(57)【要約】【課題】この発明は、外部から観測不可能な内部クロックによって暗号アルゴリズムへの各種の入力値を生成することにより、発生される乱数データの予測を困難にすることができるようにした乱数発生装置を提供することを目的としている。【解決手段】所定周波数のクロックを発生するクロック発生手段３０と、発生されたクロックに基づいて所定の暗号アルゴリズムのための入力値を生成する入力値生成手段３１，３２と、生成された入力値に基づいて暗号アルゴリズムを実行し乱数データを発生する演算処理手段２９とを集積回路化し、クロックと入力値とを集積回路の内部に閉じ、集積回路の外部からの観測が不可能となるようにする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数のクロックを発生するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段で発生されたクロックに基づいて所定の暗号アルゴリズムのための入力値を生成する入力値生成手段と、
前記入力値生成手段で生成された入力値に基づいて前記暗号アルゴリズムを実行することにより乱数データを発生する演算処理手段とを集積回路化し、
前記クロック発生手段で発生されたクロックと前記入力値生成手段で生成された入力値とを前記集積回路の内部に閉じ、前記集積回路の外部からの観測が不可能となるように構成したことを特徴とする乱数発生装置。
【請求項２】
前記演算処理手段で発生された乱数データを前記集積回路の外部に導出するための出力端を備えることを特徴とする請求項１記載の乱数発生装置。
【請求項３】
前記演算処理手段にその動作クロックとして前記クロック発生手段で発生されたクロックを供給するように構成したことを特徴とする請求項１記載の乱数発生装置。
【請求項４】
前記集積回路内に外部から基準クロックを入力するための入力端を備え、
前記演算処理手段にその動作クロックとして前記入力端を介して入力された基準クロックを供給するように構成したことを特徴とする請求項１記載の乱数発生装置。
【請求項５】
前記クロック発生手段は、前記入力端を介して入力された基準クロックに基づいて該基準クロックとは周波数の異なるクロックを発生することを特徴とする請求項４記載の乱数発生装置。
【請求項６】
前記入力値生成手段は、入力クロックに基づいて動作するＭ系列の擬似乱数発生器及びカウンタのいずれかを使用することを特徴とする請求項１記載の乱数発生装置。
【請求項７】
前記入力値生成手段は、前記暗号アルゴリズムのための入力値として、シード及び鍵を生成することを特徴とする請求項１記載の乱数発生装置。
【請求項８】
所定周波数のクロックを発生するクロック発生手段と、前記クロック発生手段で発生されたクロックに基づいて所定の暗号アルゴリズムのための入力値を生成する入力値生成手段と、前記入力値生成手段で生成された入力値に基づいて前記暗号アルゴリズムを実行することにより乱数データを発生する演算処理手段とを集積回路化し、前記クロック発生手段で発生されたクロックと前記入力値生成手段で生成された入力値とを前記集積回路の内部に閉じ、前記集積回路の外部からの観測が不可能となるように構成された乱数発生手段と、
前記乱数発生手段で発生された乱数データに基づいて外部に出力するデータに暗号化処理を施す信号処理手段とを具備することを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば暗号鍵を生成するための乱数データを発生する乱数発生装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、首記の如き乱数発生装置として、特許文献１に記載されたものがある。これは、外部から供給される第１のクロックに基づいて発生した第１の擬似ランダム信号と、外部から供給される周波数の異なる複数のクロックをランダムに選択した第２のクロックに基づいて発生した第２の擬似ランダム信号とを、シード及び鍵として乱数データを発生するようにしたものである。
【特許文献１】特開２００３−８４６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に記載された乱数データの発生手段では、第１及び第２のクロックの周波数が予め分かっているため、第１及び第２の擬似ランダム信号を予測することが可能となり、ひいては、発生される乱数データも容易に予測可能になってしまうという問題が生じる。
【０００４】
そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、外部から観測不可能な内部クロックによって暗号アルゴリズムへの各種の入力値を生成することにより、発生される乱数データの予測を困難にすることができるようにした乱数発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る乱数発生装置は、所定周波数のクロックを発生するクロック発生手段と、クロック発生手段で発生されたクロックに基づいて所定の暗号アルゴリズムのための入力値を生成する入力値生成手段と、入力値生成手段で生成された入力値に基づいて暗号アルゴリズムを実行することにより乱数データを発生する演算処理手段とを集積回路化し、クロック発生手段で発生されたクロックと入力値生成手段で生成された入力値とを集積回路の内部に閉じ、集積回路の外部からの観測が不可能となるように構成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記した構成によれば、クロック発生手段で発生されたクロックと入力値生成手段で生成された入力値とを集積回路の内部に閉じ、集積回路の外部からの観測が不可能となるようにしたので、外部から観測不可能な内部クロックによって暗号アルゴリズムへの各種の入力値を生成することができ、発生される乱数データの予測を困難にすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明する情報処理システムの概略を示している。この情報処理システムでは、光ディスク再生装置１１をＰＣ（personal computer）１２で制御する構成を想定している。
【０００８】
すなわち、光ディスク再生装置１１は、例えばＤＶＤ（digital versatile disk）等の光ディスク１３が装着されるディスクドライブ部１４を備えている。このディスクドライブ部１４は、装着された光ディスク１３からその記録データを読み取り、信号処理部１５に出力している。
【０００９】
この信号処理部１５は、入力されたデータに対して上記ＰＣ１２に送信するための所定の信号処理を施し、その信号処理後のデータに対して暗号化処理を施して入出力端子１６から外部に出力している。これらの一連の処理動作は、上記ＰＣ１２からの指示に基づいて制御部１７が統括的に制御している。
【００１０】
そして、光ディスク再生装置１１の入出力端子１６から出力されたデータは、ケーブル１８を介した後、ＰＣ１２の入出力端子１９に供給される。この入出力端子１９に供給されたデータは、信号処理部２０によって復号化された後、情報処理部２１に供給されて所定の情報処理に供される。
【００１１】
これらの一連の処理動作は、制御部２２によって統括的に制御されている。この制御部２２には、キーボード２３、ディスプレイ２４及びメモリ２５等が接続されており、ユーザの要求が反映されるように、光ディスク再生装置１１に対する指示信号の生成や、各部の制御を行なっている。
【００１２】
この場合、制御部２２で生成された光ディスク再生装置１１に対する指示信号は、信号処理部２０によって暗号化処理が施され、入出力端子１９、ケーブル１８、入出力端子１６を介して光ディスク再生装置１１の信号処理部１５に供給され、この信号処理部１５で復号化された後、制御部１７に供給される。
【００１３】
これにより、光ディスク再生装置１１の制御部１７は、復号化された指示信号に基づいてディスクドライブ部１４を制御し、ここに、光ディスク再生装置１１がＰＣ１２によって制御されるようになる。なお、ＰＣ１２の制御部２２が、光ディスク再生装置１１の制御部１７と認証を行なう際にも、データ通信に暗号化が行なわれる。
【００１４】
ここで、図２は、上記信号処理部１５，２０での暗号化処理に使用される乱数発生回路２６の第１の例を示している。すなわち、この乱数発生回路２６は、例えばＬＳＩ（large scale integration）のように集積回路化されており、外部に対して、クロック入力端子２７と乱数出力端子２８とが提供されている。
【００１５】
そして、クロック入力端子２７に所定周波数の基準クロックを供給すると、その基準クロックは、暗号アルゴリズムを実行する演算処理部２９にその動作クロックとして与えられる。
【００１６】
この演算処理部２９が実行する暗号アルゴリズムとしては、公知のＡＥＳ（advanced encryption standard），ＤＥＳ（data encryption standard）等や、ＳＨＡ等のハッシュアルゴリズムが用いられる。
【００１７】
また、上記クロック入力端子２７に供給された基準クロックは、ＰＬＬ（phase locked loop）回路３０に与えられて元の周波数とは異なる周波数のクロックに変換される。そして、このＰＬＬ回路３０から出力されるクロックは、シードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２にそれぞれ供給される。
【００１８】
このシードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２は、それぞれ、入力されたクロックに基づいて、上記演算処理部２９にその暗号アルゴリズムへの入力値として与えるシード及び鍵を生成するもので、例えば入力クロックで動作するＭ系列等の擬似乱数発生器やカウンタ等が使用される。
