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セキュリティ・8/23・12分

利用者認証の要素と生体認証

ゴール

認証要素（知識・所持・生体）の種類を見分けて2要素認証を判定できる。あわせて、生体認証の本人拒否率と他人受入率の関係、ICカードのPIN運用、CAPTCHA・リスクベース認証・チャレンジレスポンス認証の違いを選択肢から見抜けるようになる。

不正ログインの対策は「本人であることをどう確かめるか」が出発点なので、科目Aのセキュリティ分野で毎回のように出題される。考え方さえつかめば、同じパターンの問題が何度出ても確実に得点できる。

このレッスンで稽古する（用語チェック・過去問）

結論：本人確認の材料は3種類しかない

利用者認証（システムを使おうとしている人が本人かどうかを確かめること）に使う材料は、知識・所持・生体の3種類に分けられる。試験で問われるのは、ほぼ「この組合せは種類が違うか」「この生体認証はどちらの特徴を使うか」の2点だ。

種類	意味	例
知識（Something you know）	本人だけが知っていること	パスワード、PIN、秘密の質問の答え
所持（Something you have）	本人だけが持っている物	ICカード、ハードウェアトークン、クライアント証明書を入れた端末、スマホ
生体（Something you are）	本人の体や癖そのもの	指紋、静脈、虹彩、顔、署名の筆圧

たとえるなら、家の鍵（所持）と金庫の暗証番号（知識）だ。鍵を盗まれても暗証番号が分からなければ金庫は開かないので、種類の違う材料を重ねるほど破られにくくなる。

2要素認証の判定：「数」ではなく「種類」を数える

2要素認証は、知識・所持・生体のうち異なる2種類を組み合わせる認証だ。同じ種類を2回使っても、それは1要素を2回繰り返しただけで、2要素認証にはならない。

判定のしかたは単純で、選択肢の2つをそれぞれ表の3種類に振り分け、種類が違えば正解になる。

組合せ	種類	2要素か
パスワード＋静脈	知識＋生体	該当
虹彩＋パスワード	生体＋知識	該当
ICカード＋指紋	所持＋生体	該当
静脈＋指紋	生体＋生体	✕
指紋2本	生体＋生体	✕
クライアント証明書＋ハードウェアトークン	所持＋所持	✕
ICカード＋ワンタイムパスワードのトークン	所持＋所持	✕
パスワード＋秘密の質問	知識＋知識	✕
パスワード＋パスワードリマインダ	知識＋知識	✕
2つのパスワード／2種類の特殊文字を混ぜたパスワード	知識＋知識	✕

ワンタイムパスワードのトークンは、画面に出る数字が「知識」に見えるが、その数字を表示する装置を持っていることを確かめているので所持に分類する。クライアント証明書も、証明書を入れた端末を持っていることの証明なので所持だ。

2つの材料が3種類のうちいくつの箱に入るかで判定する。箱が2つなら2要素認証、1つなら2要素ではない。

生体認証の分類：身体的特徴と行動的特徴

バイオメトリクス認証（生体認証）は、体の形を使う身体的特徴と、動作の癖を使う行動的特徴に分かれる。見分け方は「じっとしていても測れるか、動かないと測れないか」だ。

分類	何を使うか	例
身体的特徴	体の形・模様（静止状態で測れる）	指紋（隆線の模様からマニューシャ＝特徴点を取り出す）、静脈（血管の分岐の角度や長さ）、虹彩（瞳孔のまわりのしわ模様）、顔
行動的特徴	動作の癖（動かないと測れない）	署名の速度・筆圧、キーボードを打つリズム、歩き方

試験では、選択肢が「血管の分岐点」「瞳孔のまわりのしわ」「隆線とマニューシャ」のように部位の名前を伏せて説明されることが多い。それぞれ静脈・虹彩・指紋のことだと分かれば、残る「署名の速度や筆圧」が行動的特徴だと判断できる。

本人拒否率と他人受入率はトレードオフ

生体認証は、読み取るたびに値が少しずつ変わるので、完全一致ではなく「どれだけ似ていれば本人とみなすか」というしきい値（合否の境目）で判定する。このとき起こる誤りが2種類ある。

