生体情報認証トークン

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【発明の名称】	生体情報認証トークン
【発明者】	【氏名】羽田野孝裕【氏名】足立卓也【氏名】中西衛
【要約】	【課題】１つの生体情報認証トークンで、複数の利用機器に対応できるようにする。【解決手段】複数の機器２１～２Ｎのそれぞれの属性に対応して複数設けられた暗号処理手段１４１～１４Ｎと、機器２１の利用に際してユーザから取得した生体情報と予め記憶されている生体情報とが一致した場合に本人と認証する認証手段１２と、この認証手段１２によって本人と認証された機器２１の属性を判定しその属性に対応する暗号処理手段１４１を選択する属性判定手段１３とを備えている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の機器のそれぞれの属性に対応して複数設けられ、対応する機器の属性に応じた暗号処理を行う暗号処理手段と、前記複数の機器のうち何れか１つの機器の利用に際してユーザから取得した生体情報と予め記憶されている生体情報とが一致した場合に本人と認証する認証手段と、この認証手段によって本人と認証された場合に前記１つの機器の属性を判定し、その属性に対応する暗号処理手段を選択する属性判定手段とを備えたことを特徴とする生体情報認証トークン。
【請求項２】請求項１記載の生体情報認証トークンにおいて、前記属性判定手段は、選択した前記暗号処理手段を前記１つの機器に接続することを特徴とする生体情報認証トークン。
【請求項３】請求項１又は２記載の生体情報認証トークンにおいて、前記属性判定手段は、前記１つの機器から送信されたその機器の属性を示すデータに基づき前記機器の属性を判定することを特徴とする生体情報認証トークン。
【請求項４】請求項１～３何れか１項記載の生体情報認証トークンにおいて、前記機器の属性を示すデータは、前記機器が要求するセキュリティレベルの高低を示していることを特徴とする生体情報認証トークン。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機器の利用に際してユーザから取得した生体情報と予め記憶されている生体情報との一致により本人認証を行う認証手段を有する生体情報認証トークンに関する。
【０００２】
【従来の技術】登録ユーザのみに機器の利用を認めるシステムには、指紋などの生体情報を用いて登録ユーザであることの認証を行うものがある。この種のシステムの１つの方式に、登録ユーザにそのユーザの登録データが記憶されたトークンを所持させ、機器の利用に際してユーザの生体情報を検出するセンサと、トークンに記憶された登録データに基づきセンサで検出した生体情報を照合する照合回路とを利用機器内に設けたものがある。しかし、この方式では、登録データがトークンの外部へ出力されるため、登録データが漏洩するおそれがある。そこで、最近、センサと照合回路をトークンに設けて生体情報認証に関する全機能をトークンにもたせる方式が提案された。以下では、ユーザ固有の生体情報として指紋を認証に用いる指紋認証トークンについて説明する。
【０００３】図１２は、従来の指紋認証トークンと、このトークンによる認証を利用してユーザにサービスを提供する利用機器とからなる認証システムの構成を示すブロック図である。図１２（ａ）に示す認証システムを構成する利用機器１０２０は、アプリケーション１０２０Ａを有し、指紋認証トークン１０１０は、指紋認証部１０１２と処理部１０１４とを有している。トークン１０１０の指紋認証部１０１２は、ユーザの指紋を読み取るセンサと、トークン１０１０の所持が認められた登録ユーザの登録指紋データを記憶する記憶回路と、センサによって読み取られた指紋データと記憶回路に記憶されている登録指紋データとを照合する照合回路とから構成され、照合回路により２つの指紋データが一致しているという結果が得られたときに、ユーザが登録ユーザ本人であると認証する。こうして指紋認証部１０１２が本人認証を行うと、トークン１０１０から利用機器１０２０へのアクセスが許可され、利用機器１０２０やその内部のアプリケーション１０２０Ａとトークン１０２０の処理部１０１４との間でデータの送受が可能となる。
