JP5746679B2 - 入力情報認証装置及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、複数のキーの中からユーザ操作により選択されたキーに対応する情報と、ユーザの認証を許可する際に使用する認証情報と、が一致するか否かの判断である認証を行う技術に関する。

正規のユーザか否かを認証する技術として、ユーザ側がタッチパネル等の入力手段の画面を操作して暗証番号等の情報を入力し、該入力した情報と、予め設定した認証情報と、を照合することで、正規のユーザか否かを認証する技術がある。この種の技術は、例えば、金融自動機（ATM）等を利用する際のユーザ認証や、スマートフォンやストレートPC等の画面ロックを解除する際のユーザ認証に用いられている。

しかし、上記の技術は、ユーザがタッチパネル等の入力手段を操作して情報を入力する際に、ユーザが入力した情報を第三者に盗み見されてしまうおそれがある。

ユーザが入力した情報を第三者に盗み見されるのを防止する方法としては、例えば、情報を入力するタッチパネル等の入力手段の画面の視野角を狭くしたり、入力した情報を『*』印等で画面に表示して入力桁数だけを示すようにしたりする方法がある。

また、特許文献１（特許第2985888号公報）には、金融自動機（ATM）などの端末から利用者がテンキーを使って暗証番号を入力する暗証番号入力装置の技術について開示されている。上記特許文献１では、入力テンキー画面と偽の入力テンキー画面とをディスプレイに表示し、ダミー番号か暗証番号かのどちらを入力して欲しいかをユーザに指示する情報を偽の入力テンキー画面に提示し、暗証番号にダミー番号を嵌め込ませるようにすることで、暗証番号の入力時に暗証番号を第三者に盗み見されるのを防止している。

また、特許文献２（特開2005-71202号公報）には、システム側電子機器に組込んだ記録媒体によるシステム認証情報と、ユーザの個人入力操作による個人認証情報と、を使用して、ユーザ個人とアクセス対象のシステム側電子機器とを相互に認証する技術について開示されている。上記特許文献２では、個人認証情報を示す個人認証用データと、システム認証情報を示すサーバ認証用データと、の２組の認証用データを登録設定し、サーバ認証用データによるサーバ側認証と、個人認証用データによるユーザ側認証と、を交互に実施することにしている。

特許第２９８５８８８号公報 特開２００５−７１２０２号公報

しかし、上記特許文献１などに開示されている技術は、金融自動機（ATM）など、第三者がある程度離れた距離の場所にいることを想定したものであり、至近距離から第三者に見られた場合の対策についてまで考慮されたものではない。このため、例えば、暗証番号を入力しているユーザの肩越しや隠しカメラなどにより、暗証番号を入力しているユーザの手の動きだけでなく、暗証番号を入力した画面そのものまで見られてしまう場合には、どの入力がダミー番号であるかが識別されてしまい、暗証番号が第三者にわかってしまうおそれがある。

上記特許文献２では、サーバ認証用データによるサーバ側認証と、個人認証用データによるユーザ側認証と、を交互に実施しているため、全ての認証情報が第三者に瞬時にわかってしまうのをある程度は防止することができる。しかし、注視された場合に認証情報を防止することができるわけではない。しかも、システム側電子機器との認証操作を複数回行う必要があり、認証操作に手間がかかると共に、認証完了までに時間がかかってしまう。

本開示の目的は、認証のための入力操作を第三者に見られてしまった場合でも、認証を許可する際に使用する認証情報の類推を第三者に困難にすることが可能な入力情報認証装置及びプログラムを提供することにある。

本開示の一態様にかかる入力情報認証装置は、
複数のキーの中からユーザ操作により選択されたキーに対応する情報と、ユーザの認証を許可する際に使用する認証情報と、が一致するか否かの判断である認証を行う入力情報認証装置であって、
予め登録された第１のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、または、前記第１のキーに対して予め定められた位置関係にある第２のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、を前記第１のキーの表示状態に応じて判断する、ことを特徴とする。

本開示の一態様にかかるプログラムは、
複数のキーの中からユーザ操作により選択されたキーに対応する情報と、ユーザの認証を許可する際に使用する認証情報と、が一致するか否かの判断である認証を行う入力情報認証装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
予め記憶部に登録された第１のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、または、前記第１のキーに対して予め定められた位置関係にある第２のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、を前記第１のキーの表示状態に応じて判断する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする。

本開示の一態様によれば、認証のための入力操作を第三者に見られてしまった場合でも、認証を許可する際に使用する認証情報の類推を第三者に困難にすることができる。

本実施形態の入力情報認証装置100の構成例を示す図である。 表示パターン10の一例を示す第１の図である。 表示パターン10の一例を示す第２の図である。 本実施形態の入力情報認証装置100の処理動作例を示す第１の図である。 本実施形態の入力情報認証装置100の処理動作例を示す第２の図である。 表示パターン10の一例を示す第１の図である。 表示パターン10の一例を示す第２の図である。 第２実施形態の入力情報認証装置100の処理動作例を示す図である。

（本開示の一態様にかかる入力情報認証装置100の実施形態の概要）
まず、図１、図２を参照しながら、本開示の一態様にかかる入力情報認証装置100の実施形態の概要について説明する。図１は、本開示の一態様にかかる入力情報認証装置100の構成例を示し、図２は、複数のキーで構成する表示パターン10の構成例を示す図である。図２では、１〜９、Ａ〜Ｇのキーで表示パターン10を構成している。

