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（財）九州システム情報技術研究所
「マルチメディア市民講座」
暮らしの中のセキュリティ
-バイオメトリック技術-
2005年5月15日
(株)日立製作所システム開発研究所
瀬戸 洋一（[email protected]）
ISO/IEC JTC1/SC37国内委員会委員長
バイオメトリクスセキュリティコンソーシアム会長代行
バイオメトリクスセキュリティ研究会幹事
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目 次
1
人・まち・セキュリティ
2
ユビキタス時代のバイオメトリクス
3
バイオメトリック技術・製品事例
4
バイオメトリクスとプライバシー
5
国際標準化の動向
バイオメトリクスと暗号
・暗号 → Black Box化する技術
（中身が見えなくなる）
・バイオメトリクス → White Box化する技術
（中身が見える）
築地聖路加国際病院の脇にある
ヘンリーフォールズ住居跡の碑
1880年（明治13年）10月医師・宣教師であるヘンリーフォールズは英国の科学雑誌
「ネーテュア」に日本から指紋認証について発表した
1911年（明治44年）4月１日に我が国の警察においてはじめて指紋法が制定された
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4
不安の時代 -街頭犯罪の増加・朝日新聞調査（2004.1.27）
「有権者の８１％が、5年前に比べ治安が悪くなっていると考えている」
（少年犯罪への不安感 ８１％ 外国人犯罪への不安感 ７１％）
万件
300
・H16年 認知件数：２７９万件
（H7年から1.6倍増）
・検挙率は減
250
200
認知件数
検挙件数
150
100
50
0
7
10
13
平成15年
出典：警察庁
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6
利便・効率重視社会からセキュリティ重視社会へ
＜ 2001.9.11以前＞
＜ 2001.9.11以降＞
空港の混雑が深刻な問題 空港でのセキュリティの強化 欧州の空港で、一人の旅客にかける
処理を単純化しスピードをあげようと
いう利便性を目的とするプロジェクトが
活発化 米国の空港で、テロ対策を目的とす
る、各種のバイオメトリック技術の利
用が活発化
キー・テクノロジーとしてバイオメトリク
スに着目した
・利用できるのかの議論 ・補足的な技術 バイオメトリック認証は、「究極の高い
安全性を実現する。」と期待された
・なぜ利用しないかの議論
・メインストリームの技術
■映画「ボウリング フォー コロンバイン」 マイケル ムーア監督 2002年 ＜セキュリティ（安全・安心）への強迫観念が米国にある→犯罪増加という矛盾＞
■日本の９．１１は、1995年3月20日に発生した旧オーム真理教による
地下鉄サリン事件？！
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7
身近で考えるセキュリティ
個人
施設
街
国
都市
社会ID証明 入退出管理
情報アクセス
管理
監視・追跡
出入国管理
識別と認証
カメラネットワーク
センサネットワーク
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8
ユビキタス時代の認証パラダイム
バイオメトリクスは
手段の一つ
ユビキタス時代以前
リアル空間
サイバー空間
バイオメトリクスは
有効な手段
ユビキタス時代
サイバー空間
リアル空間
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10
バイオメトリクスがもつべき基本的特徴
｢行動的あるいは身体的な特徴を用い個人を自動的に
同定する技術｣
①普遍性（universality） : 誰もがもっている特徴である
②唯一性（uniqueness）： 万人不同。本人以外は同じ 特徴をもたない
③永続性（permanence）： 終生不変。時間の経過とと
もに変化しない “ すずき
“ さとう
”
”
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バイオメトリック認証技術の比較
情報
特徴量
普遍性 唯一性 永続性 コスト 拒否率 受入率 データ量
(％)
(％)
(Byte)
指紋
手指の指紋特徴量
◎
◎
◎
◎
1.0
0.01
250
掌形
手の大きさ・長さ・比率 ◎
○
○
△
0.1
0.1
10
顔
顔輪郭，目・鼻の形・配置
◎
△
△
○
5
5
2000
虹彩
虹彩の放射状紋様 ◎
◎
◎
△
10
10-6
200
声紋
話者の音声特徴
◎
△
△
◎
10
10
1500
署名
字体，書き順，筆圧
◎
△
△
○
5
5
1000
静脈
手指の静脈特徴点
◎
○
○
△
1.0
0.01
500
その他、網膜、耳形状、匂い、DNAなど
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12
指紋パターン
蹄状紋（Whorl）
弓状紋（Arch）
渦状紋（Loop）
谷（白線）
隆線（黒線）
分岐点
（bifurcation）
端点
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（ending）
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虹彩パターン
ｱｲﾘｽ（虹彩）
ｱｲﾘｽ（虹彩）
瞳孔
強膜
網膜
水晶体
角膜
虹彩（Iris）
瞳孔（Pupil） All Rights Reserved Copyright© 2005, Hitachi, Ltd.