【０００４】このような認証システムの応用例のうち、ドアの開錠など、それほど高いセキュリティが要求されないシステムの場合、図１２（ｂ）に示すように、指紋認証トークン１１１０には指紋認証部１０１２と鍵記憶部１１１５とが設けられ、指紋認証による本人認証によって、指紋認証トークン１１１０の鍵記憶部１１１５に格納されている鍵データそのものがドア１１２０の電子錠１１２０Ａに送信され、電子錠１１２０Ａで開錠の処理が実行される。
【０００５】一方、電子マネーなど、より高いセキュリティが要求されるシステムの場合、図１２（ｃ）に示すように、指紋認証トークン１２１０には、鍵データを格納する鍵記憶部１２１５と、その鍵データを用いて暗号処理を行う暗号処理部１２１４とが設けられ、また利用機器１２２０内のアプリケーション１２２０Ａには、トークン１２１０内で行われる暗号処理に対応した鍵データを格納する鍵記憶部１２２３と、その鍵データを用いて暗号処理を行う暗号処理部１２２２とが設けられる。そして、指紋認証による本人認証によって、利用機器１２２０内のアプリケーション１２２０Ａとトークン１２１０との間の通信が可能となり、それぞれの暗号処理部１２２２，１２１４の間で暗号化によるデータ送受が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２に示した従来の指紋認証トークン１１１０，１２１０では、１つのトークンに対して利用機器１１２０，１２２０又はそのアプリケーション１１２０Ａ，１２２０Ａに対応する鍵データが１つしか用意されていない。したがって、別の利用機器へのアクセス又は別のアプリケーションの制御には、別のトークンが必要となる。このため、ユーザは従来、必要な鍵データの数だけトークンを携帯していなければならなかった。本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、１つの生体情報認証トークンで、複数の利用機器又はそのアプリケーションに対応できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するために、本発明の生体情報認証トークンは、複数の機器のそれぞれの属性に対応して複数設けられ，対応する機器の属性に応じた暗号処理を行う暗号処理手段と、複数の機器のうち何れか１つの機器の利用に際してユーザから取得した生体情報と予め記憶されている生体情報とが一致した場合に本人と認証する認証手段と、この認証手段によって本人と認証された場合に前記１つの機器の属性を判定し，その属性に対応する暗号処理手段を選択する属性判定手段とを備えたことを特徴とする。これにより、トークンが接続された機器の属性に応じて、暗号処理手段を切り替えて使用することができる。
【０００８】ここで、属性判定手段は、選択した暗号処理手段を、ユーザが利用しようとしている機器に接続するようにしてもよい。また、属性判定手段は、ユーザが利用しようとしている機器から送信されたその機器の属性を示すデータに基づき、その機器の属性を判定するようにしてもよい。判定基準となる機器の属性は、機器ごとに設定されていてもよいし、その機器が有するアプリケーションごとに設定されていてもよい。属性としては、例えば、機器の種類や、機器が要求するセキュリティレベルの高低のほか、ある機器が有するアプリケーションの種類や、そのアプリケーションが要求するセキュリティレベルの高低などがある。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の生体情報認証トークンについて詳細に説明する。以下では、ユーザ固有の生体情報として、指紋を本人認証に用いる実施の形態について説明する。
