間の任意の差が、トランザクションを公開するブロックチェーンノード１０４に自動的に与えられる。例えば、ＵＴＸＯ0へのポインタがＴｘ1への唯一の入力であり、Ｔｘ1は唯一の出力ＵＴＸＯ1を有するとする。ＵＴＸＯ0において指定されたデジタル資産の額がＵＴＸＯ1において指定された額よりも大きい場合、その差分は、ＵＴＸＯ1を含むブロックを生成するためのプルーフオブワーク競争に勝つノード１０４によって割り当てられ得る。しかしながら、代替的にまたは追加的に、トランザクション手数料がトランザクション１５２のＵＴＸＯ２０３のうちのそれ自体の１つにおいて明示的に指定され得ることは必ずしも除外されない。
【0058】
アリスおよびボブのデジタル資産は、ブロックチェーン１５０内のどこかで任意のトランザクション１５２においてそれらにロックされたＵＴＸＯから構成される。したがって、典型的には、所与の当事者１０３の資産は、ブロックチェーン１５０全体にわたる様々なトランザクション１５２のＵＴＸＯ全体に散在している。ブロックチェーン１５０内のどこにも、所与の当事者１０３の総残高を定義する数字は記憶されない。クライアントアプリケーション１０５におけるウォレット機能の役割は、それぞれの当事者にロックされ、別の前方のトランザクションでまだ使用されていない様々なＵＴＸＯのすべての値を一緒に照合することである。これは、ビットコインノード１０４のいずれかに記憶されたブロックチェーン１５０のコピーにクエリを行うことによって行うことができる。
【0059】
スクリプトコードは、多くの場合、概略的に（すなわち、正確な言語を使用せずに）表されることに留意されたい。例えば、特定の機能を表すためにオペレーションコード（オペコード）が使用され得る。「OP_...」は、スクリプト言語の特定のオペコードを指す。例として、ＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮは、ロックスクリプトの最初にＯＰ＿ＦＡＬＳＥが先行するときに、トランザクション内にデータを記憶することができ、それによってデータをブロックチェーン１５０内に不変的に記録することができる、トランザクションの使用不可能な出力を作成するスクリプト言語のオペコードである。例えば、データは、ブロックチェーンに記憶することが望まれる文書を含み得る。
【0060】
典型的には、トランザクションの入力は、公開鍵ＰAに対応するデジタル署名を含む。実施形態において、これは、楕円曲線ｓｅｃｐ２５６ｋ１を使用するＥＣＤＳＡに基づく。デジタル署名は、データの特定の一部分に署名する。いくつかの実施形態では、所与のトランザクションについて、署名は、トランザクション入力の一部、およびトランザクション出力の一部または全部に署名する。署名された出力の特定の部分は、ＳＩＧＨＡＳＨフラグに依存する。ＳＩＧＨＡＳＨフラグは、通常、どの出力が署名されるかを選択するために署名の最後に含まれる４バイトコードである（したがって、署名時に固定される）。
【0061】
ロックスクリプトは、典型的には、それぞれのトランザクションがロックされる当事者の公開鍵を含むという事実を指して、「scriptPubKey」と呼ばれることがある。ロック解除スクリプトは、典型的には、それが対応する署名を供給するという事実を指して「scriptSig」と呼ばれることがある。しかしながら、より一般的には、ＵＴＸＯが償還されるための条件が署名を認証することを含むことは、ブロックチェーン１５０のすべてのアプリケーションにおいて必須ではない。より一般的には、スクリプト言語を使用して、任意の１つまたは複数の条件を定義することができる。したがって、より一般的な用語「ロックスクリプト」および「ロック解除スクリプト」が好まれ得る。
【0062】
図１に示すように、アリスおよびボブのコンピュータ機器１０２ａ、１２０ｂの各々上のクライアントアプリケーションは、それぞれ、追加の通信機能を含み得る。この追加の機能により、（いずれかの当事者または第三者の扇動で）アリス１０３ａは、ボブ１０３ｂと別個のサイドチャネル１０７を確立することができる。サイドチャネル１０７は、ブロックチェーンネットワークとは別でのデータの交換を可能にする。そこのような通信は、「オフチェーン」通信と呼ばれることがある。例えば、これは、当事者の一方がトランザクションをネットワーク１０６にブロードキャストすることを選択するまで、トランザクションが（まだ）ブロックチェーンネットワーク１０６に登録されることなく、またはチェーン１５０上に進むことなく、アリスとボブとの間でトランザクション１５２を交換するために使用され得る。このようにトランザクションを共有することは、「トランザクションテンプレート」の共有と呼ばれることがある。トランザクションテンプレートは、完全なトランザクションを形成するために必要とされる１つまたは複数の入力および／または出力を欠いていてもよい。代替的にまたは追加的に、サイドチャネル１０７は、鍵、交渉された額または条件、データコンテンツなどの任意の他のトランザクション関連データを交換するために使用され得る。
【0063】
サイドチャネル１０７は、ブロックチェーンネットワーク１０６と同じパケット交換ネットワーク１０１を介して確立され得る。代替的にまたは追加的に、サイドチャネル３０１は、モバイルセルラーネットワークなどの異なるネットワーク、またはローカルワイヤレスネットワークなどのローカルエリアネットワーク、またはさらにはアリスのデバイス１０２ａとボブのデバイス１０２ｂとの間の直接のワイヤードまたはワイヤレスリンクを介して確立され得る。一般に、本明細書のどこでも、参照されるサイドチャネル１０７は、「オフチェーン」すなわちブロックチェーンネットワーク１０６とは別でデータを交換するための１つまたは複数のネットワーキング技術または通信媒体を介した任意の１つまたは複数のリンクを含み得る。２つ以上のリンクが使用される場合、全体としてのオフチェーンリンクの束または集合は、サイドチャネル１０７と呼ばれ得る。したがって、アリスおよびボブがサイドチャネル１０７上で情報またはデータの特定の部分などを交換するといわれている場合、これは、これらのデータの部分のすべてが全く同じリンクまたは同じタイプのネットワーク上で送信されなければならないことを必ずしも意味するものではないことに留意されたい。
【0064】
ＢＩＰ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＶＥＳ
以下では、鍵を生成し、鍵を導出するためのアルゴリズムの例として、いくつかのＢＩＰプロトコルのプロパティを説明する。実施形態では、現在開示されている方式は、ＢＩＰプロトコルの改良として適用され得るが、より一般的には、開示される方式は、鍵が導出されるシードを生成するための任意のタイプのアルゴリズムに適用可能であり得ることが理解されよう。
以下では、鍵を生成し、鍵を導出するためのアルゴリズムの例として、いくつかのＢＩＰプロトコルのプロパティを説明する。実施形態では、現在開示されている方式は、ＢＩＰプロトコルの改良として適用され得るが、より一般的には、開示される方式は、鍵が導出されるシードを生成するための任意のタイプのアルゴリズムに適用可能であり得ることが理解されよう。
【0065】
シード生成
ＢＩＰ３２では、シードＳは、ＰＲＮＧから生のビット列として生成される。そのようなシードのビットサイズは、マスタ鍵を導出するためにシードが提供するエントロピーのサイズに等しい。推奨サイズは２５６ビットである。ユーザは、生のシードＳを書き留めて、安全に保管し、ウォレットを回復または共有する必要があるときにそれを通信することが要求される。人間は、バイナリ文字列を直接操作する場合、これらのタスクに失敗する傾向がある。
ＢＩＰ３２では、シードＳは、ＰＲＮＧから生のビット列として生成される。そのようなシードのビットサイズは、マスタ鍵を導出するためにシードが提供するエントロピーのサイズに等しい。推奨サイズは２５６ビットである。ユーザは、生のシードＳを書き留めて、安全に保管し、ウォレットを回復または共有する必要があるときにそれを通信することが要求される。人間は、バイナリ文字列を直接操作する場合、これらのタスクに失敗する傾向がある。
【0066】
