テンプレート保護型生体認証の安全性評価に関する研究

近年、生体情報を暗号技術などにより解読不可能な状態に変換し、生体情報の秘匿性を保ちつつ認証を可能とするテンプレート保護型生体認証が注目されている。テンプレート保護技術の安全性に関する議論1では、保護されたテンプレートから元の生体情報を推定することの困難さが重要な評価項目となる。しかし、従来の安全性評価では、生体情報が十分に大きい情報量を持つという前提で議論が進められており、生体情報間の相関性により当該情報量が減少する可能性については言及されていない。そこで、2010年度は、生体情報間の相関性を考慮し、生体情報のサンプルを用いて実験的に評価可能な情報量評価手法の提案を目的とした。本検討では、まず、有用かつ実用的な情報量評価尺度としてRenyiエントロピーに着目し、その性質を理論的に明らかにした。Renyiエントロピーは2つの情報が一致する確率を情報量で表現した評価尺度であり、生体情報の距離分布から導出することができる。また、本評価尺度により、これまでは理論的にも実験的にも評価が困難とされていた生体情報のShannonエントロピーの上界と下界について厳密な推定が可能となる。そこで、本検討ではRenyiエントロピーを生体情報の情報評価尺度として採用し、Renyiエントロピーを用いた情報量評価手法を提案した。そして、本情報量評価手法を虹彩認証および指紋認証へ適用し、虹彩情報と指紋情報の情報量を定量的に評価した。その結果、本評価手法が実際の生体情報へ適用可能であることを示した。以上より、本情報量評価手法の提案は、テンプレート保護型生体認証における生体情報の推定困難性の評価に大きく貢献すると言える。

近年、生体情報を暗号技術などにより解読不可能な状態に変換し、生体情報の秘匿性を保ちつつ認証を可能とするテンプレート保護型生体認証が注目されている。テンプレート保護技術の安全性に関する議論1では、保護されたテンプレートから元の生体情報を推定することの困難さが重要な評価項目となる。しかし、従来の安全性評価では、生体情報が十分に大きい情報量を持つという前提で議論が進められており、生体情報間の相関性により当該情報量が減少する可能性については言及されていない。そこで、2010年度は、生体情報間の相関性を考慮し、生体情報のサンプルを用いて実験的に評価可能な情報量評価手法の提案を目的とした。本検討では、まず、有用かつ実用的な情報量評価尺度としてRenyiエントロピーに着目し、その性質を理論的に明らかにした。Renyiエントロピーは2つの情報が一致する確率を情報量で表現した評価尺度であり、生体情報の距離分布から導出することができる。また、本評価尺度により、これまでは理論的にも実験的にも評価が困難とされていた生体情報のShannonエントロピーの上界と下界について厳密な推定が可能となる。そこで、本検討ではRenyiエントロピーを生体情報の情報評価尺度として採用し、Renyiエントロピーを用いた情報量評価手法を提案した。そして、本情報量評価手法を虹彩認証および指紋認証へ適用し、虹彩情報と指紋情報の情報量を定量的に評価した。その結果、本評価手法が実際の生体情報へ適用可能であることを示した。以上より、本情報量評価手法の提案は、テンプレート保護型生体認証における生体情報の推定困難性の評価に大きく貢献すると言える。