(57)【要約】【課題】コンピュータの電源の起動と生体認証を簡単な操作で行うことができる方法を提供する。【解決手段】コンピュータは指紋認証装置４１を備えており起動時に指紋認証を行う。軽負荷時に損失が少ないＶＣＣ１系統は、コンピュータが停止中にも指紋認証装置に電力を供給するが、指紋認証装置が認証動作をするときには容量が不足するので電力を供給することができない。指紋認証装置は、ＶＣＣ２系統を停止させてＶＣＣ１系統から電力の供給を受けながら指が接近したことを検知しパワー・コントローラ３１に電力要求信号を送る。電力要求信号を受け取ったパワー・コントローラは、指紋認証装置が認証動作をする前に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と切換回路１０５を制御して指紋認証装置にＶＣＣ２系統から電力を供給する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動ボタンと生体認証装置と第１の電源系統と該第１の電源系統よりも軽負荷時の電力損失が少ない第２の電源系統を備えＡＣ／ＤＣアダプタまたは電池で動作することができるコンピュータが起動時に生体認証をする方法であって、
前記第２の電源系統の動作を停止し前記第１の電源系統から前記生体認証装置に電力を供給しながら前記コンピュータが動作を停止する停止ステップと、
前記コンピュータが動作を停止している間に前記生体認証装置が人体の接近を検知したことに応答してシステムが前記第２の電源系統を動作させ前記生体認証装置に前記第２の電源系統から電力を供給する電源切換ステップと、
前記第２の電源系統から電力の供給を受けながら前記生体認証装置が認証動作を行う認証ステップと、
前記認証が成功したことに応答してシステムが前記コンピュータをパワー・オン状態に移行させる起動ステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記起動ステップは、前記生体認証装置が認証を成功したときに前記起動ボタンの押下により生成される起動信号に相応する擬似起動信号を生成するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記停止ステップにおいて前記コンピュータは前記電池だけから電力供給が可能なパワー・オフ（ＤＣ）状態に移行している請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記電源切換ステップを、前記第１の電源系統から前記第２の電源系統に切り換える際に前記第１の電源系統と前記第２の電源系統のいずれかから常に電力を供給しながら無停電で行う請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記コンピュータはＴＣＧの仕様に適合したセキュリティ・チップを供え、前記停止ステップにおいてハイバネーション状態、ＡＣ／ＤＣアダプタから電力供給が可能なパワー・オフ（ＡＣ）状態、または前記電池からだけ電力供給が可能なパワー・オフ（ＤＣ）状態のいずれかの状態のときに前記擬似起動信号が生成されたことに応答して前記セキュリティ・チップにフィジカル・プリゼンスを肯定するコマンドを送るステップを有する請求項２から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記停止ステップにおいてサスペンド状態のときに前記擬似起動信号が生成されたことに応答して前記セキュリティ・チップにフィジカル・プリゼンスを否定するコマンドを送るステップを有する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記セキュリティ・チップに前記フィジカル・プリゼンスを肯定するコマンドが送られたことに応答してパワー・オン・パスワード、スーパーバイザ・パスワード、およびハードディスク・パスワードに対するシングル・サイン・オンを実行するステップを有する請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記認証ステップにおいて前記生体認証装置が認証を失敗したことに応答してユーザに対して認証の失敗を表示するステップを有する請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
ＡＣ／ＤＣアダプタまたは電池で動作することが可能で電源起動時に生体認証を要求するコンピュータであって、
プロセッサと、
第１の電源系統と該第１の電源系統よりも軽負荷時の電力損失が少ない第２の電源系統を含む電源装置と、
前記電源装置を制御する電源制御回路と、
前記コンピュータを起動するために起動信号を生成する起動ボタンと、
前記第２の電源系統を停止させて前記第１の電源系統から電力の供給を受けながら人体の接近を検出したときに前記電源制御回路に電力要求信号を生成して前記第２の電源系統を動作させ、前記第２の電源系統から電力の供給を受けながら認証動作をする生体認証装置とを有し、
前記電源制御回路は前記生体認証装置が認証を成功したことに応答して前記コンピュータをパワー・オン状態に移行させるコンピュータ。
【請求項１０】
前記生体認証装置は認証を成功したときに前記電源制御回路に前記起動信号と同等の擬似起動信号を送る請求項９に記載のコンピュータ。
【請求項１１】
前記生体認証装置が前記第１の電源系統から電力の供給を受けて人体の接近を検出するとき前記コンピュータは前記電池だけから電力の供給を受けているパワー・オフ（ＤＣ）状態に移行している請求項９または請求項１０に記載のコンピュータ。
【請求項１２】
前記第１の電源系統がリニア・レギュレータで構成され前記第２の電源系統がスイッチング・レギュレータで構成されている請求項９から請求項１１のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項１３】
前記第１の電源系統から前記第２の電源系統へ前記生体認証装置に対する電力源を切り換える切換回路を有する請求項９から請求項１２のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項１４】
前記切換回路は、前記第１の電源系統と前記生体認証装置に接続された第１のＦＥＴと前記第１のＦＥＴに並列に接続されたダイオードと前記第２の電源系統と前記生体認証装置に接続された第２のＦＥＴで構成されている請求項１３に記載のコンピュータ。
【請求項１５】
前記生体認証装置が認証に失敗したことを表示する表示器を有する請求項９から請求項１４のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項１６】
前記コンピュータがＴＣＧの仕様に適合し、
セキュリティ・チップと、
ＣＲＴＭ認証コードを格納する不揮発性メモリとを有し、
前記プロセッサは前記擬似起動信号が生成されてオペレーティング・システムが実行される前に前記ＣＲＴＭ認証コードを実行して、前記コンピュータがコールド・スタートしたときに前記セキュリティ・チップにフィジカル・プリゼンスを肯定するコマンドを送る請求項１０から請求項１５のいずれかに記載のコンピュータ。
【請求項１７】
前記プロセッサは前記セキュリティ・チップに前記フィジカル・プリゼンスを肯定するコマンドを送ったときにパワー・オン・パスワード、スーパーバイザ・パスワード、およびハードディスク・パスワードに対するシングル・サイン・オンを許可する請求項１６に記載のコンピュータ。
【請求項１８】
前記生体認証装置が指紋認証装置である請求項９から請求項１７のいずれかに記載のコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータによる生体認証と電源の起動を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年コンピュータは商取引やプライバシーに関するような多くの重要な情報を扱うようになってきている。コンピュータは、ネットワークに接続された状態で使用されたりモバイル環境で使用されたりするため、コンピュータ・ウイルスやスパイウエアなどのようなソフトウエアによる攻撃や盗難などの危険に晒される。セキュリティ・レベルの高い信頼できるコンピュータのプラットフォームを構築するために、ＴＣＧ（Trusted Computing Group）という業界団体が仕様（非特許文献１〜非特許文献３）を作成し公開している。非特許文献１は、Ｗｅｂ上でhttps://www.trustedcomputinggroup.org/specs/TPM/というＵＲＬから入手することができる。
【０００３】
非特許文献１に定義されているＴＰＭ（Trusted Platform Module ）は、「TPM chip」、「Fritz chip」、または「TPM Security Device」などとも呼ばれるセキュリティ・チップであり、コンピュータのマザー・ボードに容易に取り外せないように取り付けられる。ＴＰＭは、プラットフォームの正当性を検証する機能およびソフトウエアのインテグリティをチェックする機能などを備えている。
【０００４】
そして非特許文献１は、各コンピュータに搭載されたＴＰＭを別のコンピュータに移植することができないようにしたり、ＴＰＭをマザー・ボードから取り外すとコンピュータが起動しないようにしたりして、コンピュータに安全かつ信頼できる環境を構築する方法を規定している。ＴＰＭを操作するためには、ＴＰＭに対して、ＴＰＭオーナーシップを示す秘密文字列（Shared Secret）の入力が要求される。さらに、ＴＰＭオーナーシップに基づいて許可される操作の中でいくつかの特権的な操作に関しては、フィジカル・プリゼンス（Physical Presence）の認証を求められる。
