(57)【要約】【課題】データ記憶装置、特に、暗号操作をインプリメントするデータ記憶装置を得る。【解決手段】データ記憶装置は記憶要素、およびホストおよび記憶要素間に接続されデータ記憶システム内で発生される鍵を使用する暗号化および復号ユニットを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶要素と、
ホストおよび記憶要素間に接続され、データ記憶システム内で発生される鍵を使用する暗号化および復号ユニットと、
を含むデータ記憶システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、鍵はデータ記憶システムの外側でアクセスできないデータ記憶システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、鍵を発生する暗号およびセキュリティモジュールを含むデータ記憶システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、暗号およびセキュリティモジュールは、さらに、
ルート鍵を格納する鍵ストアを含むデータ記憶システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、記憶要素はディスクを含み、暗号化および復号ユニットが完全ディスク暗号化を提供するデータ記憶システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、鍵はパスワードを使用して暗号化されるデータ記憶システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、
記憶要素内にセキュアパーティションを含むデータ記憶システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、セキュアパーティションは公開鍵を含むデータ記憶システム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムであって、セキュアパーティションは異なる鍵のテーブルを含むデータ記憶システム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、
記憶要素内に複数のセキュアパーティションを含み、各々が鍵を保持することを許されたセキュアパーティションのテーブルを有するデータ記憶システム。
【請求項１１】
記憶要素と、
ホストおよび記憶要素間に接続されたハードウェア暗号ユニットと、
ハードウェア暗号ユニットを制御する仮想スマートカードと、
を含むデータ記憶システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、仮想スマートカードは、
ルート鍵を含むデータ記憶システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムであって、さらに、
記憶要素内にセキュアパーティションを含むデータ記憶システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のシステムであって、鍵はパスワードを使用して暗号化されるデータ記憶システム。
【請求項１５】
請求項１１に記載のシステムであって、さらに、
記憶要素内にセキュアパーティションを含むデータ記憶システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムであって、セキュアパーティションは公開鍵を含むデータ記憶システム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のシステムであって、セキュアパーティションは異なる鍵のテーブルを含むデータ記憶システム。
【請求項１８】
請求項１１に記載のシステムであって、さらに、
記憶要素内に複数のセキュアパーティションを含むデータ記憶システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、さらに、
セキュアパーティションのテーブルを含むデータ記憶システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ記憶装置に関し、特に、暗号操作をインプリメントするデータ記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクドライブのユーザおよびカスタマーはデータが格納される時に、適切な証明書を提示できなければ、検索できない等の安全な方法で格納されることを要求する。コンピュータユーザ間の周知の問題はコンピュータを安全にする、グレードアップする、取り替える、異なる用途に転向する、または処分する時に生じる。コンピュータ上の非揮発性記憶装置、典型的には１つ以上のディスクドライブ、はプライベートデータを含んでいる。しばしば、ディスクから検索することができるデータを決定するタスクさえも十分困難かつ不便であり、ディスクドライブは完全に機能的であって再利用できる事実にもかかわらず物理的に破壊されたり物理的に完全に格納される。
