单一密码生成装置和方法以及程序、记录媒体.pdf

本发明涉及单一密码生成装置和方法以及程序、记录媒体。可以确保个人认证中的良好的保密性及有效运用。一种根据作为使用者的身体上的或行动上的特征的生物信息，对该生物信息生成单值的单一密码的单一密码生成装置，设置有对注册用的生物信息的特征量进行统计分析来生成统计信息的统计信息生成单元(10)、对每个生物信息汇总所述统计信息的同时设定每个统计信息的单一密码并作成生物信息固有的统计信息表(110)的统计信息表生成单元(11)、根据核对用的生物信息把统计信息生成单元(10)生成的统计信息适用于所述统计信息表并提取出相应的单一密码的单一密码提取单元(12)、和把所述单一密码提取单元(12)提取出来的单一密码输出到输出接口的输出处理单元(13)。

1.  一种生成单一密码的装置，该生成单一密码的装置基于作为使用者身体的或行动的特征的生物信息，生成对该生物信息为单值的单一密码，其特征在于，
具备：
统计信息生成单元，该统计信息生成单元对注册用的生物信息的特征量进行统计分析，生成统计信息；
统计信息表生成单元，该统计信息表生成单元对每个生物信息汇总所述统计信息，同时设定每个统计信息的单一密码，作成生物信息固有的统计信息表；
单一密码提取单元，该单一密码提取单元基于对照用的生物信息，把所述统计信息生成单元生成的统计信息适用于所述统计信息表，提取出相应的单一密码；和
输出处理单元，该输出处理单元把所述单一密码提取单元提取出来的单一密码输出到输出接口。

2.  根据权利要求1所述的单一密码生成装置，其特征在于，
具备：
单一密码任意设定单元，该单一密码任意设定单元把在所述统计信息表中对每个统计信息设定的单一密码设定为包括文字、数字、符号的任一种随机信息或经输入接口接收的任意信息。

3.  根据权利要求1所述的单一密码生成装置，其特征在于，
具备：
误统计信息设定单元，该误统计信息设定单元在所述统计信息表中，除基于所述注册用的生物信息的特征量生成的统计信息之外，对设定了与相应统计信息的单一密码不同的误单一密码的误统计信息进行设定。

4.  根据权利要求1所述的单一密码生成装置，其特征在于，
具备：
特征量范围设定单元，该特征量范围设定单元将所述统计信息表中的统计信息，设定为使所述统计信息生成单元生成的统计信息中的特征量数包含在上限值和下限值之间的特征量范围。

5.  根据权利要求1所述的单一密码生成装置，其特征在于，
用指纹信息作为所述生物信息。

6.  根据权利要求5所述的单一密码生成装置，其特征在于，
用指纹图象的小区域中的隆线方向作为所述生物信息的特征量。

7.  根据权利要求5所述的单一密码生成装置，其特征在于，
用包含指纹的隆线的端点或分岔点的特征点作为所述生物信息的特征量。

8.  根据权利要求7所述的单一密码生成装置，其特征在于，
用多个所述特征点形成的几何学形状或者配置作为所述生物信息的特征量。

9.  一种生成单一密码的方法，该生成单一密码的方法基于作为使用者身体的或行动的特征的生物信息，生成对该生物信息为单值的单一密码，其特征在于，
具备：
统计信息生成步骤，该统计信息生成步骤对注册用的生物信息的特征量进行统计分析，生成统计信息；
统计信息表生成步骤，该统计信息表生成步骤对每个生物信息汇总所述统计信息，同时设定每个统计信息的单一密码，作成生物信息固有的统计信息表；
单一密码提取步骤，该单一密码提取步骤基于对照用的生物信息，把所述统计信息生成单元生成的统计信息适用于所述统计信息表，提取出相应的单一密码；和
输出处理步骤，该输出处理步骤把所述单一密码提取单元提取出来的单一密码输出到输出接口。

