【初心者向け】今話題の生体認証とは?種類やそれぞれの特徴、メリット、問題点、活用事例を紹介

【初心者向け】今話題の生体認証とは?種類やそれぞれの特徴、メリット、問題点、活用事例を紹介

生体認証とは?

生体認証とは、バイオメトリック(biometric)認証やバイオメトリクス(biometrics)認証とも呼ばれ、人間の身体的特徴(生体器官)や行動的特徴(癖)の情報を用いて行う個人認証の技術やプロセスを指します。

生体認証では、事前に本人情報を登録し、認証時にセンサーで取得した情報と比較することで本人かどうかの認証を行います。画像の比較によって認証する方式から、生体反応を検出する方式まで様々なレベルがあります。

本記事では、生体認証の種類や実際に使用するメリット、デメリット、活用事例についてを紹介します。

■目次■
1.生体認証とは?
2.生体認証の種類
 ―指紋認証
 ―虹彩認証
 ―静脈認証
 ―声認証
 ―顔認証
3.生体認証を活用するメリット
 ―生体認証は偽造が難しい
 ―高いセキュリティレベル
 ―認証をスピーディーに行える
4.生体認証を活用するデメリット(問題点)
 ―認証精度に個人差が出る場合がある
 ―プライバシーの問題
5.生体認証の活用事例
 ―指紋認証を活用して課題解決している事例
 ―虹彩認証を活用して課題解決している事例
 ―静脈認証を活用して課題解決している事例
 ―声認証を活用して課題解決している事例
 ―顔認証を活用して課題解決している事例
6.まとめ

生体認証の種類

生体認証の種類

現在実用化されている生体認証として、指紋認証、虹彩認証、静脈認証などがお馴染みですが、最近では声紋、顔形などによる認証も実用化されています。

認証の際には専用の読み取り機を用いて生体情報を機械に読み取らせることで、本人確認を行いますが、安全確保の側面から、カードやパスワード、暗証番号と組み合わせることも多いようです。

ここでは、主に活用されている5種類の生体認証についての比較を紹介します。

指紋認証

指紋認証

指紋とは、指先の皮膚にある汗腺の開口部が隆起した線によりできる紋様で、すべての人間の指紋は違っており、一生変わらないため、その情報を蓄積しておけば個人を識別できます。

指紋認証の歴史は古く、犯罪捜査時に残された指紋で犯人を特定するシーンはドラマなどでも見たことがあると思います。日本では1911年(明治44年)に警視庁が指紋制度を採用しています。

スキャニング技術の発展や、認証システムの高度化、指紋を読み取るセンサーの小型化などにより、パソコンレベルでも指紋認証が使えるようになったため、一般的にも普及してきており、入退室時の認証、銀行のATMでのセキュリティ、パソコンやUSBメモリーなどへのアクセス制限、自動車の盗難防止システムなど幅広く活用されるようになってきています。

指紋の読み取りには、光学方式(凹凸反射光)と半導体方式(凹凸静電容量)があります。指紋認証の弱点としては、残った指紋を写し取られたり、シリコンなどで指紋を偽造されるのが容易であることが挙げられます。

シスコのサイバーセキュリティチームの研究グループは、スマートフォンの認証技術として広く使われている指紋認証が、安価な3Dプリンターでつくった偽の指紋でも突破できることを明らかにして話題になりました。

また、一定の割合で指紋が薄い人がいること、センサーに接触することから心理的な抵抗があることも懸案です。

偽造指紋での誤認証を防ぐため、汗孔など微細構造まで読み取る指紋センサーが開発されたり、ATMのように高度な安全性が求められる場合は指紋ではなく指静脈で認証したりする取り組みなどが進んでいます。

虹彩認証

虹彩認証

虹彩認証とは、個人の目の虹彩の高解像度の画像にパターン認識技術を応用して行われる認証技術です。

虹彩の複雑な模様を画像として得るため、角膜からの鏡面反射を起こさないよう、かすかな赤外線照明を用いてカメラで撮影し、その画像をデジタルに変換し、数学的処理を施すことで、個人に固有な特徴を抽出します。