本開示の一態様にかかる入力情報認証装置100は、図２に示す複数のキーの中からユーザ操作により選択されたキーに対応する情報と、ユーザの認証を許可する際に使用する認証情報と、が一致するか否かの判断である認証を行う。

本開示の一態様にかかる入力情報認証装置100は、予め登録された第１のキーに対応する情報を認証情報とするか、または、第１のキーに対して予め定められた位置関係にある第２のキーに対応する情報を認証情報とするか、を第１のキーの表示状態に応じて判断する、ことを特徴とする。

例えば、図２に示す表示パターン10において、第１のキーを「１」とし、第２のキーを「１」の４近傍（上下左右を意味する）である「Ｄ」、「５」、「４」、「２」としたと仮定する。また、第１のキーを「３」とし、第２のキーを「３」の４近傍である「Ｆ」、「７」、「２」、「４」としたと仮定する。また、図２に示す表示パターン10において白抜きである「１」は、入力操作を受け付け可能な表示状態であり、色が施されている「３」は、入力操作を受け付け不可能な表示状態であると仮定する。

この場合、第１のキーである「１」は、入力操作を受け付け可能な表示状態であるため、第１のキーである「１」を認証情報と判断する。また、第１のキーである「３」は、入力操作を受け付け不可能な表示状態であるため、第２のキーである「Ｆ」、「７」、「２」、「４」を認証情報と判断する。但し、第２のキーである「Ｆ」、「４」は、入力操作を受け付け不可能な表示状態であるため、入力操作を受け付け可能な表示状態である「２」、「７」のみを認証情報と判断する。

本開示の一態様によれば、予め登録された第１のキーに対応する情報を認証情報とするか、または、第１のキーに対して予め定められた位置関係にある第２のキーに対応する情報を認証情報とするか、を第１のキーの表示状態に応じて判断している。このため、ユーザ操作により入力されたキーが、第１のキーであるか、または、第２のキーであるかを第三者が判別できない。その結果、認証のための入力操作を第三者に見られてしまった場合でも、認証を許可する際に使用する認証情報の類推を第三者に困難にすることができる。以下、添付図面を参照しながら、本開示の一態様にかかる入力情報認証装置100の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
＜入力情報認証装置100の構成例＞
まず、図１を参照しながら、本実施形態の入力情報認証装置100の構成例について説明する。

本実施形態の入力情報認証装置100は、表示入力部110と、制御部120と、記憶部130と、を有して構成する。

表示入力部110は、複数のキーをタッチボードとして画面表示し、その画面表示したキーへの接触位置を検出し、その接触位置の位置情報に基づいて、複数のキーの中でどのキーへの入力操作が行われたかを判断する。

本実施形態の表示入力部110は、例えば、図２に示す表示パターン10を表示する。表示パターン10は、表示入力部110のタッチボードを構成する各キーに対してキートップ情報を配置して構成している。図２では、キートップ情報として、数字入力用の１〜９、Ａ〜Ｇを用いている。図２に示す表示パターン10は、複数のキーの半分程度のキーがマスクされている。本実施形態では、表示パターン10を構成するキーの中でマスクされていないキーの入力操作を受け付け、マスクされているキーの入力操作を受け付けないようになっている。図２に示す表示パターン10の場合は、マスクされていない「１」、「２」、「７」、「８」、「９」、「Ａ」、「Ｅ」、「Ｇ」のみ、キーの入力操作を受け付けるようになっている。

表示入力部110は、ユーザ操作により表示パターン10に対するキーの入力操作が行われた場合に、その入力操作が行われたキーに対応する情報を入力キーとして制御部120に送信する。

記憶部130は、ユーザ認証時に使用するパスコード情報を記憶する。パスコード情報は、表示パターン10を構成する複数のキーで構成しており、複数桁になっている。例えば、パスコード情報は、「１４３４５９」の複数桁で構成する。

制御部120は、表示入力部110に表示する表示パターン10の表示制御を行う。また、表示入力部110からユーザ操作により入力された入力キーの認証制御を行う。本実施形態の制御部120は、パスコード情報設定部121と、パターン生成部122と、キーコード変換部123と、認証部124と、を有して構成する。

パスコード情報設定部121は、ユーザ認証時に使用するパスコード情報を記憶部130に記憶する。パスコード情報は、表示パターン10を構成する複数のキーに対応する情報で構成しており、複数桁になっている。パスコード情報は、表示入力部110からユーザ操作によりキーを入力して記憶部130に記憶したりすることが可能である。また、パスコード情報設定部121がランダムに生成して記憶部130に記憶したりすることが可能である。但し、正規ユーザは、記憶部130に記憶したパスコード情報を把握している必要がある。本実施形態では、パスコード情報として「１４３４５９」を記憶部130に記憶する。

パターン生成部122は、表示入力部110に表示する表示パターン10を生成する。表示パターン10は、以下の条件で生成する。

表示パターン10を構成する複数のキーのうち、半分程度のキーをマスクする。キーをマスクするマスクパターンは、以下の条件で予め生成する。なお、マスクパターンは、表示パターン10を構成する複数のキーの中でマスクされたキーの入力操作を受け付けないようにするパターンである。例えば、表示パターン10を構成する「３」のキーがマスクされていた場合は、ユーザがその「３」のキーの入力操作を行っても、その「３」のキー入力操作を受け付けないようにする。これにより、表示入力部110は、マスクされていないキーに対する入力操作が行われた場合に、そのキーの情報を入力キーとすることができる。