【０００３】
ユーザおよびカスタマーは、他のパーティが自分達のデータを検索できないことを保証しながら、ディスクドライブを迅速かつ容易に処分する機構を必要としている。磁気媒体上のユーザデータの全ての磁気的形跡を実際に消去するのは非常に困難で時間を消費することが知られている。ユーザおよびカスタマーは自分等のドライブを処分しかつ自分等のデータが暴露されないことを確信できるより効率的で決定的な方法を必要としている。
【０００４】
この問題に対する通常の提示されたソリューションはディスクコンテンツへのアクセス、再パーティション、再フォーマット、またはディスク・リライトを制御することである。これら全てのケースにおいて、タスクには時間と手間がかかる。処分の理由がコンピュータ・メインボードの故障であれば、再パーティション、再フォーマット、またはディスク・リライトするためにディスクはもう１つのコンピュータに接続しなければならない。データがアクセス制御される場合、オペレーティングシステムの異なるもう１つのコンピュータにディスクを挿入するだけで、通常はコンテンツを読み出すのに十分である。アクセス制御または再パーティショニングのより短くより簡便なタスクはデータを読取不能な状態でディスク上に残さない。定められたディスクに対して、再フォーマティングまたはリライティングは複数の技術のせいでデータを保護するのに十分であるかどうかは一般的に判らず、そのためリライティングが十分である保証がない。しかしながら、パーティショニング等の数秒かかるアクションは再フォーマティングやリライティング等の数分かかるアクションよりも安全性が低いことは一般的に真実である。
【０００５】
ディスクドライブ外部でこの問題を解決する試みは多数の物理的および論理的手段を生じ、これによってユーザデータおよび通信の完全性および機密性が危うくなることがある。外部キーおよびドングルの使用により、ディスクドライブの多数領布で、管理不能キーおよびドングル領布の問題が生じることがある。さらに、外部ソリューションは特定のハードウェアおよびソフトウェアを必要とし、場合によっては、ホストシステムへの接続を付加しなければならない。これらのソリューションは広範なアプリケーションスペースにわたって管理不能である。さらに、外部ソリューションはユーザの特定エンドアプリケーションへの構成可能性が制限されることに悩まされる。
【０００６】
全ディスク暗号化はコンピュータユーザまたは所有者がコンピュータを安全にしたいまたは再利用したい時間中に除去できる僅か数バイト長のショート鍵を使用してこの問題のソリューションを提供する。ディスク上のデータを暗号化することはファイルに対するデータ機密性を達成するための周知の方法である。３ＤＥＳおよびＡＥＳ等の周知の暗号化技術が存在し、それは鍵が無ければデータを読み出せないという大きな信頼を与えることができる。
【０００７】
全ディスク暗号化はタンパー・エビデント環境を生成するもう一つの特徴を有する。他のソリューションでは、悪意のある効果を達成するために、ファイルはタンパーされていない、または変更されていないことを示すことはできない。しかしながら、全ディスク暗号化ではファイルおよびファイル構造自体が露呈されることに強力に抵抗するため、アタッカーはディスク全体を削除しなければならず、これは悪意のあるアクションを露呈し、これによってアタッカーを発見にさらす。
【０００８】
周知のファイルおよびディスク暗号化プロダクトはしばしばホストコンピュータ内で実行するソフトウェア・プロダクトである。暗号化および復号を行うのに使用される鍵は読み出すことができるため、これらはセキュリティが低い。ハードウェア内の全ディスク暗号化は既存のプロダクト内で使用される。あるケースでは暗号化ハードウェアはディスクドライブに取り付けられたエレクトロニクス内にあり、他のケースではそれはドライブへのインターフェイス（たとえば、ＡＴＡまたはＳＣＳＩインターフェイス）内にある。しかしながら、これらのケースは唯一の柔軟性のない鍵管理方法を提供する。
【０００９】
ディスクドライブ、および多くの類似記憶装置内で、コントローラは高速インターフェイスおよびバッファメモリを使用して媒体へのデータの読み書きを最適化する。理想的には、データ暗号化、認証および他の暗号機能に対する暗号システムは既存の設計内にきちんと適合し、しかも最大融通性および性能を提供しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
融通性のあるソリューションでは、良好な性能だけでなく高い便宜を提供しながら、個別のニーズに適した複数の方法でキーを使用し、格納し、管理することができる。ソリューションを多数のディスクドライブおよびデータ・アプリケーション・スペースで使用できる方法でこれらの問題に取り組むシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は記憶要素、およびホストと記憶要素間に接続された暗号化および復号ユニットを含み、データ記憶システム内で発生される鍵を使用するデータ記憶システムを提供する。
