專利名稱：生物體認(rèn)證系統(tǒng)、登錄終端、認(rèn)證終端以及用戶服務(wù)器的制作方法
生物體認(rèn)證系統(tǒng)、登錄終端、認(rèn)證終端以及用戶服務(wù)器 相關(guān)技術(shù)的交叉引用本申請基于先前在2006年10月4日遞交的日本專利申請No.P2006-272750,并享受其優(yōu)先權(quán)的好處；其全部內(nèi)容被收容于本申請中，以資參考。 技術(shù)領(lǐng)域背景技術(shù)使用生物體信息的用戶認(rèn)證系統(tǒng)在認(rèn)證時從用戶取得生物體信息，提取出 稱為特征量的信息進(jìn)行登錄。將該登錄信息稱為樣板。認(rèn)證時，再次從用戶取 得生物體信息來提取特征量，并與樣板進(jìn)行核對確認(rèn)是否為本人。在認(rèn)證服務(wù) 器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)根據(jù)生物體信息對客戶端一側(cè)的用戶進(jìn)行認(rèn)證時，取得用戶的生物 體信息，提取出特征量然后發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器，認(rèn)證服務(wù)器將該特征量與樣板 進(jìn)行核對確i人是否為本人。生物體認(rèn)證具有偽造困難，并且不會出現(xiàn)被忘記的情況的優(yōu)點。但是，指 紋、虹彩等生物體信息可以說是一生不變，此外， 一個用戶所具有的生物體信 息在數(shù)量上存在限制(例如指紋僅涉及10個手指)，因此在假設(shè)登錄在認(rèn)證服 務(wù)器中的樣板被泄漏，而產(chǎn)生了假冒的危險時，存在無法容易地廢棄'更新登 錄信息，無法恢復(fù)安全性的缺點。針對該問題，USP No.6836554 〃>開了通過某種變換函數(shù)對特^正量進(jìn)行變 換，在隱匿的狀態(tài)下進(jìn)行登錄.核對的生物體信息隱匿型生物體認(rèn)證。在該生 物體信息隱匿型生物體認(rèn)證系統(tǒng)中，認(rèn)證服務(wù)器對特征量一無所知地進(jìn)行認(rèn) 證，所以即使假設(shè)從認(rèn)證服務(wù)器泄漏了樣板或核對信息，也無法得知本來的特 征量或生物體信息，而可以預(yù)防將泄漏的樣板或核對信息用于生成偽造生物體 的威脅。 發(fā)明內(nèi)容生物體信息隱匿型生物體認(rèn)證系統(tǒng)，在泄漏了服務(wù)器中登錄的樣板或正規(guī) 用戶進(jìn)行認(rèn)證時的核對信息時，不能防止假冒的威脅。樣板是在服務(wù)器內(nèi)部管 理而不發(fā)送到外部的信息，所以通過運用可以降低泄漏的風(fēng)險，但正規(guī)用戶進(jìn) 行認(rèn)證時的核對信息是從客戶端向服務(wù)器發(fā)送的信息，因此泄漏的風(fēng)險大。本發(fā)明的目的在于提供一種生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其在對服務(wù)器隱匿特征量的 情況下，在認(rèn)證時服務(wù)器可以確認(rèn)在客戶端一側(cè)存在有正規(guī)用戶的特征量。本發(fā)明的另 一個目的在于提供一種降低客戶端對非法服務(wù)器發(fā)送核對信 息的威脅的、運用成本低的生物體認(rèn)證系統(tǒng)。本發(fā)明為了達(dá)成上述目的提供一種生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其具有取得生物體 信息的認(rèn)證終端；根據(jù)由認(rèn)證終端取得的生物體信息對使用者進(jìn)行認(rèn)證的認(rèn)證 服務(wù)器，認(rèn)證終端，由以下單元構(gòu)成根據(jù)變換參數(shù)對生物體信息進(jìn)行變換的 變換部；向認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送由變換部變換過的變換生物體信息的發(fā)送部；以及 無需對認(rèn)證服務(wù)器明示而證明有關(guān)變換參數(shù)的知識的變換參數(shù)證明部，認(rèn)證服 務(wù)器由以下單元構(gòu)成從認(rèn)證終端接收變換生物體信息的接收部；根據(jù)與認(rèn)證 終端的通信以及變換參數(shù)驗證信息對認(rèn)證終端已知曉變換參數(shù)的事實進(jìn)行驗 證的變換參數(shù)驗證部；以及將變換生物體信息與登錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較判定相似性 的核對部，在由變換參數(shù)驗證部進(jìn)行的變換參數(shù)的驗證成功，并且由核對部進(jìn) 行的變換生物體信息與登錄數(shù)據(jù)的相似性的判定成功時，作為認(rèn)證成功。此外，在本發(fā)明中提供一種登錄終端，其用于根據(jù)生物體信息對使用者進(jìn) 行認(rèn)證的生物體認(rèn)證系統(tǒng)中，具有生成變換參數(shù)的生成部；生成變換參數(shù)驗 證信息的驗證信息生成部；根據(jù)變換參數(shù)對在登錄時取得的生物體信息進(jìn)行變 換，生成登錄數(shù)據(jù)的登錄生物體信息變換部；生成第一署名數(shù)據(jù)的署名生成部， 該第一署名數(shù)據(jù)用于確保登錄數(shù)據(jù)與變換參數(shù)驗證信息的組數(shù)據(jù)的完整性；以 及將登錄數(shù)據(jù)與變換參數(shù)驗證信息的組數(shù)據(jù)、第 一署名數(shù)據(jù)發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器 的發(fā)送部。而且，在本發(fā)明中提供一種認(rèn)證終端，其用于具有根據(jù)生物體信息對使用 者進(jìn)行認(rèn)證的認(rèn)證服務(wù)器的生物體認(rèn)證系統(tǒng)中，其由以下單元構(gòu)成取得生物 體信息的取得部；根據(jù)變換參數(shù)對所取得的生物體信息進(jìn)行變換的變換部；將 變換部變換的變換生物體信息發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器的發(fā)送部；以及無需對認(rèn)證服 務(wù)器明示而證明有關(guān)變換參數(shù)的知識的變換參數(shù)證明部。
