2021 Fiscal Year Research-status Report
Advanced biometric authentication system for mobile devices
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20K11814
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
山崎 恭 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (10318785)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生体認証 / 携帯端末 / 暗号・認証等 / 画像、文章、音声等認識 / 継続認証 / コンテキストアウェアネス / マルチファクタ認証 / テンプレート保護 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，スマートフォンやタブレットPCなどの携帯端末において，従来と比較してより安全性と利便性を向上させた新たな生体認証システム（高度生体認証システム）を開発することを目的とする．本研究では，認証を目的としないユーザの日常的な動作から抽出した生体情報を利用してユーザに負担を与えることなく継続的な認証を行うことが可能であり，また，利用環境の変化に対する高い頑健性と生体情報の適切な保護機能を具備する生体認証システムの実現を目指している．
令和3年度の主要な研究実績は，1.携帯端末に適した新たな生体認証アルゴリズムの開発と評価，2.携帯端末に適した新たなテンプレート保護技術の開発と評価の二点である．1.については，A)継続認証，B)利用環境の変化に対する頑健性，C)マルチモーダル認証の三条件を満足する生体認証アルゴリズムの開発と評価を行った．具体的には，スマートフォンから取得可能な生体情報として，ユーザの顔画像およびタッチスクリーン操作に着目し，ユーザの利用環境を認識して当該環境に適した生体情報を適応的に選択する継続認証アルゴリズムを提案するとともに，シミュレーション実験によりその有効性を明らかにした．一方，2.については，従来の特徴抽出や照合処理との互換性，テンプレートの秘匿性能等を有するテンプレート保護アルゴリズムの開発と評価を行った．具体的には，スマートフォンから取得可能な生体情報として，主要な文字入力手段であるフリック操作に着目し，フリック操作を対象としたテンプレート保護アルゴリズムを提案するとともに，シミュレーション実験によりその有効性を明らかにした．これらの手法は，いずれも本研究が目指す高度生体認証システムの実現に向けた要素技術と位置付けられる．
なお，当該年度は，国際会議での講演，国内の主要な研究会やシンポジウムでの講演により，研究成果を発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和3年度は，1.携帯端末に適した新たな生体認証アルゴリズムの開発と評価，2.携帯端末に適した新たなテンプレート保護技術の開発と評価の二点を主要な検討項目に設定した．1.については，スマートフォンから取得可能な生体情報として，ユーザの顔画像およびタッチスクリーン操作に着目し，ユーザの利用環境を認識して当該環境に適した生体情報を適応的に選択する継続認証アルゴリズムを提案するとともに，シミュレーション実験によりその有効性を明らかにした．また，2.については，スマートフォンから取得可能な生体情報として，主要な文字入力手段であるフリック操作に着目し，フリック操作を対象としたテンプレート保護アルゴリズムを提案するとともに，シミュレーション実験によりその有効性を明らかにした．これらの研究成果は，国際会議での講演，国内の主要な研究会やシンポジウムでの講演という形で発表された．
一方，研究開始年度から2年間にわたり実施する計画であった生体情報データベースの整備については，令和3年度も新型コロナウイルス感染症の影響により，被験者の立ち会いを必要とする大規模な生体情報の収集作業は実施できず，やむを得ず必要最小限度の生体情報の収集により研究を実施した．本件については，今後も継続的にデータベースの整備・拡充を図る計画であるが，データベースの整備遅延に備えた既存データベースの導入についても，引き続き適切なものがあれば導入を検討する予定である．
以上の点から，生体情報データベースの整備については計画を下回っているものの，研究開発自体はほぼ当初の計画に沿った形で実施できていることから，研究全体としてはおおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度は，前年度に引き続き，1.携帯端末に適した新たな生体認証アルゴリズムの開発と評価，2.携帯端末に適した新たなテンプレート保護技術の開発と評価の二点を主要な検討項目に設定する．このうち，1.については，A)継続認証，B)利用環境の変化に対する頑健性，C)マルチモーダル認証の三条件を満足する生体認証アルゴリズムの開発と評価を継続する．一方，2.については，モダリティへの非依存性，従来の特徴抽出や照合処理との互換性，テンプレートの秘匿性能，生体情報に起因したゆらぎの吸収性能などの機能を有するテンプレート保護アルゴリズムの開発と評価を継続する．さらに，開発したアルゴリズムの評価に当たっては，これまで主にPC上で評価を実施してきたが，今後は最終年度に向けて，仕様の異なる複数の携帯端末上で評価を実施できるよう研究を推進する計画である．
なお，課題として残されている生体情報データベースの整備については，引き続きデータベースの整備・拡充を図るとともに，既存データベースの導入についても検討を継続する．
また，前年度と同様，当該年度の研究成果は，内外で開催される研究会やシンポジウム等で発表する計画である．
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| Causes of Carryover |
（理由）
当初の計画では，令和2年度から令和3年度にかけて生体情報データベースを整備する計画であったが，前述のように新型コロナウイルス感染症の影響により，令和2年度に引き続き令和3年度も被験者の立ち会いを必要とする大規模な生体情報の収集作業は計画通りに実施できなかった．そのため，データベースの整備および生体情報の管理に使用するストレージデバイスの導入に使用を予定していた人件費・謝金および物品費の一部が未使用となった．また，同じく新型コロナウイルス感染症の影響により，内外の研究会やシンポジウム，国際会議等がすべてオンラインでの開催となり，これらに現地で参加して研究動向調査や研究成果発表を行うために使用を予定していた旅費が未使用となった．以上の理由により，次年度使用額が生じる結果となった．
（使用計画）
次年度使用額については，当該年度以降分として請求した助成金と合わせて，引き続き生体情報データベースの整備・拡充や，ストレージデバイス，評価用携帯端末，研究開発用PCの導入といった研究開発環境の拡充に使用する計画である．
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Research Products
(4 results)