ＢＩＰ３９では、最初にＰＲＮＧから生のビット列が生成され、「許容されるエントロピーのサイズ」の示された範囲は、１２８～２５６ビットである。そして、２０４８＝２11個のワードを含む辞書が提案されており、ここで、各ワードは、異なる１１ビットのバイナリ値に対応する。次に、初期エントロピーは、最大２４個のワードから構成されるニーモニックフレーズに変換される。以下では、最初に生成された生のシードとニーモニックフレーズとを区別するために、それらは、それぞれＳおよびＳWで示される。ＳをＳWに変換するために、最初にＳを１１ビットの部分文字列に分割する。チェックサムを最後の部分文字列に付加して、１１ビット長にする。各部分文字列は、辞書の対応するワードで置き換えられ、Ｓは、これらのワードのシーケンスとして提示される。ワードのＳWの長さとＳのビットサイズとの間の関係を以下の表に示す。
【表1】
【0067】
ワードのランダムシーケンスを通信することは、バイナリ文字列を通信するよりもユーザフレンドリーである。残る課題は、セキュリティとユーザビリティとが相反する目的であることである。ウォレットセキュリティは、シードエントロピーの増加とともに高まる。これにより、記憶がますます困難または実行不可能になる程度までニーモニックフレーズの長さが増加する。この課題のバランスをとるために、ＢＩＰ３９は、許容されるエントロピーに上限を課す。
【0068】
鍵ツリー導出におけるシードの役割
生成されたシードＳは、マスタ秘密鍵ｓｋmasterを導出する際に必要とされるエントロピーを提供する。
この導出は、ＢＩＰ３２に記載されているように、アルゴリズム１に従う。
生成されたシードＳは、マスタ秘密鍵ｓｋmasterを導出する際に必要とされるエントロピーを提供する。
この導出は、ＢＩＰ３２に記載されているように、アルゴリズム１に従う。
【0069】
アルゴリズム１．マスタ鍵導出
・ Ｉ＝ＨＭＡＣ＿ＳＨＡ５１２（Ｋｅｙ＝“Ｂｉｔｃｏｎ ｓｅｅｄ”，Ｄａｔａ＝Ｓ）を計算する。
・ Ｉを２つの３２バイト列に分割する：ＩLおよびＩR。
・ ｐａｒｓｅ２５６（ＩL）を使用して、左の３２バイト列を（最上位バイトから）２５６ビットの数値として解釈する。
この数値がマスタシークレット鍵ｓｋmasterである。
・ ｐａｒｓｅ２５６（ＩR）を使用して、右の３２バイト列を２５６ビットの数値として解釈する。
これは、マスタチェーンコードｃmasterである。
・ ｓｋmaster＝０または≧ｎである場合、ｓｋmasterは無効であり、新しいシードＳが生成される。
・ Ｉ＝ＨＭＡＣ＿ＳＨＡ５１２（Ｋｅｙ＝“Ｂｉｔｃｏｎ ｓｅｅｄ”，Ｄａｔａ＝Ｓ）を計算する。
・ Ｉを２つの３２バイト列に分割する：ＩLおよびＩR。
・ ｐａｒｓｅ２５６（ＩL）を使用して、左の３２バイト列を（最上位バイトから）２５６ビットの数値として解釈する。
この数値がマスタシークレット鍵ｓｋmasterである。
・ ｐａｒｓｅ２５６（ＩR）を使用して、右の３２バイト列を２５６ビットの数値として解釈する。
これは、マスタチェーンコードｃmasterである。
・ ｓｋmaster＝０または≧ｎである場合、ｓｋmasterは無効であり、新しいシードＳが生成される。
【0070】
次に、シードＳからエントロピーが埋め込まれている、マスタ秘密鍵ｓｋmasterおよびチェーンコードｃmasterを使用して、鍵ツリーの残りを導出する。アルゴリズム２では、ｓｋmasterおよびｃmasterは、最初の親の鍵ｓｋparentおよびチェーンコードｃparentである。次いで、鍵導出のチェーンにおいて、親が子を生み、次に子が親になる。子の秘密鍵ｓｋchild,iおよびチェーンコードｃchild,iは以下のように導出される。
【0071】
アルゴリズム２．鍵ツリー導出：強化された子鍵および強化されていない子鍵
・ 鍵インデックスｉ≧２31である場合、子は、強化された鍵であり、以下から導出される：
ここで、ｓｅｒ256（ｓｋparent）は、整数ｓｋparentを（最上位バイトから）３２バイトのシーケンスにシリアライズする。また、ｓｅｒ32（ｉ）は、３２ビットの符号なし整数ｉを４バイトのシーケンスにシリアライズし、０×００で、ｓｅｒ256（ｓｋpar）を３３バイトの長さにパッディングする。
・ 鍵インデックスｉ＜２31である場合、子は、強化されていない鍵であり、以下から導出される：
ここで、ｓｅｒp（ｓｋparent・Ｇ）は、点座標ｓｋparent・Ｇ＝（ｘ，ｙ）を圧縮形式のバイト列（０×０２または０×０３）||ｓｅｒ256（ｘ）にシリアライズし、ここで、ヘッダバイトは、省略されたｙ座標の符号に依存する。
・ Ｉを２つの３２バイト列に分割する：ＩLおよびＩR。
・ 子鍵ｓｋchild,i＝ｐａｒｓｅ２５６（ＩL）＋ｓｋparent（ｍｏｄ ｎ）を返す、ここで、ｎ＝である。
・ 子チェーンコードｃchild,i＝ＩRを返す。
・ ｐａｒｓｅ２５６（ＩL）≧ｎまたはｓｋchild,i＝０である場合、ｓｋchild,iは無効であり、ｉの次の値でアルゴリズムを継続する（この確率は≦２-127である）。
・ 鍵インデックスｉ≧２31である場合、子は、強化された鍵であり、以下から導出される：
【数1】
・ 鍵インデックスｉ＜２31である場合、子は、強化されていない鍵であり、以下から導出される：
【数2】
・ Ｉを２つの３２バイト列に分割する：ＩLおよびＩR。
・ 子鍵ｓｋchild,i＝ｐａｒｓｅ２５６（ＩL）＋ｓｋparent（ｍｏｄ ｎ）を返す、ここで、ｎ＝である。
・ 子チェーンコードｃchild,i＝ＩRを返す。
・ ｐａｒｓｅ２５６（ＩL）≧ｎまたはｓｋchild,i＝０である場合、ｓｋchild,iは無効であり、ｉの次の値でアルゴリズムを継続する（この確率は≦２-127である）。
【0072】
バイオロックシード
本発明の実施形態は、シードまたは何らかの他のシークレット値がバイオメトリックボールトシステムにおいてブロックチェーン上に記憶されることを可能にする。システム内のバイオメトリックボールトは、ユーザの生体特徴に基づいて、例えば、ユーザの指紋（複数可）に基づいてロックされ、したがって、それらに基づいてのみロック解除することができる。すなわち、例えば、ライブ読み取り中に指紋から生体情報が抽出され、ボールトシステム内のシードをロックするために使用される。したがって、ボールトシステムは、ユーザの生体データに一意にリンクされる。次いで、ボールトシステムは、別の読み取りに基づいて、例えば、ユーザの指紋をスキャンすることによって、後でロック解除され得る。後述するように、ボールトシステムはまた、例えば、同じもしくは異なるタイプの、および／または同じもしくは異なるユーザの複数のバイオメトリック読み取り値に基づいて生成され得る。
本発明の実施形態は、シードまたは何らかの他のシークレット値がバイオメトリックボールトシステムにおいてブロックチェーン上に記憶されることを可能にする。システム内のバイオメトリックボールトは、ユーザの生体特徴に基づいて、例えば、ユーザの指紋（複数可）に基づいてロックされ、したがって、それらに基づいてのみロック解除することができる。すなわち、例えば、ライブ読み取り中に指紋から生体情報が抽出され、ボールトシステム内のシードをロックするために使用される。したがって、ボールトシステムは、ユーザの生体データに一意にリンクされる。次いで、ボールトシステムは、別の読み取りに基づいて、例えば、ユーザの指紋をスキャンすることによって、後でロック解除され得る。後述するように、ボールトシステムはまた、例えば、同じもしくは異なるタイプの、および／または同じもしくは異なるユーザの複数のバイオメトリック読み取り値に基づいて生成され得る。
【0073】
簡潔にするために、本発明の実施形態は、上記で説明したように、アリス１０３ａを参照して説明される。すなわち、本発明の実施形態は、アリス１０３ａによって実行され得る。これは、実施形態がアリス１０３ａなどのユーザによってのみ実行可能であることを意味しないことに留意されたい。むしろ、本発明の実施形態は、上記のアリス１０３ａに起因するアクションのうちのいくつかまたはすべてを実行するように構成されたコンピューティングデバイスによって実行され得る。同様に、実施形態は、上記のボブ１０３ｂに起因するアクションのうちのいくつかまたはすべてを実行するように構成されたクライアントアプリケーションを実行するコンピューティングデバイスを操作するユーザによって実行され得る。また、実施形態が、ユーザ以外の当事者、例えば、１つまたは複数の物理サーバユニットを備えるサーバ、さらにはデータセンタ全体を操作する当事者によって実行され得ることも除外されない。
【0074】