条件１（推奨条件)：パスコード情報を構成するキーを桁の大きい方から順番に表示入力部110から入力しようとする際に、そのパスコード情報の半分の桁数程度がマスクされるようにする。例えば、パスコード情報が６桁のキーで構成する場合は、２〜４桁分のキーがマスクされるようにする。具体的には、パスコード情報が「１４３４５９」の場合に、「４」、「３」、「５」のキーがマスクされるようにする。これにより、パスコード情報の６桁のキー（１４３４５９）のうち、４桁のキー（１＊＊＊＊９）がマスクされることになる。「＊」は、マスクされているキーを意味する。
条件２（必須条件)：あるキーがマスクされている場合は、そのマスクされたキーの４近傍（４近傍は、上下左右を意味する）のキー全てがマスクされないようにする。例えば、「６」のキーの４近傍（上下左右）として上に「２」、下に「Ａ」、右に「７」、左に「５」が表示される場合は、その上下左右の「２」、「Ａ」、「７」、「５」のうち少なくとも１つはマスクされないようにする。

上記の条件１、２で生成されたマスクパターンは、記憶部130に記憶されたパスコード情報が「１４３４５９」であるとすると、パスコード情報の中でマスクされないキーの部分は、次のようになる。以下の桁は、パスコード情報の中でマスクされないキーの桁を意味する。

２桁の場合→１３、１５、１９、４４、３５、３９、５９
３桁の場合→１４４、１３５、１３９、４３４、４４５、４４９、３５９
４桁の場合→１４３４、１４４５、１４４９、１３５９、４３４５、４３４９、４４５９

本実施形態では、パスコード情報は「１４３４５９」としており、パスコード情報には「４」が２つ存在するため、その「４」のどちらか一方だけがマスクされていない表示パターン10を生成することができない。そのため上記のようになっている。また、「１,３」だけがマスクされていない状態は、例えば「６」が上記の条件２に抵触する。そのようなことがないようにマスクを配置する。これにより、マスクされたキーの４近傍のうち、何れかのキーの入力操作を行うことができる。

パターン生成部122は、上記条件１、２で予め生成したマスクパターンの中からランダムにマスクパターンを選択し、その選択したマスクパターンでキーがマスクされた表示パターン10を生成する。そして、その生成した表示パターン10を表示入力部110に表示する。これにより、図２に示す表示パターン10が表示入力部110に表示されることになる。

図２に示す表示パターン10は、パスコード情報「１４３４５９」のうち「１＊＊＊＊＊９」が表示されている。「＊」は、マスクされたキーを意味する。図２に示す表示パターン10において、マスクされていないキーである「１」、「９」は入力操作を受け付け、マスクされたキーである「４」、「３」、「５」は入力操作を受け付けないようになっている。

ユーザは、表示入力部110に表示された表示パターン10を参照し、記憶部130に記憶したパスコード情報を以下の条件で表示入力部110から入力する。

条件１：パスコード情報の該当入力桁のキーがマスクされていない場合は、当該キーを入力する。パスコード情報の該当入力桁のキーがマスクされている場合は、当該キーの４近傍のキーの中でマスクされていないキーを入力する。

これにより、記憶部130に記憶したパスコード情報が「１４３４５９」で、図２に示す表示パターン10が表示されている場合は、「＊４３４５＊」は、マスクされているので、４近傍のキーの中でマスクされていないキーを入力することになる。

例えば、マスクされた「４」のキーの場合は、その「４」の４近傍のキーであり、マスクされていない「Ｇ」、「８」、「１」を入力する。
また、マスクされた「３」のキーの場合は、その「３」の４近傍のキーであり、マスクされていない「７」、「２」を入力する。
また、マスクされた「５」のキーの場合は、その「５」の４近傍のキーである「１」、「９」、「８」を入力する。

このため、例えば、パスコード情報「＊４３４５＊」に対応する４近傍のキーとして、「＊８２Ｇ８＊」を入力することで、「１８２Ｇ８９」と入力することになる。

キーコード変換部123は、パターン生成部122が生成した表示パターン10と、記憶部130に記憶されているパスコード情報と、を基に、表示パターン10を構成するパスコード情報に対して認証ＯＫとする認証情報を生成する。例えば、図２に示す表示パターン10と、パスコード情報「１４３４５９」と、を基に、以下の認証情報を生成する。

「１」の場合は、マスクされていないため、「１」が認証情報と判断する。このため、「１」のキー自身を認証情報として生成する。
「４」の場合は、マスクされているため、「４」の４近傍が認証情報と判断する。また、「４」の４近傍でマスクされていないキーを認証情報と判断する。このため、「４」のキーの４近傍でマスクされていない「Ｇ」、「８」、「１」のキーを認証情報として生成する。
「３」の場合は、マスクされているため、「３」の４近傍が認証情報と判断する。また、「３」の４近傍でマスクされていないキーを認証情報と判断する。このため、「３」のキーの４近傍でマスクされていない「７」、「２」のキーを認証情報として生成する。
「５」の場合は、マスクされているため、「５」の４近傍が認証情報と判断する。また、「５」の４近傍でマスクされていないキーを認証情報と判断する。このため、「５」のキーの４近傍でマスクされていない「１」、「９」、「８」のキーを認証情報として生成する。
「９」の場合は、マスクされていないため、「９」が認証情報と判断する。このため、「９」のキー自身を認証情報として生成する。