用語	意味	判定を厳しくすると	判定を甘くすると
本人拒否率（FRR）	本人なのに拒否してしまう割合	上がる	下がる
他人受入率（FAR）	他人なのに受け入れてしまう割合	下がる	上がる

空港の金属探知機にたとえると分かりやすい。感度を上げれば危険物の見逃し（＝他人受入）は減るが、ベルトの金具にまで反応して普通の客が止められる（＝本人拒否）。一方を下げると他方が上がる、これがトレードオフ（あちらを立てればこちらが立たない関係）だ。

導入時は、セキュリティ（FARを低くしたい）と使いやすさ（FRRを低くしたい）のバランスを考え、双方を勘案して装置を調整するのが正しい考え方になる。両方を同時にゼロにすることはできない。

しきい値を厳しい側へ動かすと本人拒否率は上がり他人受入率は下がる。一方を下げると他方が上がるトレードオフ。

認証デバイスの特徴：虹彩・指紋・ICカード

「認証デバイスの記述で適切なもの」を選ぶ問題では、正解は毎回ほぼ同じで、虹彩は成人では経年変化がほとんどないので、登録パターンの更新がほとんど不要という記述だ。顔は年齢とともに変わるが、虹彩の模様は大人になるとほぼ変わらない、と覚えておく。

ほかの選択肢は、方式の特徴を入れ替えた誤りになっていることが多い。

方式	正しい特徴	よくある誤りの選択肢
静電容量方式の指紋認証	指の凹凸による電気の差を測るので、光の影響を受けにくい	「LED照明の室内で認証できなくなる」→光を使う光学式の弱点とすり替えている
接触型ICカード	端子が触れて電力を受け取るので、安定した電力で高度な処理ができる	「コイルの誘導起電力を利用」→非接触型の仕組み
非接触型ICカード	読取り機の電波でコイルに電気を起こして動く。受け取れる電力は少ない	「大容量の電力が要る処理に向く」→逆
証明書を入れたUSBキー	証明書を持ち運べる所持要素	「PCのMACアドレスを組み込む必要がある」→不要

ICカードとPINは別ルートで届ける

PIN（ICカードとセットで使う暗証番号）は、ICカードと同封せず別経路で通知するのが正しい運用だ。銀行がキャッシュカードと暗証番号の通知を別の郵便で送るのと同じ理由で、1通盗まれただけで所持と知識の両方が揃ってしまうのを防ぐためだ。

誤りの選択肢は「管理が楽そう」に見えるのが特徴だ。全員共通のPIN、カード表面に刻印された番号からPINを作る、紛失時は新カードを発行してから失効処理（失効が遅れ、その間に拾ったカードが使われる）は、どれも危険な運用になる。

ICカードとPINを別の郵便で送れば1通盗まれても片方しか揃わないが、同封すると盗んだ人に所持と知識の両方が揃う。

その他の仕組み：CAPTCHA・リスクベース認証・チャレンジレスポンス

CAPTCHAは、ゆがめたり一部を隠したりした文字画像を読ませるなどして、操作しているのが人間かプログラムかを見分ける仕組みだ。ボットによる大量登録や自動入力を防ぐのが目的で、名前が似ている「パケットキャプチャ」とは無関係だ。

リスクベース認証は、いつもと違う場所・端末・時間帯からのアクセスを検知したときだけ、追加の本人確認を求める方式だ。普段は手間をかけず、怪しいときだけ厳しくするのがポイントになる。

チャレンジレスポンス認証は、パスワードそのものをネットワークに流さない方式だ。サーバが毎回ちがう乱数（チャレンジ）を送り、クライアントがそれとパスワードを組み合わせて計算した結果（レスポンス）を返す。

方式	送るもの	見分けるキーワード
チャレンジレスポンス認証	サーバから来た乱数とパスワードをクライアントで演算した結果	「サーバから受け取ったランダムなデータ」「演算」
ワンタイムパスワード（トークン型）	トークンが表示する毎回ちがう値	「トークンという装置が表示する」
TLSによる暗号化送信	固定パスワードを暗号化したもの	「固定パスワード」「TLS」
リスクベース認証	普段どおりなら通常の認証、怪しければ追加認証	「普段と異なる利用条件」
常時の多要素認証	毎回2種類の要素	「いかなる条件でも常に併用」→リスクベースではない