【００１０】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態の指紋認証トークンと、このトークンによる認証を利用してユーザにサービスを提供する利用機器とからなる認証システムの要部構成を示すブロック図である。また、図２は、指紋認証トークンが有する指紋認証部の構成を示すブロック図である。図１に示すように、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の利用機器２１～２Ｎには、Ｎ個のアプリケーション２１Ａ～２ＮＡが設けられている。各アプリケーション２１Ａ～２ＮＡは、それぞれ入出力部２１１～２Ｎ１と、暗号処理部２１２～２Ｎ２と、鍵記憶部２１３～２Ｎ３とを有している。
【００１１】入出力部２１１～２Ｎ１は、接続端子などで構成されるものである。暗号処理部２１２～２Ｎ２は、各アプリケーション２１Ａ～２ＮＡが要求するセキュリティレベルに応じた暗号処理を行うものである。各暗号処理部２１２～２Ｎ２のセキュリティレベルはそれぞれ異なっており、それぞれのセキュリティレベルを＃１～＃Ｎで表す。鍵記憶部２１３～２Ｎ３は、暗号処理部２１２～２Ｎ２が暗号処理に用いる鍵データをそれぞれ記憶するものである。ここでは、暗号処理部２１２～２Ｎ２は、それぞれのセキュリティレベルと同じセキュリティレベルの鍵記憶部２１３～２Ｎ３と１対１に対応しているものとする。
【００１２】指紋認証トークン１０は、入出力部１１と、指紋認証部１２と、レベル判定部１３と、Ｎ個の暗号処理部１４１～１４Ｎと、Ｎ個の鍵記憶部１５１～１５Ｎとを有し、これらの暗号処理部１４１～１４Ｎ及び鍵記憶部１５１～１５Ｎは、後述するようにそれぞれＮ個のアプリケーション２１Ａ～２ＮＡと対応している。トークン１０は、各利用機器２１～２Ｎ内のアプリケーション２１Ａ～２ＮＡの登録ユーザが携帯するのに適した小型、軽量の装置である。入出力部１１は、接続端子などで構成されるものである。
【００１３】指紋認証部１２は、図２に示すように、ユーザの指紋を読み取るセンサ１２Ａと、トークン１０の所持が認められた登録ユーザの登録指紋データ及びその他のユーザ情報を予め記憶する記憶回路１２Ｂと、センサ１２Ａによって読み取られた指紋データと記憶回路１２Ｂに記憶されている登録指紋データとを照合する照合回路１２Ｃとから構成されている。そして、照合回路１２Ｃにより２つの指紋データが一致しているという結果が得られたときに、ユーザが登録ユーザ本人であると認証する。これを本人認証という。レベル判定部１３は、トークン１０が接続された利用機器２ｉ（ｉは１からＮまでの整数）のアプリケーション２ｉＡが要求するセキュリティレベル＃ｉを判定し、そのセキュリティレベル＃ｉに対応する暗号処理部１４ｉをアプリケーション２ｉＡの暗号処理部２ｉ２に接続する。
【００１４】暗号処理部１４１～１４Ｎは、アプリケーション２１Ａ～２ＮＡが要求するセキュリティレベル＃１～＃Ｎに対応して設けられ、それぞれセキュリティレベル＃１～＃Ｎで暗号処理を行うものである。鍵記憶部１５１～１５Ｎは、暗号処理部１４１～１４Ｎが暗号処理に用いる鍵データをそれぞれ記憶するものである。ここでは、暗号処理部１４１～１４Ｎは、それぞれのセキュリティレベルと同じセキュリティレベルの鍵記憶部１５１～１５Ｎと１対１に対応している。
【００１５】次に、図１に示した指紋認証トークン１０とＮ個の利用機器２１～２Ｎとから構成される認証システムの動作を説明する。図３は、トークン１０を利用機器２１に接続したときの動作の流れを示すフローチャートである。利用機器２１内のアプリケーション２１Ａを利用する際、まずユーザは自分のトークン１０をアプリケーション２１Ａへ接続し（ステップＳ１）、指をトークン１０のセンサ１２Ａに置く。