認証部124は、表示入力部110から入力された各桁の入力キーと、キーコード変換部123で生成した各桁の認証情報と、を照合する。認証部124は、各桁の入力キー全てがその桁に対応する認証情報に該当する場合は、認証ＯＫと判定し、それ以外は、認証ＮＧと判定する。例えば、図２に示す表示パターン10の場合は、表示入力部110から入力された入力キーが「１８２Ｇ８９」の場合は、各桁の入力キーが、パスコード情報「１４３４５９」の各桁の認証情報に該当するため、認証ＯＫとなる。

なお、図２に示す表示パターン10の場合では、マスクされていない８つのキーをランダムに打鍵して正しいパスコード情報と一致する確率は、「１」は1/8、「４」は3/8、「３」は2/8、「５」は3/8、「９」は1/8である。このため、パスコード情報が「１４３４５９」の場合は、1/8*3/8*2/8*3/8*3/8*1/8=1/4855となる。

また、第三者が正規ユーザのキーの入力操作を一度盗み見て正しいパスコード情報を類推する場合は、各キーの入力操作に対して平均して３つの類推候補のキーがある。１つは、入力されたキー自身である。残りは、入力されたキーの４近傍の中でマスクされたキーであり、４近傍の中で平均的に２つのキーがマスクされているため、そのマスクされた２つのキーとなる。このため、３つのキーが類推候補になる。即ち、入力操作を一度盗み見て正しいパスコード情報を類推できる確率は、1/3^6=1/729となる。

正規ユーザが図２に示す表示パターン10から「１８２Ｇ８９」を入力した場合に、第三者がパスコード情報を類推できる確率を実際に計算すると、以下のようになる。
「１８２Ｇ８９」の個々のキーに対する可能性が、
「１」の場合は、「１」のキー自身、「１」のキーの４近傍でマスクされた「５」、「Ｄ」、「４」のキーがあり、
「８」の場合は、「８」のキー自身、「８」のキーの４近傍でマスクされた「Ｃ」、「４」、「５」のキーがあり、
「２」の場合は、「２」のキー自身、「２」のキーの４近傍でマスクされた「６」、「３」のキーがあり、
「Ｇ」の場合は、「Ｇ」のキー自身、「Ｇ」のキーの４近傍でマスクされた「４」、「Ｃ」、「Ｆ」、「Ｄ」があり、
「９」の場合は、「９」のキー自身、「９」のキーの４近傍でマスクされた「Ｄ」、「５」、「Ｃ」がある。
このため、「１８２Ｇ８９」の個々のキーに対する正しいキーの可能性が、
１５Ｄ４、４８５Ｃ、２３６、ＣＦＤ４Ｇ、４８５Ｃ、５Ｃ９Ｄとなるため、1/4*1/4*1/3*1/5*1/4*1/4=1/3840となる。

ユーザ認証が認証ＯＫになった場合は、パターン生成部122は、上記条件１、２で予め生成したマスクパターンの中からランダムにマスクパターンを選択し、その選択したマスクパターンでキーがマスクされた表示パターン10を生成する。そして、その生成した表示パターン10を表示入力部110に表示する。これにより、例えば、図３に示す表示パターン10が表示入力部110に表示されることになる。

この場合、先程の「１８２Ｇ８９」を第三者が盗み見ていても、次の図３に示す表示パターン10では、「１８２Ｇ８＊」が隠れているため、第三者が盗み見たパスコード情報をそのまま入力することはできない。また、３桁目の「２」が入力できたとしても、マスクパターンの変化により３桁目の「３」がマスクされていないため、入力が「＊＊３＊＊９」と一致していなくてはならず、「２」では一致しない。この場合、先程のパスコード情報を盗み見て類推した１５Ｄ４、４８５Ｃ、２３６、ＣＦＤ４Ｇ、４８５Ｃ、５Ｃ９Ｄの候補を基に、正しいパスコード情報を類推して入力する必要がある。

図３の表示パターン10の場合は、記憶部130に記憶されているパスコード情報が「１４３４５９」に対して、表示入力部110に表示されているのは、「＊＊３＊＊９」である。このため、例えば、「１４＊４５＊」に対応する４近傍のキーとして、「Ｄ３＊３６＊」を入力したとすると、入力は「Ｄ３３３６９」となる。

この場合、「Ｄ３３３６９」の個々のキーに対する正しいキーの可能性が、
Ｄ１ＧＥ、３２４、３２４、３２４、６Ａ２５、９５Ａとなる。

このため、第三者が「１８２Ｇ８９」と「Ｄ３３３６９」との２回の入力操作を盗み見した場合でも、各キーの可能性は、１Ｄ、４、２３、４、５、５９となる。このため、1/2*1/1*1/2*1/1*1/1*1/2=1/8となり、正しいパスコード情報を一意に決定できないことになる。

本実施形態では、パスコード情報を構成するキーの中で表示入力部110から入力できないキーを認証の度に毎回変更することで、認証の度に正規ユーザに毎回異なるキーの入力操作を強制することができる。その結果、正規ユーザは、認証の度に毎回異なるキーの入力操作を行うことになり、正規ユーザのキーの入力操作を第三者が複数回盗み見した場合でも、正しいパスコード情報を第三者が類推できないようにすることができる。

