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次世代生体認証、アクティブサーマル原理、そして未来のスマートフォン

Next BiometricsのCEOトーレ・エトホルム・イッツェ氏とプロトタイプデバイス

Next BiometricsのCEO、トーレ・エトホルム・イッソー氏とプロトタイプデバイス

Next Biometrics 社は、モバイル デバイス用の指紋センサー (Apple 社の Touch ID やQualcomm 社の Sense IDなど)を製造する数社と競合していますが、自らを敗者とは考えていません。Next 社は、その優れた (そして安価な) テクノロジーと研究により、自らを (将来の) 900 ポンドのゴリラであると確信しています。

ノルウェーのオスロに拠点を置くこの企業は、控えめながらも情熱的なCEO、トーレ・エトホルム=イッソー氏が率いています。会社とその技術について話すとき、彼の声は落ち着いていて、しかし寄り添い、企業用語を多用することはありません。彼は、自分が見せているものに対して強い信念を持つ、まさにプロダクトマンという感じです。

それで、最近ニューヨークで彼と会ったとき、エソルム・イッソー氏は、寡黙なCFOとPRスペシャリストに挟まれながら、なぜNext Biometrics社が急成長する市場に最適な生体認証センサーを提供する準備ができているのかを説明しました。失礼ながら、彼らはAppleやQualcommよりも優れていると言っていました。

アクティブサーマル原理

Tom's Hardware がここ数か月で観察した生体認証の最も興味深い発展の 1 つは、非常に多くの企業がまったく異なるアプローチを採用していることです。

Qualcommの超音波Sense IDは、指に水分があるかどうかに関わらず、音波を使って指の細部をスキャンします。Appleのソリューションは、微弱な電気信号を利用する静電容量式技術を採用しています。新興企業のVkanseeは、デバイスのガラスの下に設置する薄膜マトリックスピンホールイメージングセンサー(MAPIS)という光学スキャナーを使用しており、濡れた指でも読み取り可能です。他にも様々な技術が存在します。

Next Biometricの技術は「アクティブサーマル原理」に基づいており、指の熱がセンサーに伝わり、センサーはその固有の指紋を用いてユーザーを判別します。「当社のセンサーに指を置くと、45,000個のピクセルがあります。ここに指を置くと、センサーが活性化し、各ピクセルに熱を加えます。その熱は接触した指に非常に効率的に伝わります。そのため、指紋の隆起部分では、効率的かつ高速な熱流が実現します」とエトホルム=イドソ氏は述べています。

彼は続けた。「足跡の谷間、つまり空気がある場所では、(同じ熱の流れは)得られません。これが接触型と非接触型の大きな違いで、これにより足跡のマッピングが可能になりました。しかも、非常に高速に行うことができました。4万5000ピクセルを0.35秒で読み取ることができました。」

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つまり、あなた自身の体温によって脈拍が生成され、それが指紋の隆起に応じて数万個のピクセルごとに測定されます。  

「この技術が興味深いのは、それぞれのピクセルが小さな抵抗器とダイオードだけで構成されているという点です。つまり、ピクセルの設計は非常にシンプルです。一方、容量制御ははるかに複雑で、トランジスタや静電容量などが必要になります。適切な解像度を得るには、ピクセルを非常に小さくする必要があります」と彼は述べた。

このシンプルな設計により、Next Biometricsは低温ポリシリコンディスプレイ製造工場と標準的な製造プロセスを採用できるため、製造コストを極めて低く抑えることができます。「当社は高価なシリコンを使用せず、よりシンプルな製造プロセスでガラスシートを製造しています。そのため、シートのサイズは(4インチディスプレイを搭載したスマートフォンのプロトタイプを指して)画面とほぼ同じになる可能性があります。シート1枚あたり840個のセンサーを搭載しています。競合製品のセンサーをモジュールレベル(センサーレベルではなく)で比較すると、当社のセンサーは70~80%も安価です。これは大きな転換点です。」