【０００５】
非特許文献１では、フィジカル・プリゼンスを証明するために２つの方法を定義している。１つはＴＰＭに接続され、プラットフォームに形成された起動ボタンを押すことでＴＰＭ内部のフラグを設定するハードウエア手法（Hardware Method）である。ハードウエア手法では、そのプラットフォームを物理的に保有しているユーザが操作しているということを証明できる。他の１つはハードウエア手法と同等のレベルでユーザが操作していることを証明できる環境でソフトウエアが行うコマンド手法（Command Method）というものである。コマンド手法では、ネットワークに接続されたり信頼できないソフトウエアが動作したりする前のブート・ストラップの間にＣＲＴＭ(Core Root of Trust for Measurement)といわれる保護されたプログラムが実行される。
【０００６】
フィジカル・プリゼンスが肯定されてＴＰＭオーナーシップが認証されるとユーザは、ＴＰＭに対して特権コマンドを使用することができる。特権コマンドの内容は非特許文献１に記載されている。また、非特許文献２および非特許文献３には、フィジカル・プリゼンスの詳細が記載されている。非特許文献２および非特許文献３は、Ｗｅｂサイトからhttps://www.trustedcomputinggroup.org/specs/PCClientというＵＲＬで入手することができ。
【０００７】
また、コンピュータのセキュリティを確保するために、ユーザは起動ボタンを押下して電源を起動した後にパワー・オン・パスワード、スーパーバイザ・パスワード、およびハードディスク（ＨＤＤ）パスワードなどのさまざまなパスワードの入力を要求される。通常これらのパスワードをその都度入力することはユーザによって煩雑な作業となるため、１つのパスワードを代用するいわゆるシングル・サイン・オンという手法も採用されている。シングル・サイン・オンでは、１つのパスワードによる認証の重要性が高まるため、認証作業の安全性を高める必要があるため、シングル・サイン・オンを行う条件に生体認証を利用することは有効である。
【０００８】
特許文献１は、従来の情報処理装置はＯＳが立ち上がってから指紋照合が行われるように作られているため情報処理装置で使用する複数のデバイスへ電力を供給してから指紋照合を行わなければならず、無駄にバッテリの容量を消費していたという問題を解決する方法を開示する。同文献の方法では、指紋照合を行う際には指紋照合に必要なデバイスにのみ電力を供給し、更に指紋照合で一致したと判定した場合にのみメイン電源スイッチをオンにして情報処理装置が使用する複数のデバイスへ電力を供給することでバッテリの消費を抑えることができるようになっている。
【０００９】
特許文献２は、読み取り面上に指が置かれるまでの時間に無駄な電力の消費を抑制できる指紋読み取り方法を開示する。同文献の方法では、指紋データ取得センサとその近傍に配置された指置き検知センサを備え、指置き検知センサが指を検知したときに指紋データ取得センサに指紋データ取得の開始信号を出力する。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３１５１２０号公報
【特許文献２】特開２００５−２２２４７２号公報
【非特許文献１】TCG TPM Specification Version 1.2 Revision 103
【非特許文献２】TCG Physical Presence Interface Specification Version 1.0
【非特許文献３】TCG PC Specific Implementation Specification Version 1.1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
コンピュータに装備された生体認証装置を利用すると、そのコンピュータの真正な所有者が現実にコンピュータの前に存在するというフィジカル・プリゼンスの認証を行うことができる。また、生体認証を条件にしてシングル・サイン・オンを実行することも有効である。ところで、コンピュータによるユーザ認証は、これからコンピュータがユーザにより使用されることを前提にして行われる。したがって、生体認証の成功を条件にしてコンピュータの電源を起動することができれば起動に際してユーザの負担を軽くすることができるので都合がよい。
【００１２】
さらに、生体認証の成功によるフィジカル・プリゼンスの認証とシングル・サイン・オンの実行ができればコンピュータのセキュリティの向上とユーザの負担の軽減を同時に図ることができるのでさらに都合がよい。しかし、コンピュータの電源が起動される前に生体認証装置を動作可能な状態にしておくためには、コンピュータの停止中にも一部の電源から生体認証装置に電力を供給しておく必要がある。コンピュータが電池でも駆動可能なノートブック型パーソナル・コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）の場合は、電源回路の動作により停止中の電池の消耗が激しくなるためその対策が重要になる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、電池で動作するコンピュータに適した起動と生体認証を行う方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、真正な所有者がプラットフォームを操作している場合に限りフィジカル・プリゼンスを肯定する方法を提供することにある。さらに、本発明の目的はシングル・サイン・オンを実行する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような方法を実現するコンピュータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明にかかるコンピュータは、起動ボタンと生体認証装置と第１の電源系統と第１の電源系統よりも軽負荷時の電力損失が少ない第２の電源系統を備えている。コンピュータはまた、ＡＣ／ＤＣアダプタまたは電池で動作することができるが、電池だけから電力を供給するときには、停止中であっても特に消費電力を低減する必要がある。起動ボタンおよび生体認証装置は、ユーザがコンピュータを物理的支配下においている場合に使用できる状態でコンピュータに関連付けられていれば、コンピュータの筐体に直接取り付けられているだけでなくシステムに配線で接続されていてもよい。生体認証装置としては指紋認証装置を採用することができる。コンピュータは停止している間に第２の電源系統の動作を停止して第１の電源系統から指紋認証装置に電力を供給する。したがって、生体認証装置がスワイプを待機している間は第２の電源系統の動作による電力損失をなくすことができる。生体認証装置は、第１の電源系統から電力の供給を受けている間に人体の接近を検知して、システムに第１の電源系統から第２の電源系統への切換要求をする。
【００１５】
指紋認証装置は、待機中は消費電力が小さく認証動作の際には消費電力が大きい。第１の電源系統が認証動作をしている指紋認証装置に電力を供給することができない場合であっても、本発明では第２の電源系統から電力を供給して認証動作を行うことができる。したがって、負荷に応じて電力損失の異なる第１の電源系統と第２の電源系統を切り換えて使用することで指紋認証装置に対して効率のよい電源供給をすることができる。電池から電力供給が可能なパワー・オフ（ＤＣ）状態のときには、本発明を採用することで電池の消耗を避けることができる。第１の電源系統から第２の電源系統への切り換えを無停電で行うようにすれば、ユーザは電源の切り換えを意識することなく認証動作をすることができる。第１の電源系統はリニア・レギュレータで構成し、第２の電源系統はスイッチング・レギュレータで構成することができる。
【００１６】
生体認証装置が認証を成功したときに、起動ボタンが押下されたときに生成される起動信号に相応する擬似起動信号を生成するようにしてもよい。その結果コンピュータを、起動ボタンが押下されたのと同じ条件で起動させることができる。そしてコンピュータが、ＴＣＧの仕様に適合する場合は、ハイバネーション状態、パワー・オフ（ＡＣ）状態、またはパワー・オフ（ＤＣ）状態のいずれかの状態において擬似起動信号が生成されたときセキュリティ・チップにフィジカル・プリゼンスを肯定するコマンドを送ることでフィジカル・プリゼンスの認証を行うことができる。
【００１７】
また、擬似起動信号によりセキュリティ・チップにフィジカル・プリゼンスを肯定するコマンドが送られたときにパワー・オン・パスワード、スーパーバイザ・パスワード、およびハードディスク・パスワードに対するシングル・サイン・オンを実行することができる。シングル・サイン・オンは、ユーザにとって便利であるが、認証方法には特に高いセキュリティが要求される。本発明では、指紋認証の成功と擬似起動信号の生成を通じて真正なユーザによるフィジカル・プリゼンスの認証が成功したときに限りシングル・サイン・オンを認めることで、その要求を満たすことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、電池で動作するコンピュータに適した起動と生体認証を行う方法を提供することができた。さらに本発明により、真正な所有者がプラットフォームを操作している場合に限りフィジカル・プリゼンスを肯定する方法を提供することができた。さらに、本発明によりシングル・サイン・オンを実行する方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような方法を実現するコンピュータを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［ハードウエアの全体構成］