【００１２】
鍵はルート鍵を含むことができる暗号およびセキュリティモジュールにより発生することができる。記憶要素は１つ以上の鍵を含むセキュアパーティションを含むことができる。
【００１３】
もう１つの側面において、本発明は記憶要素、ホストと記憶要素間に接続されたハードウェア暗号ユニット、およびハードウェア暗号ユニットを制御する仮想スマートカードを含んでいる。
【００１４】
仮想スマートカードはルート鍵を含むことができる。鍵はパスワードを使用して暗号化することができる。
【実施例】
【００１５】
ディスクドライブ等のデータ記憶装置に対して、ユーザデータおよび通信を安全にし、ディスクドライブ上のユーザデータおよび通信の完全性（インテグリティ）を提供することが要望されている。そうするためには、ディスクドライブに出入する時にコマンドおよびデータを暗号化およびハッシングするような暗号操作を実施することが望ましい。さらに、トランザクションが盗聴される機会がより高いドライブの外部ではなくドライブ自体上の安全な環境内でこれを行うのが最善である。
【００１６】
本発明は２つの側面を有する。第１の側面において、装置はディスクドライブ内でストリーミング暗号操作を提供する。第２の側面は仮想スマートカードを認証として使用し、ストリーミング暗号操作を行う機構を制御する。
【００１７】
図１はホストコンピュータ１２および、本発明の実施例に従って構成された、ディスクドライブの形のデータ記憶装置１４を含むコンピュータシステム１０のブロック図である。データ記憶装置はストリーミング暗号操作を提供し、コントローラ１６および記録媒体１８を含んでいる。コントローラはシステムマイクロプロセッサ２０、ホストユニット２２、ディスクユニット２４、バッファメモリ２６、バッファマネージャまたはバッファアクセスおよび調停回路２８、および暗号およびセキュリティモジュール３０を含んでいる。暗号およびセキュリティモジュール３０は対称暗号化モジュールすなわち秘匿ブロック３２、ハッシングモジュール３４、バッファ・アクセスユニット／直接メモリアクセス（ＤＭＡ）３６、マイクロプロセッサ・インターフェイス３８、非対称暗号化加速モジュール４０、ルート鍵４２、鍵ストア４４、乱数発生器（ＲＮＧ）４６、セルフテストハードウェア４８、単調カウンタ５０、およびドライブファームウエアからコマンドを受信して解釈するコマンド・コントローラ５２を含んでいる。
【００１８】
対称秘匿ブロック３２は暗号およびセキュリティモジュール内のデータの対称暗号化を行うのに使用される。一実施例では、対称暗号化モジュールはＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＡＥＳ）およびＴｒｉｐｌｅ  Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＤＥＳ）アルゴリズムを含むことができる。ハッシュモジュール３４はデータをハッシングするために設けられる。ハッシュモジュールはＳＨＡ−１アルゴリズムを使用してインプリメントすることができる。非対称暗号化加速モジュール４０は、たとえば、１０２４または２０４８ビットＲｉｖｅｓｔ，Ｓｈａｍｉｒ，Ａｄｌｅｍａｎ（ＲＳＡ）アルゴリズムを使用することができる。
【００１９】
システムマイクロプロセッサ・インターフェイス３８は暗号およびセキュリティモジュールとシステムマイクロプロセッサ間の接続を提供する。この接続は暗号およびセキュリティモジュールへコマンドを転送しそこからステータスを取得するのに使用される。一実施例では、この接続はパラレルアドレスおよびデータバスであるが、シリアルポート接続によりインプリメントすることもできる。
【００２０】
システムマイクロプロセッサ・インターフェイスはシステムマイクロプロセッサ割込コントローラに直接取り付けるハードウェア割込信号ライン５６も含んでいる。この割込みはコマンドの完了およびバッファ内の利用可能な結果をシステムマイクロプロセッサに知らせるのに使用される。
【００２１】
暗号およびセキュリティモジュールは内部サブ回路間の通信用内部コマンドバスおよびデータバスおよび暗号操作のチェイニング用ブロック・パイプラインバスを含んでいる。バッファ・アクセスユニットおよびマイクロプロセッサ・インターフェイス回路はデータフローを各付属バスのプロトコルに適合させる。
【００２２】
単調増加カウンタ回路５０は相対時間の安全な知識を提供する。暗号的に良好な乱数発生器４６は予測の技術的実行不可能性を有する乱数を提供する。鍵ストア４４は一時的鍵を格納する揮発性メモリとすることができる。
【００２３】
システムマイクロプロセッサから受信したコマンドの受信および復号と、サブ回路のタスキングのためにコマンドコントローラ５２が設けられる。コマンドコントローラはコマンドを復号してマイクロプロセッサ・サブブロックを所望の動作およびデータフローに対して設定する主要な責任を有する。コマンドコントローラはＲＳＡ計算を実施するのに必要な操作を順番に配列することもできる。