一般に、方法は、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値を取得するステップと、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値において識別された生体特徴に基づいてボールトシステムを生成するステップとを含む。いくつかの例では、ボールトシステムを生成するために、各々がそれ自体のそれぞれの生体特徴を含む２つ以上のバイオメトリック読み取り値が使用され得る。バイオメトリック読み取りは、それぞれのバイオメトリック特性の観察、すなわち測定、記録などを指す。例えば、バイオメトリック特性は、指紋、虹彩、少なくとも１つの指静脈を含む指静脈パターン、少なくとも１つの手首静脈を含む手首静脈パターン、顔パターンなどであり得る。特定の例として、指紋は、例えば、モバイルデバイス内に埋め込まれた指紋スキャナを使用して「読み取る」ことができる。同様に、虹彩は、虹彩スキャナ、またはより一般的には眼球スキャナを使用して読み取ることができる。
【0075】
ボールトシステムが、単一のバイオメトリック読み取り値、例えば、指紋に基づいて生成され、したがってそれに基づいてロック解除されることとなる場合を考慮する（「指紋」という用語は、本明細書では、親指の指紋（thumbprint）も含むように使用されることに留意されたい）。これは、非限定的であり、本教示は、一般に、複数のバイオメトリック読み取り値を使用する場合に適用されることに留意されたい。
【0076】
アリス１０３ａは、例えば、自分の携帯電話またはラップトップを使用して、自身の指紋をスキャンする。アリス１０３ａ、厳密にはアリスのデバイスは、指紋内の複数の生体特徴を識別する。
【0077】
図３は、指紋内に存在し得る例示的な生体特徴、例えば、隆線、点、囲い、島などを示す。指紋の上にオーバーレイされたアライメント基準フレームも示されている。この例では、セクションは同心円であり、各同心円は１つまたは複数の特徴を含む。
【0078】
生体特徴を識別することは、読み取り内のありとあらゆる特徴を識別することを必ずしも意味するものではないが、それは除外されないことに留意されたい。例えば、いくつかの例では、特定のタイプの生体特徴のみが識別される。識別されることとなる特徴のタイプは、一般性の損失なしに適合させることができる。
【0079】
識別された生体特徴を使用して、アリス１０３ａは、１つまたは複数の第１のバイオメトリックボールトを生成する。各第１のバイオメトリックは、それぞれの第１レベルシークレット値をロックするために使用される。さらに後述するように、いくつかの実施形態では、第１レベルシークレット値は、例えば、秘密鍵を導出するためのシードとして使用され得る。他の実施形態では、第１レベルシークレット値を他の第１レベルシークレット値と一緒に使用して第２のシークレット値を生成し得、この第２のシークレット値を使用して秘密鍵が導出され得る。
【0080】
各第１のバイオメトリックボールトは、特定の生体特徴、例えば、指紋内のループに対応する。対応する生体特徴は、以下では、その第１のバイオメトリックボールトのターゲット特徴と呼ばれる。いくつかの例では、第１のバイオメトリックボールトは、各生体特徴について、または特定のタイプの生体特徴、例えば、ループのみ、について生成され得る。
【0081】
各第１のバイオメトリックボールトは、複数のバイナリデータペアを含む。各バイナリデータペアは、第１のバイナリ値および第２のバイナリ値を含む。第１のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、ターゲット生体特徴と、他の識別された生体特徴のうちのいくつかまたはすべてとに基づいて生成される。より具体的には、第１のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、識別された特徴のそれぞれの他の特徴に対するターゲット特徴のそれぞれのバイナリ表現（以下では「第１のバイナリ表現」と呼ばれる）である。例えば、第１の他の特徴に対するターゲット特徴のバイナリ表現、第２の他の特徴に対するターゲット特徴のバイナリ表現、以下同様である。
【0082】
これらの第１のバイナリ表現は、（互いに対する）マニューシャの相対的な表現およびアラインされていない表現である。後述するように、各ボールトについて、各ボールト内のデータペアは、最初にランダム関数変換をマニューシャに適用した後に生成されることが好ましい。
【0083】
したがって、第２のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、それぞれの第１のバイナリ表現と対にされる。それぞれの第１のバイナリ表現と対にされるそれらの第２のバイナリ値は、その第１のバイオメトリックボールトによってロックされた第１レベルシークレット値を再構築するために使用され得る。第１レベルシークレット値を再構築するためには、少なくともしきい値数の第２のバイナリ値が必要である。いくつかの例では、それらの第２のバイナリ値のすべてが必要とされる。
【0084】
より詳細に後述するように、第１のバイナリ値のうちのいくつかは、模擬生体特徴のバイナリ表現であり得る。生体特徴は、生体特徴に実際には存在しない特徴、すなわち、人工的に生成されたものであり、ユーザの実際のバイオメトリック特性の一部として存在しない。これらの特定のバイナリ表現は、バイオメトリック読み取り値に実際に存在する生体特徴に基づいて生成される第１のバイナリ表現と区別するために、以下では「模擬バイナリ表現」と呼ばれる。各模擬バイオメトリック表現は、第１の生体特徴と同じフォーマットをとるので、ボールトに記憶されたときに両者が区別できない。さらに、各模擬バイオメトリック表現は、模擬の第２のバイナリ値と対にされる。模擬の第２のバイナリ値は、第１レベルシークレット値を再構築するために使用することができない。追加的に、第１レベルシークレット値を再構築しようとする際に模擬の第２のバイナリ値が使用された場合、その試みは第１レベルシークレット値をもたらさない。すなわち、誤った値が導出されることになる。模擬生体特徴は、すべての場合に必要とされるわけではないことに留意されたい。
【0085】
これらの場合、すべてのボールトは、そのような模擬バイナリ表現を含み、好ましくは、ボールト内に少なくとも１：１０の割合で、例えば、３０個の実際のバイナリ表現と３００個の模擬バイナリ表現とが存在する。模擬バイナリ表現は、機能的に変換された実際の生体特徴の、模擬特徴に対する相対位置に基づく（模擬特徴は、バイオ特徴（実際または模擬のいずれか）間の最小距離が、異なる特徴として認識するための物理的しきい値を上回るように、反復的に追加される）。実際のバイナリ表現は、機能的に変換された実際の生体特徴の、別の実際の特徴に対する相対位置に基づく。
【0086】
アリス１０３ａは、１つまたは複数のブロックチェーントランザクションを生成する。各ブロックチェーントランザクションは、ブロックチェーン１５０上にそれぞれのボールトを、またはブロックチェーン上にボールトのそれぞれのスライス（すなわち、分割）を記憶するために使用される。いくつかの事例では、アリス１０３ａは、ブロックチェーントランザクション内にそれぞれの第１のバイオメトリックボールトを含み、ブロックチェーントランザクション（複数可）をブロックチェーンネットワーク１０６に送信する。他の事例では、アリス１０３ａは、１つまたは複数の第１のバイオメトリックボールトを２つ以上のスライスに分割し、次いで、各スライスを異なるブロックチェーントランザクションに含める。次いで、これらのトランザクションがブロックチェーンネットワーク１０６に送信される。
【0087】
他の実施形態では、アリス１０３ａは、第１のバイオメトリックボールトごとにそれぞれの第２のバイオメトリックボールトを生成する。各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含む。後述するように、各第２のバイオメトリックボールトは、さらなる情報を含み得る。第２のバイオメトリックボールト、または第２のバイオメトリックボールトのスライスは、ブロックチェーンネットワーク１０６に送信される前に異なるトランザクションに含まれる。
【0088】
いくつかの事例では、各第１または第２のバイオメトリックボールトは、それぞれのトランザクションに含まれる前に暗号化される。第１のバイオメトリックボールトまたは第２のバイオメトリックボールトがスライスに分割される場合、それらのスライスが暗号化され得る。
【0089】