10.  一种程序，该程序在计算机上实现生成单一密码的方法，该生成单一密码的方法基于作为使用者身体的或行动的特征的生物信息，生成对该生物信息为单值的单一密码，其特征在于，
具备：
统计信息生成步骤，该统计信息生成步骤对注册用的生物信息的特征量进行统计分析，生成统计信息；
统计信息表生成步骤，该统计信息表生成步骤对每个生物信息汇总所述统计信息，同时设定每个统计信息的单一密码，作成生物信息固有的统计信息表；
单一密码提取步骤，该单一密码提取步骤基于对照用的生物信息，把所述统计信息生成单元生成的统计信息适用于所述统计信息表，提取出相应的单一密码；和
输出处理步骤，该输出处理步骤把所述单一密码提取单元提取出来的单一密码输出到输出接口。

11.  一种记录媒体，其特征在于，记录了权利要求10所述的单一密码生成程序，而且计算机可以读取。

单一密码生成装置和方法以及程序、记录媒体
技术领域
本发明涉及单一密码生成装置和方法以及程序、记录媒体，特别能够适用于对仅为预先注册了的使用者提供服务的信息系统进行访问管理或计费的同时提供服务时的本人确认和重要设施或房间的进出管理等。
背景技术
作为基于生物信息的认证方法，例如提出了一种指纹核对进出房间管理系统等(参考特开平9-198501号公报)，该指纹核对进出房间管理系统是经线路将具有指纹核对单元的门电路与主机装置连接起来，该主机装置具有对应存储包含识别号码或进入房间许可信息等的个人信息和注册指纹数据的文件，该指纹核对单元存储从该主机装置的文件下载下来的所述个人信息和所述注册指纹数据并核对按压指纹；所述门电路的指纹核对单元设置有控制单元，该控制单元是在核对所述按压指纹和所述注册指纹数据来进行本人确认时，把时间戳附加在该按压指纹数据上，来更新所述注册指纹数据；所述主机装置设置有控制处理单元，该控制处理单元是收集附加了所述门电路的时间戳的更新注册指纹数据，来更新注册指纹数据，同时根据所述个人信息的进入房间许可信息将该更新注册指纹数据送到门电路。
另外，还提出了一种指纹核对方案等(参考特开平10-124668号公报)，由指纹注册核对装置和指纹核对系统终端构成，所述指纹核对系统终端设置有采集使用者的指纹图象的指纹图象采集装置、输入使用者信息的信息输入装置、存储采集到的指纹图象的指纹图象存储单元、从采集的指纹图象中检测出位置对准用指纹基准点的指纹基准点检测装置以及根据所述指纹注册核对装置指示的划出位置从采集的指纹图象中划出部分图象的图象划出单元；所述指纹注册核对装置设置有存储预先注册的指纹信息的注册指纹信息存储单元、决定指纹核对所必要部分的图象的划出位置的划出位置决定单元、存储从采集的指纹图象划出来的部分图象的部分图象存储单元和进行指纹图象的特征点的核对的特征点核对单元；同时，所述指纹核对系统终端与所述指纹注册核对装置通过数据通信交换位置对准用指纹基准点、指纹核对所必要部分的图象的划出位置和从采集的指纹图象划出来的部分图象的各数据，由此来进行指纹核对。
另外，还提出了一种指纹核对装置等(参考特开平10-149446号公报)，该装置设置有作为特征提取从指纹检测单元取入的图象信息的数据处理电路、和把存储在存储装置内并预先作为特征提取出来的数据与该数据处理电路处理的特征量进行比较的比较器。
但是，在原来使用生物信息的本人认证时，必须把作为认证信息从生物信息中提取出来的特征量信息预先保管在认证系统侧。将该系统侧预先保管的使用者的生物信息的特征量叫做模板，这是一种能够特定个人的信息(个人信息)。因此，留下来的课题就是从隐私保护的观点来看必须投入很高的成本来保护相应的模板。
发明内容
本发明提供可以确保个人认证中的良好的保密性及有效运用的单一密码生成装置和方法、以及程序、记录媒体。