而且，在本發(fā)明中提供一種認(rèn)證服務(wù)器，其用于根據(jù)由認(rèn)證終端取得的生 物體信息對使用者進(jìn)行認(rèn)證的生物體認(rèn)證系統(tǒng)中，具有接收在認(rèn)證終端使用變換參數(shù)變換過的變換生物體信息的接收部；根據(jù)與認(rèn)證終端的通信以及變換 參數(shù)驗證信息對認(rèn)證終端知曉變換參數(shù)的事實進(jìn)行驗證的變換參數(shù)驗證部；以 及將變換生物體信息與存儲的登錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較判定相似性的核對部，在由變 換參數(shù)驗證部進(jìn)行的變換參數(shù)的驗證成功，并且由核對部進(jìn)行的變換生物體信 息與登錄數(shù)據(jù)的相似性的判定成功時，作為認(rèn)證成功。
此外，在本說明書等中將登錄終端、認(rèn)證終端、認(rèn)證服務(wù)器等中的各種"功 能，，有時稱為"部"。例如，有時將"變換參數(shù)驗證功能"稱為"變換參數(shù)驗 證部"；將"核對功能，，稱為"核對部"，這點希望注意。此外，在生物體認(rèn)證 系統(tǒng)中，可以將"生物體信息"自身作為特征量，所以在本說明書等中，在"生 物體信息"中也包含"特征量"的意思，這點希望注意。
如此，根據(jù)本發(fā)明，認(rèn)證服務(wù)器，在變換參數(shù)驗證部確認(rèn)了認(rèn)證終端知曉 正確的變換參數(shù)之后，由核對部進(jìn)行作為登錄數(shù)據(jù)的樣板T ( =F (X, K)) 與作為變換生物體信息的核對信息V ( = (Y, K))的相似性。認(rèn)證終端，在 得知變換參數(shù)K之后必須發(fā)送核對信息V，所以必須知曉生物體信息Y。因此，認(rèn)證服務(wù)器，通過確認(rèn)d (T， V) =d (X， Y) <t,可以(不知 曉X、 Y地)確認(rèn)在認(rèn)證終端一側(cè)存在與作為登錄時的特征量的生物體信息X 十分接近的(即，認(rèn)為是正規(guī)用戶的)作為特征量的生物體信息Y。結(jié)果，例 如即使泄漏了樣板T,或正規(guī)用戶認(rèn)證時的核對信息U( =F(X，， K)), d(X，， X) <t)，也不會直接牽涉到假冒的威脅。


圖1是表示本發(fā)明第一實施例的功能結(jié)構(gòu)的框圖。 圖2是表示第一實施例的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。 圖3是表示第一實施例的登錄處理的流程圖。 圖4是表示第一實施例的認(rèn)證處理的流程圖。 符號說明100登錄終端、101傳感器、102特征量提取功能、103變換參數(shù)生成功能、 104登錄特征量變換功能、105認(rèn)證信息生成功能、106署名功能、107記錄介
質(zhì)R/W、 108通信I/F、 IIO認(rèn)證終端、111核對特征量變換功能、112變換參 數(shù)證明功能、U3樣板驗證功能、U4署名驗證功能、120記錄介質(zhì)、121用戶 保存數(shù)據(jù)、122用戶ID、 123變換參數(shù)、124樣板驗證信息、125署名、130 網(wǎng)絡(luò)、140認(rèn)證服務(wù)器、141登錄功能、142核對功能、143變換參數(shù)驗證功能、 144樣板證明功能、145數(shù)據(jù)庫、150用戶登錄數(shù)據(jù)、151樣板、152變換參數(shù) 驗證信息、153署名具體實施方式
(實施例1 )作為本發(fā)明的第一實施例，說明將用戶的作為特征量的生物體信息對認(rèn)證 服務(wù)器保持隱匿來進(jìn)行認(rèn)證的生物體認(rèn)證系統(tǒng)。圖1表示本實施例的生物體認(rèn)證系統(tǒng)的整個結(jié)構(gòu)。本實施例的生物體認(rèn)證 系統(tǒng)由以下單元構(gòu)成在登錄時取得用戶的生物體信息，發(fā)布用戶保存數(shù)據(jù)和 用戶登錄數(shù)據(jù)的登錄終端100;在認(rèn)證時取得用戶的生物體信息，使用用戶保 存數(shù)據(jù)將其變換為變換生物體信息，然后向認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送的認(rèn)證終端110; 記錄用戶保存數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)120;網(wǎng)絡(luò)130;以及進(jìn)行作為特征量的生物體 信息的核對處理來進(jìn)行用戶認(rèn)證的認(rèn)證服務(wù)器140。認(rèn)證終端110可以作為一個裝置實現(xiàn)，還可以在個人計算機(PC)上連 接傳感器或IC卡讀寫器(R/W)來構(gòu)成。此外，認(rèn)證終端IIO可以由用戶的 移動電話或移動信息終端(PDA)、或者銀行現(xiàn)金自動取款機(ATM)、信用 卡結(jié)算終端、信息站(kiosk)終端等構(gòu)成。此外，在本實施例中，以登錄終 端IOO和認(rèn)證終端110為不同的終端進(jìn)行了說明，但也可以是具備兩者功能的 一個終端。