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網膜パターン
精度は非常に高いが、センサーを覗き込み、目の奥まで光を
当てる必要がある。
黄色の部分が網膜
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指静脈パターン
（a）近赤外光による指の透過画像 （b）画像処理後の指静脈パターン
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音声パターン
↑振幅
音声波形
時間→
サウンドスペトログラム
↑周波数
時間→
話者Ａの声紋
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署名パターン
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バイオメトリック認証の基本構成
登録処理
身体
データ
入力
前処理
特徴抽出
判定ポリシー
登録ﾃﾞｰﾀ
保管
認証処理
身体
しきい値
データ
入力
前処理
特徴抽出
判定
認証結果
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バイオメトリック認証における２つの誤差
同一指紋間照合
頻度
他指紋間照合
hg,a
hi,r
しきい値Th
hg,r
hi,a
0
類似度
本人拒否誤差
1
他人受入誤差
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20
バイオメトリック認証製品の市場動向
US$ 5000
350000
出荷台数
4500
装置価格 4000
100分の１
以下
3500
台数
出荷台数
100倍以上
300000
400000
250000
値段
3000
2500
200000
2000
150000
1500
100000
1000
50000
500
0
0
1990
1992
1994
1996
1998
2000
年
情報システム 認証（サー
施設管理
（装置ビジネス） （SIビジネス） ビスビジネス）
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バイオメトリック市場の本格的立ち上がり
（１）官公庁分野: ＩＤカードの所有者認証 ・9月11日米国同時多発テロで、入出国管理、空港
管理の重要性増大
（２）通信分野: 端末の所有（契約）者認証 ・情報家電、ユビキタス機器の普及により、個人利用 市場の立ち上がり （３）金融分野： 口座管理、ATMにおける本人認証 ・銀行通帳・印鑑の盗用、キャッシュカードのICカード化による 認証機能の要求大
３つのトリガーが同期して生じ、
①リアルニーズを見つけた
②市場に弾みをつけた
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ホームランドセキュリティにおける状況
（１）電子パスポート
・2005年2月ー3月 成田空港で実証実験を実施
・外務省は2005年3月を目標に顔データを実装した電子パスポートを 発行予定
（２）Japan-Visit
・法務省はテロリストの入国を防ぐため、2005年度にUS-Visitと
同様のシステムの構築を検討するための調査研究を実施予定
（３）バイオ船員手帳
・国土交通省は、2005年度に ILOの勧告に従った指紋特徴量
（マニューシャ）を実装した船員手帳に関する実証実験の実施予定
（４）社会ＩＤプロジェクト
・2005年1月ー2月 タイのバンコク空港で日本とタイの共同プロジェクト
を実施
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金融業界における状況
（１）東京三菱銀行
・2004年10月にキャッシュカードのＩＣカード化に伴い、手のひら静脈
認証技術をＡＴＭに実装した。
（２）みずほ銀行、三井住友銀行、郵政公社
・2005年3月に指静脈認証技術をＡＴＭにおける本人認証に導入する
ことを発表
・キャッシュカードのＩＣカード化を
2005年度から着手
（３）バイオメトリクスセキュリティ
コンソーシアム
・都銀、地銀、クレジット会社、ＳＩベンダ
が金融タスクフォースを設置し、金融
業務におけるバイオメトリクスを適用
した認証モデルを検討
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情報漏えい対策における状況
（１）日本では、2005年4月、企業への罰則を含めた個人情報
保護法の全面施行
・情報漏えい対策のため、ＰＣのアクセスコントロール機能
を強化
・指紋認証装置を実装したモバイルＰＣが製品化
（２）2005年1月日立製作所グループは業務用ＰＣ30万台を全廃し、
情報漏えい防止型のネットワークThin Client 端末に切り替える
・端末には、ハードディスクドライブをつけず、ＯＳやアプリケーション
はすべてサーバで管理する。
・バイオメトリック認証機能の実装が有効
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自動車システムへの適用例
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27
セキュアなユビキタス端末の開発例
指紋センサ
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指静脈認証技術の開発
・本人の意思がないと入手が困難（盗難耐性）
・表皮の汚れなどに依存しない（高信頼性）
■指の静脈による個人認証の概要
.