解决上述课题的是本发明的单一密码生成装置，该单一密码生成装置基于作为使用者身体的或行动的特征的生物信息，生成对该生物信息为单值的单一密码，其特征在于，具备：统计信息生成单元，该统计信息生成单元对注册用的生物信息的特征量进行统计分析，生成统计信息；统计信息表生成单元，该统计信息表生成单元对每个生物信息汇总所述统计信息，同时设定每个统计信息的单一密码，作成生物信息固有的统计信息表；单一密码提取单元，该单一密码提取单元基于对照用的生物信息，把所述统计信息生成单元生成的统计信息适用于所述统计信息表，提取出相应的单一密码；和输出处理单元，该输出处理单元把所述单一密码提取单元提取出来的单一密码输出到输出接口。
另外，本发明还涉及一种单一密码生成方法，该单一密码生成方法基于作为使用者身体的或行动的特征的生物信息，生成对该生物信息为单值的单一密码，其特征在于，具备：统计信息生成步骤，该统计信息生成步骤对注册用地生物信息的特征量进行统计分析，生成统计信息；统计信息表生成步骤，该统计信息表生成步骤对每个生物信息汇总所述统计信息，同时设定每个统计信息的单一密码，作成生物信息固有的统计信息表；单一密码提取步骤，该单一密码提取步骤基于对照用的生物信息，把所述统计信息生成单元生成的统计信息适用于所述统计信息表，提取出相应的单一密码；和输出处理步骤，该输出处理步骤把所述单一密码提取单元提取出来的单一密码输出到输出接口。
另外，本发明还涉及一种单一密码生成程序，该单一密码生成程序在计算机上实现生成单一密码的方法，该生成单一密码的方法基于作为使用者身体的或行动的特征的生物信息，生成对该生物信息为单值的单一密码，其特征在于，具备：统计信息生成步骤，该统计信息生成步骤对注册用的生物信息的特征量进行统计分析，生成统计信息；统计信息表生成步骤，该统计信息表生成步骤对每个生物信息汇总所述统计信息，同时设定每个统计信息的单一密码，作成生物信息固有的统计信息表；单一密码提取步骤，该单一密码提取步骤基于对照用的生物信息，把所述统计信息生成单元生成的统计信息适用于所述统计信息表，提取出相应的单一密码；和输出处理步骤，该输出处理步骤把所述单一密码提取单元提取出来的单一密码输出到输出接口。该程序由用于进行所述各步骤的动作的代码构成。
本发明还涉及记录了单一密码生成程序的计算机可读取的记录媒体。
另外，从发明的实施方式及附图可以清楚本申请所公开的课题及其解决方法。
按照本发明，可以确保个人认证时的良好的保密性和有效运用。
附图说明
图1是包含本实施方式的单一密码生成装置的网络构成图。
图2(a)和(b)分别是本实施方式中的利用指纹的隆线信息的特征量和利用指纹的特征点的几何结构的特征量的说明图。
图3是本实施方式中的统计信息表的示例图。
图4是本实施方式中的注册处理流程图。
图5是本实施方式中的单一密码生成处理流程图。
图6是本实施方式中的统计信息处理的临时表示例图。
具体实施方式
以下用附图详细说明本发明的实施方式。图1是包含本实施方式的单一密码生成装置100的网络构成图。在本实施方式中，假定本发明适用于如果单一密码生成装置100根据使用者的验证用生物信息输出的值即单一密码与根据预先设定的使用者注册用的生物信息一致就打开门锁的入室管理系统。另外，本实施方式中用单一密码生成装置作为开门锁的判定装置(或其一部分)，但是并不限定于该实施方式，也可以一般适用于必须进行本人确认的服务系统。
除单一密码生成装置100之外，作为这里的网络构成，还包含相应的单一密码生成装置100输出的单一密码与预先设定的使用者的单一密码一致就打开门锁的开锁装置131和门130。在本实施方式中，为简化起见，假定能够打开门锁的使用者为一人，但并不限定于此，单一密码生成装置100也可以具有每个使用者的统计信息表110，且开锁装置131可以保持每个使用者的单一密码，多个使用者能够打开门130的锁。
所述单一密码生成装置100具备用来输入使用者提示的生物信息的生物信息的生物信息输入功能101、提取由这里得到的生物信息的特征量的特征量提取功能102、进行特征量的统计分析的统计分析功能103、单一密码生成装置100与开锁装置131等外部装置进行数据交接并进行数据输入输出的输入输出接口104、和对使用者提示的每个生物信息设定并存储单一密码的统计信息表110。