＜入力情報認証装置100の処理動作例＞
次に、図４を参照しながら、本実施形態の入力情報認証装置100の処理動作例について説明する。

まず、パターン生成部122は、記憶部130に記憶されているパスコード情報と、予め生成したマスクパターンと、を基に、パスコード情報の一部のキーがマスクされた表示パターン10を生成する（ステップA1）。例えば、記憶部130に「１４３４５９」のパスコード情報が記憶されている場合に、パターン生成部122は、図２に示す表示パターン10を生成する。図２の表示パターン10は、「１４３４５９」のパスコード情報の中で、「４」、「３」、「５」のキーがマスクされている。

キーコード変換部123は、パターン生成部122が生成した表示パターン10と、記憶部130に記憶されているパスコード情報と、を基に、表示パターン10を構成するパスコード情報に対して認証ＯＫとする認証情報を生成する（ステップA2）。例えば、図２に示す表示パターン10と、パスコード情報「１４３４５９」と、を基に、以下の認証情報を生成する。

「１」の場合は、「１」のキー自身を認証情報として生成する。
「４」の場合は、「４」のキーの４近傍でマスクされていない「Ｇ」、「８」、「１」のキーを認証情報として生成する。
「３」の場合は、「３」のキーの４近傍でマスクされていない「７」、「２」のキーを認証情報として生成する。
「５」の場合は、「５」のキーの４近傍でマスクされていない「１」、「９」、「８」のキーを認証情報として生成する。
「９」の場合は、「９」のキー自身を認証情報として生成する。

パターン生成部122は、図２に示す表示パターン10を表示入力部110に表示する（ステップA3）。これにより、図２に示す表示パターン10が表示入力部110に表示される。

ユーザは、表示入力部110に表示された表示パターン10を参照し、ユーザ自身の記憶に基づき、パスコード情報として入力すべきキーの入力操作を行う。パスコード情報は、「１４３４５９」の６桁であるため、６桁のキーの入力操作を行う。

認証部124は、表示入力部110から所定回数のキーの入力操作が行われ、所定文字数のキーが入力された場合に（ステップA4/Yes）、表示入力部110から入力された各桁の入力キーと、キーコード変換部123で生成した各桁の認証情報と、を照合する（ステップA5）。本実施形態では、パスコード情報は、６桁であるため、６回のキー入力操作が行われ、６文字のキーが入力された場合に（ステップA4/Yes）、照合を開始する（ステップA5）。

認証部124は、各桁の入力キー全てがその桁に対応する認証情報に該当する場合は、認証ＯＫと判定し、それ以外は、認証ＮＧと判定する。例えば、図２に示す表示パターン10の場合は、表示入力部110から入力された入力キーが「１８２Ｇ８９」の場合は、各桁の入力キーが、パスコード情報「１４３４５９」の各桁の認証情報に該当するため、認証ＯＫとなる。

＜本実施形態の入力情報認証装置100の作用・効果＞
本実施形態では、認証ＯＫとなった後に、次回の認証のための入力操作を行う際は、前回とは異なる表示パターン10が表示される。また、パスコード情報を構成する一部のキーがマスクされており、パスコード情報を基に入力すべきキーが毎回異なるように構成している。このため、正規ユーザがパスコード情報の入力操作を行う際に、毎回異なる入力操作を強制的に行わせるようにすることができる。その結果、正規ユーザのキーの入力操作を第三者が複数回盗み見した場合でも、正しいパスコード情報を第三者が類推できないようにすることができる。

なお、上述した処理動作例では、パスコード情報を秘匿（ハッシュ化）せずに記憶部130に記憶している。しかし、パスコード情報を秘匿（ハッシュ化）して記憶部130に記憶することも可能である。パスコード情報を秘匿（ハッシュ化）する方法としては、例えば、一方向関数であるハッシュ関数を用いる方法があげられる。但し、パスコード情報を秘匿（ハッシュ化）した場合は、例えば、図５に示す以下の方法で照合することになる。

なお、図５に示す方法を行う場合は、パスコード情報をハッシュ化し、ハッシュ化したパスコード情報を記憶部130に記憶しておく。

まず、パターン生成部122は、パスコード情報の一部のキーがマスクされた表示パターン10を生成する（ステップB1）。そして、表示入力部110に表示パターン10を表示する（ステップB2）。これにより、例えば、図２に示す表示パターン10が表示入力部110に表示される。

ユーザは、表示入力部110に表示された表示パターン10を参照し、ユーザ自身の記憶に基づき、パスコード情報として入力すべきキーの入力操作を行う。パスコード情報は、「１４３４５９」の６桁であるため、６桁のキーの入力操作を行う。

表示入力部110から所定回数のキーの入力操作が行われ、所定文字数のキーが入力された場合に（ステップB3/Yes）、キーコード変換部123は、表示入力部110から入力された個々の入力キーについて、パスコード情報として可能性のある候補をハッシュ化する（ステップB4）。

例えば、図２に示す表示パターン10の場合で、「１」の入力に対し、認証ＯＫとなるパスコード情報の候補として、「４の４近傍」、「Ｄの４近傍」、「５の４近傍」、「１自身」を生成する。そして、これらを各々ハッシュ化する（ステップB4）。これにより、キーコード変換部123は、ハッシュ化したパスコード情報の候補情報を生成することができる。