各第１のバイオメトリックボールトについて、各第１のバイナリ表現は、それぞれの第１のベクトルに基づいて生成され得、ここで、各第１のベクトルは、それぞれの他の識別された特徴に対するターゲット生体特徴に基づいて生成される。第１のベクトルは、別の識別された特徴に対するターゲット生体特徴を記述する。例えば、第１のベクトルは、別の識別された特徴に対するターゲット特徴の相対位置、相対角度、および／または相対的な向きを記述し得る。いくつかの事例では、別の識別された特徴に対するターゲット特徴の相対位置、相対角度、および／または相対的な向きのそれぞれの第２のバイナリ表現が生成され、それぞれの第２のバイナリ表現（複数可）を使用して、それぞれの第１のバイナリ表現を生成する。例えば、第２のバイナリ表現は、連結されるか、または他の方法で組み合わされ得る。
【0090】
第１のバイナリ表現は、アライメントフリー型２値化技法を使用して生成され得る。このような技法は、中心基準フレームに対する各マニューシャのアライメントを考慮しない。代わりに、それは、図４に示されるように、マニューシャ特徴を他のマニューシャ特徴と相対的に考慮する。図４（ＬＨＳ）は、他のマニューシャ特徴によって囲まれたマニューシャ特徴を示し、図４（ＲＨＳ）は、他のマニューシャに対するマニューシャの位置を示す。
【0091】
マニューシャをＭiとし、それを、マニューシャＭjに関連して（ＮM－１）個のペア極性ベクトル（pear-polar vector）
のセットに定量化されるものとする（１≦ｉ，ｊ≦ＮM）。ここで、図４（ＬＨＳ）に視覚化されているように、ｒijは、ＭiとＭjとの間の距離であり、
は、Ｍiの向きと
の方向との間の反時計回りの角度であり、
は、ＭiとＭjとの間の方位差である。マニューシャの向きは、マニューシャ点における隆線に対する接線（図５を参照）、例えば、隆線の端または島に対する接線である（図３を参照）。したがって、各マニューシャＭiは、ベクトルのセット
で表され、指紋は、マニューシャのセット
で表される。次いで、実数値
の各々は、整数に切り捨てられ、整数は、バイナリ文字列
（すなわち、「第２のバイナリ表現」）として解釈される。これらは、長さｌのストリングＢijへと連結される。各マニューシャＭiは、バイナリ文字列Ｂij（すなわち、「第１のバイナリ表現」）のセットＢiに２値化され、指紋は、セットＢに２値化される：
【数3】
【数4】
【数5】
【数6】
【数7】
【数8】
【数9】
【数10】
【数11】
【0092】
上記の第１のバイナリ表現は、それぞれの第１のベクトルｖijに基づいて生成される。いくつかの実施形態では、第１のバイナリ表現は、第１のベクトルの変換されたバージョンに基づいて生成される。これらの実施形態では、それぞれの変換が第１のベクトルに適用され、変換された第１のベクトルが生成される。変換は、生体特徴間、すなわち、ターゲット生体特徴とそれぞれの他の識別された特徴との間の相関を除去するために適用される。例えば、各変換された第１のベクトルは、それぞれの他の識別された特徴に対するターゲット特徴の相対位置、相対角度、および／または相対的な向きの変換された値を含み得る。
【0093】
変換された第１のベクトルは、それぞれの座標および回転不変特性を（変換されていない）第１のベクトルの値に適用することによって生成され得る。特性は、それぞれの第１のバイオメトリックボールトの各ターゲット生体特徴に固有である。追加的にまたは代替的に、擬似ランダムに生成された変換値を使用して、第１のベクトルの値を変換してもよい。
【0094】
より詳細には、関数変換は、Ｂi間の相関を防止し、バイナリ構造
の無制限の再利用性を可能にするセキュリティ強化である。定量化および２値化の前の各マニューシャＭiの関数変換は、以下のように実行することができる。まず、以下のステップを通して、Ｍiの不変値を抽出する。マニューシャＭiの周りには、半径ｒe（１≦ｅ≦Ｅ）を有するＥ個の同心円が考慮される。Ｍiの周りの各円ｅにおいて、Ｎe個のサンプル点
が考慮される。これらの点は、マニューシャＭj（１≦ｊ≦（ＮM－１））に関連せず、Ｍiの向きから反時計回りに円ｅに沿って均等に分布している（図６および図７参照）。
【数12】
【数13】
【0095】
座標不変および回転不変特性
が各Ｍiについて評価され、ここで、δikは、第ｋのサンプル点における隆線方向とＭiの向きとの間の差である。次いで、長さΣ（Ｎe）のランダムベクトルｕiが生成され、距離変化（ＤＣ）値および角度変化（ＡＣ）値が、δiおよびｕiの関数として、すなわち、ＤＣＦ（δi，ｕi）およびＡＣＦ（δi，ｕi）として生成される。その更新された定量化および２値化の前に、これらの変更ＤＣおよびＡＣをマニューシャＭiに適用して、マニューシャＭiをマニューシャ
に変換する。図８は、Ｍiから
への一意の変換（δiに起因する）およびランダム変換（ｕiに起因する）を視覚化したものであり、ここで、Ｔは、「変換された（transformed）」を表す。
【数14】
【数15】
【数16】
【数17】
【0096】
上述したように、各第１のバイオメトリックボールトは、模擬生体特徴の１つまたは複数のバイナリ表現を含み得る。各模擬特徴には、第１のベクトルと同じフォーマットをとるそれぞれの第２のベクトルが割り当てられ得る。第２のベクトルは、各実際の特徴からの距離が最小になるように割り当てられる。好ましくは、実際の識別された特徴よりも多くの模擬特徴が存在する（識別された特徴は、必ずしも、読み取りに存在するすべての特徴を含まなくてもよいことを想起されたい）。
【0097】
【数18】
【0098】
次に、第２のバイナリ値の生成について説明する。好ましくは、第１レベルシークレット値は擬似ランダム値である。第１レベルシークレット値は、少なくとも第１のしきい値数の要素に分割される。好ましくは、第１レベルシークレット値は、第１のしきい値数を超える数の要素に分割される。第１レベルシークレット値の各要素は、第１の多項式関数の係数として使用される。実際の生体特徴の第１のバイナリ表現について、所与の第１のバイナリ表現と対にされた第２のバイナリ値は、その第１のバイナリ表現を使用して第１の多項式関数を評価することによって生成される。次いで、第１のバイナリ表現と対にされた少なくともしきい値数の第２のバイナリ値が利用可能である場合、多項式補間を使用して第１レベルシークレット値を再構築することができる。
【0099】
より具体的には、アリス１０３ａは、ランダム文字列Ｓiを生成し、それを、Ｓi＝ｓi,n-1||…||ｓi,0となるように、長さｌのｎ＜ＮM個のセグメントに分割し得る。次いで、Ｓiを多項式ｐi（ｘ）＝ｓi,n-1ｘn-1＋・・・＋ｓi,0ｘ0に符号化する。
【数19】
【0100】
ボールトシステムが、各々がそれぞれの第１レベルシークレット値をロックする複数の第１のバイオメトリックボールトを備える例では、それらの（例えば、一部またはすべての）第１レベルシークレット値は、第２のシークレット値をロック解除するために使用され得る。第２のシークレット値は、擬似ランダム値であることが好ましい。第２のシークレット値は、少なくとも第２のしきい値数の要素に分割される。好ましくは、第２のシークレット値は、第２のしきい値数よりも多い要素に分割される。第２のシークレット値の各要素は、第２の多項式関数の係数として使用される。第２の多項式値は、各第１レベルシークレット値を使用して評価されて、それぞれの結果を生成する。次いで、それぞれの結果は、それぞれの第１レベルシークレット値を含むそれぞれの第１のバイオメトリックボールトを備えるそれぞれの第２のバイオメトリックボールトに記憶される。したがって、少なくとも第２のしきい値数の第１レベルシークレット値およびそれぞれの結果を使用することで、第２のシークレット値が多項式補間を通して再構築されることを可能にする。
【0101】
アリス１０３ａは、ランダム文字列Ｓを生成し得、ここで、バイナリ文字列Ｓiの数Ｌは、Ｓを回復するのに十分である。次いで、Ｓ＝（Lｓ||…||0ｓとなるようにＳを（Ｌ＋１）個のセグメントに分割し、各Ｓiにおいて、多項式ｐ（ｘ）＝LｓｘL＋…＋0ｓｘ0を評価する。
は、第２のバイオメトリックボールト｛Ｖａｕｌｔi，ｐ（ｓi）｝から構成されるバイオメトリックボールトシステムであり、ここで、
は、別個の第１のバイオメトリックボールトである。
【数20】
【数21】
【0102】
本明細書で説明される技法は、上述した二重の目的を達成する。生成されたシードは記憶されず、再現するのにユーザフレンドリーであり、シードエントロピーのサイズに制限はない。
【0103】