这里，所述统计分析功能103由以下那样的部件构成。即，包括：统计信息生成单元10、统计信息表生成单元11、单一密码提取单元12和输出处理单元13；统计信息生成单元10对注册用的生物信息的特征量进行统计分析来生成统计信息，统计信息表生成单元11对每个生物信息汇总所述统计信息的同时设定每个统计信息的单一密码并作成生物信息固有的统计信息表110，单一密码提取单元12根据核对用的生物信息把所述统计信息生成单元10生成的统计信息适用于所述统计信息表110并提取出相应的单一密码，输出处理单元13把所述单一密码提取单元12提取出来的单一密码输出到输入输出接口104。
另外，还还包括单一密码任意设定单元14和误统计信息设定单元15，单一密码任意设定单元14把在统计信息表110中对每个统计信息设定的单一密码设定为包含文字、数字、符号的任何一种随机信息或经输入输出接口104接收的任意信息，误统计信息设定单元15是在所述统计信息表110中，除根据所述注册用的生物信息的特征量生成的统计信息之外，对设定了与相应的统计信息的单一密码不同的误单一密码的误统计信息进行设定。
另外，还包括特征量范围设定单元16，用来将所述统计信息表110中的统计信息，设定为使所述统计信息生成单元10生成的统计信息中的特征量数包含在上限值和下限值之间的特征量范围。
单一密码生成装置100由硬件构成，包含有CPU201、ROM202、RAM203和指纹传感器205，各构成部位可经总线209和CPU201进行数据交换。所述网CPU201把必要的数据写入RAM203，或从RAM203读出，同时利用保存在ROM202内的数据执行保存在同一个ROM202内的程序。该程序是实现所述生物信息的输入单元101、特征提取单元102、统计分析单元103的各功能的程序，被保存在ROM202内。
在本实施方式中使用ROM202作为存储装置，但并不限定于此，也可以用非易失性存储器(EEPROM)等或固定存储器(硬盘)等来代替该ROM202。指纹传感器205可以使用现有的指纹传感器。
下面来说明从生物信息得到的特征量。图2(a)和(b)分别说明的是本实施方式中的利用指纹的隆线信息的特征量和利用指纹的特征点的几何结构的特征量。这里，采用指纹信息作为生物信息，假定由该指纹信息得到的特征量有A～E共5种。
在图2(a)中，按分割指纹图象的小区域内的隆线方向来定义特征量A～D。例如，特征量A是纵方向，特征量C是横方向。为说明方便，本实施方式中所示的指纹图象的小区域数和方向的离散化数取为少量，但并不限定于此。在图2(a)的情况下，所谓特征量A的数相当于隆线纵方向的小区域的数。对于其他特征量也同样考虑。
另一方面，图2(b)中的特征量E是基于存在于图中用圆圈围起来的地方的指纹的特征点(隆线或谷线的端点或分岔点)的特征量。特征量E是这些特征点构成的几何形状或其配置。本实施方式所示例的几何形状采用正三角形。即，把特征点的位置关系构成为正三角形作为特征量E，所谓特征量E的数是指特征点的位置关系构成正三角形的特征点的组合的数。本实施方式中，用正三角形作为几何特征，但并不限定于此，可以按任意形状进行设定。
接下来说明统计信息表110的数据结构。图3是本实施方式中的统计信息表的示例图。统计信息表生成单元11对每个生物信息把统计信息生成单元10生成的统计信息汇总起来，同时设定每个统计信息的单一密码，作成生物信息固有的表，该表就是统计信息表110。
也可以用所述单一密码任意设定单元14把所述统计信息表110中对每个统计信息设定的单一密码设定为包含文字、数字、符号之某一种的随机信息或经输入输出接口104接收的任意信息。
也可以用所述误统计信息设定单元15在所述统计信息表110中，除根据所述注册用的生物信息的特征量生成的统计信息之外，对设定了与相应的统计信息的单一密码不同的误单一密码的误统计信息进行设定。
也可以用所述特征量范围设定单元16将所述统计信息表110中的统计信息设定为在上限值和下限值之间包含所述统计信息生成单元10生成的统计信息中的特征量数的特征量范围。