【００１６】トークン１０の入出力部１１とアプリケーション２１Ａの入出力部２１１とが物理的に接続されると、トークン１０とアプリケーション２１Ａとはハードウェアのレベルで相互認識する（ステップＳ２）。こうしてアプリケーション２１Ａがトークン１０を認識すると、アプリケーション２１Ａの暗号処理部２１２から、アプリケーション２１Ａ～２ＮＡが要求するセキュリティレベル＃１を示すレベルデータと、暗号処理コマンドとが入出力部２１１に出力される。アプリケーション２１Ａの入出力部２１１に出力されたレベルデータ及び暗号処理コマンドは、トークン１０の入出力部１１に送信される（ステップＳ３）。
【００１７】一方、トークン１０のセンサ１２Ａは、ユーザの指から読み取った指紋データを照合回路１２Ｃに出力する。そして、照合回路１２Ｃは、センサ１２Ａによって読み取られた指紋データを、記憶回路１２Ｂに予め記憶されている登録指紋データと照合する（ステップＳ４）。その結果、２つの指紋データが一致していれば（ステップＳ４：ＯＫ）、ユーザが登録ユーザ本人であると認証する。そして、トークン１０の入出力部１１から入力されたレベルデータ及び暗号処理コマンドを、レベル判定ユニット１３へ転送する（ステップＳ５）。逆に、２つの指紋データが一致していなければ（ステップＳ４：ＮＧ）、ユーザが登録ユーザ本人であると認証しない。そして、指紋認証部１２は、その旨を入出力部１１を介してアプリケーション２１Ａに送信し（ステップＳ９）、終了する。
【００１８】ステップＳ５において、レベルデータ及び暗号処理コマンドがレベル判定部１３に入力されると、レベル判定部１３はレベルデータからアプリケーション２１Ａが要求するセキュリティレベルが＃１であると判定する（ステップＳ６）。レベル判定部１３には、トークン１０内のすべての暗号処理部１４１～１４Ｎについて、そのセキュリティレベルとアドレスとが対応づけて記憶されている。そこで、レベル判定部１３は、ステップＳ６で判定したセキュリティレベル＃１と同じレベルの暗号処理部１４１のアドレスを検索し、そのアドレスにレベルデータ及び暗号処理コマンドを転送する（ステップＳ７）。暗号処理部１４１は、入力された暗号処理コマンドを解析し、対応する鍵記憶部１５１に記憶されている鍵データを用いて暗号処理を行う（ステップＳ８）。この後、必要に応じて、暗号処理部１４１からアプリケーション２１Ａへ暗号化されたデータが送信され、トークン１０とアプリケーション２１Ａとの間で暗号化によるデータ送受が行われる。
【００１９】なお、指紋認証トークン１０の指紋認証部１２が本人認証を行ったときに、その旨を示す本人認証信号をアプリケーション２１Ａへ送信することとし、アプリケーション２１Ａはこの本人認証信号を受信することにより、暗号処理部２１２からレベルデータ及び暗号書利コマンドをトークン１０へ送信するようにしてもよい。このように、利用機器２１～２Ｎ及びそのアプリケーション２１Ａ～２ＮＡにおいて、予めセキュリティレベルを複数段階設定し、指紋認証トークン１０内に各セキュリティレベルに対応させて複数の暗号処理部１４１～１４Ｎ及び鍵記憶部１５１～１５Ｎを設け、本人認証がなされたことを条件に、要求されたセキュリティレベルに応じて暗号処理部１４１～１４Ｎ及び鍵記憶部１５１～１５Ｎを切り替えて使用することにより、１つのトークン１０で複数の利用機器２１～２Ｎ及びそのアプリケーション２１Ａ～２ＮＡに対応できるようになる。