次に、照合部124は、ハッシュ化したパスコード情報の候補情報と、記憶部130に記憶したハッシュ化したパスコード情報と、を照合する（ステップB5）。この照合は、一致判定だけなので、ハッシュ化されたままでも照合が可能となる。

例えば、パスコード情報として記憶部130に記憶されているハッシュ化された「４の４近傍」と、ハッシュ化したパスコード情報の候補情報の１つであるハッシュ化された「４の４近傍」と、が一致していれば、１桁目の入力は認証ＯＫということになる。これにより、パスコード情報をハッシュ化して記憶部130に記憶した場合でも、認証を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

第１の実施形態では、表示パターン10を構成する各キーにおいて、当該キーの入力操作を受け付け可能な状態のキー（マスクされていないキーを意味する）と、当該キーの入力操作を受け付け不可能な状態のキー（マスクされているキーを意味する）と、を固定させてユーザ操作によるキーの入力操作を行うようにしている。例えば、図２に示す表示パターン10を表示した後は、その表示パターン10を固定した状態で、ユーザ操作による６桁のキー入力を行うようにしている。そして、認証ＯＫになった場合に、図２に示す表示パターン10を図３に示す表示パターン10などに変更するようにしている。

第２の実施形態では、表示パターン10を構成する各キーにおいて、当該キーの入力操作を受け付け可能な状態のキーと、当該キーの入力操作を受け付け不可能な状態のキーと、を交互に遷移させてユーザ操作によるキーの入力操作を行うようにしている。例えば、表示パターン10を構成する複数のキーを、第１の領域と第２の領域とに割り当て、一方の領域のキーの表示状態が当該キーの入力操作を受け付け可能な表示状態であるときに、他方の領域のキーの表示状態が当該キーの入力操作を受け付け不可能な表示状態となるように遷移している。これにより、図６（a）に示す表示パターン10を表示した後に、ユーザ操作によるキーの入力操作が行われた場合は、図６（a）に示す表示パターン10を構成する各キーの表示状態を反転させ、図６（b）に示す表示パターン10を表示することになる。

表示パターン10を構成する各キーにおいて、当該キーの入力操作を受け付け可能な状態のキーと、当該キーの入力操作を受け付け不可能な状態のキーと、を交互に遷移させてユーザ操作によるキーの入力操作を行うようにすることで、１つのキーに対して連続して入力操作を行うことができないようにすることができる。その結果、パスコード情報を構成するキーが連続して同じキーで構成している場合であっても、そのキーに対して各々異なる入力操作を強制的に行わせるようにすることができる。例えば、図６（a）に示す表示パターン10では、「１」のキーを入力することができるが、図６（b）に示す表示パターン10では、「１」のキーを入力することができなくなっている。これにより、正規ユーザの簡易な連続キーの入力操作を規制することができ、正規ユーザのキーの入力操作を第三者が複数回盗み見した場合でも、正しいパスコード情報を第三者が更に類推できないようにすることができる。以下、図６〜図８を参照しながら、第２の実施形態について説明する。

本実施形態では、マスクパターンを以下の条件１〜４で予め生成する。

条件１（必須条件)：マスクは、キーを１文字入力する度に反転する。このため、今回マスクされていたキーは次回はマスクされず、今回マスクされていないキーは次回はマスクされることになる。
条件２（推奨条件)：パスコード情報を構成するキーを桁の大きい方から順番に表示入力部110から入力しようとする際に、任意の連続した２桁のキーのうち、少なくとも１桁分のキーが表示されるようにする。
条件３（推奨条件)：パスコード情報を構成するキーの桁の大きい方から順番に表示入力部110から入力しようとする際に、そのパスコード情報のほぼ半分の桁数のキーだけ表示されるようにする。例えば、パスコード情報が６桁のキーで構成する場合は、３桁分のパスコード情報が表示されるようにする。
条件４（必須条件)：あるキーがマスクされている場合は、そのマスクされたキーの４近傍のキー全てがマスクされないようにする。

上記の１〜４の条件で生成されたマスクパターンは、記憶部130に記憶されたパスコード情報が「１４３４５９」であるとすると、パスコード情報の中で表示されるキーの部分は、次のような組合せとなる。
１４４、１３５、４３４、４４５、４４９

本実施形態では、パスコード情報を構成する「４」が偶数番目の桁に２度あるため、どちらか一方だけ表示されるパターンを作ることができない。即ち、１４３、１３４、４３５のパターンを作ることができない。

パスコード情報「１４３４５９」の中で、「１４＊４＊＊」が表示されるマスクパターンは、例えば、図６に示す表示パターン10を構成する。図６に示す表示パターン10においてマスクされていないキーである「１４＊４＊＊」は表示されており、マスクされているキーである「＊＊３＊５９」は隠されている。

ユーザは、表示入力部110に表示された図６に示す表示パターン10を参照し、記憶部130に記憶したパスコード情報を以下の条件で表示入力部110から入力する。

条件１：パスコード情報の該当入力桁のキーがマスクされていない場合は、当該キーを入力する。パスコード情報の該当入力桁のキーがマスクされている場合は、当該キーの４近傍のキーの中でマスクされていないキーを入力する。

これにより、パスコード情報が「１４３４５９」で、図６に示す表示パターン10とすると、「＊＊３＊５９」は、キーが隠されているので、そのキーの４近傍のキーを入力することになる。
例えば、パスコード情報「＊＊３＊５９」に対応する４近傍のキーとして、「＊＊２＊１Ｃ」を入力することで、「１４２４１Ｃ」と入力することになる。