記錄介質(zhì)120可以使用IC卡、磁卡、閃速存儲器、硬盤、二維條形碼等。 此外，存儲介質(zhì)120還可以是認(rèn)證終端110內(nèi)部的存儲部等。網(wǎng)絡(luò)130可以使用廣域網(wǎng)(WAN)或局域網(wǎng)(LAN)等網(wǎng)絡(luò)、使用通用 串行總線(USB)或IEEE1394的設(shè)備之間的通信、或使用移動電話網(wǎng)或 BlueTooth (注冊商標(biāo))等的無線通信。例如，在為因特網(wǎng)銀行系統(tǒng)時，考慮 認(rèn)證終端110為用戶自家的PC或移動電話，認(rèn)證服務(wù)器140為銀行，網(wǎng)絡(luò)130 為因特網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。此外，在為PC登錄系統(tǒng)時，還考慮認(rèn)證終端110為認(rèn)證裝 置，認(rèn)證服務(wù)器140為PC，網(wǎng)絡(luò)130為USB電纜的結(jié)構(gòu)。登錄終端100由以下部分構(gòu)成指紋傳感器等取得生物體信息的傳感器 101;從所取得的生物體信息中提取特征量的特征量提取功能102;變換參數(shù) 生成功能103;為了隱匿用于登錄的特征量，使用變換參數(shù)進(jìn)行變換生成樣板 的登錄特征量變換功能104;對于變換參數(shù)或樣板生成驗證信息的驗證信息生 成功能105;生成署名的署名功能106，該署名用于保證所生成的信息的完整 性(沒有被篡改)；對記錄介質(zhì)120的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫的記錄介質(zhì)讀寫器(R/W) 107;以及作為收發(fā)部的通信4妻口 (I/F) 108,該收發(fā)部用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)130對 認(rèn)證服務(wù)器140通信登錄數(shù)據(jù)等信息。該登錄終端IOO，在如后所述由通用的PC構(gòu)成時，其特征量提取功能102、 變換參數(shù)生成功能103、登錄特征量變換功能104、驗證信息生成功能105、 以及署名功能106,由其內(nèi)部的中央處理器(CPU)處理的程序等構(gòu)成。此時， 這些"功能'，構(gòu)成在登錄終端100中執(zhí)行的程序的部分。此外，這些程序通常 存儲在其內(nèi)部的存儲部(存儲器)中，但根據(jù)需要也可以使用存儲介質(zhì)來提供， 或者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)130等通信介質(zhì)來提供。此外，關(guān)于在本實施例中使用的其他程 序也相同。認(rèn)證終端IIO與登錄終端100相同，具有取得生物體信息的傳感器101; 從生物體信息中提取特征量的特征量提取功能102;用于與記錄介質(zhì)120進(jìn)行 數(shù)據(jù)的寫入/讀出的記錄介質(zhì)R/W107;以及用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)130進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的 通信I/F108。而且，認(rèn)^〖正終端110由以下部分構(gòu)成為了隱匿用于核對的特征 量，使用變換參數(shù)進(jìn)行變換，生成核對信息的核對特征量變換功能111;對認(rèn) 證服務(wù)器140證明已經(jīng)知曉正確的變換參數(shù)的變換參數(shù)證明功能112;驗證認(rèn) 證服務(wù)器140已經(jīng)知曉正確的樣板的樣板驗證功能113;以及對登錄終端100 發(fā)布的署名進(jìn)行驗證的署名驗證功能114。認(rèn)證終端110,在與登錄終端100相同、由一^:的PC構(gòu)成時，這些特征 量提取功能102、核對特征量變換功能111、變換參數(shù)證明功能112、樣板認(rèn) 證功能U3、署名驗證功能114，也可由其內(nèi)部的CPU通過程序處理來實現(xiàn)。記錄介質(zhì)120存儲用戶保存數(shù)據(jù)121。用戶保存數(shù)據(jù)121由用戶識別符 (ID) 122、變換參數(shù)123、樣板驗證信息124以及署名125構(gòu)成。
然后，認(rèn)證服務(wù)器140由以下部分構(gòu)成用于接收已變換的生物體特征量 等信息的通信I/F108;署名驗證功能114;在數(shù)據(jù)庫145中登錄登錄終端100 生成的用戶登錄數(shù)據(jù)的登錄功能141;對作為接收到的變換生物體信息的特征 量進(jìn)行核對的核對功能142;驗證認(rèn)證終端110已知曉正確的變換參數(shù)的變換 參數(shù)驗證功能143;對認(rèn)證終端110證明自身已知曉正確的樣板的樣板證明功 能144;以及數(shù)據(jù)庫145。數(shù)據(jù)庫145記錄一個人以上的用戶的用戶登錄數(shù)據(jù) 150。用戶登錄數(shù)據(jù)150由用戶ID122、樣板151、變換參數(shù)驗證信息152以及 署名153構(gòu)成。該認(rèn)證服務(wù)器140的除通信I/F108和數(shù)據(jù)庫145以外的署名驗證功能114 、 登錄功能141、核對功能142、變換參數(shù)驗證功能143以及樣板證明功能144,在圖2中表示了第一實施例中的登錄終端100、認(rèn)證終端110、認(rèn)證服務(wù) 器140的硬件結(jié)構(gòu)的一個例子。