【００２０】図４（ａ）に示すような構成の指紋認証トークン１０′では、メモリなどの記憶装置３３に格納された制御プログラムにしたがってＭＰＵなどの処理装置３２を動作させることにより、図１に示した指紋認証トークン１０の指紋認証部１２の照合回路１２Ｃ、レベル判定部１３及び暗号処理部１４１～１４Ｎの機能を実現できる。また、記憶装置３３により、指紋認証部１２の記憶回路１２Ｂ及び鍵記憶部１５１～１５Ｎの機能を実現できる。なお、接続端子３１は入出力部１１に対応し、センサ３４は指紋認証部１２のセンサ１２Ａに対応する。
【００２１】また、図４（ｂ）に示すような構成の利用機器２ｊ内（ｊは１からＮまでの整数）のアプリケーション２ｊＡでも、ハードディスクなどの記憶装置３８に格納された制御プログラムにしたがってＭＰＵなどの処理装置３７を動作させることにより、図１に示したアプリケーション２１Ａ～２ＮＡの暗号処理部２１２～２Ｎ２の機能を実現できる。また、記憶装置３８により、鍵記憶部２１３～２Ｎ３の機能を実現できる。なお、接続端子３６は入出力部２１１～２Ｎ１に対応する。図１では、アプリケーションを１個ずつ内蔵するＮ個の利用機器２１～２Ｎに対して指紋認証トークン１０を適用する場合を示したが、図５に示すように、異なるセキュリティレベルの複数個のアプリケーション４１～４Ｍ（Ｍは２以上の整数）を内蔵する利用機器４０に対してトークン１０を適用することもできる。
【００２２】また、図１では、指紋認証トークン１０の暗号処理部１４１～１４Ｎは、それぞれのセキュリティレベルと同じセキュリティレベルの鍵記憶部１５１～１５Ｎに対応しているとしたが、異なるセキュリティレベルの鍵記憶部に対応していてもよい。また、暗号処理部１４１～１４Ｎは鍵記憶部１５１～１５Ｎと１対１に対応しているとしたが、複数の暗号処理部が１つの鍵記憶部に対応していてもよいし、１つの暗号処理部が複数の鍵記憶部に対応していてもよい。複数の暗号処理部を１つの鍵記憶部に対応させることにより、鍵記憶部の数（すなわち、記憶する鍵データの数）を削減することができる。
【００２３】（第２の実施の形態）図１に示した指紋認証トークン１０では、利用機器２１～２Ｎ内のアプリケーション２１Ａ～２ＮＡに対応するトークン１０内の暗号処理部１４１～１４Ｎを、そのアプリケーション２１Ａ～２ＮＡの属性の１つである「セキュリティレベル」によって判定するようにしたが、アプリケーションの他の属性である「アプリケーションの種類」によって判定するようにしてもよい。ここでいうアプリケーションの種類とは、例えば建物のドアの電子錠、自動車のドアの電子錠、コインロッカー、レジャー施設のゲート開閉システムなどである。
【００２４】図６は、本発明の第２の実施の形態の指紋認証トークンと、このトークンによる認証を利用してユーザにサービスを提供する利用機器とからなる認証システムの要部構成を示すブロック図である。各利用機器６１～６Ｎが有するアプリケーション６１Ａ～６ＮＡの種類はそれぞれ異なっており、それぞれの種類を＃１１～＃１Ｎで表す。各アプリケーション６１Ａ～６ＮＡの暗号処理部６１２～６Ｎ２は、それぞれが含まれるアプリケーション６１Ａ～６ＮＡの種類＃１１～＃１Ｎごとに異なった暗号処理を行う。また、暗号処理部６１２～６Ｎ２は、それぞれが含まれるアプリケーション６１Ａ～６ＮＡの種類＃１１～＃１Ｎを示す種類データを、指紋認証トークン５０に送信する。
【００２５】一方、指紋認証トークン５０内には、アプリケーション６１Ａ～６ＮＡの種類＃１１～＃１Ｎに対応して、Ｎ個の暗号処理部５４１～５４Ｎ及び鍵記憶部５５１～５５Ｎが設けられている。アプリケーション種類判定部５３は、トークン５０が接続されたアプリケーション６ｉＡ（ｉは１からＮまでの一整数）から送信された種類データに基づき、そのアプリケーション６ｉＡの種類＃１ｉを判定し、その種類＃１ｉに対応する暗号処理部５４ｉをアプリケーション６ｉＡの暗号処理部６ｉ２に接続する。このように、アプリケーション６１Ａ～６ＮＡの種類＃１１～＃１Ｎに応じて暗号処理部５４１～５４Ｎ及び鍵記憶部５５１～５５Ｎを切り替えて使用することにより、１つのトークン５０で複数の利用機器６１～６Ｎ及びそのアプリケーション６１Ａ～６ＮＡに対応できる。