ボールトシステム内の各ボールトは、生体認証ロックされており、意図されたユーザによってのみロック解除することができる。各ボールトは、２値化された生体特徴の異なるセットを暗号化する。そのようなセットは、真の特徴と模擬特徴の両方を含み得る。模擬特徴の数は著しく多く、対応するボールトをロック解除するのに十分な数よりも多くの真の特徴があることが好ましい。ユーザからのライブ読み取りに応答して、ボールト内の十分な数の生体特徴が一致した場合、対応するボールトがロック解除される。
【0104】
ボールトをロック解除することは、ランダムなバイナリ文字列（第１レベルシークレット値）が多項式補間を通して回復されることを意味する。この文字列は、シード（第２のシークレット値）を生成（または再生成）するための部分的な手掛かりとして使用され得る。
【0105】
ボールトシステムは、シードを（再）生成するのに十分な数よりも多くのボールトを含む。ユーザからのライブバイオメトリック読み取りに応答して十分な数のボールトがロック解除された場合、多項式補間によりシードが回復される。手掛かりおよびシードはＰＲＮＧバイトシーケンスとして生成され、シードは任意の長さである。システム内のボールトは、ブロックチェーントランザクションのＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮ出力間でランダムに分散され得る。この手法はまた、ボールトの効率的な失効および置換を提供する。
【0106】
いくつかの実施形態では、アリス１０３ａは、マスタ秘密鍵を生成し、そのマスタ秘密鍵から１つまたは複数の補助鍵を導出し得る。例えば、アリスは、ＨＤウォレットを生成し得る。いくつかの事例では、アリス１０３ａは、各第１および第２のボールトに対してそれぞれのマスタ秘密鍵および補助鍵（複数可）を生成し得る。
【0107】
各第２のバイオメトリックボールトは、補助鍵のうちの１つで暗号化され得、例えば、各第２のバイオメトリックボールトは、各ＨＤウォレットから１つずつ、異なる補助鍵を使用して暗号化され得る。
【0108】
同様に、各ターゲット特徴に関連する複数の第１のベクトルを変換するために使用されるそれぞれの変換値は、補助鍵のうちの１つ、例えば、各それぞれの変換値の異なる補助鍵であり得る。すなわち、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを生成するときに、それぞれのＨＤウォレットからのそれぞれの補助鍵が変換値として使用され得る。
【0109】
さらに、ブロックチェーン上にそれぞれの第２のボールトを記録するために使用されるブロックチェーントランザクション（複数可）は、それぞれの補助鍵に対応するそれぞれの公開鍵にロックされた使用可能な出力を有し得る。例えば、それぞれの第２のバイオメトリックボールトを含むトランザクションは、１つのＨＤウォレットに対応する公開鍵にロックされ得、異なる第２のバイオメトリックボールトを含む異なるトランザクションは、異なるＨＤウォレットに対応する公開鍵にロックされ得る。第２のバイオメトリックボールトがスライスに分割され、トランザクションごとに１つのスライスである場合、それらのトランザクションは、同じ公開鍵にロックされてもよいし、異なる公開鍵にロックされてもよい。
【0110】
特定の例として、第１のバイオボールト
を考える。同じマニューシャＭiを使用しても、２つの異なる関数変換Ｔ’およびＴ’’を使用することで、同じまたは異なるボールトシステムに含まれることができる２つの異なるボールト
が生成されることに留意されたい。また、ＮMは、真のバイオメトリックマニューシャの数であり、
は、模擬マニューシャの数であることにも留意されたい。
【数22】
【数23】
【数24】
【0111】
バイオボールトシステムは、最大ＮM個のボールトＶａｕｌｔiを含む（１≦ｉ≦ＮM）。システムを静絵師するために以下のステップを完了させる。
【数25】
【0112】
ボールトシステムが生成されると、ボールトは、ブロックチェーントランザクションのＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮ出力間で分散される。これらのトランザクションのテンプレートが次に導入される。ボールトシステムは、オンチェーンで登録されると、いつでも使用することができる。ユーザからのライブ読み取りに応答して、対応するトランザクションがアクセスされ、次いで、ボールトがオフチェーンでロック解除され、任意の高エントロピーのＰＲＮＧシードＳが再構築される（補間される）。シードＳは、多項式ｐのパラメータの連結である。新しいバイオメトリックウォレットのためのバイオメトリックマスタ鍵がＳから導出され、次いで破棄される。これは、同じユーザからの別の生のバイオメトリック読み取りに応答して、いつでも再構築することができる。
【0113】
トランザクションテンプレートは、以下のように構築される。
・ テンプレートは、１つのＰ２ＰＫＨ出力および１つのＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮ出力を含む。
・ Ｖａｕｌｔi,skが生成されると、ＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮ出力は、ここで、暗号化されたＶａｕｌｔi,skを記録する。
・ Ｐ２ＰＫＨ出力は、Ｖａｕｌｔi,skの失効のために使用される。この出力が未使用である間、Ｖａｕｌｔi,skはアクティブであり、バイオメトリックウォレットのためのシードを生成／再構築する際に使用される。
・ Ｐ２ＰＫＨ出力が使用されると、Ｖａｕｌｔi,skは非アクティブになる。
・ 新しいボールトをボールトシステムの一部として登録することができる。
・ テンプレートは、１つのＰ２ＰＫＨ出力および１つのＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮ出力を含む。
・ Ｖａｕｌｔi,skが生成されると、ＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮ出力は、ここで、暗号化されたＶａｕｌｔi,skを記録する。
・ Ｐ２ＰＫＨ出力は、Ｖａｕｌｔi,skの失効のために使用される。この出力が未使用である間、Ｖａｕｌｔi,skはアクティブであり、バイオメトリックウォレットのためのシードを生成／再構築する際に使用される。
・ Ｐ２ＰＫＨ出力が使用されると、Ｖａｕｌｔi,skは非アクティブになる。
・ 新しいボールトをボールトシステムの一部として登録することができる。
【0114】
ユーザからのライブバイオメトリック読み取りをオフラインで処理している間、バイオメトリックアルゴリズムは、バックグラウンドで、ＯＰ＿ＲＥＴＵＲＮデータを除外した部分的に構築されたトランザクションＴｘＩＤi（１≦ｉ≦ＮM）を生成する。観察されたマニューシャ特徴が変換および２値化され、Ｖａｕｌｔi,skが生成されると、部分的に構築されたトランザクションがオフラインで投入（populate）される。図９は、例示的なトランザクションを示す。次に、トランザクションは、ブロックチェーンネットワーク１０６にブロードキャストされる。それらがオンチェーンで記録される順序は、ボールトシステムの機能に影響を与えない。
【0115】
各登録／失効トランザクションＴｘＩＤiは、補助ｗａｌｌｅｔiを使用して生成され得る。補助ウォレットの鍵ツリーの異なるレベルおよびブランチからの公開鍵および秘密鍵（強化された鍵および強化されていない鍵）が、トランザクションを生成する際に使用される。補助ウォレットが損なわれたり、単一のボールトが損なわれたりしても、バイオロックシードは損なわれず、バイオボールトシステムは、その構造の冗長性および弾力性に起因して、機能し続けることに留意されたい。
【0116】
当業者は、ＨＤウォレットの構造に精通しているであろう。ｗａｌｌｅｔiの異なるレベルおよび異なるブランチにおける鍵を
で示し、鍵が強化されているか、強化されていないかを下付き文字Ｈで示す。次いで、トランザクションＴｘＩＤiで使用される失効
および暗号化鍵（ＥＫi）を以下に示す：
【数26】
【数27】
【数28】
【0117】
Ｖａｕｌｔiに２値化する前に、マニューシャＭiから
への関数変換の評価（ランダム再配置）のために必要とされるランダム値ｕi,Tが、上に示されるように生成され得る。ｕi,Tが損なわれても、変換関数ＤＣＦ（δi，ｕi）およびＡＣＦ（δi，ｕi）におけるパラメータδi,Tは損なわれないので、関数変換Ｔは損なわれないことに留意されたい。したがって、マニューシャＭiは、ボールトシステムのために再使用可能なままである。