図１は、ノートＰＣ１０の主要なハードウエアの構成を示す概略ブロック図である。ＣＰＵ１１は、ノートＰＣ１０の中枢機能を担う演算処理装置で、オペレーティング・システム（ＯＳ）、ＢＩＯＳ、デバイス・ドライバ、あるいはアプリケーション・プログラムなどを実行する。ＣＰＵ１１は、ノース・ブリッジ１３およびノース・ブリッジ１３にさまざまなバスを経由して接続された各デバイスを制御する。ノース・ブリッジ１３は、メイン・メモリ１５、ビデオ・コントローラ１７およびサウス・ブリッジ２１に接続され、メイン・メモリ１５へのアクセス動作を制御するためのメモリ・コントローラ機能や、ＣＰＵ１１と他のデバイスとの間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ機能などを含む。
【００２０】
ビデオ・コントローラ１７は、グラフィック・アクセラレータおよびＶＲＡＭを備えており、ＣＰＵ１１からの描画命令を受けて描画すべきイメージを生成してＶＲＡＭに書き込み、ＶＲＡＭから読み出したイメージを描画データとしてＬＣＤ１９に送る。メイン・メモリ１５は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムの読み込み領域、処理データを書き込む作業領域として利用されるランダム・アクセス・メモリである。サウス・ブリッジ２１はさまざまな規格のインターフェース機能を備え、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２３、イーサネット（登録商標）・コントローラ２２、指紋認証装置４１および無線モジュール２４に接続されている。サウス・ブリッジ２１は、図６に示すようにステータス・レジスタ１１１を備えている。
【００２１】
ノートＰＣ１０のパワー・ステートを遷移させる場合には、電源制御用のソフトウエアが遷移先のパワー・ステートを示すビットと遷移を実行させることを示すビットをステータス・レジスタ１１１に設定する。ステータス・レジスタ１１１のビットはパワー・オン状態以外のときにも維持されているので、ノートＰＣ１０がパワー・オン状態に遷移するときには、ステータス・レジスタ１１１に遷移元のビットが設定されていることになる。
【００２２】
ＨＤＤ２３には、ＯＳ、デバイス・ドライバ、アプリケーション・プログラムなどの周知のプログラムが格納される。イーサネット（登録商標）・コントローラ２２は、イーサネット（登録商標）規格の有線ＬＡＮに接続するための拡張カードで、サウス・ブリッジ２１にはＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓバスで接続され、さらにノートＰＣ１０の筐体に取り付けられたＲＪ４５という規格のコネクタに接続されている。ノートＰＣ１０は、所定のパワー・ステートのときにイーサネット（登録商標）・コントローラ２２を経由してネットワークからマジック・パケットを受け取り、いわゆるウエイク・オン・ラン（ＷＯＬ：Wake On LAN）で起動することができる。無線モジュール２４は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠した多入力多出力（ＭＩＭＯ）の無線通信に適合しており、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  Ｘ１バスやＵＳＢを介してサウス・ブリッジ２１に接続され、ＷＡＮやＬＡＮなどの無線ネットワークとの間で行うデータ通信を制御する。
【００２３】
さらにサウス・ブリッジ２１は、ＰＣＩバスまたはＬＰＣバス２５を介して、従来からノートＰＣ１０に使用されているレガシー・デバイス、あるいは高速なデータ転送を要求しないデバイスに接続される。ＬＰＣバス２５には、ＴＣＧが定めるセキュリティ・チップ（ＴＰＭ：Trusted Platform Module）２６、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７、エンベデッド・コントローラ（ＥＣ）２９、セキュアＮＶＲＡＭ４３、キーボード／マウス・コントローラ４５が接続されている。
【００２４】
セキュリティ・チップ２６、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７、セキュアＮＶＲＡＭ４３については図２、図４、図５を参照して後に説明する。ＥＣ２９は、８〜１６ビットのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されたマイクロ・コンピュータであり、さらに複数チャネルのＡ／Ｄ入力端子、Ｄ／Ａ出力端子、タイマー、およびディジタル入出力端子を備えている。ＥＣ２９は、ノートＰＣ１０の内部の動作環境の管理にかかるプログラムをＣＰＵ１１とは独立して実行することができる。
【００２５】
パワー・コントローラ３１は、ＥＣ２９およびＤＣ／ＤＣコンバータ３３に接続され、ＥＣ２９からの指示に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御するワイヤード・ロジックのディジタル制御回路（ＡＳＩＣ）である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、ＡＣ／ＤＣアダプタ３９またはバッテリ３５から供給される直流電圧を、ノートＰＣ１０を動作させるために必要な複数の電圧に変換し、さらにパワー・ステートに応じて定義された電力供給区分に基づいて各々のデバイスに電力を供給する。パワー・ステートと電力供給区分の関係は、後に図１２を参照して説明する。ＡＣ／ＤＣアダプタ３９はノートＰＣ１０に接続されると、バッテリィ３５を充電する充電器３７とＤＣ／ＤＣコンバータ３３に電力を供給する。
【００２６】
ノートＰＣ１０は、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の省電力機能およびプラグ・アンド・プレイ方式に対応している。ＡＣＰＩでは、５つのスリーピング・ステートが定義されている。Ｓ１ステート〜Ｓ３ステートは、起動までの時間を短縮したステートである。Ｓ１ステートでは、システム・コンテキストが維持される。Ｓ２ステートは、ＣＰＵ１１およびシステム・キャッシュのコンテキストが消失する以外はＳ１ステートと同じである。Ｓ３ステートは、Ｓ２ステートに加えてノース・ブリッジ１３およびサウス・ブリッジ２１のコンテキストが消失するが、メイン・メモリ１５の記憶は保持される。Ｓ３ステートはいわゆるサスペンド状態またはsuspend to RAMといわれ、ノートＰＣ１０は、メイン・メモリ１５、サウス・ブリッジ２１、ＥＣ２９、およびイーサネット（登録商標）・コントローラ２２以外のデバイスに対する電源をオフにする。
【００２７】
Ｓ４ステートはＡＣＰＩでサポートされるパワー・ステートの中で最も起動までの時間が長いステートでいわゆるsuspend to diskまたはハイバネーション状態といわれる。ノートＰＣ１０は、Ｓ０ステートからＳ４ステートに遷移する際には、ＯＳがＨＤＤ２３にノートＰＣ１０の直前のコンテキストを格納してからパワー・コントローラ３１および電源の起動に最小限必要なデバイス以外のデバイスに対する電源をオフにする。Ｓ５ステートはいわゆるソフト・オフといわれるパワー・オフ状態で、ＯＳがコンテキストをＨＤＤ２３に格納しない点を除いては電力を供給するデバイスの範囲はＳ４ステートと同じである。ＷＯＬが設定されているときはＳ３ステートからだけでなく、Ｓ４ステートおよびＳ５ステートにおいてもイーサネット（登録商標）・コントローラ２２およびサウス・ブリッジ２１には電源が供給されて、マジック・パケットを受け取って起動できるようになっている。
【００２８】
Ｓ０ステートはノートＰＣが動作するために必要なデバイスに電力が供給されたパワー・オン状態である。図１２は、各パワー・ステートに対応するＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電源系統を説明する図である。ノートＰＣ１０では、Ｓ０ステート、Ｓ３ステート、Ｓ４ステート、Ｓ５（ＡＣ）ステート、およびＳ５（ＤＣ）ステートが定義されている。Ｓ５（ＡＣ）ステートは、ＡＣ／ＤＣアダプタ３９が接続されているパワー・オフ状態を意味し、Ｓ５（ＤＣ）ステートＡＣ／ＤＣアダプタ３９が外されてバッテリィ３５が装着されているパワー・オフ状態を意味する。なお、以下の説明においては特に注記しない限り単にＳ５ステートと記載した場合は、Ｓ５（ＡＣ）ステートとＳ５（ＤＣ）ステートの両方を含むものとする。Ｓ５（ＤＣ）ステートでは、パワー・オフ状態でのバッテリィの消耗を極力少なくするために、ノートＰＣ１０の電源を起動するために必要な最小限のデバイスにだけ電力が供給される。図１２にはＳ１ステートおよびＳ２ステートが定義されていないが、それらは本発明においてＳ３ステートと同様に処理される。