【００２４】
暗号およびセキュリティモジュールへのアクセスの完全性を保つには、前記した規定されたコマンドインターフェイスの外部に、暗号およびセキュリティモジュールへの代りのアクセシビリティが無いことが重要である。それにより、アタッカーはデバッグまたは製作経路を使用してモジュールに悪意のあるアクセスを行うことができない。これらの制約のため、モジュールは内部セルフテストユニットを含むことができる。
【００２５】
このセルフテストユニットは暗号およびセキュリティモジュールへの「裏口」アクセスを防止しながらモジュールの正しい機能を検証するのに使用することができる。セルフテストモジュールは、ドライブ内で、チップの正規動作中に呼び出して暗号およびセキュリティモジュールの継続した正しい機能を検証することもできる。セルフテストハードウェア４８は暗号およびセキュリティ回路の正しい機能を自律的に保証する。
【００２６】
暗号およびセキュリティモジュールはバッファマネージャ２８を介してディスクユニット２４に接続されている。バッファメモリ２６はソースデータ、結果データ、コマンドキュー、および結果キューとして示すさまざまな情報を格納する。バッファマネージャはバッファアクセスおよび調停を提供する。ホストユニット２２はバッファマネージャとインタラクトする。ドライブマイクロプロセッサ２０はホストユニット、バッファマネージャ、ディスクユニット、および暗号およびセキュリティモジュールに接続されている。
【００２７】
図１の装置は安全なハードウェアおよびファームウエアシステムと共にストリーミング暗号操作を提供してストリーミングハードウェア操作の完全性および機密性を促進する。このシステムはホストインターフェイスを通過するデータおよびコマンドで実施される高速（たとえば、ストリーミング）暗号操作を提供するディスクドライブ・ホストインターフェイス（ホストユニットとも呼ばれる）内に暗号エレクトロニクスを含んでいる。さらに、このシステムは分離された暗号およびセキュリティモジュールを提供してストリーミング暗号エレクトロニクスユニットへ鍵、初期値、乱数、その他のセキュリティ機構を与える。セキュリティ・マイクロプロセッサはシステムの全体制御を行うセキュリティルーチンを実行し、ユーザの認証を行う。
【００２８】
暗号化／復号鍵が記憶装置内で発生され記憶装置の外部からアクセスできない場所に格納される。全ディスク暗号化システムにおいて、新しい鍵を発生することは記憶装置を暗号的に消去するのと同等である。ルート鍵はプロセッサのシリコンダイ内で発生することができる。パスワードを使用して個別のセキュリティ機構を提供することができる。パスワードはルート鍵から、たとえば、記憶装置により発生された鍵をさらに暗号化するのに使用することができる。
【００２９】
図１はオンボード認証、鍵交換、および完全性管理に対して保護されたルート鍵であるサブシステムに接続された１つ以上のインライン対称暗号ユニットを有するディスクドライブを示す。限定はしないが、（ａ）ディスクユニット２４内の媒体へのデータのインターフェイス速度暗号化および媒体からの復号、（ｂ）ホストユニット２２内のトランスポートに対するデータのインターフェイス速度暗号化およびトランスポートからのデータの復号、（ｃ）暗号およびセキュリティモジュール内での署名の検証またはハッシュの署名と共にデータの付加ハッシング、および（ｄ）暗号およびセキュリティモジュール内のさまざまな機能に対する鍵管理を含むさまざまなタイプの所望の高速処理がこの組合せにより許される。乱数発生器と共に安全な場所のマスクされたルート鍵がオンボード鍵発生に使用される。
【００３０】
図１の実施例はアイテム１２，１８，２０，２６および２８の形の従来のディスクコントローラのコンポーネントを含んでいるが、既存の従来のディスクコントローラ設計を修正して、認証／鍵交換／完全性処理と共に、記憶要素または記録媒体上のユーザデータの暗号処理を付加する付加コンポーネントも含んでいる。
【００３１】
一実施例では、マシン読取可能ではないマスタパスワードをディスクドライブのラベル上にプリントすることができる。このマスタパスワードは認識できるが電子的に読み出すことはできない。マスタパスワードは、記憶装置の製作において、２つの記憶装置がこの鍵値を有する尤度は本質的にゼロとなるのに十分な大きさのランダム鍵値へデフォルトにより設定することができる。たとえば、１６または２０バイト値はこの性質を有する。このマスタパスワードはいかなる手段によっても記憶装置からマシン読取可能ではない。それは記憶装置に取り付けられた印刷物を読み取る、記憶装置により供給される印刷物を読み取る、またはウェブ場所へ行きシリアル番号を使用してマスタパスワードを調べる等の別の手段により記憶装置の持ち主が入手できる。これは記憶装置セキュリティへのネットワークベース攻撃に対して保護し、マスタパスワードは強力であることを保証し、マスタパスワードを設定するのにユーザ介入を必要としない。ユーザは記憶装置を処分したい時しかこのパスワードを必要としない。マスタパスワードはディスクドライブを再利用するために使用することができる。