エソルム=イドソ氏は、ネクスト・バイオメトリックのアプローチが他社より優れていると考える理由をさらに説明した。「人々はより小さな特徴、汗腺、傷跡などを探そうとしますが、問題はそれらが時間の経過とともに一定ではないことです」と彼は述べた。彼の言うことには一理ある。指紋を認証する場合、指の表面にたとえ小さな傷があったとしても、読み取りが乱れ、認証に失敗する可能性がある。なぜなら、センサーが処理できるデータ量が実質的に少なくなるからだ。

さらに彼は、例えば毛穴は静止しているのではなく、開いたり閉じたりしているので、天候や室温によって大きくなったり小さくなったりする、と述べました。湿度も毛穴に影響を与える可能性があります。

これは、高解像度センサーがまったく役に立たない可能性があると Next が主張する理由でもあります。高解像度ソリューションが汗の毛穴のような小さなものを認識できたとしても、その毛穴は閉じているか開いているかの可能性があり、それがセンサーの読み取り精度に重大な影響を及ぼす可能性があります。  

エトホルム=イドソー氏は、アクティブサーマルプリンシプルと静電容量センサーソリューションを比較する際にも、競合他社の技術にはそれぞれ長所があることを率直に認めています。「Appleはこの点で最も強力なポートフォリオを持っています。そして、それは強力な原理です」と彼は認めています。「濡れた指に関しては弱点があります。例えば、冷蔵庫からコーラの缶を取り出して[iPhoneのTouch ID]を使おうとすると、水に弱いため、簡単に誤検知されてしまいます。しかし、それ以外は、サイズが同程度であれば、性能はほぼ同等です。」

しかし、その「もし」も Next Biometric の勝利の秘訣の一部です。

サイズは重要

テクノロジー業界では、小さいほど良いという考え方が一般的です。しかし、Next Biometricsが委託した調査によると、生体認証市場では必ずしもそうではないようです。

「センサーシステムの品質を決定づける主な要因はサイズです。解像度でも、感知原理でも、アルゴリズムでもありません(これらはすべてほぼ同じです)。重要なのはセンサーのサイズです」とエトホルム=イドソー氏は述べた。

「マドリードレポート」と名付けられたこの調査では、Next Biometrics社がマドリード・カルロス3世大学の研究者にセンサーのサイズと性能の関係を調査するよう依頼しました。ラウル・サンチェス=レイジョ教授が指揮したこの調査では、3種類の異なるセンサーを比較し、どれが最も精度が高いかを検証しました。

委託した企業の製品が優れているという結果が出た調査に、どんな調査でも疑念を抱くのはあなただけではありません。私たちはエトホルム=イドソー氏にこの調査の妥当性について問いただしました。彼は、ネクスト・バイオメトリクス社が確かにこの研究に資金を提供した(「誰かが費用を負担しなければならない」と正しく指摘した)ものの、実際の調査はサンチェス=レイロ教授とそのチームが決定した研究方法を用いて、独立して行われたものだと指摘しました。

調査の詳細、調査の計画および実施方法、結果のより詳細な内訳については、マドリッド報告書の概要と Next Biometric の Web サイトで調査全文を読むこともできます。

マドリッド報告書の結果は、確かにサイズが本人拒否率(FRR)に影響を与える可能性を示しています。決済や企業アクセスなどの高セキュリティ環境において、Next Biometricのフルサイズ(12 x 17 mm)NB-1010-Uセンサーは「堅牢な」レベルのパフォーマンスを示しました(ただし、THE TCS-1ほどの精度ではありませんでした)。低セキュリティ環境(スマートフォンのロック解除など)では、3つのセンサーすべてがフルサイズで使用された場合、優れたパフォーマンスを示しました。