【数29】
【0118】
述べたように、各第２のバイオメトリックボールトは、スライスに分割され得る。各Ｖａｕｌｔiは、単位ボールトスライスで表され得る。
【数30】
【0119】
次いで、図９のように、Ｖａｕｌｔiあたり１つのトランザクションではなく、ボールトは、最大で
個のトランザクションに登録される。ボールトの単位スライスよりも大きいスライスがトランザクションごとに登録される場合、すなわち、
である場合、トランザクションの数は最大値未満である。次いで、ボールト全体を一度に失効させる代わりに、バイオボールトのスライスを失効させ、更新することができる。トランザクションの数は、マイニングおよび登録手数料に関連して最適化することができる。図１０は、ブロックチェーン１５０上にボールトスライスを記録するための例示的なトランザクションを示す。
【数31】
【数32】
【0120】
図１１および図１２は、ボールトシステム内のボールトのうちのいくつかがアリスのバイオメトリック特性に基づいて生成され、システム内のボールトのうちのいくつかが異なるユーザ、例えばカール１０３ｃの特性に基づいて生成される場合の同様のトランザクションを示す。
【0121】
図１３は、アリス１０３ａがオンチェーンで第２レベルシークレットを記録するための方法の概要を示す。図１５は、システム内のボールトの少なくとも一部がカール１０３ｃによって生成されることを除いて、同様の方法を示す。両方の場合において、各ユーザは、バイオメトリックボールトのそれぞれのセットを生成するために使用されるそれぞれのライブバイオメトリック読み取り値を提供する。バイオメトリックボールトは、ブロックチェーン上に記録される。図１５の例では、共有の第２レベルシークレットを再構築するために、アリス１０３ａおよびカール１０３ｃの両方からの読み取りが必要とされる。
【0122】
アリス１０３ａは、１つまたは複数のボールトをロック解除するために、例えば、１つまたは複数の第１レベルシークレット値、およびオプションで第２のシークレット値を再構築するために、上記で説明したステップと同じステップのうちのいくつかを後で繰り返し得る。このプロセスは図１４に示されている。アリス１０３ａは、アリスの指紋をスキャンし得、それに応答して、複数の生体特徴が識別され、そこからそれぞれの候補の第１のバイナリ表現が生成される。次いで、第１のボールト内に記憶され、候補表現に一致する第１のバイナリ表現が識別される。それらの第１のバイナリ表現と対にされた第２のバイナリ値が、多項式補間を使用して第１レベルシークレット値を再構築するために使用される。プロセスは、第２のシークレット値を再構築するために、複数の第１のボールトに対して繰り返され得る。
【0123】
いくつかの実施形態では、アリス１０３ａは、２つ以上のバイオメトリック読み取り値を提供する。いくつかのバイオメトリックボールトは、１つの読み取り値に基づいて生成され得、いくつかのバイオメトリックボールトは、他の読み取り値に基づいて生成され得る。いくつかの例では、読み取り値は、同じバイオメトリック特性、例えば２つ以上の指紋のものである。他の例では、異なるバイオメトリック特性、例えば、指紋および虹彩、または指紋および顔パターンが使用されてもよい。
【0124】
いくつかの実施形態では、アリス１０３ａと別のユーザ、例えば、ボブ１０３ｂの両方が、１つまたは複数のそれぞれのバイオメトリック読み取り値を提供する。これは、共有ボールトシステムを生成するために使用され得、例えば、いくつかのボールトはアリスの読み取り値（複数可）を使用して生成され、いくつかのボールトはボブの読み取り値（複数可）を使用して生成される。これらの例では、第２のシークレット値を再構築するために、アリス１０３ａとボブ１０３ｂの両方が、それぞれの読み取り値（複数可）を提供する必要がある。
【0125】
いくつかの例では、所与の読み取りが、同じ読み取りのいくつかのインスタンスから構成され得ることに留意されたい。例えば、アリスの同じ指紋を複数回スキャンして、読み取りの精度を向上させ得る。
【0126】
結論
開示された技法の他の変形または使用事例は、本明細書の開示が与えられると、当業者には明らかになり得る。本開示の範囲は、記載された実施形態によって限定されず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
開示された技法の他の変形または使用事例は、本明細書の開示が与えられると、当業者には明らかになり得る。本開示の範囲は、記載された実施形態によって限定されず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【0127】
例えば、上記のいくつかの実施形態は、ビットコインネットワーク１０６、ビットコインブロックチェーン１５０、およびビットコインノード１０４に関して説明されている。しかしながら、ビットコインブロックチェーンはブロックチェーン１５０の１つの特定の例であり、上記の説明は一般に任意のブロックチェーンに適用され得ることが理解されよう。すなわち、本発明は、決してビットコインブロックチェーンに限定されるものではない。より一般的には、ビットコインネットワーク１０６、ビットコインブロックチェーン１５０、およびビットコインノード１０４への上記のいかなる言及も、それぞれ、ブロックチェーンネットワーク１０６、ブロックチェーン１５０、およびブロックチェーンノード１０４への言及に置き換えられ得る。ブロックチェーン、ブロックチェーンネットワーク、および／またはブロックチェーンノードは、上で説明したビットコインブロックチェーン１５０、ビットコインネットワーク１０６、およびビットコインノード１０４の説明されたプロパティのいくつかまたはすべてを共有し得る。
【0128】
本発明の好ましい実施形態では、ブロックチェーンネットワーク１０６は、ビットコインネットワークであり、ビットコインノード１０４は、ブロックチェーン１５０のブロック１５１を作成し、公開し、伝搬し、記憶するという説明した機能のすべてを少なくとも実行する。これらの機能のうちの１つまたはいくつかのみを実行し、すべては実行しない他のネットワークエンティティ（またはネットワーク要素）が存在し得ることは除外されない。すなわち、ネットワークエンティティは、ブロックを作成および公開することなく、ブロックを伝搬および／または記憶する機能を実行し得る（これらのエンティティは、好ましいビットコインネットワーク１０６のノードとはみなされないことを想起されたい）。
【0129】
本発明の好ましくない実施形態では、ブロックチェーンネットワーク１０６は、ビットコインネットワークでなくてもよい。これらの実施形態では、ノードが、ブロックチェーン１５０のブロック１５１を作成し、公開し、伝搬し、記憶するという機能のうちの少なくとも１つまたはいくつかを実行し、すべては実行しない可能性があることは除外されない。例えば、それらの他のブロックチェーンネットワーク上で、「ノード」は、ブロック１５１を作成して公開するが、それらのブロック１５１を記憶および／または他のノードに伝搬しないように構成されるネットワークエンティティを指すために使用され得る。
【0130】
さらにより一般的には、上記の「ビットコインノード」１０４という用語へのいかなる言及も、「ネットワークエンティティ」または「ネットワーク要素」という用語に置き換えられてもよく、そのようなエンティティ／要素は、ブロックの作成、公開、伝搬、および記憶という役割のうちのいくつかまたはすべてを実行するように構成される。そのようなネットワークエンティティ／要素の機能は、ブロックチェーンノード１０４を参照して上記で説明したのと同じ方法でハードウェアに実装され得る。
【0131】
上記の実施形態は、単に例として説明されていることが理解されよう。より一般的には、下記ステートメントのうちのいずれか１つまたは複数による方法、装置、またはプログラムが提供され得る。
【0132】