【００３２】
前記した説明はホスト・インターフェイス・ブロック内で実施されるストリーミング暗号操作を示しているが、本システムはストリーミング暗号操作がシステムのディスクブロック内、またはシステムやドライブ内の別のブロック内で実施されることも考慮している。さらに、システム内に多数のストリーミング暗号ブロックがあることもある。あるいは、定められたシステムブロック内に多数のストリーミング暗号ブロックがあって受信情報が前の暗号操作を実施している場合に再暗号操作をサポートし、その操作は逆にされるまたは確認されることがある。次に、情報に新しい操作が実施されその後情報はシステムの残りに通される。この例は再暗号化であり、データは暗号化されたフォーマットでホストから受信され、復号され、次に、ドライブには秘密の新しい鍵により再暗号化される。
【００３３】
本システムは任意の単一暗号操作に限定されない。それは暗号／復号、ハッシング、その他多くの操作を使用して応用できる。前記した説明はディスクドライブ内のシステム・パーティショニングや機能を制限しない。特定のインプリメンテーションをディスクドライブ上の単一ＩＣ（集積回路）、または多数のＩＣ内に含むことができる。
【００３４】
もう１つの側面において、本発明は仮想スマートカードを使用してストリーミング暗号操作を提供する。前記したシステムを使用して、仮想スマートカードを使用してストリーミング暗号操作のセキュリティおよび完全性、およびドライブ上の休止および移行中情報のセキュリティおよび完全性をサポートするのに必要な認証およびセキュリティ・インフラストラクチュアを提供する機構が利用される。これらの仮想スマートカードは暗号およびセキュリティモジュールと共に働く安全なファームウエア・ルーチンにより助成される。
【００３５】
その開示が本開示の一部としてここに組み入れられている米国特許第７，０３６，０２０号は単なるデータ暗号化ファシリティ以上の何かを必要とするが、ユーザおよび装置認証、鍵管理、および他の信頼されるエンドポイントへの安全なデータ送信用ファシリティも含んでいる記憶装置内のデータを保護する融通性のある方法を示している。本発明はこれらのファシリティを使用して１つ以上の暗号鍵（Ｋ）のライフサイクルを保護し管理する。データ記憶媒体上の隠されたスペースはローレベル・ドライブ・フォーマティングのレベルで隠され、ユーザコマンドをこのスペースに書き込む（または、読み取る）ことができないため全ボリューム暗号化から保護される。これらのスペースはＳｅｃｕｒｉｔｙ  Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ（ＳＰ）と呼ばれる。１つ以上の記憶ボリュームに対する１つ以上の鍵を管理するのに１つのＳＰを利用することができる。鍵を含むＳＰ内のデータは随意異なる鍵を使用して暗号化することができる。
【００３６】
多数のセキュリティ・パーティションを単一記憶装置上に設けることができ、各セキュリティ・パーティションがスマートカードに関連付けられた仮想インターフェイスを使用している。ここで使用されるように、スマートカードはデータを保護できる集積チップセキュリティ装置である。仮想インターフェイスはスマートカード・コマンドおよびデータ構造を使用してスマートカード機能を提供する。このようなコマンドおよびデータ構造は、たとえば、国際標準ＩＳＯ−７８１６に従ったものとすることができる。仮想インターフェイスと従来のスマートカードの機能を組み合わせると仮想スマートカードが得られる。このようにして、仮想スマートカードはセキュリティ・パーティション内のスマートカードのファームウエアおよび記憶装置実施例である。
【００３７】
仮想スマートカードはドライブ内のトランザクションおよびホストインターフェイスとのトランザクションに対する安全なメッセージングおよび通信構造をサポートするのに提供することができる。これらの仮想スマートカードはディスクドライブ上のさまざまな情報へのアクセスに対する完全性、信用、および証明書を確立するのに使用される。より詳細には、仮想スマートカードはストリーミング暗号モジュールをイネーブリングおよびディセーブリングするのに使用することができる完全性、信用、および証明書を確立するのに使用される。仮想スマートカードは、また、セキュリティモジュールにより使用される鍵および他の秘密を提供することもできる。
【００３８】
図２は本発明のもう１つの実施例に従って構成されたデータ記憶装置６２を含むコンピュータシステム６０のブロック図である。データ記憶装置はストリーミング暗号操作を提供し、ハードウェア暗号ユニット６４、仮想スマートカード６６、および記録媒体６８を含んでいる。仮想スマートカードは鍵発生ハードウェア７０、ルート鍵記憶装置７２、および乱数発生器７４を含んでいる。ルート鍵のバーニング（ｂｕｒｎｉｎｇ）およびドングルの接続を可能とするために入力７６および７８が設けられる。ハードウェア暗号ユニット６４はホストコンピュータ８０および記録媒体６８間に接続されて完全ディスク暗号化を行う。ソフトウェア８２が記憶装置内のプロセッサ８４により使用されてデータ操作要求および状態モニタリングを実施する。ソフトウェアは暗号化機能を実施するハードウェアにより使用される鍵および乱数へのアクセスを持たない。