研究者らがセンサーの表面積を減らすと、全体的に精度が低下した。

スリムネクスト生体認証センサー

スリムネクスト生体認証センサー

研究結果に示されているこの論理はシンプルです。大型センサーは大量のデータを収集します。中型センサーは中程度の量のデータを収集します。小型センサーは少量のデータを収集します。

Next Biometrics がこの研究を引用して強調したい点は、同社の大型センサーは、高セキュリティと低セキュリティの両方のシナリオにおいて、より高価な大型センサーと比較して十分に優れたパフォーマンスを発揮すること、また、OEM がセンサーを実装する際には、センサーの精度を最大限に高めるために全表面積を露出させる必要があることです。

背面のセンサー

つまり、そこに設計上の問題があるということです。この(比較的)巨大なセンサーが、スマートフォンの前面やその他の貴重なスペースを占有するのは望ましくありません。Next Biometricsはこの問題に対する解決策として、スマートフォンなどのデバイスの背面にセンサーを配置しています。

プロトタイプのスマートフォン

プロトタイプのスマートフォン

Next Biometricsチームは、その外観を実際に見せるために、プロトタイプのスマートフォンを持参しました。背面を見ると、センサーがスマートフォンのどのくらいの部分を占めているか(そしてセンサーアセンブリ自体のサイズも)が分かります。プロトタイプでは少し見栄えが悪いですが、Blu Pure XLに最近搭載されたセンサーを見れば、スマートフォンの背面にセンサーを搭載しても十分に洗練されたデザインになり得ることがわかります。(Blu Pure XLに搭載されているセンサーはNext Biometricsではなく、競合他社の製品であることに注意してください。この図のポイントは、背面にセンサーを搭載しても見栄えが良いということです。)

しかし、 Next Biometrics 社も最近、この用途専用の超薄型ベゼルレス センサーを発表しました。

実用上、この設計は理にかなっています。試作機を手に持ったとき、特に電話をかけるかのように持ったときに、指が自然にセンサーに触れるのが分かりました。(そう、皆さん、今でも電話で話す人がいるんですよ。)つまり、センサーのせいで本体前面が乱雑になるのを防ぐことができるのです。

センサーを搭載したプロトタイプのスマートフォンの背面

センサーを搭載したプロトタイプのスマートフォンの背面

決済・セキュリティ業界への狙い

Next Biometrics がスマートフォン、タブレット、ラップトップなどのデバイス向けのセンサー ソリューションを提供しているのは事実ですが、正確な生体認証には、他にも非常に利益の高い用途があります。

決済業界、および従業員が建物(または秘密の研究所、想像力を働かせてください)に入る前に認証するアプリケーションなどは、収穫の時期を迎えています。   

決済市場では、AppleやGoogleなどを含む複数のテクノロジーが生まれつつありますが、Next Biometricsはそれら全てに対してプラットフォームに依存しないアプローチを採用しています。エトホルム=イドソー氏によると、Next Biometricsはモジュール開発のみに特化しています。「明らかに、これは従来の決済業界のプレイヤー、つまり銀行、MasterCard、Visa、そしてスマートカード事業者間の競争になるでしょう。モバイルネットワーク事業者もこの流れに乗ろうとしています。シリコンバレーのプレイヤーも参入を狙っています。アリババのようなプレイヤーもシェアを狙っています」とイドソー氏は述べ、「これは大きな出来事です。私たちは彼ら全員と友好関係を築きたいと思っています(笑)」と付け加えました。

人気のマスターカードPayPassキーフォブのプロトタイプ

人気のマスターカードPayPassキーフォブのプロトタイプ

彼は、MasterCardのPayPassに対応するキーフォブのプロトタイプを見せてくれた。エトホルム=イドソー氏は、そのようなキーフォブは既に存在しているものの、セキュリティ対策が施されていないと指摘した。「 PayPass対応のキーフォブを盗めば、自由に動き回れます。しかし、このNext対応キーフォブにセンサーを組み込めば、そうした用途に十分安価なデバイスを開発できます」と彼は述べた。そして、ユーザーがこの安全で安価なキーフォブを使うには、デバイスに指紋を登録するだけでよいと付け加えた。「PayPassのインフラに変更はありません」と彼は付け加えた。しかし、セキュリティ面では、「正しい指が検出されるまで、キーフォブは機能せず、外部との通信も開始されません」と付け加えた。