【００２６】（第３の実施の形態）図７は、本発明の第３の実施の形態の指紋認証トークンの要部構成を示すブロック図である。また、図８は、図７に示した指紋認証トークンによる認証を利用してユーザにサービスを提供する利用機器の要部構成を示すブロック図である。図７に示した指紋認証トークン７０と図８に示した利用機器８１～８Ｎとからなる認証システムは、図１に示した認証システムと図６に示した認証システムとを組み合わせたものである。
【００２７】各利用機器８１～８Ｎが有するアプリケーション８１Ａ～８ＮＡの暗号処理部８１２～８Ｎ２は、それぞれが含まれるアプリケーション８１Ａ～８ＮＡが要求するセキュリティレベル＃１～＃ｎに応じた暗号処理を行う。しかも、それぞれが含まれるアプリケーション８１Ａ～８ＮＡの種類＃１１～＃１ｍごとに異なった暗号処理を行う。また、暗号処理部８１２～８Ｎ２は、それぞれが含まれるアプリケーション８１Ａ～８ＮＡが要求するセキュリティレベル＃１～＃ｎを示すレベルデータと、そのアプリケーション８１Ａ～８ＮＡの種類＃１１～＃１ｍを示す種類データを、指紋認証トークン７０に送信する。
【００２８】一方、指紋認証トークン７０内には、アプリケーション８１Ａ～８ＮＡのセキュリティレベル＃１～＃ｎと種類＃１１～＃１ｍとの組合せに対応して、Ｎ個の暗号処理部７４１～７４Ｎ及び鍵記憶部７５１～７５Ｎが設けられている。また、指紋認証トークン７０は、レベル判定部７３Ａと、アプリケーション種類判定部７３Ｂと、選択部７３Ｃとからなる属性判定部７３を有している。レベル判定部７３Ａは、トークン７０が接続されたアプリケーション８ｉＡ（ｉは１からｎまでの一整数）から送信されたレベルデータに基づき、そのアプリケーション８ｉＡが要求するセキュリティレベル＃ｉを判定する。また、アプリケーション種類判定部７３Ｂは、レベルデータと共に送信された種類データに基づき、そのアプリケーション６ｉＡの種類＃１ｉを判定する。選択部７３Ｃは、レベル判定部７３Ａとアプリケーション種類判定部７３Ｂとによって判定されたセキュリティレベル＃ｉ及び種類＃１ｉに対応する暗号処理部７４ｉを、アプリケーション８ｉＡの暗号処理部８ｉ２に接続する。
【００２９】このように、指紋認証トークン７０において、アプリケーション６１Ａ～６ＮＡのセキュリティレベル＃１～＃ｎと種類＃１１～＃１ｍという２つの属性を判定に用いることにより、同じセキュリティレベルが要求されるアプリケーションであっても、その種類が異なりさえすれば、１つのトークン７０での対応が可能となる。例えば、建物のドアの電子錠が要求するセキュリティレベルと、自動車のドアの電子錠が要求するセキュリティレベルとが同じであっても、電子錠の種類が異なれば、１つのトークン７０で対応できる。
【００３０】（その他）次に、図４に示した指紋認証トークン１０′のセンサ３４の一構成例を説明する。図９は、センサ３４の概略的な断面構成を示す断面図である。センサ３４は、例えばシリコンからなる半導体基板３１１上の下層絶縁膜３１２上に形成された層間絶縁膜３１４上に、たとえば８０μｍ角の複数のセンサ電極３１５と、格子状のアース電極３１６とを備え、複数のセンサ電極３１５とアース電極３１６とを層間絶縁膜３１４表面で規定される同一平面上に配置している。