【００３９】
図２のシステムは鍵発生ハードウェア内に単調カウンタを含むことができ、その値はある非揮発性メモリ内に格納される。カウンタはハードウェアによってしか増分されない。パワーアップすると、ハードウェアはランダム場所からのカウンタ値を自動的にロードし、それは暗号化されたカウント値を有する。次に、カウンタは増分されカウント値は異なる鍵により異なる場所へ格納される。この操作はカウンタ値がソフトウェアにより改変されることがないようにハードウェアにより実施される。また、ソフトウェアはカウントが何であるか知る必要すらない。カウンタハードウェアはカウント比較機能を有することができ、それによりソフトウェアはカウントを知らずに比較することができる。さらに、カウントローディング・ハードウェアはマイクロプロセッサ要素にハードウェアレストを表明することによりソフトウェア実行を延期することができる。
【００４０】
完全ディスク暗号化回路は個別チップまたは外部取付モジュール内に常駐することができる。個別の物理的鍵を設けることもできる。完全ディスク暗号化モジュール、物理的鍵、およびドライブが最初に噛合わされると、たとえ鍵を非揮発性メモリ内にバーニングしても３つのコンポーネントは互いに認証することができる。
【００４１】
前記したシステムを使用して、ユーザの情報はディスクドライブ上に安全に隠され、ユーザはドライブ上に潜在している情報の機密性を絶対的に保証しながらドライブを処分または移転させることができる。ユーザデータに加え、セキュリティ機能もドライブ内に含まれるコマンド、ドライブ・ヒストリログ、構成パラメータ、モード設定、その他の情報に適用することができる。
【００４２】
安全なテーブルを使用して暗号化に使用される鍵のコピーを含むことができるセキュリティ・パーティションの全コピーを追跡し続けることができる。リムーバブル・トークン等の秘密鍵を暴露するのに必要な多くのリソースからの基本的秘密を管理する手段をパワーアップ時にローディングするように含むことができる。従来のＡＴＡまたはＳＣＳＩパスワード認証を使用して秘密鍵を暴露するのに必要な基本的秘密を提供することができる。
【００４３】
一実施例では、暗号化機械はドライブエレクトロニクス内にある。暗号化機械は暗号化および復号中に暗号化鍵Ｋへのアクセスを有する必要がある。この時間中に、Ｋの暴露が可能であるが、適切なエレクトロニクス・ブラインド技術より直接電磁的発見の可能性を低減することができる。また、物理的タンパー・エビデント・ラッピング（ｔａｍｐｅｒ  ｅｖｉｄｅｎｔ  ｗｒａｐｐｉｎｇ）またはＫが物理的攻撃を受けていれば容易に判る他の技術により記憶装置を保護することができる。他の時は、Ｋは５つの基本的場所の１つ以上に格納することができる、（ａ）ドライブエレクトロニクス内の非揮発性固体記憶装置ＳＰ内、（ｂ）ディスク媒体上のＳＰ内、（ｃ）ホスト内の安全なコンテナ（ブロッブ）内、（ｄ）ネットワーク上のもう１つのホスト内の安全なコンテナまたはもう１つのＳＰ内、または（ｅ）ドライブエレクトロニクスに直接接続された（たとえば、シリアルポートに取り付けられた）個別の非揮発性記憶装置ＳＰ内。
【００４４】
ドライブエレクトロニクス内の暗号化機械は平文テキストで鍵が知られる唯一の場所となることがある。ドライブエレクトロニクスしか知っていないがドライブからのデータを暗号化または復号できない第２の鍵、ルート鍵、ＲＫを利用してＫを暗号化または復号することができる。ルート鍵は永久ヒュージングにより低廉に作り出すことができるが、他の周知の技術を利用することもできる。Ｋの暗号化バージョンはＫｅである。Ｋｅを得るために使用される暗号化技術は前記した暗号化機械（たとえば、３ＤＥＳまたはＡＥＳ）を利用することができる。
【００４５】
実際のＫが発見される恐れなしにＫｅを格納できることは明らかである。暗号化の所望の目的が全ボリューム暗号化である限り、この比較的単純な方法はあらゆる場合に働く。この方法は複数の鍵を使用してブロック・バイ・ブロックまたはファイル・バイ・ファイル暗号化サービスを提供する場合にも働くことは明らかである。
【００４６】
ボリュームを安全にするために、ＫｅおよびＫをドライブエレクトロニクスから除去する必要がある。Ｋｅは隠れたルート鍵ＲＫを使用してＫから回復されるため、Ｋｅを除去することはＫｅをＫで置き換えるほど単純である。しかしながら、Ｋｅが存在する全ての場所を調べてＫｅはドライブエレクトロニクスに対して拒絶されなければならない。永久ディスク処分の場合、これはＫｅの全コピーを単純に削除して行われる。
【００４７】
一実施例では、Ｋはドライブエレクトロニクス内で乱数として発生されＫｅとしてのみ読み出すことができる。これによりＫが発見される尤度がさらに低減される。