近赤外光による透過画像
入力画像
光源： 近赤外線LED
カメラ： 近赤外高感度
ﾓﾉｸﾛCCDｶﾒﾗ
照合用画像
認識方法
指の静脈パターンのマッチング
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指静脈認証技術の導入事例
（日立製作所本社役員室の入退管理） ・会長・社長室入退出管理を指静脈認証システムで実施
静脈データ登録
入退管理サーバ
LAN
庄山社長
金井会長
扉コントローラ
コントローラ
カメラ
オプション
端末装置
（スキャナ）
電気錠付扉
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指静脈技術の導入事例 （高層オフィスビルの入館管理）
・ビルへの入館ゲートに指静脈認証システムを導入（シンガポール）
・２つの高層ビルオフィスに展開 現在テナント従業員3000人が利用
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電子パスポートシステムへの展開
・顔、指紋、虹彩が2003年6月ベルリン決議で電子パスポートの標準に検討
・複合技術（PKI + ICカード+ バイオメトリクス）によるソリューション
電子パスポート
デジタル
署名装置
パスポート
発行装置
データ
パスポートの基本情報
DG11
追加的な個人情報
（Option)
DG2
標準書式の顔画像
DG12
追加的な文書情報
（Option）
DG3
指紋テンプレート（オプション）
DG13
発行主体向け領域
（Option）
DG4
虹彩テンプレート（オプション）
DG14
（未割り当て）
DG5
顔画像（オプション）
DG15
デジタル署名
DG6
指紋画像（オプション）
DG16
連絡先
DG7
署名画像（オプション）
（以下、Ver.2.0にて拡張予定）
DG8
データ特徴（オプション）
DG17
自動入国許可情報
DG9
構造特徴（オプション）
DG18
VISA情報
DG10
内容特徴（オプション）
DG19
旅行記録
被署名データ
ＩＣＡＯ
リポジトリ
署名鍵
発行
DG1
外務省ＣＡ
認証
電子行政の信用モデル
登録
検証鍵
出入国管理
データ
デジタル署名
①改竄確認
（デジタル署名）
②本人確認
（生体認証）
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オーストラリア
電子パスポート実証システム
事前に顔情報を登録
出入国において顔認証
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オランダ
スキポール空港の電子パスポート
スキポール空港の自動出入国システム(ＰＲＩＶＩＵＭ)
•
–
–
–
ＥＵ域内の出国審査時の本人確認にバイオメトリクスを利用
２００１年から１年間の実証実験を行った後、実運用の計画
現在まで２年間継続運用中
対象：ＥＵ域内のパスポート保有者
（オランダ国籍が前提）
バイオメトリクス技術：アイリス
（ＩＣカードに格納）
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PRIVIUMプロジェクトの概要
有人ブース
OK
出国審査完
所要時間約２０秒
事務所
（目視監視）
アイリス認証装置
NG
有人ブースでの審査
ただし、先頭に入れる
センサー：LG
ソフト：イリディアン
手荷物検査
（半有人）
通常旅客
（５分以上待っていた）
ゲート(回転式)
ICカードリーダ
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金融分野における
バイオメトリック技術の展開
・通帳、印鑑の盗用、 キャッシュカードの偽造による犯罪
・暗証番号の安全性・利便性が低い
などの問題が発生し、本人認証の新しい基盤が望まれている
データベース
（バックアップ）
取引窓口・ATM
①ICカード提示
口座番号
暗証番号
個人情報
（生体情報）
②生体情報照合
③引落し等
（＋通帳記入）
ｲﾝﾀｰﾈｯﾄﾊﾞﾝｷﾝｸﾞ
①ICカード提示
家庭用ＰＣ等
ICカード
②生体情報照合
③PKIに基く
カード認証
①本人確認
口座開設窓口
• 次世代社会IDカード提示
• カード内生体情報/PIN
による本人確認
窓口端末
②生体情報登録
GW
③振替・電子ﾏﾈｰﾁｬｰｼﾞ等
（＋通帳記入）
③ICカード発行
（生体情報格納）
銀行内情報システム
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指静脈認証技術の金融分野への適用
・光を指に透過させて得られる静脈パターンの画像によって個人を識別 する認証技術
・身体内部の静脈パターンを用いるため、偽造によるなりすましが困難
高い信頼性を確保できる
認証装置外観
指静脈画像
光
血管
レンズ
指静脈認証装置実装ＡＴＭ
CCDカメラ
認証装置原理図
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安全・安心な社会は実現できるのか？
■英国には400万台の監視カメラが設置（世界全体の５分の１）
ロンドン市民は平均1日300回以上監視カメラに撮影されている
‐探す針の数は同じで干草の山ばかり大きくなる。
記録分析の手段が重要 ⇔ プライバシー
‐犯罪対策のハイテク化でさらに失われるプライバシー
それでも安全は守れない （２００４，３，１０ ニューズウィーク日本版）
■安全な社会 ‐監視・認証の強化により都市空間の匿名性を無くす → バイオメトリック技術が有効 ‐ただし、安心感は高まらない → プライバシーの問題
■プライバシーの欠如と自己矛盾 -自分は匿名にしたい -他人は顕名にしたい