チャレンジレスポンス認証では、サーバの乱数とパスワードをクライアントで演算した結果だけを送るので、パスワードそのものは流れない。

試験での問われ方

2要素認証：4つの組合せが並び、3つは同じ種類どうしになっている。生体＋生体（静脈と指紋）は「どちらも高度そう」に見えて選びたくなるので注意する。
行動的特徴：部位名を伏せた説明が並ぶ。静脈・虹彩・指紋を消去すれば、残るのは「署名の速度や筆圧」だ。
FRRとFAR：「比例する」「独立している」「両方ゼロにできる」が誤り。正解は「トレードオフ」「片方を下げると他方が上がる」。
認証デバイス：正解は「虹彩は経年変化がなく更新不要」。光学式と静電容量式、接触型と非接触型の特徴を入れ替えた選択肢がひっかけ。
CAPTCHA・チャレンジレスポンス・リスクベース：定義を1文で言えれば、他の用語の説明との取り違えを避けられる。

例題 1

2要素認証に該当する組みを選ぶ

2 要素認証に該当する組みはどれか。

アクライアント証明書，ハードウェアトークン
イ静脈認証，指紋認証
ウパスワード認証，静脈認証
エパスワード認証，秘密の質問の答え

出典：令和8年度基本情報技術者試験科目A 公開問題問9

解き方と答えを見る

各選択肢の2つの要素を、知識・所持・生体のどれかに振り分ける。
ア：クライアント証明書（所持）＋ハードウェアトークン（所持）→ 所持＋所持。
イ：静脈認証（生体）＋指紋認証（生体）→ 生体＋生体。
ウ：パスワード認証（知識）＋静脈認証（生体）→ 知識＋生体。
エ：パスワード認証（知識）＋秘密の質問の答え（知識）→ 知識＋知識。
種類が異なる組合せはウだけなので、ウが2要素認証になる。

答え：ウ（知識＋生体で種類が異なる。他の3つは同じ種類の組合せ）

例題 2

しきい値を動かしたときのFRRとFARの関係

バイオメトリクス認証システムの判定しきい値を変化させるとき，FRR (本人拒否率) と FAR (他人受入率) との関係はどれか。

ア FRR と FAR は独立している。
イ FRR を減少させると，FAR は減少する。
ウ FRR を減少させると，FAR は増大する。
エ FRR を増大させると，FAR は増大する。

出典：基本情報技術者試験科目A免除修了試験 20231210 実施分問29

解き方と答えを見る

FRR（本人拒否率）を減らすには、本人が弾かれにくくなるように判定を甘くする（しきい値を緩める）必要がある。
判定を甘くすると、本人に似ている他人も通りやすくなる。
つまり、FAR（他人受入率）は増える。
選択肢を照合する。ア（独立）、イ（FRR減でFAR減）、エ（FRR増でFAR増）は、どれもトレードオフに反する。
FRRを減らすとFARが増える、と書かれたウが正しい。

答え：ウ（FRRを減少させるとFARは増大する＝トレードオフ）

要点（試験直前に読む）

認証要素は知識・所持・生体の3種類。2要素認証は「種類が異なる2つ」で、同じ種類を2つ重ねても該当しない。
ワンタイムパスワードのトークンとクライアント証明書は「所持」。秘密の質問とパスワードリマインダは「知識」。
行動的特徴は署名の速度・筆圧など動作の癖。指紋（マニューシャ）・静脈（血管の分岐）・虹彩（瞳孔のまわりのしわ）は身体的特徴。
本人拒否率（FRR）と他人受入率（FAR）はトレードオフ。片方を下げるともう片方が上がるので、双方を勘案して調整する。
虹彩は成人では経年変化がほとんどなく、パターンの更新がほぼ不要。PINはICカードと別経路で通知する。
CAPTCHAは人間かプログラムかの判別、リスクベース認証はいつもと違うときだけ追加認証、チャレンジレスポンスは乱数とパスワードの演算結果を送る方式。