【００２９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、ＶＣＣ１系統からＶＣＣ４系統までの４つの電源系統で構成されている。ＶＣＣ１系統は、いずれのパワー・ステートでも動作するパワー・コントローラ３１、指紋認証装置４１、サウス・ブリッジ２１のステータス・レジスタ１１１およびＬＣＤ１９が開かれた状態を検知するリッド・センサ（図示せず。）などの電源起動に関連して必要とされる最小限のデバイスにだけ電力を供給する。ＶＣＣ２系統は、Ｓ５（ＤＣ）ステートを除いた各パワー・ステートのときに動作するＥＣ２９、サウス・ブリッジ２１、無線モジュール２４などに電力を供給する。ＶＣＣ２系統はさらに指紋認証装置４１が認証する間にＶＣＣ１系統から切り換えられることにより指紋認証装置４１にも電力を供給するがその理由および切り換え方法については後に説明する。ＶＣＣ３系統は、Ｓ０ステートおよびＳ３ステートのときに動作するメイン・メモリ１５およびノース・ブリッジ１３などに電力を供給する。ＶＣＣ４系統は、Ｓ０ステートのときに動作するＣＰＵ１１、ＬＣＤ１９、ＨＤＤ２３などに電力を供給する。
【００３０】
ＶＣＣ１系統は、構成が簡単で軽負荷時の電力損失が少ないリニア・レギュレータで構成されている。リニア・レギュレータは可変抵抗素子の抵抗値を制御して出力電圧を所定の範囲に維持するが、入力電圧と出力電圧の差は熱として放熱する必要があり、負荷が大きくなると電力損失が増大し、ヒート・シンクの放熱量も限界に達するので小さい負荷の電力源に適している。ＶＣＣ２系統〜ＶＣＣ４系統は、構成は複雑であるが高負荷時の効率に優れたスイッチング・レギュレータで構成されている。スイッチング・レギュレータは、スイッチング素子のデューティ比を制御して出力電圧を所定の範囲に維持する。スイッチング・レギュレータは、軽負荷時にもスイッチング損失が発生するので、ＶＣＣ１系統のような小さい負荷に対してはリニア・レギュレータよりも電力損失が多い。
【００３１】
図１に戻ってＥＣ２９は、パワー・コントローラ３１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御して、図１２に定義されたパワー・ステートに応じて必要な電源系統を動作させる。パワー・コントローラ３１には、図６に示すようにＰＰ（Physical Presence）ビットおよびＰＯＰ（Physical Ownership Presence）ビットを設定するステータス・レジスタ１１３、１１５を備えている。ＰＰビットおよびＰＯＰビットの目的については後に説明する。
【００３２】
キーボード／マウス・コントローラ４５は、キーボード４７やマウス（図示せず）などからの入力に関するユーザ・インターフェース機能を提供する。指紋認証装置４１はＵＳＢによりサウス・ブリッジ２１に接続され、さらにパワー・コントローラ３１に接続されている。指紋センサ４２は、スワイプ式の指紋センサでユーザの指紋画像を生成する。指紋認証装置４１および指紋センサ４２はそれぞれ、ノートＰＣ１０の筐体と物理的に一体になるように取り付けられている。ただし、指紋認証装置４１および指紋センサ４２は、必ずしも筐体に固定されている必要はなく、ノートＰＣ１０を直接支配しているユーザが認証を行い得る範囲に配置されていてもよい。指紋認証装置４１については、図３を参照して後に説明する。
【００３３】
［セキュリティ・チップの構成］
図２は、セキュリティ・チップ２６の構成を示すブロック図である。セキュリティ・チップ２６の構成は周知である。セキュリティ・チップ２６は、ノートＰＣ１０のマザー・ボードにハンダで接続され他のコンピュータに移設できないようになっている。また、たとえセキュリティ・チップ２６を他のコンピュータに移設したとしても当該コンピュータは動作しないようになっている。
【００３４】
セキュリティ・チップ２６は、プラットフォームが真正なものでＴＣＧに準拠しているかを検証する正当性検証機能、ハードウエアやソフトウエアが改ざんされていないことを確認するインテグリティの機能、内部に保存された暗号鍵は外部に出さないという暗号鍵の保護機能、および各種暗号処理機能を備える。なお、プラットフォームとは、コンピュータ・サービスを提供するためのハードウエア・リソースおよびソフトエア・リソースの集合をいう。インターフェース５１は、ＬＰＣバス２５と内部バスとの間でプロトコルを双方向に変換し、セキュリティ・チップ２６の内部の各コンポーネントと外部との間でのデータ転送を制御する。暗号用コプロセッサ５３は、セキュリティ・チップ２６の内部で暗号処理を行う。ＨＭＡＣエンジン５５は、ＨＭＡＣ(Keyed-Hashing for Message Authentication code)を計算する。ＳＨＡ−１エンジン５７は、与えられた値に対するハッシュ値を計算する。
【００３５】
Ｏｐｔ−Ｉｎ５９は、セキュリティ・チップ２６をオン状態またはオフ状態にするための機構などを提供する。暗号鍵生成部６３は、暗号化に使用する対称鍵および非対称鍵を生成する。乱数発生器６５は、セキュリティ・チップ２６の内部で使用する乱数を生成する。電源検出部６７は、プラットフォームの電源状態に連携してセキュリティ・チップ２６の電源状態を管理する。実行エンジン６９は、インターフェース５１から受け取ったコマンドを実行する。
【００３６】
［指紋認証装置の構成］
図３は、指紋認証装置４１の構成を示すブロック図である。特徴抽出部８３は、指紋センサ４２から受け取った指紋画像から特徴点を抽出し、さらに抽出した特徴点の相関関係を数値化して照合指紋データを作成する。指紋センサ４２には、電界または静電容量などの変化によりスワイプ時に指が指紋センサ４２に置かれたことを検出する接近センサ８２が設けられている。テンプレート格納部８７は、あらかじめ登録する真正なユーザの照合指紋データをテンプレートとして格納する。照合部８５は、認証のために指紋センサ４２および特徴抽出部８３が生成した照合指紋データとテンプレートを比較し、一致点が所定のスコアを越えた場合に認証が成功したと判定する。
【００３７】
データ格納部９１は、指紋オーナーシップ・キー９３、認証成功フラグ９４、バインディング・データ９５、パワー・オン・パスワード９６、スーパーバイザ・パスワード９７、およびＨＤＤパスワード９８を格納するセキュアな不揮発性のメモリである。データ格納部９１に格納されたデータを書き換えるためには、ユーザはＯＳが動作を開始する前に指紋認証装置４１による認証またはスーパーバイザ・パスワードの入力が必要となる。
【００３８】
入出力制御部８９は、サウス・ブリッジ２１を通じて外部とのデータ転送を制御したり、データ格納部９１にアクセスしたりする。入出力制御部８９は、さらに、ステータス・レジスタ１１３、１１５を設定するためのハイ／ローの２値信号およびＶＣＣ２系統からの電力供給を要求する電力要求信号をパワー・コントローラ３１に送る。入出力制御部８９は、さらに起動ボタン１０１（図６参照）が押下されたときの起動信号に相応する擬似起動信号を起動信号ライン１０２（図６参照）に送る。発光ダイオード（ＬＥＤ）１０６は、指紋センサ４２の近辺においてノートＰＣ１０の近辺に取り付けられ電源部８４に接続される。入出力制御部８９は、照合部８５の判定により指紋認証が失敗した場合にその旨をユーザに知らせる表示をするためにＬＥＤ１０６を点滅させる。電源部８４は切換回路１０５から電力を受け取り、指紋認証装置４１、指紋センサ４２、接近センサ８２、およびＬＥＤ１６に電力を供給する。切換回路１０５の構成については、図１１を参照して後に説明する。
【００３９】
指紋オーナーシップ・キー９３は、ユーザごとに登録されたテンプレートに関連づけられたコードである。認証成功フラグ９４は、照合部８５がテンプレート８７と照合指紋データと一致すると判断したときに入出力制御部８９により設定される。バインディング・データ９５は、登録されたユーザのテンプレートに関連づけられたデータである。パワー・オン・パスワード９６はノートＰＣ１０を起動する際にＢＩＯＳにより要求されるパスワードである。スーパーバイザ・パスワード９７は、ＢＩＯＳの設定を変更する際にＢＩＳＯにより要求されるパスワードである。ＨＤＤパスワード９８は、ＨＤＤ２３にアクセスするためにＢＩＯＳにより要求されるパスワードである。
【００４０】
［ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７の構成］
図４は、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７の構成を示す図である。ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７は、不揮発性で記憶内容の電気的な書き替えが可能なメモリであり、書き換えに伴うリスクを軽減するためにブート・ブロック方式を採用している。ブート・ブロック２７ａは、書き込み保護がされている記憶領域でここに格納されたプログラム（コードまたはインストラクションともいう。）はＴＰＭの仕様書に規定するＣＲＴＭとして扱われ特別な権限がないと書き換えができないようになっている。ＣＲＴＭは、プラットフォームの初期化コードの中で一貫性のある部分として構成され、プラットフォームのリセット時には必ず最初に実行されなければならない。ＣＲＴＭは、ノートＰＣ１０がＳ４ステートまたはＳ５ステートからＳ０ステートに遷移するコールド・ブートのときに最初に実行される。ノートＰＣ１０のプラットフォームに関するすべての一貫性の計測は、このＣＲＴＭに基づいて行われる。
【００４１】
ブート・ブロック２７ａには、本実施の形態にかかるフィジカル・プリゼンスの認証を行うＣＲＴＭ認証コード１２１および最小限のその他のコード１２３がＣＲＴＭとして格納される。その他のコード１２３は、フィジカル・プリゼンスの認証に必要な最低限のハードウエアであるＣＰＵ１１、メイン・メモリ１５、サウス・ブリッジ２１、指紋認証装置４１、およびセキュリティ・チップ２６などの試験および初期化を行う機能を含む。さらにその他のコード１２３は、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７の書き換えに必要な機能を含む。