図６に示す表示パターン10の場合では、マスクされていない８つのキーをランダムに打鍵して正しいパスコード情報と一致する確率は1/8*1/8*2/8*1/8*1/8*3/8*3/8=1/14563となる。

また、第三者が正規ユーザのキーの入力操作を一度盗み見て正しいパスコード情報を類推する場合は、各キーの入力操作に対して平均して３つの類推候補のキーがある。１つは、入力されたキー自身である。残りは、入力されたキーの４近傍の中でマスクされたキーであり、４近傍の中で平均的に２つのキーがマスクされているため、そのマスクされた２つのキーとなる。このため、３つのキーが類推候補になる。即ち、入力操作を一度盗み見て正しいパスコード情報を類推できる確率は、1/3^6=1/729となる。

正規ユーザが図６に示す表示パターン10から「１４２４１Ｃ」を入力した場合に、第三者がパスコード情報を類推できる確率を実際に計算すると、以下のようになる。

「１４２４１Ｃ」の個々のキーに対する可能性が、１５Ｄ４、４８１Ｇ、２３６、４８１Ｇ、１５４Ｄ、Ｃ８Ｇ９であるので、1/3072となる。

ユーザ認証が認証ＯＫになった場合は、パターン生成部122は、上記条件１〜４で予め生成したマスクパターンの中からランダムにマスクパターンを選択し、その選択したマスクパターンでキーがマスクされた表示パターン10を生成する。そして、その生成した表示パターン10を表示入力部110に表示する。例えば、図７に示す表示パターン10になったとする。

この場合、先程の「１４２４１Ｃ」を第三者が盗み見ていても、次の図７に示す表示パターン10では、「＊４２４＊＊」が隠れているため、第三者が盗み見たパスコード情報をそのまま入力することはできない。この場合、先程のパスコード情報を盗み見て類推した１５Ｄ４、４８１Ｇ、２３６、４８１Ｇ、１５４Ｄ、Ｃ８Ｇ９の候補を基に、正しいパスコード情報を類推して入力する必要がある。

図７に示す表示パターン10の場合は、記憶部130に記憶されているパスコード情報が「１４３４５９」に対して、表示入力部110に表示されているのは、「１＊３＊５＊」である。このため、例えば、「＊４＊４＊９」に対応する４近傍のキーとして、「＊８＊Ｇ＊Ｄ」を入力したとすると、入力は「１８３Ｇ５Ｄ」となる。

この場合、「１８３Ｇ５Ｄ」の個々のキーに対する正しいキーの可能性が、
１２Ｄ、８４５、３２７、ＧＦ４、５８、Ｄ９１となる。

このため、第三者が「１４２４１Ｃ」と「１８３Ｇ５Ｄ」との２回の入力操作を盗み見した場合も、各キーの可能性は、１Ｄ、４８、２３、Ｇ４、５、９となる。このため、1/2*1/2*1/2*1/2*1/1*1/1=1/8となり、正しいパスコード情報を一意に決定できないことになる。

本実施形態では、表示パターン10を構成するキーの表示状態が交互に反転するため、同じ入力操作を連続して行うことができないようになっている。

また、正しいパスコード情報を入力するキー入力操作について何通りかあるため、単純なリプレイアタックを防ぐことができる。そして、それらが入力桁数分だけ掛け合わさることにより多くの類推を必要とすることになる。

なお、本実施形態の場合は、表示パターン10を構成するキーの表示位置を固定にし、マスクパターンだけを毎回異ならせるようにした場合でも、正規ユーザに毎回異なる入力操作を強制することができる。

＜入力情報認証装置100の処理動作例＞
次に、図８を参照しながら、本実施形態の入力情報認証装置100の処理動作例について説明する。

まず、パターン生成部122は、記憶部130に記憶されているパスコード情報と、予め生成したマスクパターンと、を基に、パスコード情報の一部のキーがマスクされた表示パターン10を生成する（ステップC1）。例えば、記憶部130に「１４３４５９」のパスコード情報が記憶されている場合に、パターン生成部122は、図６に示す表示パターン10を生成する。図６（a）の表示パターン10は、「１４３４５９」のパスコード情報のうち、「４」、「３」、「５」のキーがマスクされている。また、図６（b）の表示パターン10は、「１４３４５９」のパスコード情報のうち、「１」、「９」のキーがマスクされている。

キーコード変換部123は、パターン生成部122が生成した表示パターン10と、記憶部130に記憶されているパスコード情報と、を基に、表示パターン10を構成するパスコード情報に対して認証ＯＫとする認証情報を生成する（ステップC2）。この場合、図６に示す表示パターン10を構成するパスコード情報に対して認証ＯＫとする認証情報を生成する。

パターン生成部122は、まず、図６（a）に示す表示パターン10を表示入力部110に表示する（ステップC3）。これにより、図６（a）に示す表示パターン10が表示入力部110に表示される。

ユーザは、表示入力部110に表示された表示パターン10を参照し、ユーザ自身の記憶に基づき、パスコード情報として入力すべきキーの入力操作を行う。パスコード情報は、「１４３４５９」の６桁であるため、６桁のキーの入力操作を行う。