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40
個人情報としてのバイオメトリクスの課題
①
取替えのきかない情報である 身体的な情報であり、例えば指を切り落としてしまった場合、代わりの指をつけるわけには いかない。また、指紋を盗まれた場合、代わりの指紋を生成することはできない。
②
本人の同意なく収集が可能なものが多い
一般に生体情報が身体の表面に露出しているため、カメラで本人の同意なく顔のデータをとる などが可能である。
③
データから本人を特定できる
生体情報は個人と直接リンクした情報であるため、生体情報から逆に本人を特定することができる
④
本人の副次的な情報が抽出できる
生体情報によっては、例えば網膜の血管パターンなどから糖尿病などの病歴を知ることができる。 また、皮膚の色から人種が把握できる。
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41
バイオメトリクスとプライバシー
情報
取替え不能 不同意収集
本人追跡
副次情報
指紋
○
△
△
◎
掌形
△
◎
◎
◎
顔
×
×
×
×
虹彩
△
○
◎
◎
声紋
×
×
△
○
動的署名
△
◎
×
○
指静脈
○
◎
DNA
×
◎
×
×
◎
×
網膜
△
◎
◎
×
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42
バイオメトリック認証システムにおける脅威
登録処理
身体
データ
入力
前処理
特徴抽出登録生体情報の
盗難、改ざん
判定ポリシー
認証処理
身体
登録ﾃﾞｰﾀ
保管
偽造生体情報
の提示
データ
入力
スコアの改ざん
しきい値
前処理
盗聴生体情報
の入力
特徴抽出
生体情報の不正変換
判定
認証結果
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43
バイオメトリック認証システムに
おけるデータ不正利用
目的外利用
盗難
システムA
システム
バイオメトリック
データ
×
バイオメトリック
データ
システムB
×
バイオメトリック
データ
？
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45
バイオメトリックデータの不正防止技術
指紋データの変換例
一方向関数
取り消し可能なバイオメトリクス
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46
バイオメトリック技術の標準化の必要性
・世界中で利用される
→ 相互運用ができないといけない
・システムが大規模になる
→ 簡単に安く作らなければいけない
・セキュリティ製品
→ 第3者が評価しなければいけない
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48
対象となる標準化項目と検討組織の関係
SC37
WG4
Biometric Profiles
SC27
社会的事象・相互裁判権
Social and Jurisdictional
issues
SC37 WG6
Security
Evaluation
バイオメトリック専門用語
SC37 WG5
バイオメトリックインタフェース仕様
Performance
Evaluation
Harmonized Biometric
Vocabulary
Biometric Interfaces
SC37 WG1
SC17 7816-11
Card based
SC37 WG2
システム仕様
BioAPI
Biometric System Properties
バイオメトリックデータセキュリティ
Biometric Data
Security Attributes
論理データ構造
SC27
Confidentiality
Availability
Integrity
Logical Data Structure/
File Framework
SC37
CBEFF
WG2
物理データ変換フォーマット
Biometric Data
Interchange
Formats
SC37 WG3
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49
バイオメトリクスビジネスの難しさ
【成功】
【参入】
日本型総合電気
・ＳＩer型ビジネス
米国型ベンチャビジネス
参入は容易
成功は困難
画像処理
信号処置
・小型実装
・ＩＣカード、暗号技術連携
・業種アプリ
ＳＤＫビジネス
ライセンスビジネス
実装・ソリューションビジネス
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50
バイオメトリクスと暗号
・暗号 → Black Box化する技術
（中身が見えなくなる）
・バイオメトリクス → White Box化する技術
（中身が見える）
誰でもが、自分の身体情報がどのように利用されているのか関心をもち、
利用においては、システムの中でどのように処理・管理されているか知る権利がある。
また、どのように処理・管理して欲しいのか要求を言う権利がある。
バイオメトリック技術の参考書籍
瀬戸洋一著
サイバーセキュリティにおける
生体認証技術
共立出版（2002.5）
瀬戸洋一編著
ユビキタス時代の
バイオメトリクスセキュリティ
日本工業出版（2003.1）
瀬戸洋一著
バイオメトリック
セキュリティ入門
SRC（2004.9）
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52
ありがとうございました