虹彩認証の認識力は、眼鏡やコンタクトレンズをしていてもほとんど落ちません。誤認率は極めて低く、一度デジタルテンプレートを作成すれば、外傷などを負わない限り、生涯にわたって利用可能です。

虹彩認証の利点として、虹彩はまぶたや角膜などで保護されているため損傷しにくいこと、顔などに比べ形状が一定していること、一卵性双生児であっても虹彩の模様が異なること、非接触での撮影で十分なこと、帽子・マスク・眼鏡・手袋着用でも目さえ露出していれば利用可能であること、年齢を経ても虹彩の模様は変化することはほとんどないことが挙げられます。

こうした利点から、世界各地の空港において出入国手続きで虹彩認証が活用されています。

弱点としては、認識する対象が生きた細胞かどうかの判定ができないことです。市販の虹彩認識システムは、高精細画像(写真)を使うと簡単に騙すことができるので、虹彩をコンタクトレンズに印刷すればセキュリティを破ることは可能だという報告もあります。

▷関連記事:マスクでも顔認証が可能に 〜コロナ禍でのAI技術の進化を解説

静脈認証

静脈認証とは、人体の皮膚下にある静脈形状パターンの画像に基づいたパターン認識技術を使った、生体認証の一方式です。

現時点では、指、手のひら、手の甲など、手首から先の部位を使ったものが主流です。指、手のひらの静脈パターンは個々人で違い、同一個人であっても、すべての指、手のひらが異なるパターンを持っており、法則性がありません。

利用方法は、カメラを備えた認証機器に指または手のひらをかざします。血液中のヘモグロビンが近赤外光を吸収することによって、静脈形状パターンが暗い線パターンとして表示。

カメラが画像を記録し、画像からデジタル処理されて登録画像のデータベースに送られます。認証処理は一般的に2秒未満と言われています。

利点は、他の生体認証システムと違って、体内の情報を使用するため、偽造することは不可能なこと、手指の表面の状態の影響を受けにくく安定した認証が行えることが挙げられます。

欠点としては、認証機器が高額であること、手袋や絆創膏をした手では正常な認証が行えないことが多いこと、日本以外の国々では知名度が低いことなどが挙げられます。

声認証

声認証

声認証は、声紋から話者の声の特徴を抽出し、あらかじめデータベースに登録しておいた特徴データと照合することで個人を特定する技術です。

人の声を、横軸に時間、縦軸に声(音)の周波数(高低)を設定したグラフは、声の特性を表すヨコ縞模様となります。これが「声紋」です。

声認証を活用することで、発話内容や発話言語に依存せず、話者を特定することができます。

認証方式には特定のフレーズの音声データを登録し認証する方式と、フレーズに依存せず非定型の自然な会話の音声データを登録し認証する方式があります。

声認証は導入コストが低く、すでにGoogle Homeなどスマートスピーカなどには実装されており、英国の銀行HSBCではVoice IDとして声認証が実用化されている例もあります。

声認証のメリットは、汎用的なマイク1本あれば利用可能なほか、光の加減などの環境条件に左右されにくく導入が容易なこと、さらに電話を用いて離れた場所からでも認証ができるということが挙げられます。

他の生体認証の場合は、生体情報を読み取る機器がユーザー側に備わっている必要がありますが、声紋認証の場合は、電話での通話ができれば認証できるので、特別な端末を必要としないところが最大のアドバンテージです。

電話口での認証が可能なので、コールセンターでの活用が期待されています。現在は、生年月日、住所などを聞き出して本人確認を行なっていますが、この声認証システムでは、電話でのやり取り(会話)だけで本人確認をすることができるので、お客様のストレスを軽減できるとともに、コールセンターのオペレーションの負担も削減できます。

一方で、AI(人工知能)にたくさん学習させると、その人の声を模倣できるようになるので、音声合成や声質変換などで作られた人工的な声によるなりすましを見破ることができるか不安視されています。

▷関連記事:AI(人工知能)を説明できますか?