【００１９】
このため、上記演算処理部２９は、シードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２の出力を入力値として暗号アルゴリズムを実行することにより、乱数データを発生する。そして、この演算処理部２９で発生された乱数データは、上記乱数出力端子２８を介して外部に取り出され、暗号化処理のために供される。
【００２０】
上記した第１の例によれば、クロック入力端子２７に供給された基準クロックを、ＰＬＬ回路３０によって元の周波数とは異なる周波数のクロックに変換し、その変換されたクロックに基づいて、シードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２が演算処理部２９にその暗号アルゴリズムへの入力値として与えるシード及び鍵を生成するようにしている。
【００２１】
すなわち、シードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２に供給されるクロックと、このクロックに基づいて生成されるシード及び鍵とを、乱数発生回路２６を構成するＬＳＩの内部に閉じ、ＬＳＩの外部から観測不可能となるようにしている。このため、クロックに基づいて生成されるシード及び鍵が予測困難になり、ひいては、演算処理部２９から発生される乱数データの予測を困難にすることができる。
【００２２】
図３は、乱数発生回路２６の第２の例を示している。図３において、図２と同一部分には同一符号を付して説明すると、ＰＬＬ回路３０によって周波数変換されたクロックを、演算処理部２９にその動作クロックとして与えるようにしている。このため、演算処理部２９から発生される乱数データの予測をより一層困難にすることができる。
【００２３】
図４は、乱数発生回路２６の第３の例を示している。図４において、図２と同一部分には同一符号を付して説明すると、ＰＬＬ回路３０が、クロック入力端子２７に供給される基準クロックを用いずに、独自に所定周波数のクロックを生成し、シードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２に与えるようにしている。
【００２４】
図５は、乱数発生回路２６の第４の例を示している。図５において、図２と同一部分には同一符号を付して説明すると、外部から基準クロックを入力することなく、ＰＬＬ回路３０が独自に所定周波数のクロックを生成し、演算処理部２９、シードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２に与えるようにしている。
【００２５】
上記した第１乃至第４の例によれば、いずれも、ＰＬＬ回路３０により発生したクロックと、そのクロックにより生成されるシード及び鍵とを、乱数発生回路２６を構成するＬＳＩの内部に閉じ、ＬＳＩの外部から観測不可能にしている。
【００２６】
このため、シードレジスタ３１及び鍵レジスタ３２で生成されるシード及び鍵が予測困難になる。これにより、演算処理部２９に与えられる暗号アルゴリズムへの各種の入力値が予測困難になることから、演算処理部２９で発生される乱数データの予測を困難にすることができる。
【００２７】
なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態を示すもので、情報処理システムの概略を説明するために示すブロック構成図。
【図２】同実施の形態における情報処理システムに使用された乱数発生回路の第１の例を説明するために示すブロック構成図。
【図３】同実施の形態における情報処理システムに使用された乱数発生回路の第２の例を説明するために示すブロック構成図。
【図４】同実施の形態における情報処理システムに使用された乱数発生回路の第３の例を説明するために示すブロック構成図。
【図５】同実施の形態における情報処理システムに使用された乱数発生回路の第４の例を説明するために示すブロック構成図。
【符号の説明】
【００２９】
１１…光ディスク再生装置、１２…ＰＣ、１３…光ディスク、１４…ディスクドライブ部、１５…信号処理部、１６…入出力端子、１７…制御部、１８…ケーブル、１９…入出力端子、２０…信号処理部、２１…情報処理部、２２…制御部、２３…キーボード、２４…ディスプレイ、２５…メモリ、２６…乱数発生回路、２７…クロック入力端子、２８…乱数出力端子、２９…演算処理部、３０…ＰＬＬ回路、３１…シードレジスタ、３２…鍵レジスタ。
【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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