如圖2所示，這些終端可以由以下部分構(gòu)成 經(jīng)由內(nèi)部總線等連接的CPU200、存儲器201、硬盤驅(qū)動器(HDD) 202、輸 入裝置203、輸出裝置204、以及通信裝置(通信I/F) 205。 CPU200例如執(zhí) 行存儲器201中存儲的程序。根據(jù)以上可知，與終端、服務(wù)器一起構(gòu)成具有這 些要素的通用計算機系統(tǒng)。圖3表示本實施例的登錄時的處理順序以及數(shù)據(jù)的流動。以下，按照圖3 所示的登錄流程，說明第一實施例中的登錄處理。登錄終端IOO接收用戶ID122的輸入(步驟S301 )。用戶ID122可以由用 戶或管理員輸入，也可以將認(rèn)證服務(wù)器140生成的用戶ID發(fā)送給登錄終端 100。登錄終端IOO使用傳感器101等取得用戶的生物體信息(步驟S302)。 生物體信息為對指紋圖象、靜脈圖象、虹彩圖象、聲音數(shù)據(jù)等有關(guān)人的生理的 信息進(jìn)行了數(shù)字化的數(shù)據(jù)。然后，登錄終端IOO通過特征量提取功能102從取得的生物體信息中提取 登錄特征量(X)(步驟S303 )。登錄特征量(X)的提取方法根據(jù)生物體信息 的種類或核對方式可以使用各種各樣的方法，可以使用任何的特征量。此外， 也可以將步驟S302中取得的生物體信息自身作為特征量。登錄終端100通過變換參數(shù)生成功能103生成變換參數(shù)(K) 123 (步驟
S304)。登錄終端100通過登錄特征量變換功能104使用變換函數(shù)(F)和變 換參數(shù)(K)123,對登錄特征量(X)進(jìn)行變換生成樣板(T = F (X， Y))151(步驟S305 X特征量(X)、變換參數(shù)(K)以及變換函數(shù)(F)的具體例子 將在后面詳細(xì)地敘述。然后，登錄終端IOO通過驗證信息生成功能105生成針對變換參數(shù)(K) 123的驗證信息152 (步驟S306)。此外，登錄終端100通過驗證信息生成功 能105生成針對樣板(T ) 151的驗證信息124 (步驟S307 )。關(guān)于該驗證信息 152、 124的具體例子將在后面進(jìn)行詳細(xì)地敘述。登錄終端100通過署名功能106對于用戶ID122、變換參數(shù)(K) 123以 及樣板驗證信息124生成電子署名125,綜合這些數(shù)據(jù)生成用戶保存數(shù)據(jù)121(步驟S308 )。登錄終端IOO將用戶保存數(shù)據(jù)121寫入記錄介質(zhì)120中(步驟 S309 )。同樣地，登錄終端IOO通過署名功能106對于用戶ID122、樣板(T) 151 以及變換參數(shù)驗證信息152生成電子署名153，綜合這些數(shù)據(jù)生成用戶登錄數(shù) 據(jù)150，并經(jīng)由通信I/F108發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器140 (步驟S310 )。認(rèn)證服務(wù)器 140經(jīng)由通信I/F108接收用戶登錄數(shù)據(jù)150，并登錄在數(shù)據(jù)庫145中(步驟 S311 )。以上，說明了本實施例的生物體認(rèn)證系統(tǒng)的登錄時的處理順序。然后，對 本實施例的生物體認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證時的處理順序進(jìn)行說明。圖4表示本實施例的認(rèn)證時的處理順序以及數(shù)據(jù)的流動。首先，認(rèn)證終端 110使用記錄介質(zhì)R/W107從記錄介質(zhì)120讀入用戶保存數(shù)據(jù)121,并存儲在 內(nèi)部的臨時存儲裝置(圖2的存儲器201等)(步驟S401 )。認(rèn)證終端110通 過署名驗證功能114驗證署名125,確認(rèn)用戶保存數(shù)據(jù)121是否沒有被篡改。 如果被篡改，則中止認(rèn)證處理(步驟S402)。然后，認(rèn)證終端110對認(rèn)證服務(wù) 器140發(fā)送用戶ID122,進(jìn)行認(rèn)證請求(步驟S403 )。認(rèn)證服務(wù)器140從認(rèn)^〖正終端IIO接收認(rèn)證請求，以用戶ID122為關(guān)^l:字從 數(shù)據(jù)庫145中檢索用戶登錄數(shù)據(jù)150 (步驟S404 )。認(rèn)證服務(wù)器140通過署名 驗證功能114驗證署名150，確認(rèn)用戶登錄數(shù)據(jù)150是否沒有被篡改。如果被 篡改，則中止認(rèn)證處理(步驟S405 )。
然后，認(rèn)證服務(wù)器140使用樣板證明功能144,不給予有關(guān)樣板151的知 識而對認(rèn)i正終端110 "^正明自身知曉正確的樣板151 (步驟S406 )。將在后面敘 述樣板證明功能144的樣板知識證明的具體方法。另一方面，認(rèn)證終端IIO在樣板驗證功能113中，使用樣板驗證信息124 驗證認(rèn)證服務(wù)器140知曉正確的樣板151。如果驗證失敗，則中止驗證處理(步 驟S407)。將在后面敘述驗證的具體方法。同樣地，認(rèn)證終端IIO使用變換參數(shù)證明功能112,不給予有關(guān)變換參數(shù) 123的知識而對認(rèn)證服務(wù)器140證明自身知曉正確的變換參數(shù)123 (步驟 S408)。將在后面敘述變換參數(shù)證明功能112的變換參數(shù)知識證明的具體方法。另一方面，認(rèn)證服務(wù)器140通過變換參數(shù)驗證功能143,使用變換參數(shù)驗 證信息152-瞼證認(rèn)證終端IIO知曉正確的變換參數(shù)123。如果驗證失敗，則中止驗證處理(步驟S409)。將在后面敘述驗證的具體方法。認(rèn)證終端IIO通過傳感器101等取得用戶的生物體信息(步驟S410)。