顔認証

顔認証

顔認証とは、顔の目、鼻、口などの特徴点の位置や顔領域の位置や大きさをもとに照合を行う認証技術です。

人は普段、相手の顔を見ることで誰であるかを判別します。その意味では、顔認証技術は最も普遍的な生体認証であるということが言えます。

顔認証のタスクは主に二つあり、一つ目は、入力された顔画像を既存の顔データと比較する「1対1照合」です。顔認証によるスマートフォンのロック解除が良い例です。

二つ目のタスクは、インプットされた顔を複数の顔データから成るデータベースと比較する「1対N照合」です。これは、セキュリティおよび監視システムでよく利用されます。

顔そのものはなりすましが困難なため、出入国管理などのセキュリティや国民IDといった行政インフラ、企業の勤怠管理やログオン等のセキュリティ強化、マーケティングやホスピタリティ向上のためのツールなど、幅広く活用可能です。

すでに顔認証技術は、勤怠管理、入退場管理、キャッシュレス決済、ロボットによる受付業務、搭乗手続き、入国審査などに活躍しています。また、コロナウィルスが流行して以降は、顔認証機能が搭載された自動検温機が普及しています。

ユニバーサルスタジオジャパン(USJ)の年間パスポートやファンクラブ会員が参加するライブコンサート、また成田空港や羽田空港などでは入国時の税関でも本人確認として「顔認識」技術が利用され始めています。

顔認証の利点として、まず非接触という特徴が挙げられます。両手に荷物を抱えていてもマンションや施設への入館時に、顔情報だけでドアを開けることができます。

ショッピングでは、決済時の本人確認として顔認証を活用すれば、財布やスマートフォンを取り出さなくても商品を購入することができます。「レジレス型」店舗の実現にむけても、顔認証は有効な技術です。

2点目は専用装置が不要だということです。

一般的なWebカメラも利用可能であり、登録用データとして既存の顔写真利用も可能なため、専用装置が不要です。認証自体はクラウド上のAIエンジンが担当します。

3点目として、顔を検出した後、年齢、性別といった属性、さらには顔の表情から感情(楽しい・悲しい・退屈・怒っているなど)を推定することができるのも他の生体認証にはない特徴です。

欠点としては、顔の一部を隠されてしまうと認証率が落ちてしまうことです。

以前から使われている顔認証の多くは、一般に使われているカメラで撮った映像から解析を行っていますが、最近では3Dでの顔認証に変わりつつあります。

本体に内蔵されている写真を撮るカメラ以外にIRカメラ、近接センサー、照度センサー、ドットプロジェクターなどを使うことで、数万を超える顔の特徴を立体的にスキャンし、本人の顔の立体図を作ります。

2D技術では平面のみしか認識できないため、本人の写真で認証ができていましたが、3D技術を使った顔認証ではその心配はなくなります。

顔認証のデータは、暗号化され、本体のメモリーに保存されるため、安全性が高いといわれています。

▷関連記事:顔認証システムを自動検温機で比べてみる
▷関連記事:【事例付き】画像認識とは?仕組みや歴史、AI(人工知能)による画像処理までを解説

生体認証を活用するメリット

ここまでは、生体認証についてや種類をご紹介しました。ここでは、生体認証を活用するメリットをご紹介します。

生体認証は偽造が難しい

暗証番号やパスワード、カードなどによる認証では、忘却や紛失によって本人でも認証できなかったり、漏洩や盗難によって他人が認証されるおそれがあります。

しかし、生体認証の場合はそれらの危険性が低いので、入退室やキャッシュカード、パスポートなどの認証手段に採用されています。

高いセキュリティレベル

生体認証は人間の身体的特徴(生体器官)や行動的特徴(癖)の情報を用いて個人認証を行います。

そのため、既存の個人認証方式よりも高度なセキュリティを実現することができます。

認証をスピーディーに行える

生体認証は、これまで人力で行っていた本人確認を正確かつスピーディーに行えるようになりました。

そのため、認証を運用する側の負担も軽減することができます。

生体認証を活用するデメリット(問題点)

