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Distinguishing Users with
Capacitative Touch
Communication
[Mobicom'12]
浅見・川原研究室B4 藤本浩介

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研究の背景
・携帯端末を使えば、電話やメールを送るだけ
でなく、巨額のお金の支払いや、家の機器を操
作することでさえも手軽にできるようになってき
た
・携帯端末における人物認証は大事になってき
ている
・現存する人物認証の手法は手間がかかった
り、なりすませたりする

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目標
携帯端末においてタッチを認識するために使われてい
る静電容量方式を用いてデータが伝送できることを示
し新たなユーザー認証を提案する
身近な市販の端末にすぐに適用できるようにハード
ウェアやファームウェアには改変を加えない

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関連研究
•PINコードとスワイプパターン認証 ・RFIDやNFCを用いた認証
目で盗み見られる
情報量の少なさ
信号の傍受
ハードの追加

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関連研究
・生体認証 ・Bluetoothを用いた認証
なりすまし
ハードの追加
PINコードの盗聴

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提案手法
ハードウェア（送信側）
● 電気信号を生成し人物認証用
のデータを送信
● タッチスクリーンを騙し人工的に
タッチイベントを生成する
ソフトウェア（受信側）
● タッチイベントによって送られた
ビット列を復調し人物認証
● 市販の端末に対してハードウェ
アの追加やファームウェアの変
更はなし

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静電容量方式のタッチパネル
人間の体による静電容量の変化をセンサーで検知
積分値の出力を見てタッチイベントを生成

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人工タッチイベントの生成
電気信号を注入しタッチスクリーンを騙して人工的に
タッチイベントを生成する
ドライバ
がCiの
値を見て
イベント
を生成

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ビットのタッチイベントへのエンコード

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閾値設定（キャリブレーション）
4bpsの場合は０と１の閾値を７に設定すればいいことがわかる
３０００ビット／4bps

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最小距離復調
● 復調
前のイベントから順にすべての開始点候補を調べる
タッチイベント列とすべての可能なメッセージを比較し距離を見る
もっとも小さい距離を示したメッセージと開始点を選択する

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試作品を用いた結果
データレートと送るビット数が増えるにつれ検知率は下がる

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試作品を用いた結果
データレートと送るビット数が増えるにつれ誤認識率は上がる

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指を通したデータ伝送
リングをつけた指からのタッチを認識

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指を通したデータ伝送

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実現可能なアプリ
● ペアレンタルコントロール
子供と端末を共有する場合に親と子供を識別
１，２ビットの伝送

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実現可能なアプリ
● リングとは違う種類の認証アイテム
ボードゲーム、タッチペンにより異なる色が出るお絵
かきソフト
数ビットの伝送

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実現可能なアプリ
● ゲームのマルチプレイ、協力プレイ
１，２ビットの伝送

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試作品詳細

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まとめと今後の課題
タッチスクリーンを通信チャネルとして使うことができ
るということを実証
同時に二人が同じ携帯端末にタッチした場合に識別
が可能に
チャネルのエラーと誤認識を減らす必要がある
データレートが4〜１０bits per secondなので改善の
余地がある

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ご清聴ありがとうございました

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最適な信号を見つけるための実験装置

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タッチイベント生成のための信号決定

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最小距離復調の距離の求め方

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リングをつけた指によるタッチの識別

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結果
データレートが上がるにつれ検知率が低下する

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結果
データレートが上がるにつれて誤認識率が上がる

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ビットレートを変えた場合の閾値の変化

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閾値設定のアルゴリズム