本实施方式中的统计信息表110把一个指纹图象内存在的某特征量的数的上下限和对应于其范围的输出值即单一密码作为一个记录。如上所述，在假定为5种特征量(特征量A～E)的情况下，每5个特征量构成相应的统计信息表110。
本实施方式中的所述单一密码生成装置100以各功能101～103一体设置在装置内为例，但是例如经网络利用的实施方式也可以适用。而且，在本实施方式中，采用了指纹信息作为生物信息，但并不限定于此，也可以采用声纹、虹彩、笔迹等各种生物信息。
然后概述本实施方式中的单一密码生成方法。使用者首先把指纹注册在单一密码生成装置100内。注册时，使用者经单一密码生成装置100的输入输出接口104将指纹多次输入到生物信息输入功能101。虽然输入几次都行，但是本实施方式中取例如进行10次输入。
单一密码生成装置100的特征量提取单元102从各个指纹图象中提取出多种特征量。虽然几种特征量都行，但是，这里，如上所述例如使用5种特征量。另外，特征量提取功能102计算各指纹图象内包含的各种特征量的数，并将结果送到统计分析功能103。
接着，统计分析功能103进行各特征量的统计分析。具体地说，根据包含在指纹图象内的特征量提取功能102输出的特征量数来预测特征量的分布范围。采用什么样的预测方法都可以。本实施方式中，把包含在一个指纹图象内的特征量数的上下限作为特征量范围，但并不限定于此。
另外，统计分析功能103把预先决定的值作为输出值(单一密码)分配到特征量的分布范围内，并将该分配结果记录到统计信息表110内。为简便起见，本实施方式中预先决定出所述输出值，但并不限定于此，也可以具有任何一种输出值的输入装置，由使用者或单一密码生成装置100的管理者分配任意输出值。
如上所述，除根据所述注册用的生物信息的特征量生成的统计信息之外，统计分析功能103还用所述误统计信息设定功能15对设定了与相应的统计信息的单一密码不同的误单一密码的误统计信息进行设定。这样，就把无意义的特征量的范围和输出值构成的记录追加记录到统计信息表110内。以上就是注册处理。
然后，在使用者要开所述门130时，使用者首先把上述注册的指纹输入到单一密码生成装置100的生物信息输入功能101。特征量提取功能102用与注册时同样的方法从指纹图象计算出特征量数，并将该数送到统计分析功能103。统计分析功能103参照统计信息表110，得到被分配为包含该特征量数的上下限的输出值。对从指纹信息得到的(当然的)5个特征量进行这种处理，最后生成输出码。该输出码是连接例如每5个特征量的单一密码的代码，或把5个特征量的单一密码组合起来实施各种运算的代码。如果增加该输出代码的位数，就能够提高个人认证时的保密性。
下面说明本实施方式中的单一密码生成方法的详细步骤。对应于以下说明的单一密码生成方法的各种动作都是用单一密码生成装置100的ROM202所具备的所述程序(实现功能101～103的程序)来实现。该程序由进行以下所说明的各种动作的代码构成。
图4是本实施方式中的注册处理的流程图。根据构成个人认证数据库的各使用者的指纹信息进行统计信息和单一密码的设定注册。这时，判定有关涉及某个使用者的规定特征量的统计信息表110是否已经完成注册(步骤500)。已经完成注册的情况下(步骤500：“有”)，结束处理，并进到个人认证处理。另一方面，如果未完成注册(步骤500：“无”)，进到步骤505。
使用者把手指靠在指纹传感器205上，来进行指纹信息的读取，这时，指纹传感器205对生物信息输入功能101进行指纹图象的输入(步骤505)。生物信息输入功能101暂时把所输入的指纹图象保管在ROM203内。重复进行以上的处理，对同一个指纹图象取得10次。
另一方面，特征量提取功能102从在步骤505得到的指纹图象中提取出特征量，并把特征量数记录在图6所示的临时表600内(步骤510)。图6中，作为例子，示出把特征量A和特征量B的数从1次至10次每次进行注册的例子。可以用例如特开2001-344213中记载的方法等作为指纹图象的隆线方向提取和特征点提取的特征量提取方法。对全部指纹图象进行以上的特征量提取处理。