生体認証を活用するメリットがある一方で、デメリット(問題点)もあります。ここでは、生体認証を活用するデメリット(問題点)をご紹介します。

認証精度に個人差が出る場合がある

生体認証のデメリットは、成長や老化、生活の状況によって、特徴が変化してしまうことです。

成長や老化で特徴が変化した場合は、変化するたびに再登録が必要です。また、そこまで変化がない場合でも、例えば寝起きや化粧の有無、手荒れ、光の当たり具合、風邪を引いているなど、日常的に生じる細かい変化によっても認証できないこともあります。

解決策としては、複数の生体認証を組み合わせたり、生体認証とパスワードを組み合わせることなどが考えられます。

プライバシーの問題

生体認証が普及することで、いろんなシーンで便利さや快適さを享受できるようになりましたが、プライバシーの侵害といった問題はつきまといます。クローズドな環境で本人同意の元に使用される場合には問題ありませんが、非接触入力が可能なシステムの場合、本人の同意なく情報が取得されてしまう恐れがあります。

例えば防犯カメラのように社会的にメリットがあると判断された場合には、安全とのトレードオフとしてプライバシー情報の取得は認められています。悪意のある使用は別として、生体認証が安全性や信頼性の点で揺るぎないものになれば、社会的合意を得られるのではないでしょうか。

またそのためにも、様々な生体認証活用に関して、個人情報に関するルールが整備される必要があります。

生体認証の活用事例

暗証番号やパスワード、カードなどによる認証では、忘却や紛失によって本人でも認証できなかったり、漏洩や盗難によって他人が認証されるおそれがありますが、生体認証の場合はそれらの危険性が低いので、入退室やキャッシュカード、パスポートなどの認証手段に採用されています。

ここでは、実際に生体認証を活用して課題解決をしている事例を紹介します。

指紋認証を活用して課題解決している事例

ロサンゼルス郡保安局で活用されている、指紋・掌紋の照合による本人確認

ロサンゼルス郡保安局で活用されている、指紋・掌紋の照合による本人確認

参考:https://lasd.org/

NECの現地法人であるNECコーポレーション・オブ・アメリカは2018年3月29日、ロサンゼルス郡保安局(以下、LASD)に対し、指紋・掌紋・顔・虹彩という複数の生体情報を活用して個人を識別する犯罪捜査向けマルチモーダル生体認証システムをサービス型で提供いたしました。

こちらは、米国最大の保安局であるLASD、ロサンゼルス市警察およびその他ロサンゼルス郡の45の市警察において、事件現場で採取した指紋・掌紋の照合や被疑者の本人確認などに活用されています。

本システムを導入した結果、稼働後最初の1週間で、2件の迷宮入り殺人事件を含む計107件の未解決事件の被疑者逮捕や事件解決に寄与し得る指紋の一致があったとのことです。

参考:https://jpn.nec.com/press/201803/20180329_01.html

虹彩認証を活用して課題解決している事例

シンガポール入国管理局(ICA)による虹彩認証を活用した出入国時の審査

シンガポール入国管理局(ICA)による虹彩認証を活用した出入国時の審査

参考:https://www.ica.gov.sg/

シンガポール入国管理局(ICA)は2020年10月28日、出入国時の主な審査方法を指紋認証から顔認証と虹彩認証に置き換えると発表しました。

陸海空すべての検問所で導入され、シンガポール人、永住者、長期パス保有者、そして顔と虹彩の生体認証を登録したその他の旅行者が対象となります。シンガポール国民では約70%にあたる200万人、永住者では13万人がすでに生体認証を登録しているとのことです。(2020年10月28日時点)

