A quantum approach for biometric authentication: micro biometric authentication technology to break into a new physical aspect of biometric information.

• Project/Area Number: 18H03239
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60070:Information security-related
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: NISHIGAKI Masakatsu 静岡大学, 情報学部, 教授 (20283335)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大木 哲史 静岡大学, 情報学部, 准教授 (80537407) ; 大塚 玲 情報セキュリティ大学院大学, その他の研究科, 教授 (50415650)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 微細生体 / 爪 / 肌理 / なりすまし / プライバシ

Outline of Final Research Achievements

Biometric authentication has the problems of impersonation and traceability due to the physical nature of biometric information, which is invariant throughout life and cannot be arbitrarily updated. This research constructs a "micro" biometric authentication system to realize a biometric authentication system that satisfies both impersonation resistance and un-traceability. A biometric authentication system using minute "fingernail" images captured by a microscope is designed, implemented, and evaluated in this research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年は、コインロッカーの利用などの「カジュアルなサービス」でも生体認証が用いられるようになってきている。カジュアルなサービスでは、本人性の確認は不要で、属性（代金を支払った利用者であるか）の確認で事足りる。また、登録から短期間の内に認証が実行される（例：コインロッカーに荷物を預ける→取り出す）ケースが多い。このような利用シーンにおいては、利用者のプライバシ保護が重要なニーズとなる。今やEUの一般データ保護規則に「消去権」が記載され、生体認証の分野においても「生体情報の消去」への配慮が必須となっている。忘れられる権利を満たす生体認証の実現を目的とする本申請の学術的意義および社会的意義は大きい。