【００４８】
複数のドライブにわたって同じＫを使用したい場合、ユーザはＳＰの機構を使用して鍵管理を実施することができる。一実施例では、ドライブエレクトロニクスがＫｅに対するハードウェア保護されたＲＫおよび引き出されたＫの安全なハンドリングをサポートしない場合、ドライブ上のＳＰはドライブから読み取ることができないＲＫおよびＳＰ上または他の任意の場所に格納されたＫｅにより構成することができる。この場合、物理的攻撃は最も容易であるがタンパー・エビデント・パッケージング（ｔａｍｐｅｒ  ｅｖｉｄｅｎｔ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ）が再びリスクを緩和する。
【００４９】
ＳＰはＫｅの全コピーを追跡し続ける方法を提供する。これは公開鍵暗号法により行うことができる。この場合、ＳＰはＫｅを読み出すまたはＫｅを書き込むことを許された全オーソリティの全ての公開鍵のリストを維持する。各オーソリティはそれが周知の署名および検証を使用してＫｅの読出しまたは書込みを要求しており、Ｋｅは周知の公開鍵暗号化および復号を使用して目標ＳＰへ安全に送られることを暗号学的に証明しなければならない。各ＳＰはＫｅを保持することを許された全ＳＰのテーブル、したがって、Ｋｅの全コピーを突き止める手段を有することができる。より一般的には、この同じテーブルが多くの異なるボリュームに対する異なるＫｅを保持することができ、したがって、全てのＫｅを追跡して排除するかあるいはホストコマンドにより指定される停止状態に保持できることを保証しながら冗長性が許される。
【００５０】
目標ボリューム上のＳＰもこのテーブルを有することができる。この場合、任意他のＳＰ上のＫｅのコピーが後で目標ボリュームＳＰに書き戻されないことを保証するために、このＳＰがこのドライブのＫｅを排除していることをマークすれば十分である。しかしながら、ゴールはＫｅを目標ボリュームＳＰから物理的に排除することであるため、グローバルに一意的な識別子があることがあり、それはＫｅ内のＫにより暗号化できることがある。目標ＳＰ上の有効な識別子のリストを調べてＫが永久に処分されいるか確認し、目標ボリュームＳＰへの無効にされたＫｅの書き込みを拒絶する。また、これはエレクトロニクスの正しい知識および正しい装置によりこの保護をバイパスし前に無効とされているＫｅを再挿入することができる顕著な特徴を提供する。ユーザがこの特徴を所望しなければ、Ｋｅの全コピーが破壊されていることを確かめるステップをとらなければならない。前記したように、ＳＰを利用してこれを行い全てのＫｅがどこにあるかの記録を維持する。
【００５１】
ルート鍵（ＲＫ）はＫをマスキングして随意それをＫにインデクスで関連付ける簡便かつ有効な機構を提供する。しかしながら、それはＳＰがなりすまされないことを保証せず、したがって、それによりＫｅコピーがなりすます人により保持できる手段を提供する。この問題に取り組むために、全てのディスクがボリュームは正当なＳＰを含む事実を証明することができるドライブメーカが署名した証明書付公開／個人鍵チェーン（たとえば、管理ＳＰ上の署名および交換鍵対）を有することができる。これらの鍵が正当なメーカＳＰに関連付けられることが証明されない限り、Ｋｅに対するどのテーブルエントリも公開検証および交換鍵を含まない。ドライブ上のＲＫをさらに利用してこれらの鍵対の個人鍵を暗号化しディスクからのそれらの使用を拒絶する。
【００５２】
【表１】
2008072717.tif 000003
【００５３】
Ｋｅが無効であれば、それもテーブルから消去され、識別子は残る。公開鍵（ＰｕＫｓ）は消去できるが、このような消去はオプショナルである。
【００５４】
テーブルはＫｅのマスタコピーをマークするように拡張することができる。マスターコピーによりドライブファームウエアはコピーからコピーを作れないことを保証することができる。Ｋｅのコピーはマスターからしか作れず、マスターしか削除できない。これは全てのコピーを突き止めかつ全てのテーブルが最新であって同期化されることを保証する手早い手段を提供する。
【００５５】
本発明は暗号化方法を使用して磁気記憶媒体の安全な処分およびディスクの安全な再利用を可能とする。秘密はそれが一度除去されたら読み出すことができない非揮発性ストア内に保持される。この秘密はデータの僅か数バイトとすることができる。秘密は磁気記憶装置に対して読み書きされる実質的に全データに対する対称的暗号化／複号鍵として直接利用される。除去、または変更、この鍵はやはりコントローラインターフェイスと関連付けられた公開鍵暗号方式を利用して保護することができ、秘密暗号化鍵を変えるオーソリティを認識するのに必要な公開鍵は記憶ユニット上にある。対称暗号化アルゴリズムは３ＤＥＳまたはＡＥＳまたは状況および必要な処分安全レベルに適切な他のアルゴリズムとすることができる。
【００５６】