【００４２】
システム・ブロック２７ｂは、その他のコード１２３では実行されないＢＩＯＳの機能を担うコードを格納する。システム・ブロック２７ｂに格納されたコードの一貫性は、ブート・ブロック２７ａに格納されたＣＲＴＭに基づいて計算される。ＰＯＳＴ（Power-On Self Test）１２５は、ハードウエアの試験および初期化を行い、周辺機器制御コード１２７は、ＢＩＯＳの制御下でＬＣＤ１９、ＨＤＤ２３、およびキーボード４７などにアクセスするための入出力を制御する。ユーティリティ１２９は、電源および筐体内の温度などを管理する。パスワード認証コード１３１は、パワー・オン・パスワード、スーパーバイザ・パスワード、およびＨＤＤパスワードの認証を行う。パスワード認証コード１３１は、さらに、本発明にかかるフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証を有効にするか否かをユーザが設定するための処理やシングル・サイン・オンの認証を行う。
【００４３】
ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７は、図４（Ｂ）に示すように全体を一括して書き込み保護することで、内部に格納されたプログラム全体をＣＲＴＭにすることも可能である。この場合はＣＲＴＭのサイズが大きくなってＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７の更新が煩雑になるが、本実施の形態においてフィジカル・プリゼンスの認証を行う際にＬＣＤ１９を利用してユーザにダイオードよりも情報量の多いプロンプトを提供できるなどのメリットがある。ＣＲＴＭ認証コード１２１またはパスワード認証コード１３１は、パワー・コントローラ３１、指紋認証装置４１、サウス・ブリッジ２１、およびセキュリティ・チップ２６にアクセスしてフィジカル・プリゼンスの認証をするためにＣＰＵ１１により実行される。
【００４４】
［セキュアＮＶＲＡＭの構成］
図５は、セキュアＮＶＲＡＭ４３の構成を示す図である。セキュアＮＶＲＡＭ４３は、ＯＳの環境下ではアクセスが制約された不揮発性のメモリである。セキュアＮＶＲＡＭ４３は、フィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証をユーザが有効になるように設定したことを示すＰＯＰ認証有効フラグ１５１、パワー・オン・パスワード１５３、およびスーパーバイザ・パスワード１５５を格納する。ＰＯＰ認証有効フラグ１５１は、ノートＰＣ１０が起動された以降の初期段階でＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７のシステム・ブロック２７ｂに格納されたパスワード認証コード１３１により、ユーザが本発明にかかるフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証をするか、あるいは従来どおりのフィジカル・プリゼンスの認証をするかの選択結果に基づいて設定される。
【００４５】
［ノートＰＣの起動および認証に関する機能構成］
図６は、ノートＰＣの起動および認証に関連するハードウエアおよびソフトウエアの構成を示す機能ブロック図である。起動ボタン１０１は、ノートＰＣ１０の筐体に物理的に一体になるように取り付けられており、ノートＰＣ１０を物理的に支配しているユーザだけが押下することができる。ただし、起動ボタン１０１はノートＰＣ１０を物理的に支配しているユーザが押下できる位置に配置してノートＰＣ１０に接続するようにしてもよい。起動ボタン１０１は起動信号ライン１０２でパワー・コントローラ３１に接続されている。ユーザは起動ボタン１０１を押下することで、起動信号ライン１０２を通じてパワー・コントローラ３１に起動信号を送ることができる。パワー・コントローラ３１は、Ｓ３ステート、Ｓ４ステートまたはＳ５ステートの状態にあるノートＰＣ１０が、起動ボタン１０１から起動信号ライン１０２を通じて起動信号を受け取ったときにＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御して所定のシーケンスで各デバイスに電力を供給しＳ０ステートに移行させる。
【００４６】
起動ボタン１０１はさらにスイッチ１０３の一方の端子に接続されている。スイッチ１０３の他方の端子はビット設定ライン１０４を通じてパワー・コントローラ３１に接続されている。スイッチ１０３の制御端子はサウス・ブリッジ２１に接続されている。スイッチ１０３は、サウス・ブリッジ２１のステータス・レジスタ１１１の値に基づいてオン／オフが制御される。切換回路１０５はパワー・コントローラ３１とＤＣ／ＤＣコンバータ３３と指紋認証装置４１に接続され、パワー・コントローラ３１の制御信号によりＤＣ／ＤＣコンバータ３３のＶＣＣ１系統とＶＣＣ２系統が切り換えられて、いずれかの電源系統から指紋認証装置４１に電力が供給される。
【００４７】
指紋認証装置４１には、指紋認証が失敗したときに点滅してユーザに再度のスワイプを促すＬＥＤ１０６が接続されている。指紋認証装置４１は、サウス・ブリッジ２１のＵＳＢポートと起動ボタン１０１に接続されている。指紋認証装置４１は、サウス・ブリッジ２１を通じてシステムと通信し、起動信号ライン１０２を通じてパワー・コントローラ３１に擬似起動信号を送る。擬似起動信号は、パワー・コントローラ３１に対して起動信号と同等の役割を果たす信号である。指紋認証装置４１は、パワー・コントローラ３１に接続され、パワー・コントローラ３１に電力要求信号およびステータス・レジスタ１１３、１１５を設定するためのハイ／ローの２値信号を送る。スイッチ１０７の一方の端子はＤＣ／ＤＣコンバータ３３のＶＣＣ４系統に接続され、他方の端子は発光ダイオード１０９に接続されている。スイッチ１０７の制御端子は、パワー・コントローラ３１に接続されている。ＬＥＤ１０９は、指紋センサ４２の近辺においてノートＰＣ１０の筐体に取り付けられており、ユーザにスワイプを促す場合に発光する。
【００４８】
［切換回路の構成］
図１１は、図６に記載した切換回路１０５の構成を示している。切換回路１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３から指紋認証装置４１に電力を供給するために、ＶＣＣ１系統とＶＣＣ２系統を切り換える回路である。切換回路１０５は、ｐチャネル型のＦＥＴ１５１とｎチャネル型のＦＥＴ１５３とダイオード１５５で構成されている。ＦＥＴ１５１のソースは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３のＶＣＣ１系統に接続され、ドレインは指紋認証装置４１に接続されている。ダイオード１５５のアノードはＦＥＴ１５１のソースに接続されカソードは指紋認証装置４１に接続される。ＦＥＴ１５３のドレインはＤＣ／ＤＣコンバータ３３のＶＣＣ２系統に接続され、ソースは指紋認証装置４１に接続される。
【００４９】
ＦＥＴ１５１とＦＥＴ１５３のゲートには、パワー・コントローラ３１から制御信号が供給される。パワー・コントローラ３１から制御信号が供給されると、ＦＥＴ１５１とＦＥＴ１５３は反転動作をする。指紋認証装置４１は、アイドル・モードおよび認証モードの２つの動作モードで動作する。このような動作モードを備える指紋認証装置としては、ＵＰＥＫ社の型番ＴＣＳ５Ｂ／ＴＣＤ５０の製品やＡｕｔｈｅｎＴｅｃ社の型番ＡＥＳ２８１０の周知の製品がある。アイドル・モードでは指の接近を検出するために必要な最低限の電力を消費しながら動作し、認証モードでは最大の電力を消費しながら照合指紋データとテンプレートを比較して認証を行う。
【００５０】
本実施の形態ではノートＰＣ１０がＳ５（ＤＣ）ステートのときには、指紋認証装置４１にＶＣＣ１系統から電力を供給する。ＶＣＣ１系統は、負荷の消費電力が小さいためリニア・レギュレータで構成されている。指紋認証装置４１は、アイドル・モードで動作するときには、リニア・レギュレータの容量の範囲で電力を供給することができるが、認証モードで動作するときにはノートＰＣの収納に適したサイズのヒート・シンクでは十分に放熱できなくなる。認証モードで動作する場合にもＶＣＣ１系統のリニア・レギュレータから電力供給ができるように容量を増大すると、使用頻度の低いデバイスのために容量およびサイズが大きくなり好ましくない。
【００５１】
また、ＶＣＣ１系統をスイッチング・レギュレータで構成すると、スイッチング損失により軽負荷時の効率が低く、素子も高価であるためこれも好ましくない。したがって、本実施の形態では、指紋認証装置４１にＶＣＣ１系統とＶＣＣ２系統の２つの電源系統から電力を供給することで効率のよい電力供給をするようになっている。図１１では、指紋認証装置４１にＶＣＣ１系統から電力供給をする場合は、パワー・コントローラ３１は、ＦＥＴ１５１とＦＥＴ１５３のゲートに対する制御信号をオフにして、ＦＥＴ１５１をオンにし、ＦＥＴ１５３をオフにする。ＶＣＣ１系統からＶＣＣ２系統に切り換えるときは、制御信号をオンにする。
【００５２】
電源系統の切り換えの瞬間は、ダイオード１５５を経由して指紋認証装置４１に対する電力供給は継続するので、指紋認証装置４１の電源部８４は電源系統が切りかわったことによる影響を受けない。ＶＣＣ２系統に切りかわるとＶＣＣ１系統はダイオード１５５を通じて指紋認証装置４１に電力供給できるようになるが、ダイオード１５５での電圧降下があるので、実際の電力はＶＣＣ２系統から供給される。ノートＰＣ１０がＳ５（ＤＣ）ステート以外のパワー・ステートのときは制御信号がオンになり、指紋認証装置４１にはＶＣＣ２系統から電力が供給される。