万が一紛失した場合でも、キーフォブは(文字通り)他人の手に渡れば役に立たなくなると彼は指摘した。そのため、金融データは安全に保護される。さらに、安価なセンサーを搭載した安価なデバイスなので、紛失・盗難されたキーフォブは15ドル程度で交換できる。

ウィンドウズハロー

MicrosoftがWindows 10に搭載した印象的な新しいセキュリティ機能の一つに、「Hello」と呼ばれる認証機能があります。簡単に言うと、この技術は、ユーザーが指紋、顔、または虹彩認証を使ってデバイスにログインすることを可能にします。Microsoftはイベントのステージ上で、顔認証だけでPCにログインするという「セクシーな」バージョンを何度も目にしてきましたが、指をスワイプするだけでPCにログインできるという機能も、現実世界では同様に魅力的です。

Nextは、OEM各社がWindows 10を搭載して開発している数多くの設計に参画しています。「当社は適任です」とエトホルム=イズー氏は述べました。「Windows [10] アップデートの一部としてシステムに組み込まれているので、当社が製造するセンサーはすべてWindowsですぐに動作します。」同氏は、この分野にはまだ多くのプレーヤーがいないことから、NextはMicrosoft(およびOEM)の大きな注目を集めていると指摘しました。

Tore Etholm-Idsøe とキーフォブのプロトタイプ

Tore Etholm-Idsøe とキーフォブのプロトタイプ

NextのセンサーはMicrosoftのハードウェアにも特化しているが、同社はMicrosoftの新たな設計に関わっているかどうかについてはコメントを避けている。(あくまで推測だが、次期Surface Proや主力機種Lumiaに指紋センサーが搭載されても驚きではない。もしそうなれば、Nextはそうした契約獲得の糸口となる可能性が高い。)

支配を目指して

何よりも、Next Biometrics 社が現在有利に立っているのは、その設計を大量生産できる能力だ。エトホルム・イッソエ氏によれば、これは同社の競合他社のほとんどが、そのソリューションがいかに革新的であっても、実現できないことだという。

次世代生体認証センサー

次世代生体認証センサー

彼は私に6つのセンサー設計を見せてくれました。先ほど述べたように、もう1つはつい最近発表されたばかりで、同社はこれらのセンサーを量産する準備が整っています。同社のファブと製造パートナーは、月間最大50万個のモジュールを生産可能で、必要に応じて3~6ヶ月で生産規模を拡大することも可能です。  

オイスター

オイスター

Next 社は先日、OEM から「The Oyster」(写真)と呼ばれるスタンドアロン認証デバイスの製造について 10 万ドルの注文を受けたことを発表しました。このデバイスは今年中に発売される予定です。また、(別の非公開の)企業から、年間約 10 万個のセンサーの大規模な複数年注文も受けています。

Next Biometricsは自社の技術に自信を持っており、生産準備を整えています。同社のモジュールは、スマートフォンやタブレット、ウェアラブルデバイス、決済デバイスなど、あらゆるデバイスに採用され始めており、今後さらに多くの製品に搭載される予定です。

セス・コラナーはトムズ・ハードウェアのニュースディレクターです。Twitterで@SethColanerをフォローしてください。また、@tomshardware Facebook Google+でもフォローしてください

セス・コラナーは以前、トムズ・ハードウェアのニュースディレクターを務めていました。キーボード、バーチャルリアリティ、ウェアラブル機器を中心としたテクノロジーニュースを担当していました。