代替実施例は（ａ）パワーアップ時にドライブ上にダイナミックにロードされる遠隔場所へ秘密を移す、（ｂ）基本秘密を遠隔場所へ移し、それは、次に、必要な暗号化鍵を引き出すために媒体上の秘密鍵と暗号学的に組み合わせる、（ｃ）記憶コントローラに取り付けられたリムーバブルトークン内に秘密または基本秘密を有する、または（ｄ）暗号化をホストへ移し随意暗号トークンを使用して秘密を安全にする、ことである。（ｃ）において、異なるものとのトークンの置換により記憶装置を安全に再利用することができる。
【００５７】
限定はしないがＡＴＡまたはＳＣＳＩインターフェイスを含む、工業標準インターフェイスを使用する暗号化記憶装置は一般的にその中の状態変化を実施するプラットホームホスト上の特殊ソフトウェアを必要とする。状態変化のいくつかの変化はこのコンテキストにおいて関心がある。第１に、記憶装置を使用するパスワード・オーソリゼーションに対して、ユーザは装置に対してデータを復号および暗号化する鍵へアクセスするためにパスコードをタイプインしなければならない。第２に、安全な記憶装置処分または再利用のために鍵を置換する時は、装置を前に書き込まれたデータの暴露に懸念することなく使用できる状態のままとするために鍵を変えなければならない。第３に、鍵置換アクションを悪意あるまたは不慮の変更から保護するためにマスターパスワードを挿入することができる。
【００５８】
これら全てのケースにおいて、セキュリティの不必要な副作用はユーザアクションが必要であり、一般的にこれらの機能を実施するための特殊なホストプラットホーム・ソフトウェアを作り出さなければならないことである。本発明の実施例はこれらの状態変化要求条件を実施する下記の機構を内蔵することができる。
【００５９】
パスワード・オーソリゼーションは既存のＡＴＡまたはＳＣＳＩ等のパスワード・オーソリゼーションを使用することができる。しかしながら、リード／ライトをオンオフする替わりに、有効な暗号化／復号鍵を引き出すためにパスワードが装置上の格納された基本的鍵と暗号学的に混合される。暗号化／復号鍵は装置が認証される時に装置上に無い。単一パスワードを使用する既存のソフトウェアが暗号化を制御する。
【００６０】
鍵置換は既にＡＴＡまたはＳＣＳＩ内に内蔵され記憶装置を安全に消去するＳｅｃｕｒｅ  Ｅｒａｓｅコマンドを使用することができる。既存ではない外部ソフトウェアは不要である。それにより、たとえば、現在ほぼ瞬時に遂行できるモダンなディスクドライブ上で１時間以上要する既存のＳｅｃｕｒｅ  Ｅｒａｓｅコマンドを改善する。Ｓｅｃｕｒｅ  Ｅｒａｓｅコマンドが発生すると、パスワード認証のための新しいパスワードが必要となり、記憶装置はパスワード認証に関してその製作状態へ設定し戻される。ユーザが記憶装置をまだパワーダウンしていなければ、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｅｒａｓｅを取り消すこともできる。
【００６１】
本発明は全ディスク暗号化に限定はされない。それは全パーティション暗号化、または多くのディスクドライブにわたることがある全ボリューム暗号化にも応用することができる。さらに、それはディスク記憶ユニットのスピニングに限定されず固体記憶装置またはそのデータを維持するのに定電力を要する非揮発性記憶装置を含む他のタイプの非揮発性記憶装置に応用することができる。
【００６２】
いくつかの例について本発明を説明してきたが、当業者ならば下記の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく記述された例にさまざまな変更を加えられることは明白できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は本発明の実施例に従って構成されたデータ記憶装置を含むコンピュータシステムのブロック図である。
【図２】図２は本発明のもう１つの実施例に従って構成されたデータ記憶装置を含むコンピュータシステムのブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，６０  コンピュータシステム
１２，８０  ホストコンピュータ
１４，６２  データ記憶装置
１６  コントローラ媒体
１８，６８  記録媒体
２０  システムマイクロプロセッサ
２２  ホストユニット
２４  ディスクユニット
２６  バッファメモリ
２８  調停回路
３０  セキュリティモジュール
３２  秘匿ユニット
３４  ハンドリングモジュール
３６  バッファ・アクセスユニット／直接メモリアクセス
３８  マイクロプロセッサ・インターフェイス
４０  非対称暗号化加速モジュール
４２  ルート鍵
４４  鍵ストア
４６，７４  乱数発生器
４８  セルフテスト・ハードウェア
５０  単調カウンタ
５２  コマンドコントローラ
６４  ハードウェア暗号ユニット
６６  スマートカード
７０  鍵発生ハードウェア
７２  ルート鍵記憶装置
７６，７８  入力
８２  ソフトウェア
８４  プロセッサ
【図１】
2008072717.tif 000004
【図２】
2008072717.tif 000005