【００５３】
［パワー・ステート］
図７はノートＰＣ１０におけるパワー・オンに対する各パワー・ステートの遷移方法と関連動作を説明する図である。図７は、Ｓ１ステート〜Ｓ５ステートのいずれかからＳ０ステートに遷移する方法を示している。起動ボタン１０１の押下はいずれのパワー・ステートからも実行できる。ＷＯＬでは、Ｓ５ステートからの遷移以外の場合に実行できる。キーボート４７のファンクション・キー（Ｆｎキー）の押下では、Ｓ４ステートまたはＳ５ステートからの遷移以外の場合に実行できる。
【００５４】
ブート・ブロック２７ａのＣＲＴＭ認証コード１２１およびその他のコード１２３は、Ｓ４ステートまたはＳ５ステートからＳ０ステートに遷移するときにだけＯＳのブートが始まる前に実行される。Ｓ４ステートまたはＳ５ステートからＳ０ステートに遷移することをコールド・スタートまたはコールド・ブートといい、その他のパワー・ステートからＳ０ステートに遷移することをウォーム・スタートまたはウォーム・ブートという。後に説明するが、起動ボタン１０１が押下されてコールド・スタートする場合にだけ、ステータス・レジスタ１１３にフィジカル・プリゼンスを認証するためのＰＰビットが設定される。ただし、本実施の形態では、指紋認証装置４１が起動信号ライン１０２からパワー・コントローラ３１に擬似起動信号を送ったときも起動ボタン１０１が押下されてコールド・スタートしたものとして処理され、ステータス・レジスタ１１３にＰＰビットが設定される。
【００５５】
［ノートＰＣの起動および認証方法］
つぎに図８〜図１０を参照して、ノートＰＣ１０の起動および認証方法について説明する。図８〜１０は、図１〜図７、図１１、図１２、に示したソフトウエアおよびハードウエアに基づくノートＰＣ１０の電源の起動に伴う認証の手順を示すフローチャートである。図８は、ハードウエア環境下での起動および指紋認証の手順を示し、図９は、ＣＲＴＭ認証コード１２１によるフィジカル・プリゼンスおよびフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証の手順を示し、図１０は、パスワード認証コード１３１によるシングル・サイン・オンの認証の手順を示す。
【００５６】
図８のブロック２０１では、ノートＰＣ１０が、Ｓ３ステート、Ｓ４ステート、Ｓ５（ＡＣ）ステート、またはＳ５（ＤＣ）ステートのいずれかのパワー・ステートに遷移しており、各パワー・ステートに応じて図１２に示したＤＣ／ＤＣコンバータ３３の４つの電源系統が動作している。いずれのパワー・ステートでも指紋認証装置４１は認証を行うことができるが、本実施の形態では、Ｓ５（ＤＣ）ステートの状態では切換回路１０５がＶＣＣ１系統から指紋認証装置４１に電力を供給しており、スワイプの開始に伴ってＶＣＣ２系統が動作して電源系統の切り換えが行われる。
【００５７】
ブロック２０３では指紋認証装置２０３はユーザによる指のスワイプを待機している。ユーザがこの時点で指をスワイプしない場合は、ブロック２０５に移行して起動ボタン１０１の押下、ＷＯＬのためのマジック・パケットの受信、またはキーボード４７のＦｎキーの押下により、ノートＰＣ１０はパワー・オン状態（Ｓ０ステート）に遷移する。ブロック２０７は、起動ボタン１０１の押下によるパワー・オンの場合はブロック２０９に移行し、その他の契機によるパワー・オンの場合は参照記号Ａに移行して処理されることを示す。
【００５８】
起動ボタン１０１が押下されたときは、ノートＰＣ１０はＳ３ステート〜Ｓ５ステートのいずれかのステートからＳ０ステートに遷移する。パワー・コントローラ３１は、起動ボタン１０１が押下されて起動信号ライン１０２を通じて起動信号を受け取ったときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御してＳ０ステートに対応するすべてのデバイスに電力を供給する。サウス・ブリッジ２１は、ステータス・レジスタ１１１を参照してコールド・スタートのときにだけ、スイッチ１０３をオンにする。スイッチ１０３がオンのときに起動ボタン１０１が押下されると、ビット設定ライン１０４を通じて起動信号がパワー・コントローラ３１に送られる。
【００５９】
サウス・ブリッジ２１は、コールド・スタートの場合はブロック２０５以降で指紋認証が完了するまでＣＰＵ１１をアイドル状態にする。ブロック２０９では、ビット設定ライン１０４を通じて起動信号を受け取った場合に、パワー・コントローラ３１のハードウエア論理回路が、ノートＰＣ１０は起動ボタン１０１が押下されてコールド・スタートしたと判断してブロック２１１でステータス・レジスタ１１３にＰＰビットを設定し、さらにブロック２１３でスイッチ１０７をオン／オフして指紋センサ４２の近くに設けられたＬＥＤ１０９を点滅させユーザに指のスワイプを促すプロンプトを生成する。ブロック２０１でノートＰＣ１０のパワー・ステートがＳ５（ＤＣ）ステートの場合は、パワー・コントローラ３１は、切換回路１０５に制御信号を送って指紋認証装置４１にＶＣＣ２系統から電力を供給する。ブロック２０１でノートＰＣ１０のパワー・ステートがＳ５（ＤＣ）ステート以外の場合は、指紋認証装置４１にはすでにＶＣＣ２系統から電力が供給されているので、切換回路１０５での電源の切り換えは行われない。
【００６０】
この時点ではＣＰＵ１１はアイドル状態であるため、プログラムを実行してＬＣＤ１９に指紋入力のプロンプトを出すことはできない。また、たとえＣＰＵ１１を動作させてＣＲＴＭを実行させたとしてもＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７は、ブート・ブロック方式を採用しているため、システム・ブロック２７ｂのコードが実行されるまでＬＣＤ１９は動作しない。したがって、ブロック２１３では、ＬＣＤ１９以外の手段でユーザに指のスワイプを促すためにＬＥＤ１０９を点滅させている。
【００６１】
ただし、図４（Ｂ）のように、ＢＩＯＳ＿ＲＯＭ２７に格納されたすべてのコードをＣＲＴＭにすれば、この時点でＬＣＤ１９に指のスワイプのためのプロンプトを表示することもできる。ブロック２０９でパワー・コントローラ３１がビット設定ライン１０４を通じて起動信号を受け取らない場合には、ノートＰＣ１０は起動ボタン１０１が押下されてウォーム・スタートしたことになり、ＰＰビットは設定されないで参照記号Ｂに移行して処理される。ウォーム・スタートのときにはＣＲＴＭ認証コード２７ａは実行されないので、フィジカル・プリゼンスの認証は行われない。
【００６２】
ブロック２１５でユーザは指紋センサ４２に指をスワイプする。指紋認証装置４１は、ブロック２１７でテンプレート格納部８７にあらかじめ登録してあるユーザのテンプレートと入力された指紋から抽出した照合指紋データを比較して指紋認証を行う。入出力制御部８９は、指紋認証が成功した場合にデータ格納部９１に認証成功フラグ９４を設定し、ブロック２２１で指紋認証を終了させてパワー・コントローラ３１にハイ／ローの２値で構成された終了信号を送る。終了信号を受け取ったパワー・コントローラ３１は、ＬＥＤ１０９の点滅を停止する。この終了信号は、ハードウエアだけで生成されソフトウエアが介在しないで送られるのでセキュリティのレベルを高く維持することができる。
【００６３】
照合部８５は、所定回数照合を行っても入力された指紋画像がテンプレートに一致しない場合およびタイムアウトの場合にブロック２１９に移行してＬＥＤ１０６を点滅させ、その後ブロック２２１に移行してＬＥＤ１０６の点滅を停止し、参照記号Ａに移行する。入出力制御部８９は、指紋認証が失敗した場合にデータ格納部９１に認証成功フラグ９４を設定しない。ブロック２０９からブロック２２１までの手順は、ハードウエア論理回路だけで指紋認証装置４１を制御しており、改ざんされたソフトウエアやスパイウエアにより指紋認証装置４１の動作が制御されることがないため安全である。
【００６４】
つぎにブロック２０３でスワイプが行われた場合の手順を説明する。ブロック２０１におけるノートＰＣ１０のパワー・ステートが、Ｓ５（ＤＣ）ステートである場合は、指紋認証装置４１にＶＣＣ２系統からは電力を供給しないため、ＶＣＣ１系統では認証モードに必要な電力を供給することができない。そこで、スワイプに伴って指紋認証装置４１に対する電源系統の切り換えが必要になる。図１３は、ノートＰＣ１０に組み込まれた指紋認証装置４１が認証動作をするときの消費電力を説明する図である。図１３では、消費電力を電流に置き換えて説明する。なお、図１３において電流ａ１ｍＡ〜ａ４ｍＡは、ａ１＜ａ２＜ａ３＜ａ４の関係にある。ちなみに一例では、ａ１は１〜１．３ｍＡ程度であり、ａ４は８０〜１００ｍＡ程度である。
【００６５】
ブロック２２３でノートＰＣ１０が、Ｓ５（ＤＣ）ステートの状態の場合は、ブロック２２５に移行して電源系統の切り換えが行われる。ブロック２２３でＳ５（ＤＣ）ステート以外の状態の場合は、指紋認証装置４１にはＶＣＣ２系統から電力が供給されているのでブロック２２７に移行する。ブロック２２５においては図１３に示すように、時刻ｔ０において、アイドル・モードで動作する指紋認証装置はａ１ｍＡの電流を消費しながら接近センサ８２が動作しており、スワイプのためにユーザが接近センサ８２に指を接近させたことを検出することができる。ＶＣＣ１系統のリニア・レギュレータは定格容量の範囲でアイドル・モードで動作する指紋認証装置４１に電力を供給することができる。
【００６６】