ステートメント１．ブロックチェーン上にバイオメトリックボールトシステムを格納するコンピュータ実装方法であって、バイオメトリックボールトシステムは、１つまたは複数のバイオメトリックボールトを備え、各バイオメトリックボールトは、それぞれのシークレット値をロックし、方法は、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値を取得するステップと、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値から複数の生体特徴を識別するステップと、１つまたは複数の第１のバイオメトリックボールトを生成するステップであって、各第１のバイオメトリックボールトは、複数の生体特徴のそれぞれのターゲット生体特徴に対応し、それぞれの複数のバイナリデータペアを含み、各データペアは、第１のバイナリ値および第２のバイナリ値を含み、第１のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、識別された生体特徴のそれぞれの他の生体特徴に対するターゲット生体特徴のそれぞれの第１のバイナリ表現であり、それぞれの第１レベルシークレット値を再構築するためには、それぞれの第１のバイナリ表現と対にされる第２のバイナリ値が少なくとも第１のしきい値数必要である、ステップと、１つまたは複数のブロックチェーントランザクションを生成するステップであって、各ブロックチェーントランザクションは、それぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部を含むそれぞれの出力を含み、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含む、ステップと、１つまたは複数のブロックチェーントランザクションをブロックチェーンネットワークに送信するステップとを含む方法。
【0133】
ステートメント２．それぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部は、それぞれの暗号化鍵で暗号化される、ステートメント１に記載の方法。
【0134】
ステートメント３．それぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部は、完全なそれぞれの第２のバイオメトリックボールトである、ステートメント１またはステートメント２に記載の方法。
【0135】
すなわち、完全な第２のバイオメトリックボールトは、トランザクションの単一の出力内に記憶される。
【0136】
ステートメント４．各第１のバイオメトリックボールトおよび各ターゲット生体特徴について、複数のそれぞれの第１のベクトルを決定するステップであって、各第１のベクトルは、それぞれの他の識別された生体特徴に対してターゲット生体特徴を定義し、各それぞれの第１のバイナリ表現は、それぞれの第１のベクトルに基づいて生成される、ステップを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0137】
ステートメント５．各それぞれの第１のベクトルは、それぞれの他の識別された生体特徴に対するターゲット生体特徴の相対距離、相対角度、および／または相対的な向きのうちの１つ、いくつか、またはすべてについてのそれぞれの値を含む、ステートメント４に記載の方法。
【0138】
ステートメント６．各第１のバイナリ表現は、それぞれの他の識別された生体特徴に対するターゲット生体特徴の相対距離、相対角度、および／または相対的な向きのうちの１つ、いくつか、またはすべてのそれぞれの値のそれぞれの第２のバイナリ表現に基づく、ステートメント５に記載の方法。
【0139】
ステートメント７．各ターゲット生体特徴について、方法は、各それぞれの第１のベクトルのそれぞれの値にそれぞれの第１の変換を適用するステップであって、それぞれの第１の変換は、ターゲット生体特徴とそれぞれの他の識別された生体特徴との間の相関を除去するように構成され、それぞれの第１のバイナリ表現は、変換されたそれぞれの値に基づく、ステップを含む、ステートメント４またはそれに従属する任意のステートメントに記載の方法。
【0140】
ステートメント８．各ターゲット生体特徴について、それぞれの第１の変換は、それぞれの他の識別された生体特徴に対するそれぞれのターゲット生体特徴の距離および／または角度を変換することによって、上記相関を除去するように構成される、ステートメント７に記載の方法。
【0141】
ステートメント９．それぞれのターゲット生体特徴の相対距離は、それぞれの座標および回転不変特性の関数として変換される、ステートメント８に記載の方法。
【0142】
ステートメント１０．それぞれのターゲット生体特徴の相対角度が、それぞれの擬似ランダムに生成された変換値の関数として変換される、ステートメント８またはステートメント９に記載の方法。
【0143】
ステートメント１１．各第１のバイオメトリックボールトについて、第１のバイナリ値のうちの少なくともいくつかは、それぞれの模擬生体特徴のそれぞれの模擬バイナリ表現であり、模擬生体特徴は、バイオメトリック読み取り値内に存在しない特徴であり、それぞれの模擬バイナリ表現と対にされたそれぞれの第２のバイナリ値は、それぞれの模擬バイナリ値である、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0144】
模擬バイナリ値は、第１レベルシークレット値を再構築するための情報を明らかにしない。さらに、第１レベルシークレット値を再構築しようとして模擬バイナリ値を使用すると、不正確な第１レベルシークレット値がもたらされる。
【0145】
ステートメント１２．各第１のバイオメトリックボールトについて、それぞれの模擬生体特徴の各々に対するそれぞれの第２のベクトルを、それぞれの第１のベクトルの各々とそれぞれの第２のベクトルの各々との間のそれぞれの最小距離が所定のしきい値を上回るように決定するステップであって、それぞれの第２のバイナリ表現は、それぞれの第２のベクトルに基づいて生成される、ステップを含む、ステートメント１１に記載の方法。
【0146】
ステートメント１３．各第１のバイオメトリックボールトについて、模擬生体特徴の総数は、生体特徴の総数よりも多い、ステートメント１１またはステートメント１２に記載の方法。
【0147】
ステートメント１４．各第１のバイオメトリックボールトについて、第１レベルシークレット値は、擬似ランダムに生成された値である、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0148】
ステートメント１５．各第１のバイオメトリックボールトについて、それぞれの第１レベルシークレット値を少なくとも第１のしきい値数の要素に分割するステップであって、第１レベルシークレット値は、それぞれの第１の多項式関数に符号化され、それぞれの第１の多項式関数の係数は、しきい値数の要素のそれぞれの要素であり、それぞれの第１のバイナリ表現と対にされるそれぞれの第２のバイナリ値は、それぞれの第１のバイナリ表現を使用して第１の多項式関数を評価することによって生成される、ステップを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0149】
第１レベルシークレット値は、第１のバイナリ表現と対にされるしきい値数の第２のバイナリ値を使用して多項式補間を介して再構築することができる。
【0150】
ステートメント１６．複数の第１のバイオメトリックボールトを生成するステップを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0151】
ステートメント１７．複数のバイオメトリックボールトのうちの少なくとも１つを生成するために、異なる第１の変換が適用される、ステートメント７に従属する場合のステートメント１６に記載の方法。
【0152】
ステートメント１８．第２レベルシークレット値を生成するためには、第２のしきい値数の第１レベルシークレット値が必要である、ステートメント１６またはそれに従属する任意のステートメントに記載の方法。
【0153】
第２レベルシークレット値は、しきい値数の第１レベルシークレット値を使用して多項式補間を介して再構築することができる。
【0154】
ステートメント１９．第２レベルシークレット値は、擬似ランダムに生成された値である、ステートメント１８に記載の方法。
【0155】
ステートメント２０．それぞれの第２レベルシークレット値を少なくとも第２のしきい値数の要素に分割するステップであって、第２レベルシークレット値は、第２の多項式関数に符号化され、第２の多項式関数の係数は、第２のしきい値数の要素のそれぞれの要素であり、第２レベルシークレット値は、各それぞれの第１レベルシークレット値において第２の多項式関数を評価することによって再構築することができる、ステップを含む、ステートメント１８またはステートメント１９に記載の方法。