然后，统计分析功能103根据图6的临时表600进行统计分析处理(步骤505)。具体地说，首先由所述临时表600推定特征量数的分布并决定特征量数的上下限。用特征量数的分布推定方法也可以任意一种方法。本实施方式中，用实际观测到的值的最大值和最小值作为上下限。例如在图6的例子中，特征点A的上限为13，下限为10。而特征点B的上限为34，下限为31。
统计分析功能103进一步把由特征点的输出值预先决定的值作为单一密码进行分配。为简便起见，在本实施方式中把预先决定的值作为单一密码进行分配，但是统计分析功能103也可以通过具有任何一种输入装置，来任意设定分配值。
然后，如上所述，决定无意义的上限、下限和输出值，并保管在图3所示的统计信息表内。图3中，示出了有关所述的特征量A的统计信息表。对上限和下限为13和10之外的行分配无意义的上限、下限、输出值。对其他全部特征量进行以上的处理，最后保管5个统计信息表。
图5是本实施方式中的单一密码生成处理的流程图。下面说明进行个人认证情况下的处理步骤。要先进所述门130的房间的使用者把上述事先注册的(当然的)手指的指纹提示给指纹传感器205(和输入输出接口104)，指纹传感器205把该指纹信息输入到生物信息输入功能101(步骤805)。
特征量提取功能102从所述生物信息输入功能101得到指纹图象，由此提取出特征量并将其数暂时记录在RAM203内(步骤810)。对全部特征量进行以上的处理，例如最后得到上述的5个特征量的数。
然后，统计分析功能103把对应的特征量的统计信息表110与所述步骤810算出来的特征量的数(基于核对用的生物信息的数)进行比较，把在所述统计信息表110中的上限和下限内插入所述核对用的特征量数的输出值(即特征量范围内的单一密码)暂时记录在RAM203内。对全部特征量进行以上的处理，最后得到5个输出值(单一密码)。
再把前一步骤所得到的5个输出值集中起来作为输出代码输出到开锁装置131(步骤820)。如果预先记录在该开锁装置131内的代码与单一密码生成装置100输出的所述输出代码一致，开锁装置131就打开门130的锁，处理结束。
按照本发明，由于分析生物信息的特征量的统计信息，然后作成生物信息固有的统计信息表，再从统计信息表和新的生物信息把单值(单一密码)输出到生物信息，所以具有不能从统计信息表本身或单一密码本身特定个人的效果。由于统计信息表除了生物信息的特征量数的上下限之外，还具有无意义的上下限和输出值信息，所以具有很难从统计信息表来推定单一密码效果。由于可以任意设定统计信息表输出的单一密码，所以具有即使暴露了单一密码的情况下，仍可以简易地改写单一密码的效果。由于在生物信息的特征量的统计信息中利用生物信息存在的特征量数，所以具有对输入时生物信息的波动能够低操作差错地输出单一密码的效果。由于使用指纹的多个特征点构成的几何形状或配置，所以具有对指纹的转动或平行移动能够低操作差错地输出单一密码的效果。
因此，可以确保个人认证中的良好的保密性及有效运用。
以上根据该实施方式具体说明了本发明，但是并不限定于此，在不背离其宗旨的范围内可以作出各种变更。例如有如下的例子。
本实施方式中，因为把生物统计学信息变换为单意的ID，所以能够实现像密码那样使用ID的服务器·客户机间的本人认证。具体地说，在服务器侧预先注册有由用户的生物统计学信息生成的ID。另一方面，在客户机侧从生物统计学信息生成ID，再把它发送到所述服务器，在服务器侧就能通过ID的核对来进行本人认证。
在服务器侧生成随机数r，把该随机数r发送给客户机的同时，按照预先决定的运算f来处理注册在服务器内的ID和该随机数r，得到其结果V。在客户机侧，从生物统计学信息生成ID，按照同样的运算f来处理从服务器发送来的该随机数r和ID，得到其结果V′。从客户机把V′发送到服务器，如果V＝V′，就能认证本人。