【００３１】センサ電極３１５は、層間絶縁膜３１４上に形成されたパシベーション膜３１７で覆い、１５０μｍ間隔に複数個が設けられるとともに、Ａｕから構成され、膜厚１μｍ程度に形成されている。パシベーション膜３１７の膜厚は３μｍ程度としたので、センサ電極３１５上には、パシベーション膜３１７が約２（＝３－１）μｍ存在している。このパシベーション膜３１７は、例えばポリイミドなどの比誘電率が４．０程度の絶縁物から構成される。上記下層絶縁膜３１２上には、センサ電極３１５にスルーホールを介して接続される配線３１３を形成する一方、半導体基板３１１上には、センサ電極３１５に形成される容量を検出する容量検出回路３１８を形成している。この容量検出回路３１８は、前述した配線３１３によってセンサ電極３１５に接続される。容量検出回路３１８は、センサ電極３１５毎に用意され、センサ電極３１５と認識対象（指）の一部との間に形成される容量を検出する。
【００３２】各容量検出回路３１８の出力側は、処理装置３２に接続され、この処理装置３２により、各センサ電極３１５に形成された容量を濃淡に変換した指紋画像データが生成される。各容量検出回路３１８、処理装置３２及び記憶装置３３は、たとえばセンサ電極３１５下の半導体基板３１１上に形成される。これによりセンサ３４、処理装置３２及び記憶装置３３をワンチップ化でき、したがって指紋認証トークン１０′のワンチップ化が可能になる。なお、こうしたワンチップ化の他の例として、例えば特開２０００－２４２７７１に開示されたものがある。
【００３３】図１０は、図９に示した容量検出回路３１８の具体的な構成を示す回路図である。Ｃｆは図９に示したセンサ電極３１５と指の皮膚３３１との間に形成される静電容量である。容量Ｃｆを形成するセンサ電極３１５はＮchＭＯＳトランジスタＱ３ａのドレイン端子に接続されており、このトランジスタＱ３ａのソース端子は電流Ｉの電流源３３２Ａの入力側に接続されている。また、センサ電極３１５とトランジスタＱ３ａとの節点Ｎ１ａには、ＮchＭＯＳトランジスタ（第１の素子）Ｑ２ａのソース端子が接続されている。このトランジスタＱ２ａのドレイン端子とＰchＭＯＳトランジスタ（第１のスイッチ手段）Ｑ１ａのドレイン端子との節点Ｎ２ａには、ドレイン端子に電源電圧ＶDDが印加されソース端子が抵抗Ｒａを介して接地に接続されたＮchＭＯＳトランジスタＱ４ａのゲート端子が接続されている。このトランジスタＱ４ａのソース端子にインバータゲート３３３Ａが接続されている。
【００３４】各トランジスタＱ１ａ，Ｑ３ａのゲート端子にはそれぞれ信号ＰＲＥ（バー），ＲＥが印加される。また、トランジスタＱ２ａのゲート端子には定電圧源からバイアス電圧ＶＧが印加される。ここで、トランジスタＱ２ａが非導通状態になるゲート－ソース間のしきい値電圧をＶthとすると、ＶDD＞ＶＧ－Ｖthとなるように電圧ＶDD，ＶＧが設定される。また、節点Ｎ１ａ，Ｎ２ａはそれぞれ寄生容量Ｃｐ１ａ，Ｃｐ２ａを有している。電流源３３２ＡとトランジスタＱ３ａとにより信号発生回路３３２が構成され、トランジスタＱ４ａと抵抗Ｒａとインバータゲート３３３Ａとにより出力回路３３３が構成される。
【００３５】図１１は、容量検出回路３１８の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図１１（ａ）はトランジスタＱ１ａを制御する信号ＰＲＥ（バー）の電位変化を示し、図１１（ｂ）はトランジスタＱ３ａを制御する信号ＲＥの電位変化を示し、図１１（ｃ）は節点Ｎ１ａ，Ｎ２ａそれぞれの電位変化を示している。最初、トランジスタＱ１ａのゲート端子にはＨｉｇｈレベル（ＶDD）の信号ＰＲＥ（バー）が与えられ、トランジスタＱ３ａのゲート端子にはＬｏｗレベル（ＧＮＤ）の信号ＲＥが与えられている。したがって、このときトランジスタＱ１ａ，Ｑ３ａはともに導通していない。
【００３６】この状態で信号ＰＲＥ（バー）がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化すると、トランジスタＱ１ａが導通状態になる。このときトランジスタＱ３ａは非導通状態のままであり、信号発生回路３３２は停止状態にあるから、節点Ｎ２ａの電位がＶDDにプリチャージされる。また、トランジスタＱ２ａのゲート－ソース間電圧がしきい値電圧Ｖthに達してトランジスタＱ２ａが非導通状態になるまで、節点Ｎ１ａが充電される。これにより、節点Ｎ１ａの電位がＶＧ－Ｖthにプリチャージされる。