【0156】
ステートメント２１．第１レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0157】
１つまたは複数の秘密鍵は、階層的決定論的鍵構造の一部を形成し得る。
【0158】
ステートメント２２．第２レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップを含む、ステートメント１８またはそれに従属する任意のステートメントに記載の方法。
【0159】
１つまたは複数の秘密鍵は、階層的決定論的鍵構造の一部を形成し得る。
【0160】
ステートメント２３．１つまたは複数のブロックチェーントランザクションの各々は、それぞれの第１の使用可能な出力を含み、方法は、それぞれのブロックチェーントランザクション内に含まれるそれぞれの第２のバイオメトリックボールトの少なくとも一部を、それぞれの使用可能な出力を使用することによって失効させるステップを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0161】
ステートメント２４．各第１のバイオメトリックボールトについて、それぞれのマスタ秘密鍵を取得するステップと、それぞれのマスタ秘密鍵に基づいて１つまたは複数の補助秘密鍵を生成するステップとを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0162】
ステートメント２５．１つまたは複数の補助鍵のうちの第１の補助鍵は、それぞれの暗号化鍵として使用される、ステートメント２に従属する場合のステートメント２４の方法。
【0163】
ステートメント２６．１つまたは複数の補助鍵のうちの第２の補助鍵は、変換値である、ステートメント１０に従属する場合のステートメント２３またはステートメント２４の方法。
【0164】
ステートメント２７．各それぞれの使用可能な出力は、１つまたは複数の補助鍵のそれぞれの補助鍵に対応するそれぞれの公開鍵にロックされる、ステートメント２３に従属する場合のステートメント２４から２６のいずれかに記載のステートメント。
【0165】
ステートメント２８．それぞれのマスタ秘密鍵およびそれぞれの１つまたは複数の補助鍵は、それぞれの階層的決定論的鍵構造の一部を形成する、ステートメント２４から２７のいずれかに記載の方法。
【0166】
ステートメント２９．変換値の各々に基づいて第２の値を生成するステップと、第３の値を生成するために第２の値において第３の多項式関数を評価するステップであって、第２の多項式関数の係数は、擬似ランダムに生成される、ステップとを含み、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１レベルシークレット値および第３の値で評価された第２の多項式を含む、ステートメント２６に記載の方法。
【0167】
ステートメント３０．少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値は、
指紋読み取り値、
虹彩読み取り値、
指静脈パターン読み取り値、
手首静脈パターン読み取り値、
皮膚構造パターン、および／または
顔パターン
のうちの少なくとも１つを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
指紋読み取り値、
虹彩読み取り値、
指静脈パターン読み取り値、
手首静脈パターン読み取り値、
皮膚構造パターン、および／または
顔パターン
のうちの少なくとも１つを含む、任意の先行ステートメントに記載の方法。
【0168】
ステートメント３１．バイオメトリックボールトシステムの１つまたは複数のバイオメトリックボールトをロック解除するコンピュータ実装方法であって、バイオメトリックボールトシステムは、ステートメント１から３０のいずれかに記載の方法にしたがって生成され、方法は、少なくとも１つの候補バイオメトリック読み取り値を取得するステップと、少なくとも１つのバイオメトリック読み取り値から複数の生体特徴を識別するステップと、複数の生体特徴のそれぞれの生体特徴の複数のそれぞれの候補バイナリ表現を生成するステップと、ブロックチェーンから、１つまたは複数の第２のバイオメトリックボールトを取得するステップであって、各第２のバイオメトリックボールトは、それぞれの第１のバイオメトリックボールトを含み、各第１のバイオメトリックボールトは、それぞれの第２のバイナリ値と対にされた複数のそれぞれの第１のバイナリ値を含む、ステップと、各第１のバイオメトリックボールトについて、複数の候補バイナリ表現のそれぞれに対応する少なくともしきい値数のそれぞれの第１のバイナリ値を決定するステップと、第１のしきい値数の第１のバイナリ表現のそれぞれと対にされるしきい値数の第２のバイナリ値を取得するステップと、第１のしきい値数の第２のバイナリ値の各々に基づいて、第１レベルシークレット値を再構築するステップとを含むコンピュータ実装方法。
【0169】
ステートメント３２．第２のしきい値数の第１レベルシークレット値を再構築するために、少なくとも第２のしきい値数の異なる第１のバイオメトリックボールトに対して上記決定、取得、および再構築を実行するステップと、第２のしきい値数の第１レベルシークレット値に基づいて、第２レベルシークレット値を再構築するステップと含む、ステートメント１に記載の方法。
【0170】
ステートメント３３．第１レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップ、および／または第２レベルシークレット値に基づいて１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップを含む、ステートメント３１またはステートメント３２に記載の方法。
【0171】
いくつかの実施形態では、生成された秘密鍵のうちの１つは、マスタ秘密鍵であり得、方法は、階層的決定論的鍵構造の１つまたは複数の秘密鍵を生成するステップを含み得る。
【0172】
方法は、メッセージに基づいて署名を生成するために、生成された秘密鍵のうちの少なくとも１つを使用するステップを含み得る。
【0173】
メッセージは、ブロックチェーントランザクションの少なくとも一部を含み得る。
【0174】
方法は、生成された秘密鍵のそれぞれに対応するそれぞれの公開鍵を生成するステップと、ブロックチェーントランザクション内のデータを暗号化するためにそれぞれの公開鍵を使用するステップとを含み得る。
【0175】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のバイオメトリック読み取り値を取得する上記ステップは、複数のバイオメトリック読み取り値を取得するステップを含み得る。
【0176】
いくつかの実施形態では、複数のバイオメトリック読み取り値の各々は、同じユーザからのバイオメトリック読み取り値であり得る。他の実施形態では、複数のバイオメトリック読み取り値のうちの少なくとも２つは、異なるそれぞれのユーザからのそれぞれのバイオメトリック読み取り値であり得る。
【0177】
２人のユーザからのバイオメトリック読み取り値がシード（共有シード）を生成するために使用されるとき、共有シードは、１つまたは複数の共有秘密鍵、例えば共有ＨＤ鍵構造を生成するために使用され得る。１人のユーザからのバイオメトリック読み取り値（複数可）に基づいて生成されたシードは、ＨＤ鍵構造のマスタ秘密鍵を生成するために使用され得、異なるユーザからのバイオメトリック読み取り値（複数可）に基づいて生成されたシードは、ＨＤ鍵構造の鍵のためのチェーンコードを生成するために使用され得る。
【0178】
ステートメント３４．コンピュータ機器であって、１つまたは複数のメモリユニットを備えるメモリと、１つまたは複数の処理ユニットを備える処理装置とを備え、メモリは、処理装置上で実行されるように構成されたコードを記憶し、コードは、処理装置上にあるときに、ステートメント１から３３のいずれかに記載の方法を実行するように構成される、コンピュータ機器。
【0179】
ステートメント３５．コンピュータ可読ストレージ上に具現化されたコンピュータプログラムであって、１つまたは複数のプロセッサ上で実行されたときに、ステートメント１から３３のいずれかに記載の方法を実行するように構成されたコンピュータプログラム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【国際調査報告】