認(rèn) 證終端IIO通過特征量提取功能102從所取得的生物體信息中提取核對特征量 (X')(步驟S411)。然后，認(rèn)證終端IIO通過核對特征量變換功能111，使 用變換函數(shù)(G)和變換參數(shù)(K) 123對核對特征量(X')進(jìn)行變換來生成 核對信息(V-G(X' , K)),并向認(rèn)證服務(wù)器140發(fā)送(步驟S412)。將在 后面敘述變換函數(shù)(G)的具體例子。認(rèn)證服務(wù)器140經(jīng)由通信I/F108接收該核對信息(V),并通過核對功能 142與樣板(T) 151進(jìn)行核對。如果核對結(jié)果為T與V—致，則判定用戶為 本人(OK),否則判定為他人(NG)(步驟S413)。在此，核對使用某個距離 函數(shù)d和判定閾值t,如果d(T， V) 〈t則作為一致，否則作為不一致。將 在后面敘述距離函數(shù)d的具有例子。認(rèn)證終端IIO將讀入的用戶保存數(shù)據(jù)121 從臨時存儲部(存儲器201等)刪除(步驟S414 )。然后，對在上述實施例中說明的特征量和變換函數(shù)的具體例子進(jìn)行說明。 作為可適用于蟲工彩i人i正的例子，存又述在Michael Braithwaite, et al."Application-Specific Biometric Templates" ， [2006年9月4日檢索]，因特網(wǎng) 〈http:〃www.cis.upenn.edu/ cahn/publications/autoid02.pdf>中記載的方法。作為特征量X，考慮從虹彩圖像中提取出的稱為虹彩碼的2048比特的數(shù) 據(jù)。虹彩碼X、 Y彼此的距離d(X, Y)由海明距離(Hamming Distance)給 出。海明距離被定義為對處于X和Y對應(yīng)的位置的各比特進(jìn)行比較時的、 不同的比特的數(shù)量。作為2048比特的恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，給出針對虹彩碼的變化參數(shù)K，并通過 F (X, K) =G(Y, K) =Xxor K定義變換函數(shù)。在此，設(shè)A xor B表示A 和B的異或邏輯。此時，對于任意的X、 Y、 K, d(X, Y) =d(F(X, K)， G (Y, K))成立。因此，在將樣板設(shè)為T-F(X, K),將核對信息設(shè)為V = G (X，， K)時， T與V的距離d(T, V)等于X和X，的距離d (X, X，)。由此，認(rèn)證服務(wù)器 140可以無需知曉本來的特征量(虹彩碼)而可得到正確的核對結(jié)果。此外，作為特征量和變換函數(shù)，已知可適用于指紋認(rèn)證的上述Michael Braithwaite， et al.文獻(xiàn)中記載的方法、可適用于全部的基于圖像匹配的生物體 認(rèn)證技術(shù)的、比良田真史等、"可用于基于圖像匹配的生物體認(rèn)證技術(shù)的可取 消生物體認(rèn)證的提案'，、電子信息通信學(xué)會技術(shù)報告2006 - 07 - ISEC - SITE -IPSJ-CSEC中記載的方法等。本實施例可以適用于全部這些方法，此外， 可以適用于全部一般的生物體信息隱匿型生物體認(rèn)證技術(shù)。作為生物體信息隱 匿型生物體認(rèn)證的其他具體的實現(xiàn)手段，例如，有特開2006-158851號公才艮、 "生物體信息的特征量變換方法以及生物體識別系統(tǒng)"中記載的方法等。然后，對使用了上述本實施例中的變換參數(shù)證明功能U2、樣板驗證功能 113、變換參數(shù)驗證功能143、以及樣板證明功能144的變換參數(shù)(K)和樣板 (T)的知識i正明、知識-驗證的具體方法進(jìn)4于#又述。這些方法一4￡可以通過各 種方法使用零知識證明或公開密鑰密碼技術(shù)等來實現(xiàn)。在本實施例中，說明使 用了 ElGamal署名的具體例，將使用了散列(Hash )函數(shù)的具體例作為第二實 施例來說明。在ElGamal署名中的密鑰生成中，對于大的素數(shù)p、在Zp上的乘法群的 循環(huán)子群中位數(shù)q大的循環(huán)子群的生成源g、隨機數(shù)x以及y-g、modp,將 P= (p, g， y)作為公共密鑰，將x作為秘密密鑰(詳細(xì)內(nèi)容請參照ElGamal， Taher, "A public key cryptosystems and signature scheme based on discrete logarithm," Proc of CRYPTO' 84， LNCS 197, pp. 10-18， springer-Verlag， 1985 )。
首先，登錄終端100在登錄時，在驗證信息生成功能105中生成上述p、g，作為秘密密鑰x使用上述的變換參數(shù)(K) 123生成公開密鑰？？= (p， g, gAKmodp),并將其作為變換參數(shù)驗證信息152發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器140。同樣 地，^S正信息生成功能105作為秘密密鑰x使用樣板(T) 151生成公開密鑰 PT= (p, g, gATmodp),并將其作為樣板驗證信息124存儲在記錄介質(zhì)120 中。此外，作為秘密密鑰x，代替變換參數(shù)(K) 123和樣板(T) 151,也可 以使用其散列值。此外，在預(yù)先生成了秘密密鑰和公開密鑰的組之后，可以將 秘密密鑰的散列值作為變換參數(shù)(K) 123使用。