ひっかけ

「静脈＋指紋」「ICカード＋トークン」のように強そうな要素を2つ並べた選択肢は、種類が同じなら2要素ではない。
「FRRを上げるとFARも上がる」「両方ゼロにできる」「独立している」はすべて誤り。トレードオフを選ぶ。
「静電容量方式がLED照明で誤動作」「接触型ICカードがコイルの誘導起電力を利用」は、光学式や非接触型の特徴とすり替えたひっかけ。
「共通PIN」「券面の番号からPINを作る」「新カードを発行してから失効処理」は、管理が楽そうに見えるだけの誤った運用。
チャレンジレスポンスの問題では「トークンが表示する毎回ちがうデータ」（ワンタイムパスワード）を選ばない。「サーバからのランダムなデータとクライアントで演算」が正解の目印。

用語（18）

2要素認証 にようそにんしょう
知識・所持・生体のうち、種類の異なる2つを組み合わせて本人を確かめる認証。
⚠ 2段階認証は手順が2回あるだけで、パスワード＋秘密の質問のように同じ種類どうしなら2要素にはならない。

知識情報 ちしきじょうほう
パスワードやPIN、秘密の質問の答えのように、本人だけが知っている情報。
⚠ ワンタイムパスワードは数字を入力するが、それを表示する装置を持っていることの証明なので所持に分類する。

所持情報 しょじじょうほう
ICカードやハードウェアトークン、証明書を入れた端末のように、本人だけが持っている物。

バイオメトリクス認証 Biometrics（生体認証）
指紋・静脈・虹彩・署名の癖など、体や動作の特徴で本人を確かめる認証。

身体的特徴 しんたいてきとくちょう
指紋・静脈・虹彩・顔のように、じっとしていても測れる体の形や模様。
⚠ 行動的特徴は署名の速度や筆圧のように、動作しないと測れない。

行動的特徴 こうどうてきとくちょう
署名の速度・筆圧やキー入力のリズムのように、動作に表れる本人の癖。
⚠ 血管の分岐・瞳孔のまわりのしわ・隆線の模様は、どれも身体的特徴。

マニューシャ minutiae（特徴点）
指紋の隆線が途切れたり分かれたりする点で、指紋照合に使う特徴点。
⚠ 選択肢に出たら指紋（身体的特徴）のこと。

本人拒否率 FRR（False Rejection Rate）
本人なのに誤って拒否してしまう割合。判定を厳しくするほど上がる。
⚠ 他人受入率とはトレードオフの関係にあり、比例はしない。

他人受入率 FAR（False Acceptance Rate）
他人なのに誤って本人として受け入れてしまう割合。判定を甘くするほど上がる。
⚠ 本人拒否率を下げると他人受入率は上がる。両方を同時にゼロにはできない。

しきい値 しきいち
読み取った特徴がどれだけ似ていれば本人とみなすかを決める合否の境目。

虹彩認証 こうさいにんしょう
瞳孔のまわりにある虹彩の模様で照合する生体認証。成人では経年変化がほとんどなく、登録パターンの更新がほぼ不要。

静電容量方式 せいでんようりょうほうしき
指の凹凸による電気の差を読み取る指紋センサーの方式で、照明などの光の影響を受けにくい。
⚠ 外の光の影響を受けるのは光学式。選択肢では両者がすり替えられる。

非接触型ICカード ひせっしょくがたICカード
読取り機の電波でカード内のコイルに電気を起こして動くICカード。
⚠ 接触型は端子から安定した電力を受け取る。コイルの誘導起電力を使うのは非接触型。

PIN Personal Identification Number
ICカードなどとセットで使う、本人だけが知る暗証番号。

CAPTCHA Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart
ゆがめた文字画像を読ませるなどして、操作しているのが人間かプログラムかを見分ける仕組み。
⚠ パケットキャプチャ（通信の中身を取り込んで解析すること）やQRコードとは無関係。

リスクベース認証 リスクベースにんしょう
普段と違う場所や端末からのアクセスを検知したときだけ、追加の本人確認を求める認証方式。
⚠ 常に2つの方式を併用するのは多要素認証であり、リスクベース認証ではない。

チャレンジレスポンス認証 チャレンジレスポンスにんしょう
サーバが送った乱数とパスワードをクライアントで演算し、その結果だけを返す認証方式。
⚠ トークンが表示する毎回ちがう値を送るのはワンタイムパスワード方式。

ハードウェアトークン ハードウェアトークン
ワンタイムパスワードを表示する小型の装置で、持っていることを示す所持要素。

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