【００３７】プリチャージが終了した後、信号ＰＲＥ（バー）がＨｉｇｈレベルに変化すると、トランジスタＱ１ａが非導通状態になる。これと同時に信号ＲＥがＨｉｇｈレベルに変化すると、トランジスタＱ３ａが導通状態になり、信号発生回路３３２が動作状態に変化する。そして、電流源３３２Ａにより節点Ｎ１ａに充電された電荷が引き抜かれ、節点Ｎ１ａの電位がわずかに低下すると、トランジスタＱ２ａのゲート－ソース間電圧がしきい値電圧Ｖthより大きくなり、トランジスタＱ２ａが導通状態に変化する。これにより節点Ｎ２ａの電荷も引き抜かれ、節点Ｎ２ａの電位低下が開始する。信号ＲＥをＨｉｇｈレベルにする期間をΔｔとすると、Δｔ経過後の節点Ｎ１ａの電位低下量ΔＶはＶDD－（ＶＧ－Ｖth）＋ＩΔｔ／（Ｃｆ＋Ｃｐ１ａ）になる。ここで、寄生容量Ｃｐ２ａは寄生容量Ｃｐ１ａに対して十分小さいとしている。
【００３８】電流源３３２Ａの電流Ｉと期間Δｔと寄生容量Ｃｐ１ａ，Ｃｐ２ａは、各々一定であるから、電位低下量ΔＶは、センサ電極３１５と認識対象である指の表面３３１との間に発生する容量の値Ｃｆによって決定される。この容量値Ｃｆは、センサ電極３１５と指の表面３３１との距離によって決まるので、指紋の凹凸によって異なる。このことから、電位低下量ΔＶの大きさが、指紋の凹凸を反映して変化する。この電位低下量ΔＶが、入力信号として出力回路３３３に供給されるので、出力回路３３３でΔＶが入力され、指紋の凹凸を反映した信号が出力される。こうした各容量検出回路３１８の出力信号が処理装置３２により処理され、前述の指紋画像データとして生成される。そして、処理装置３２は生成した指紋画像データと、記憶装置３３に予め記憶された登録指紋画像データとを比較照合することにより、ユーザの認証を行う。
【００３９】ここでは、指紋認証トークン１０′内のセンサ３４、処理装置３２及び記憶装置３３をワンチップで構成する第１の構成例について説明したが、この第１の構成例の他に、センサ３４をワンチップ化し、このワンチップセンサ３４にバスを介して処理装置３２を接続し、さらに処理装置３２にバスを介して記憶装置３３を接続する第２の構成例がある。さらに、センサ３４と処理装置３２をワンチップ化し、このワンチップ化された処理装置３２にバスを介して記憶装置３３を接続する第３の構成例がある。なお、以上では、ユーザ固有の生体情報として、指紋を本人認証に用いる実施の形態について説明したが、指の大きさ、手形、静脈パターン、人相、虹彩、声紋、及び、ユーザの筆跡（サイン）などを本人認証に用いてもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の生体情報認証トークンは、複数の機器のそれぞれの属性に対応する複数の暗号処理手段と、本人認証がなされた場合に機器の属性を判定してその属性に対応する暗号処理手段を選択する属性判定手段とを有している。これにより、トークンが接続された機器の属性に応じて、暗号処理手段を切り替えて使用することができる。よって、１つのトークンで複数の機器に対応できる。

【出願人】	【識別番号】０００００４２２６【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
【出願日】	平成１３年４月９日（２００１．４．９）
【代理人】	【識別番号】１０００６４６２１【弁理士】【氏名又は名称】山川政樹
【公開番号】	特開２００２－３１２３２２（Ｐ２００２－３１２３２２Ａ）
【公開日】	平成１４年１０月２５日（２００２．１０．２５）
【出願番号】	特願２００１－１０９７１８（Ｐ２００１－１０９７１８）