ユーザは指紋センサ４２に対して指をスワイプするときに、一旦指紋センサ４２に指をセットしてからスワイプする。時刻ｔ１で検出部に指が置かれたことを接近センサ８２が検出すると指紋認証装置４１は認証モードに移行する準備段階として電流がａ２ｍＡまで上昇するが、ＶＣＣ１系統のリニア・レギュレータは定格容量の範囲でこの段階の指紋認証装置に電力を供給することができる。その後時刻ｔ２で、入出力制御部８９はパワー・コントローラ３１にＶＣＣ１系統からＶＣＣ２系統に電源を切り換えるための電力要求信号を送る。電力要求信号を受け取ったパワー・コントローラ３１は、これをハードウエア論理回路で処理するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３に信号を送って、１ミリ秒以内にＶＣＣ２系統のスイッチング・レギュレータを動作させることができる。ＶＣＣ２系統が動作してからパワー・コントローラ３１は、切換回路１０５に制御信号を送って、指紋認証装置４１に対する電力源をＶＣＣ２系統に切り換える。
【００６７】
指紋認証装置４１は、準備段階に入ってから約４０ミリ秒で認証モードに移行するが、この時点で指紋認証装置４１にはすでにＶＣＣ２系統から電力が供給されている。ブロック２２７に移行して、時刻ｔ３で認証モードが実行されると指紋認証装置４１はａ４ｍＡの電流を消費する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、ＶＣＣ１系統では容量が不足するがＶＣＣ２系統からは認証モードで動作する指紋認証装置４１に電力を供給することができる。時刻ｔ３から時刻ｔ４までスワイプの処理が行われ、照合指紋データの作成が終了すると、照合部８５によりテンプレート格納部８７の照合指紋データとの照合作業が行われ電流はａ３ｍＡまで下がる。
【００６８】
認証が成功すると入出力制御部８９はデータ格納部９１に認証成功フラグ９４を設定してブロック２３３に移行し、入出力制御部８９は時刻ｔ５で起動信号ライン１０２を通じてパワー・コントローラ３１とスイッチ１０３に擬似起動信号を送る。擬似起動信号は、起動ボタン１０１の押下による起動信号と同じ役割を果たすので、入出力制御部８９が擬似起動信号を生成することを擬似押下ということにする。擬似起動信号を受け取ったパワー・コントローラ３１はＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御して、すべての電源系統を動作させてＳ０ステートで動作するデバイスに電力を供給する。
【００６９】
ブロック２３５では、ブロック２０１のパワー・ステートがＳ４ステートまたはＳ５ステートの場合は、サウス・ブリッジ２１がスイッチ回路１０３をオンにしているので、擬似起動信号がビット設定ライン１０４を通じてパワー・コントローラ３１に送られる。パワー・コントローラ３１のハードウエア論理回路は、ノートＰＣ１０は起動ボタン１０１が押下されてコールド・スタートしたと判断してブロック２３７でステータス・レジスタ１１３にＰＰビットを設定する。
【００７０】
ブロック２２９で指紋認証が失敗した場合はブロック２３１に移行し、指紋認証装置４１は、ＬＥＤ１０６を点滅させてユーザに認証が失敗したことを知らせる。指紋認証によるノートＰＣ１０の起動ができないことを知ったユーザは、ノートＰＣ１０を使用するためにブロック２０５で図７に示した３つの起動方法のいずれかで電源を起動することになる。ブロック２３５では、ブロック２０１のパワー・ステートがＳ３ステートであった場合は、ＰＰビットの設定は行われずに参照記号Ｂに移行する。
【００７１】
つづいて図９の説明に移る。図９は図８の参照記号Ａ、Ｂから開始する。ブロック２５０では、サウス・ブリッジ２１は指紋認証装置４１から信号を受け取って指紋認証が完了したことを認識する。そしてサウス・ブリッジ２１は、アイドル状態で動作していたＣＰＵ１１に対して信号を送って動作を開始させる。ＣＰＵ１１が実行する最初のポインタには、ブート・ブロック２７ａに格納されたＣＲＴＭの先頭アドレスが設定されており、ＣＰＵ１１、ノース・ブリッジ１３、およびサウス・ブリッジ２１などの主要なチップの試験および初期化が完了した後にＣＲＴＭ認証コード１２１の実行を開始する。
【００７２】
ブロック２５１では、ＣＲＴＭ認証コード１２１がサウス・ブリッジ２１のステータス・レジスタ１１１を参照してノートＰＣ１０がコールド・スタートしたかウォーム・スタートしたかを判定する。ＴＣＧの仕様には、ユーザが現実にプラットフォームの前に存在することによるフィジカル・プリゼンスを認証するためには、物理的手法とコマンド手法およびそれらを組み合わせる手法が規定されている。物理的手法は、ＴＰＭに対してプラットフォームに設けられたスイッチまたはジャンパから直接信号を送る方法である。コマンド手法は、ＣＲＴＭがＰＣの電源が投入されてＯＳに制御が移行する前にＴＰＭに対して信号を送る方法である。
【００７３】
本発明では、以下に説明するように起動ボタン１０１の押下により生成したＰＰビット、指紋認証装置４１、パワー・コントローラ３１、およびサウス・ブリッジ２１をＣＲＴＭ認証コード１２１が制御してフィジカル・プリゼンスの認証を行う。起動ボタン１０１の押下には、指紋認証装置４１が擬似起動信号を生成したことによるいわゆる擬似押下も含む。ブロック２５１でＣＲＴＭ認証コード１２１がノートＰＣ１０はウォーム・スタートしたと判断したときはブロック２６７に移行する。ブロック２５１でＣＲＴＭ認証コード１２１がノートＰＣ１０はコールド・スタートしたと判断したときはブロック２５３に移行する。
【００７４】
ブロック２５３では、フィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証が有効に設定されているか否かをＣＲＴＭ認証コード１２１がセキュアＮＶＲＡＭ４３のＰＯＰ認証有効フラグ１５１を参照して判断する。ユーザがフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証を行わないようにＮＶＲＡＭ４９にＰＯＰ認証有効フラグ１５１を設定していた場合は、従来からの方法でフィジカル・プリゼンスの認証を行うためにブロック２５９に移行する。
【００７５】
ブロック２５９では、ＣＲＴＭ認証コード１２１がパワー・コントローラ３１のステータス・レジスタ１１３を参照して、ＰＰビットが設定されているか否かを判断する。起動ボタン１０１の押下または擬似押下によりコールド・スタートしたときは、ブロック２１１またはブロック２３７でステータス・レジスタ１１３にＰＰビットが設定されており、フィジカル・プリゼンスが肯定されてブロック２６５に移行する。ＷＯＬによりコールド・スタートしたときは、ステータス・レジスタ１１３にＰＰビットが設定されていないため、フィジカル・プリゼンスが否定されてブロック２６７に移行する。
【００７６】
ブロック２５３に戻って、ユーザがフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証を行うようにＮＶＲＡＭ４９にＰＯＰ認証有効フラグ１５１を設定していた場合は、ブロック２５５に移行してＣＲＴＭ認証コード１２１は、ステータス・レジスタ１１３を参照して、ＰＰビットが設定されているか否かを判断する。ＰＰビットが設定されていない場合は、ＷＯＬによる起動なのでブロック２６７に移行する。ＰＰビットが設定されている場合はブロック２５７に移行してセキュリティ・チップ２６による指紋認証装置４１の認証を行う。ＣＲＴＭ認証コード１２１は、指紋認証装置４１にバインディング・データ９５の要求をする。
【００７７】
指紋認証装置４１の入出力制御部８９は、ブロック２１７またはブロック２２９における指紋認証が成功していることを示す認証成功フラグ９４が設定されている場合は、データ格納部９１からバインディング・データ９５を取り出してＣＲＴＭ認証コード１２１に渡す。ＣＲＴＭ認証コード１２１はバインディング・データ９５をセキュリティ・チップ２６に送出する。認証成功フラグ９４が設定されていない場合は、入出力制御部８９はバインディング・データ９５をＣＲＴＭ認証コード１２１に渡さないため、フィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証が失敗したものとして処理するためにブロック２６７に移行する。セキュリティ・チップ２６は、受け取ったバインディング・データ９５をブロック２６１で内部のＰＣＲ（Platform Configuration Register）に格納する。
【００７８】
バインディング・データ９５を受け取ったセキュリティ・チップ２６は、ＰＣＲに格納されたバインディング・データ９５のハッシュ値を計算し、ＰＣＲにあらかじめハッシュされて登録された指紋認証装置４１のバインディング・データと比較する。比較した結果両者が一致した場合は、セキュリティ・チップ２６は内部に格納しておいた指紋オーナーシップ・キーをＣＲＴＭ認証コード１２１に送出し、一致しない場合は指紋オーナーシップ・キーをＣＲＴＭ認証コード１２１に送出しない。ＣＲＴＭ認証コード１２１はセキュリティ・チップ２６から指紋オーナーシップ・キーを受け取った場合は指紋認証装置４１の認証は成功したものと判断して、それを指紋認証装置４１に送ってブロック２６１に移行し、受け取らない場合はフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスの認証が失敗したものとして処理するためにブロック２６７に移行する。
【００７９】