此外，認(rèn)證終端110通過變換參數(shù)證明功能112在圖4的變換參數(shù)證明步 驟S408中，對認(rèn)證服務(wù)器140證明已知曉正確的變換參數(shù)(K) 123時，首先， 認(rèn)證服務(wù)器140生成隨機的數(shù)據(jù)m,然后發(fā)送給認(rèn)證終端110。認(rèn)證終端110 對于m以變換參數(shù)123為秘密密鑰生成署名，并將其返送給認(rèn)證服務(wù)器140。 認(rèn)證服務(wù)器140通過變換參數(shù)驗證功能143使用變換參數(shù)驗證信息152 (公開 密鑰PF)對該署名進(jìn)行驗證。同樣地，認(rèn)證服務(wù)器140在圖4的樣板知識證明步驟406中對認(rèn)證終端 IIO證明已知曉樣板(T) 151時，通過以下來實現(xiàn)認(rèn)證服務(wù)器140通過樣板 證明功能144，以樣板151為秘密密鑰生成署名，認(rèn)證終端IIO通過樣板驗證 功能113使用樣板驗證信息124 (公開密鑰PK)對署名進(jìn)行驗證。此外，關(guān) 于署名生成和署名驗證算法的詳細(xì)內(nèi)部，請參考上述的ELGamal文獻(xiàn)。此外，如此在本實施例的生物體認(rèn)證系統(tǒng)中，在認(rèn)證月良務(wù)器140使用變換 參數(shù)-瞼證功能確認(rèn)了認(rèn)證終端IIO知曉正確的變換參數(shù)(K)之后，對核對信 息V = G (X，， K)和樣板T = F (X, K)進(jìn)行核對。由此，認(rèn)證服務(wù)器140 可以確認(rèn)在認(rèn)證終端110 —側(cè)存在d ( X, X， ) <t的X，，即確認(rèn)輸入了正規(guī)用 戶的生物體信息。在現(xiàn)有的隱匿型生物體認(rèn)證系統(tǒng)中，由于認(rèn)證服務(wù)器是僅通過將核對信息 V和樣板T進(jìn)行核對來進(jìn)行本人/他人的判定，因此無法判定是在認(rèn)證終端中 存在正規(guī)用戶的生物體信息，還是僅僅知道核對信息。因此，存在以下的問題 得到樣板T的攻擊者或得到正規(guī)用戶進(jìn)行認(rèn)證時的核對信息U的攻擊者，將
其作為核對信息發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器，這樣即使得不到生物體信息也可以冒充正 規(guī)用戶。與此相對，本實施例實現(xiàn)了一種防范這樣的假冒攻擊的、安全性高的生物 體信息隱匿型生物體認(rèn)證系統(tǒng)。此外，根據(jù)本實施例，樣板或核對信息的泄漏不會直接牽涉到假冒的威脅，但在同時還泄漏了變換參數(shù)(K) 123的情況下， 可以完全復(fù)原本來的特征量。同樣地，變換參數(shù)(K) 123的泄漏不會直接牽 涉到假冒的威脅，但在同時還泄漏了樣板或核對信息的情況下，可以完全復(fù)原 本來的特征量。對于該問題，可以通過定期地更換變換參數(shù)和樣板來應(yīng)對。而且，在本實施例的生物體認(rèn)證系統(tǒng)中，在認(rèn)證終端110通過樣板驗證功 能113確認(rèn)了認(rèn)證服務(wù)器140知曉正確的樣板之后，發(fā)送核對信息V。由此， 可以防范攻擊者冒充認(rèn)證服務(wù)器與認(rèn)證終端IIO進(jìn)行通信，來獲取正規(guī)用戶的 核對信息這樣的攻擊。此外，假設(shè)在樣板151泄漏，得到該樣板的攻擊者冒充 了認(rèn)證服務(wù)器時，認(rèn)證終端110將核對信息V發(fā)送給攻擊者。但此時攻擊者 已經(jīng)得到了樣板，所以不會由于發(fā)送核對信息V而產(chǎn)生更大的威脅。 (實施例2 )在上述第一實施例中，對作為變換參數(shù)(K)和樣板(T)的知識證明、 知識驗證的方法，使用公開密鑰密碼技術(shù)等來實現(xiàn)的例子進(jìn)行了說明。然后，將使用散列函數(shù)的例子作為第二實施例來進(jìn)行說明。將給出數(shù)據(jù)x 的散列值的散列函數(shù)記為H(x)。作為散列函數(shù)的例子，具有SHA256等。(詳 細(xì)的內(nèi)容請參照FIPS 180-2， "Secure Hash Standard ( SHS )" )， [2006年9月4 日檢索]、因特網(wǎng)<http:〃csrc.nist.gov/CryptoToolkit/tkhash.html>。在本實施例中，登錄終端100計算變換參數(shù)123( K )的散列值VK = H( K )， 將其作為變換參數(shù)驗證信息152。此外，計算樣板151 (T)的散列值VT = H (T),并將其作為樣板驗證信息124。在認(rèn)證終端IIO通過變換參數(shù)證明功能113對認(rèn)證服務(wù)器140證明知曉變 換參數(shù)123時，與前面的實施例相同，首先認(rèn)證服務(wù)器140生成隨機的數(shù)據(jù)m 然后發(fā)送給認(rèn)證終端110。認(rèn)證終端IIO使用m和K計算m' =H(H(K) lm), 并將其返回給認(rèn)證服務(wù)器140。在此，設(shè)"xly"表示x和y的比特連接。認(rèn) 證服務(wù)器140使用變換參數(shù)驗證信息152 (VK)和m計算H (VKlm),驗證
是否與m' —致。