Research Products

• [Journal Article] Improving Rank-N Identification Rate of Palmprint Identification Using Permutation-based Indexing (2022)
  • Author(s): 吉平瑞穂，野崎真之介，芹澤歩弥，中原正隆，馬場昭，窪田歩，大木哲史，西垣正勝
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 63 Issue: 12 Pages: 1804-1820
  • DOI: 10.20729/00222734
  • ISSN: 1882-7764
  • Year and Date: 2022-12-15
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Improvement of Micro-nail Authentication by Introducing Presentation Attack Detection and QR Code (2021)
  • Author(s): 塩見祐哉、大内結雲、藤田真浩、眞野勇人、大木哲史、西垣正勝
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 62 Issue: 12 Pages: 1996-2010
  • DOI: 10.20729/00214242
  • NAID: 170000186161
  • Year and Date: 2021-12-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 爪を用いたマイクロ生体認証 (2019)
  • Author(s): 杉本元輝，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: Vol.60，No.12 Pages: 2095-2105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 眼球-頭部協調運動における生体反射型反応に基づく生体認証方式に関する検討 (2019)
  • Author(s): 高橋洋介，遠藤将，松野宏昭，村松弘明，大木哲史，西垣正勝
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: Vol.60，No.12 Pages: 2106-2117
  • NAID: 170000181198
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Improving Rank-N Identification Rate of Palmprint Identification Using Permutation-based Indexing (2022)
  • Author(s): Mizuho Yoshihira, Ayumi Serizawa, Ryosuke Okudera, Yumo Ouchi, Yuya Shiomi, Naoya Nitta, Masataka Nakahara, Akira Baba, Yutaka Miyake, Tetsushi Ohki, Masakatsu Nishigaki
  • Organizer: Proceedings of 2022 International Conference on Human-Computer Interaction (HCII 2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 骨格情報を用いた1対多掌紋認証のN位認証率向上に関する検討 (2022)
  • Author(s): 芹澤歩弥，吉平瑞穂，野崎真之介，中原正隆，馬場昭，窪田歩，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: 情報処理学会 コンピュータセキュリティ研究会
• [Presentation] Improving Palmprint-Region Estimation for ID-less Palmprint Recognition (2022)
  • Author(s): Ayumi Serizawa, Ryosuke Okudera, Yumo Ouchi, Mizuho Yoshihira, Yuya Shiomi, Naoya Nitta, Masataka Nakahara, Akira Baba, Yutaka Miyake, Tetsushi Ohki, Masakatsu Nishigaki
  • Organizer: Proceedings of 2022 International Conference on Broad-Band Wireless Computing, Communication and Applications (BWCCA 2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Humanics Information Security: How to go above and beyond? (2022)
  • Author(s): Masakatsu Nishigaki
  • Organizer: BWCCA 2022 & 3PGCIC 2022 Keynote Talk I
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Improving Rank-N Identification Rate of Palmprint Identification Using Permutation-based Indexing (2022)
  • Author(s): Mizuho Yoshihira, Ayumi Serizawa, Ryosuke Okudera, Yumo Ouchi, Yuya Shiomi, Naoya Nitta, Masataka Nakahara, Akira Baba, Yutaka Miyake, Tetsushi Ohki, Masakatsu Nishigaki
  • Organizer: Proceedings of 2022 International Conference on Human-Computer Interaction（採録決定）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 1対多掌紋認証における順列インデックスを用いたN位認証率向上に関する一検討 (2021)
  • Author(s): 吉平瑞穂，芹澤歩弥，奥寺瞭介，大内結雲，塩見祐哉，新田修也，中原正隆，馬場昭，三宅優，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: 情報処理学会マルチメディア，分散協調とモバイルシンポジウム2021論文集
• [Presentation] Micro Biometric Authentication Using Fingernail Surfaces: A Study of Practical Use (2020)
  • Author(s): Yuya Shiomi, Genki Sugimoto, Ayaka Sugimoto, Kota Uehara, Masahiro Fujita, Yuto Mano, Tetsushi Ohki, Masakatsu Nishigaki
  • Organizer: Proceedings of 2020 International Conference on Advanced Information Networking and Applications
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 生体検知とQRコードの導入によるマイクロ爪認証の改良にむけての一検討 (2020)
  • Author(s): 塩見祐哉，大内結雲，奥寺瞭介，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: コンピュータセキュリティシンポジウム2020
• [Presentation] 生体検知とQRコードの導入によるマイクロ爪認証の改良にむけての一検討 (2020)
  • Author(s): 塩見祐哉，大内結雲，奥寺瞭介，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム2020（ポスター発表）
• [Presentation] 発汗を用いた生体検知手法の一検討 (2020)
  • Author(s): 奥寺瞭介，大内結雲，塩見祐哉，杉本彩歌，杉本元輝，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: 電子情報通信学会 バイオメトリクス研究会
• [Presentation] Micro Biometric Authentication Using Fingernail Surfaces: A Study of Practical Use (2020)
  • Author(s): Yuya Shiomi, Genki Sugimoto, Ayaka Sugimoto, Kota Uehara, Masahiro Fujita, Yuto Mano, Tetsushi Ohki, Masakatsu Nishigaki
  • Organizer: Proceedings of 2020 International Conference on Advanced Information Networking and Applications（採録決定）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 爪表面を用いたマイクロ生体認証：実用化に向けての一検討 (2019)
  • Author(s): 塩見祐哉，杉本元輝，杉本彩歌，上原航汰，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: 情報処理学会 マルチメディア，分散，協調とモバイルシンポジウム2019
• [Presentation] 爪表面を用いたマイクロ生体認証：実用化に向けての一検討 (2019)
  • Author(s): 塩見祐哉，杉本元輝，杉本彩歌，上原航汰，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム2019 （ポスター発表）
• [Presentation] 使い捨て可能な生体認証の提案-爪の模様を用いたマイクロ生体認証- (2018)
  • Author(s): 杉本元輝，塩見祐哉，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム2018 (ポスター発表）
• [Presentation] 忘れられる権利を満たす生体認証：爪を用いたマイクロ生体認証 (2018)
  • Author(s): 杉本元輝，藤田真浩，眞野勇人，大木哲史，西垣正勝
  • Organizer: 情報処理学会 第32回セキュリティ心理学とトラスト研究発表会
• [Presentation] マイクロ生体認証：微小生体特徴を利用したユーザ認証 (2018)
  • Author(s): 西垣正勝
  • Organizer: 第149回微小光学研究会
  • Invited
• [Presentation] Disposable Biometric Authentication Micro Biometric Authentication Using Fingernail Textures (2018)
  • Author(s): Genki Sugimoto, Yuto Mano, Tetsushi Ohki, Masakatsu Nishigaki
  • Organizer: Proceedings of 2018 International Conference on Biomedical Imaging, Signal Processing
  • Int'l Joint Research