認証部124は、表示入力部110からキーの入力操作が行われた場合は（ステップC4/Yes）、所定文字数のキーが入力されたか否かを判定する（ステップC5）。認証部124は、所定文字数のキーが入力されていない場合は（ステップC5/No）、表示パターン10を構成するキーの表示状態を反転する（ステップC6）。これにより、図６（a）に示す表示パターン10から図６（b）に示す表示パターン10が表示入力部110に表示されることになる。本実施形態では、６桁のキーを入力するため、表示パターン10を構成するキーが合計で５回反転することになる。その結果、図６（a）〜図６（f）に示す表示パターン10が表示入力部110に表示されることになる。

認証部124は、所定文字数のキーが入力された場合は（ステップC5/Yes）、表示入力部110から入力された各桁の入力キーと、キーコード変換部123で生成した各桁の認証情報と、を照合する（ステップC7）。本実施形態では、パスコード情報は、６桁であるため、６回のキー入力操作が行われ、６文字のキーが入力された場合に（ステップC5/Yes）、照合を開始する（ステップC7）。

認証部124は、各桁の入力キー全てがその桁に対応する認証情報に該当する場合は、認証ＯＫと判定し、それ以外は、認証ＮＧと判定する。例えば、図６に示す表示パターン10の場合は、表示入力部110から入力された入力キーが「１４２４１Ｃ」の場合は、各桁の入力キーが、パスコード情報「１４３４５９」の各桁の認証情報に該当するため、認証ＯＫとなる。

＜本実施形態の入力情報認証装置100の作用・効果＞
本実施形態の入力情報認証装置100は、表示パターン10を構成する各キーにおいて、当該キーの入力操作を受け付け可能な状態のキーと、当該キーの入力操作を受け付け不可能な状態のキーと、を交互に遷移させてユーザ操作によるキーの入力操作を行うようにしている。これにより、正規ユーザの簡易な連続キーの入力操作を規制することができる。その結果、正規ユーザのキーの入力操作を第三者が複数回盗み見した場合でも、正しいパスコード情報を第三者が更に類推できないようにすることができる。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

例えば、上述した実施形態では、表示パターン10を構成するキーが数字であることを例として説明したが、各キーを識別可能な情報であれば任意の情報であってもよく、例えばアルファベットなどの文字、画像、色などであってもよい。この場合、各キーのそれぞれに、そのキーを特定することが可能な番号等を割り当てることで、上述した実施形態と同様に実現することができる。

また、上述した実施形態は、表示パターン10を表示する機能と、キーを入力する機能と、を兼用した表示入力部110を例に説明した。しかし、表示パターン10を表示する機能（表示部）と、キーを入力する機能（入力部）と、を別々に設けることも可能である。

また、上述した本実施形態の入力情報認証装置100における制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。

なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやROM（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。リムーバブル記録媒体は、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種記録媒体があげられる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールすることになる。また、ダウンロードサイトからコンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介してコンピュータに有線で転送することになる。

また、本実施形態における入力情報認証装置100は、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。

１００ 入力情報認証装置
１１０ 表示入力部
１２０ 制御部
１２１ パスコード情報設定部
１２２ パターン生成部
１２３ キーコード変換部
１２４ 認証部
１３０ 記憶部

Claims (5)

1. 複数のキーの中からユーザ操作により選択されたキーに対応する情報と、ユーザの認証を許可する際に使用する認証情報と、が一致するか否かの判断である認証を行う入力情報認証装置であって、
   予め登録された第１のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、または、前記第１のキーに対して予め定められた位置関係にある第２のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、を前記第１のキーの表示状態に応じて判断し、
   前記第１のキーの表示状態と前記第２のキーの表示状態とは、前記認証を行う度に変更する、ことを特徴とする入力情報認証装置。
2. 前記第１のキーの表示状態が前記第１のキーの入力操作を受け付け可能な表示状態の場合は、前記第１のキーに対応する情報を前記認証情報とすると判断し、
   前記第１のキーの表示状態が前記第１のキーの入力操作を受け付け不可能な表示状態の場合は、前記第２のキーに対応する情報を前記認証情報とすると判断する、ことを特徴とする請求項１記載の入力情報認証装置。
3. 前記第２のキーは、当該キーの入力操作を受け付け可能な表示状態のキーと、当該キーの入力操作を受け付け不可能な表示状態のキーと、が存在し、当該キーの入力操作を受け付け可能な表示状態のキーに対応する情報を前記認証情報とすると判断する、ことを特徴とする請求項２記載の入力情報認証装置。
4. 前記複数のキーは、第１の領域と第２の領域とに割り当てられており、
   前記第１の領域および前記第２の領域は、一方の領域のキーの表示状態が当該キーの入力操作を受け付け可能な表示状態であるときに、他方の領域のキーの表示状態が当該キーの入力操作を受け付け不可能な表示状態となるように遷移する、ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の入力情報認証装置。
5. 複数のキーの中からユーザ操作により選択されたキーに対応する情報と、ユーザの認証を許可する際に使用する認証情報と、が一致するか否かの判断である認証を行う入力情報認証装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
   予め記憶部に登録された第１のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、または、前記第１のキーに対して予め定められた位置関係にある第２のキーに対応する情報を前記認証情報とするか、を前記第１のキーの表示状態に応じて判断する処理と、
   前記第１のキーの表示状態と前記第２のキーの表示状態とを前記認証を行う度に変更する処理と、を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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