同樣地，在認(rèn)證服務(wù)器140通過樣板證明功能144對認(rèn)證終端110證明知 曉樣板151時，認(rèn)證終端110生成隨機的數(shù)據(jù)m發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器140。認(rèn)證 服務(wù)器140使用m和T計算m' =H(H(T) |m),并將其返回給認(rèn)證終端110。 認(rèn)證終端110使用樣板驗證信息124 ( VT)和m計算H ( VTlm),驗證是否 與rrf —致。以上，作為第一、第二實施例，作為變換參數(shù)(K)和樣板(T)的知識 證明、知識驗證的方法，說明了使用ElGamal署名和散列函數(shù)的例子，當(dāng)然， 并不是限定于這些例子。例如，還可以使用Shrorr署名(Schnorr signature, [2006 年9月4日檢索],因特網(wǎng)〈http://en.wikipedia.org/wiki/Schnorr一signature〉)、 Cramer-Shoup 署名(Cramer-Shoup cryptosystem, [2006年9月4曰檢索]，因特網(wǎng)〈http://en.wikipedia.org/wiki/Cramer-Shoup—system> )等。
以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于上述的實施 例，對于根據(jù)生物體信息進(jìn)行用戶認(rèn)證的任意應(yīng)用都可以適用。例如還可以用 于公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的信息訪問控制、因特網(wǎng)銀行系統(tǒng)或ATM的本人確認(rèn)、向 面會員網(wǎng)站的登錄、進(jìn)入保護(hù)區(qū)域時的個人認(rèn)證、個人計算機的登錄等。
權(quán)利要求
1.一種生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其具有取得生物體信息的認(rèn)證終端；根據(jù)由所述認(rèn)證終端取得的生物體信息對使用者進(jìn)行認(rèn)證的認(rèn)證服務(wù)器，其特征在于，所述認(rèn)證終端具有根據(jù)變換參數(shù)對所述生物體信息進(jìn)行變換的變換部；向所述認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送由所述變換部變換而得的變換生物體信息的發(fā)送部；以及無需對所述認(rèn)證服務(wù)器明示而證明有關(guān)所述變換參數(shù)的知識的變換參數(shù)證明部，所述認(rèn)證服務(wù)器具有從所述認(rèn)證終端接收所述變換生物體信息的接收部；根據(jù)與所述認(rèn)證終端的通信以及變換參數(shù)驗證信息，對所述認(rèn)證終端知曉所述變換參數(shù)的事實進(jìn)行驗證的變換參數(shù)驗證部；以及將所述變換生物體信息與登錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判定相似性的核對部，在由所述變換參數(shù)驗證部進(jìn)行的所述變換參數(shù)的驗證成功，并且由所述核對部進(jìn)行的所述變換生物體信息與所述登錄數(shù)據(jù)的相似性的判定成功時，作為認(rèn)證成功。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 還具有在登錄時進(jìn)行生物體信息的登錄的登錄終端，所述登錄終端具有生成所述變換參^:的生成部；生成所述變換參數(shù)驗證信息的驗證信息生成部；根據(jù)所述變換參數(shù)對在登錄時取得的所述生物體信息進(jìn)行變換來生成所 述登錄數(shù)據(jù)的登錄生物體信息變換部；生成第一署名數(shù)據(jù)的署名生成部，該第一署名數(shù)據(jù)用于保證所述登錄數(shù)據(jù) 與所述變換參數(shù)驗證信息的組數(shù)據(jù)的完整性；以及將所述登錄數(shù)據(jù)、所述變換參數(shù)驗證信息、以及所述第一署名數(shù)據(jù)發(fā)送給 所述認(rèn)證服務(wù)器的發(fā)送部， 所述認(rèn)證服務(wù)器，還具有根據(jù)所述第 一署名數(shù)據(jù)對接收到的所述登錄數(shù)據(jù) 與所述變換參數(shù)驗證信息的所述組數(shù)據(jù)沒有被竄改的事實進(jìn)行驗證的署名驗 證部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述認(rèn)證服務(wù)器，還具有無需對所述認(rèn)證終端明示而證明有關(guān)所述登錄數(shù)據(jù)的知識的登錄數(shù)據(jù)證明部，所述認(rèn)證終端，還具有根據(jù)與所述認(rèn)證服務(wù)器的通信以及登錄數(shù)據(jù)驗證信 息對所述認(rèn)證服務(wù)器知曉所述登錄數(shù)據(jù)的事實進(jìn)行驗證的登錄數(shù)據(jù)驗證部，所述認(rèn)證終端，在所述登錄數(shù)據(jù)驗證部的驗證成功時，從所述發(fā)送部向所 述認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送所述變換生物體信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述登錄終端的所述^r證信息生成部生成所述登錄數(shù)據(jù)驗證信息， 所述署名生成部生成用于保證所述變換參數(shù)和所述登錄數(shù)據(jù)驗證信息的組數(shù)據(jù)的完整性的第二署名數(shù)據(jù)，所述認(rèn)證終端還具有根據(jù)所述第二署名數(shù)據(jù)對所述變換參數(shù)和所述登錄 數(shù)據(jù)驗證信息的所述組數(shù)據(jù)沒有被竄改的事實進(jìn)行驗證的署名驗證部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述認(rèn)證終端還具有存儲所述變換參數(shù)的存儲部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述iU正終端，還具有讀出由所述登錄終端存儲在記錄介質(zhì)中的所述變換參數(shù)的讀出部， 在認(rèn)證處理結(jié)束時從其內(nèi)部將所述變換參數(shù)刪除。