指紋オーナーシップ・キーは、登録のために指紋センサ４２で生成された指紋画像のテンプレートに対応する値であり、同じ値は、指紋認証装置４１のデータ格納部９１にも格納されている。ブロック２６１では、指紋認証装置４１において、ＣＲＴＭ認証コード１２１によりセキュリティ・チップ２６から送られた指紋オーナーシップ・キーがデータ格納部９１に格納された指紋オーナーシップ・キー９３と一致するか否かを入出力制御部８９が判断する。両者が一致する場合はシステムの認証が成功したものと判断してフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスを肯定して、指紋認証装置４１の入出力制御部８９はブロック２６３で、パワー・コントローラ３１のステータス・レジスタ１１５にハイ／ローの２値信号を送ってＰＯＰビットを設定する。指紋認証装置４１はＰＯＰビットの設定を、ソフトウエアを介在させないで行うことにより、セキュリティ・レベルを向上させている。
【００８０】
ブロック２５７とブロック２６１では、指紋認証装置４１とセキュリティ・チップ２６との間で双方向にそれぞれが真正であることを認証することにより、いずれか一方または両方が悪意でプラットフォームから付け替えられた場合には、確実にフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスを否定できるようにしている。ブロック２６５では、セキュアＮＶＲＡＭ４３にＰＯＰ認証有効フラグ１５１が設定され、かつ、ステータス・レジスタ１１５にＰＯＰビットが設定されている場合と、セキュアＮＶＲＡＭ４３にＰＯＰ認証有効フラグ１５１が設定されず、かつ、ステータス・レジスタ１１３にＰＰビットが設定されている場合のいずれかを検出したＣＲＴＭ認証コード１２１は、セキュリティ・チップ２６にTSC_PhysicalPresencePresentというコマンドを送る。コマンドを受け取ったセキュリティ・チップ２６は、内部でTPM_PhysicalPresenceフラグを肯定（true）に設定する。
【００８１】
この場合、TPM_PhysicalPresenceフラグは２つのケースで肯定（true）に設定される。ブロック２６３でＰＯＰビットが設定されている場合は本発明にかかるフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスが肯定されて、あらかじめオーナーとして指紋が登録されたユーザが起動ボタン１０１を押下したか擬似押下してノートＰＣ１０を起動したことになる。また、ブロック２５９でＰＰビットだけが設定されていると判断した場合は、従来の方法でフィジカル・プリゼンスが肯定されて、不特定のユーザが起動ボタンを押下してノートＰＣ１０を起動したことになる。
【００８２】
ただし、いずれの経緯を経てTPM_PhysicalPresenceフラグが肯定に設定された場合であってもセキュリティ・チップ２６は、その時点で同じレベルの特権コマンドの実行を許可する。特権コマンドは、現存のオーナーを示す情報をセキュリティ・チップ２６からクリアすること、セキュリティ・チップ２６を一時的にディアクティベイティング（deactivating）すること、およびセキュリティ・チップ２６をディスエイブリング（disabling）することを含む。なお、特権コマンドの具体的な内容は、非特許文献１に記載されている。
【００８３】
ブロック２６７では、セキュアＮＶＲＡＭ４３にＰＯＰ認証有効フラグ１５１が設定され、かつ、ステータス・レジスタ１１５にＰＯＰビットが設定されていない場合と、ステータス・レジスタ１１３にＰＰビットが設定されていない場合のいずれかを検出したＣＲＴＭ認証コード１２１は、セキュリティ・チップ２６にTSC_PhysicalPresenceNotPresentというコマンドを送り、TPM_PhysicalPresenceフラグを否定（false）に設定する。
【００８４】
この場合、セキュリティ・チップ２６は特権コマンドを許可しない。ブロック２６５または２６７でTPM_PhysicalPresenceフラグの設定が終了すると、ブロック２６９に移行し、システム・ブロック２７ｂに格納されたＰＯＳＴ１２５が実行される。これ以降の手順は図１０を参照して説明する。図１０は図９の参照記号Ｃから開始する。ブロック２８１では、ＰＯＳＴ１２５の実行に続いてあるいはその途中にシステム・ブロック２７ｂに格納されたパスワード認証コード１３１が実行される。この時点では、ＢＩＯＳの画面を通じてＬＣＤ１９およびキーボード４７の利用ができるようになっている。ブロック２８３でパスワード認証コード１３１は、指紋認証装置４１に今回の起動において指紋認証が成功したか否かを問い合わせる。入出力制御部８９は、データ格納部９１の認証成功フラグ９４を参照して、パスワード認証コード１３１に結果を通知する。
【００８５】
パスワード認証コード１３１は、今回の起動において指紋認証が成功したと判断したときは、ブロック２８５に移行し、指紋認証が失敗したと判断したときはブロック２９７に移行する。ブロック２８５では、パスワード認証コード１３１がステータス・レジスタ１１５にＰＯＰビットが設定されているか否かを判断する。ＰＯＰビットが設定されているときはブロック２８７に移行し、設定されていないときはブロック２９７に移行する。
【００８６】
パスワード認証コード１３１はブロック２８７で、指紋認証装置４１のデータ格納部９１からパワー・オン・パスワード９６、スーパーバイザ・パスワード９７、およびＨＤＤパスワード９８を取得する。パスワード認証コード１３１はブロック２８９でＮＶＲＡＭ４３に格納されたパワー・オン・パスワード１５３、スーパーバイザ・パスワード１５５およびＨＤＤ２３から取得したＨＤＤパスワードと比較して、それらの認証をユーザの介在なしで完了させる。このようにユーザが行う複数の個別認証を一度に行う方法をシングル・サイン・オン（SSO：Single Sign-On）という。個別認証は、セキュリティを強化する目的で別々の認証を要求するものであるが、ユーザにとっては煩わしさを否めない。
【００８７】
したがって、シングル・サイン・オンによりユーザの利便性を高めることができるが、それを認めるときには、個別認証に比べてセキュリティ・レベルを低下させないようにする必要がある。ブロック２８９でのシングル・サイン・オンは、フィジカル・オーナーシップ・プリゼンスが肯定された条件のもとで行われるものであり、従来のシングル・サイン・オンに比べてセキュリティ・レベルは高くなっている。
【００８８】
ブロック２９１では、パスワード認証コード１３１は、ステータス・レジスタ１１３、１１５のＰＰフラグおよびＰＯＰフラグをリセットし、さらに指紋認証装置４１に対してデータ格納部９１の認証成功フラグ９４をリセットするように要求する。この要求を受けた入出力制御部８９は認証成功フラグ９４をリセットする。ブロック２９３でパスワード認証コード１３１は、セキュリティ・チップ２６にTSC_PhysicalPresenceNotPresentというコマンドを送って、TPM_PhysicalPresenceフラグを否定に設定し、さらに、TSC_PhysicalPresenceLockというコマンドを送ってTPM_PhysicalPresenceフラグが書き換えられないようにする。
【００８９】
その後ブロック２９５でＯＳのブートが開始されるが、セキュリティ・チップ２６はこれ以降において特権コマンドを許可せず、また、TSC_PhysicalPresencePresentというコマンドを受け付けない。なお、TPM_PhysicalPresenceフラグのロック状態は、ノートＰＣ１０がコールド・スタートされるたびに解除される。ブロック２９７〜３０１では、シングル・サイン・オンが認められないため、ユーザは個別認証でパワー・オン・パスワード、スーパーバイザ・パスワード、およびＨＤＤパスワードをパスワード認証コード１３１の要求に応じてキーボード４７から入力する。本発明におけるフィジカル・オーナーシップ・プリゼンスは指紋認証装置４１に代えて掌形、網膜、虹彩、音声または静脈などの他の生体情報を用いた生体認証装置を利用することができる。
【００９０】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】ノートＰＣの主要なハードウエアの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】セキュリティ・チップの構成を示すブロック図である。
【図３】指紋認証装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ＢＩＯＳ＿ＲＯＭの構成を示す図である。
【図５】セキュアＮＶＲＡＭの構成を示す図である。
【図６】ノートＰＣの起動および認証に関連するハードウエアおよびソフトウエアの構成を示す機能ブロック図である。
【図７】ノートＰＣのパワー・ステートの遷移方法と関連動作を説明する図である。
【図８】ノートＰＣの起動および認証の手順を示すフローチャートである。
【図９】ノートＰＣの起動および認証の手順を示すフローチャートである。
【図１０】シングル・サイン・オンの認証手順を示すフローチャートである。
【図１１】切換回路の構成を示す図である。
【図１２】各パワー・ステートに対応するＤＣ／ＤＣコンバータの電源系統を説明する図である。
【図１３】指紋認証装置が認証動作をするときの消費電力を説明する図である。
【符号の説明】
【００９２】
２６…セキュリティ・チップ
４１…指紋認証装置
８２…接近センサ
１０１…起動ボタン
１０５…切換回路
１１１、１１３、１１５…ステータス・レジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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