外国人旅行者は、初めてシンガポールに入国するときに生体認証を登録する必要があり、その後も同じパスポートを使用している場合は、顔・虹彩認証で出入国できます。ただし、現時点では、6歳未満の子供は自動化されていない審査カウンターを使用する必要があります。

さらにICAは、2022年より、すべてのシンガポール居住者がパスポートを提示せずに出入国審査を通過できるようにする計画だと発表しました。

参考:https://singalife.com/news/19110/

静脈認証を活用して課題解決している事例

神奈川県による指静脈認証を活用した二要素認証

神奈川県による指静脈認証を活用した二要素認証

参考:https://www.pref.kanagawa.jp/

神奈川県は2017年1月、税務システムへのログイン認証に、日立の指静脈認証システムを導入しました。

マイナンバー制度の施行に伴い、税務システムの二要素認証が必要だったため、生体認証の中でも認証速度と精度の高い指静脈認証システムを導入したとのことです。

これにより、税務システムへのログインで強固かつ利便性の高い本人認証を実現できたそうです。

県税事務所や自動車税管理事務所などの窓口業務の多い場所で使う際には、認証作業で業務を中断することのない迅速性と使いやすさが求められます。そのため、指をかざすだけで本人かどうかをスピーディーに判定できる指静脈認証なら、業務に与える影響も最小限で済みます。

参考:http://www.hitachi.co.jp/products/it/veinid/case_studies/kanagawa/index.html

声認証を活用して課題解決している事例

欧州最大規模の銀行である英HSBCによる声認証を活用した認証

神奈川県による指静脈認証を活用した二要素認証

参考:https://www.hsbc.co.uk/

欧州最大規模の銀行である英HSBCは2016年、本人認証を行うために声認証を導入しました。

「Voice ID」といわれるこの認証では、電話口で「My Voice is My Password(声が私のパスワード)」と話すことで、本人認証ができます。2019年時点では、英語のほか、中国語や広東語、スペイン語などのフレーズが登録できるとのことです。

また、2019年時点で、同銀行に口座を持つ160万人ほどが利用しています。

登録時に声を録音し、それをもとに音声をマッチさせるだけで良いので、オペレーターに生年月日や口座のパスワードなどの情報を伝える必要はありません。瞬時に認証を行うことが可能で、時間も短縮できます。

2016年から2019年4月までに、英国だけで1万5000件以上の詐欺電話が確認されていましたが、こうした企てを察知して詐欺を防いだことで、同社は3億3000万ポンド(約430億円)以上を守ることができたとのことです。

参考:https://www.itmedia.co.jp/business/articles/1908/22/news024_2.html

顔認証を活用して課題解決している事例

ヤマダ電機による顔認証を活用した決済システム

ヤマダ電機による顔認証を活用した決済システム

参考:https://www.yamada-denki.jp/

株式会社ヤマダ電機は2020年3月、LABI カード会員様の「ケータイ de クレジット」登録の方を対象に、顔認証決済サービス「ヤマダ Pay」を導入しました。

家電量販店では初めてとなる顔認証決済システム「ヤマダPay」導入により、「ケータイde安心」と「LABIカード」の特典が同時に受けることができる「ケータイdeクレジット」の機能に新しい認証技術の決済手段を加え、より顧客利便性を向上させたとのことです。

参考:https://www.3-ize.jp/information/?p=1263

まとめ

今回は生体認証についてご紹介しました。生体認証は、セキュリティ精度が高く、すでに私たちの生活にも多くの場面で活用されています。今後もさまざまな場面で目にする機会が増えると思いますので、しっかりと覚えておきましょう。

トリプルアイズでは、生体認証の中でも顔認証技術に特化して、さまざまなソリューションを提供しています。

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▷参考:https://aize.jp/