7. —種登錄終端，其用于根據(jù)生物體信息對使用者進(jìn)行認(rèn)證的生物體認(rèn) 證系統(tǒng)，其特征在于，具有生成變換參數(shù)的生成部；生成變換參數(shù)驗證信息的驗證信息生成部；根據(jù)所述變換參數(shù)對在登錄時取得的生物體信息進(jìn)行變換，生成登錄數(shù)據(jù) 的登錄生物體信息變換部；生成第一署名數(shù)據(jù)的署名生成部，該第一署名數(shù)據(jù)用于保證所述登錄數(shù)據(jù) 與所述變換參數(shù)驗證信,包、的組數(shù)據(jù)的完整性；以及將所述登錄數(shù)據(jù)與所述變換參數(shù)驗證信息的所述組數(shù)據(jù)、和所述第一署名 數(shù)據(jù)發(fā)送給所述認(rèn)證服務(wù)器的發(fā)送部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的登錄終端，其特征在于， 所述驗證信息生成部生成登錄數(shù)據(jù)驗證信息；組數(shù)據(jù)的完整性的第二署名數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的登錄終端，其特征在于， 還具有向記錄介質(zhì)的寫入部，所述寫入部在所述記錄介質(zhì)中寫入所述變換參數(shù)和所述登錄數(shù)據(jù)驗證信 息的所述組數(shù)據(jù)、和所述第二署名數(shù)據(jù)。
10. —種認(rèn)證終端，其用于具有根據(jù)生物體信息對使用者進(jìn)行認(rèn)證的認(rèn)證 服務(wù)器的生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于，具有取得生物體信息的取得部；將由所述變換部變換而得的變換生物體信息發(fā)送給所述認(rèn)證服務(wù)器的發(fā) 送部；以及證明部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的認(rèn)證終端，其特征在于， 還具有根據(jù)與所述認(rèn)證服務(wù)器的通信以及登錄數(shù)據(jù)驗證信息，對在所述認(rèn)證服務(wù)器中存在應(yīng)該與所述變換生物體信息進(jìn)行核對的登錄數(shù)據(jù)的事實進(jìn)行 驗證的登錄數(shù)據(jù)驗證部，在所述登錄數(shù)據(jù)存在的驗證成功時，從所述發(fā)送部向所述認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送 所述變換生物體信息。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的認(rèn)證終端，其特征在于，變換時，讀出記錄介質(zhì)中所存儲的所述變換參數(shù)。
13. —種認(rèn)證服務(wù)器，其用于根據(jù)由認(rèn)證終端取得的生物體信息對使用者 進(jìn)行認(rèn)證的生物體認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于，具有根據(jù)與所述認(rèn)證終端的通信以及變換參數(shù)驗證信息，對所述認(rèn)證終端知曉 所述變換參數(shù)的事實進(jìn)行驗證的變換參數(shù)驗證部；以及將所述變換生物體信息與所存儲的登錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來判定相似性的核 對部，在由所述變換參數(shù)驗證部進(jìn)行的所述變換參數(shù)的驗證成功，并且由所述核 對部進(jìn)行的所述變換生物體信息與所述登錄數(shù)據(jù)的相似性的判定成功時，作為 認(rèn)證成功。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的認(rèn)證服務(wù)器，其特征在于， 還具有無需對所述認(rèn)證終端明示而證明有關(guān)所述登錄數(shù)據(jù)的知識的登錄數(shù)據(jù)證明部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的認(rèn)證服務(wù)器，其特征在于， 還具有根據(jù)第一署名數(shù)據(jù)對接收到的所述登錄數(shù)據(jù)和所述變換參數(shù)驗證信息的所述組數(shù)據(jù)沒有被竄改的事實進(jìn)行驗證的署名驗證部。
全文摘要
在登錄時取得用戶的生物體信息，通過規(guī)定的變換參數(shù)進(jìn)行變換生成樣板。此外，生成針對變換參數(shù)的驗證信息(152)，與樣板一起登錄在認(rèn)證服務(wù)器(140)中。變換參數(shù)(123)保存在IC卡等中，并對用戶發(fā)布。在認(rèn)證時，認(rèn)證服務(wù)器(140)使用變換參數(shù)驗證信息(152)驗證認(rèn)證終端(110)知曉變換參數(shù)(123)。然后，認(rèn)證終端(110)通過變換參數(shù)對新取得的用戶的生物體信息進(jìn)行變換生成核對信息，并發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器(140)。認(rèn)證服務(wù)器(140)將核對信息和樣板進(jìn)行核對，由此進(jìn)行本人確認(rèn)。
文檔編號H04L9/32GK101159554SQ20071016164
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月4日
發(fā)明者日野英逸, 比良田真史, 高橋健太 申請人:株式會社日立制作所