(57)【要約】【課題】ＣＰＵの能力が限られているＡＶ機器では、装置内に格納されている秘密鍵の盗聴を、簡便な処理で防止することは難しい。【解決手段】復号化部１５０は、暗号鍵テーブル１３０から暗号鍵更新制御部１４０により選択された復号化鍵Ｋｄを使用して、記憶装置１６０からの暗号化秘密鍵Ｋｓ’の復号化を行い、暗号化秘密鍵Ｋｓｏを出力する。暗号化秘密鍵Ｋｓｏは入力選択部１１０を通して暗号化部１２０に入力される。暗号鍵更新制御部１４０は、任意のタイミングで暗号鍵テーブル１３０から次の順番の暗号鍵Ｋｅ１を読み出して更新し、更新した暗号化鍵Ｋｅ１で暗号化部１２０において秘密鍵Ｋｓｏの暗号化を行わせる。これにより得られた暗号化秘密鍵Ｋｓ１は、記憶装置１６０に格納される。また、暗号鍵更新制御部１４０は、復号化鍵Ｋｄも前回使用した復号化鍵Ｋｄ０を今回読出した暗号鍵Ｋｅ１に対応させたＫｄ１に更新する。【選択図】            図１
2004241980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される第１の秘密鍵を暗号化して得た暗号化秘密鍵を格納し、格納した暗号化秘密鍵を復号化して得た第２の秘密鍵を出力する秘密鍵管理装置であって、
前記第１の秘密鍵と前記第２の秘密鍵とが供給され、どちらか一方を入力選択信号に基づき選択する入力選択手段と、
暗号鍵を複数保持する暗号鍵テーブルと、
前記暗号鍵テーブルから選択された暗号鍵を使用して、前記入力選択手段により選択された前記第１の秘密鍵又は前記第２の秘密鍵を暗号化して暗号化秘密鍵を生成する暗号化手段と、
前記暗号化手段により生成された暗号化秘密鍵を格納する格納手段と、
前記暗号鍵テーブルから選択された暗号鍵を使用して、前記格納手段から取り出された前記暗号化秘密鍵を復号化し、前記第２の秘密鍵を生成して外部に出力すると共に、生成した前記第２の秘密鍵を前記入力選択手段に供給する復号化手段と、
前記暗号化手段及び前記復号化手段で使用する暗号鍵を、前記暗号鍵テーブルに保持されている複数の暗号鍵の中から所定のタイミングで順次一つずつ選択して更新し、かつ、前記暗号鍵の更新期間では前記入力選択手段に対して前記復号化手段の出力である前記第２の秘密鍵を選択させ、前記暗号鍵の非更新期間では前記第１の秘密鍵を選択させる前記入力選択信号を発生する暗号鍵更新制御手段と
を有することを特徴とする秘密鍵管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は秘密鍵管理装置に係り、特に暗号コンテンツ転送やデジタル署名など暗号アルゴリズムに用いられる秘密鍵を管理する秘密鍵管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルコンテンツを扱うＡＶ機器（例えば、ＳＴＢ（Ｓｅｔ  Ｔｏｐ  Ｂｏｘ）やＤ−ＶＨＳ規格の記録再生装置など）を相互に接続するためのインタフェースとして「ＩＥＥＥ１３９４ハイ・パフォーマンス・シリアルバス」（以下、ＩＥＥＥ１３９４と略記する）が使用される。ＩＥＥＥ１３９４上でデジタルコンテンツをやり取りする場合、それを保護するため、相互機器の認証及びデジタルコンテンツ暗号に使用されるコンテンツ鍵の機器間での共有が必須である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
ＩＥＥＥ１３９４での認証及び鍵共有には、楕円曲線の性質を利用したＥＣ−ＤＳＡ（Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）とＥＣ−ＤＨ（Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅ  Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ）がそれぞれ用いられる。どちらも公開鍵暗号に属する方法で、公開鍵と秘密鍵が使われる。そしてその秘密鍵は、機器の内部に極秘に格納しないといけないものである。
【０００４】
秘密鍵を秘密に格納する方法として、第一にハードウエア内に格納メモリを有し、外部に一切内部情報が出ないようにすることが考えられる。しかし、通常ＡＶ機器は既存のＣＰＵやメモリを組み合わせで構成されており、全ての機器でこの方法を採用することは難しい。
【０００５】
第二に秘密鍵自体を暗号化して格納する方法が考えられる。しかし、盗聴者が秘密鍵を格納してあるメモリを読出すことのできるＲＯＭライタや、バス上のデータを解析することができるロジックアナライザ等の機器を用いて盗聴された場合、固定した暗号化秘密鍵を使用し続けることは必ずしも安全とはいえない。一方、ＡＶ機器においては通常、中央処理装置（ＣＰＵ）の能力が限られているため、秘密鍵の暗号化及び復号化に過大な能力を必要とする暗号アルゴリズムは採用できない。
【０００６】
また、暗号機能を実装し、携帯性の高い書き込み可能な媒体に暗号鍵を格納する形態の通信装置において、暗号通信用暗号鍵を設定した装置では読み出し可能であるが、暗号鍵格納媒体を盗んだ盗聴者には暗号通信用暗号鍵が読み取れない暗号格納方式も従来知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この特許文献１記載の従来方法では、装置固有の値を暗号鍵として暗号通信用暗号鍵を暗号化した上で暗号鍵格納媒体に格納することにより、暗号鍵を格納した装置上でのみ暗号通信鍵を取出し可能で、かつ、暗号鍵格納媒体が盗まれたとしても盗聴者には暗号鍵が読み取れないようにしたものである。
【０００７】
更に、記憶されている情報から暗証番号、パスワードを類推することが不可能であり、かつ、パスワードを自由に設定することができ、人間が記憶しにくいということがなく、パスワードを知る人のみが秘密鍵を生成することができる秘密鍵管理方法も従来より知られている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、この特許文献２記載の従来の秘密鍵管理方法では、パスワードを入力し、その入力されたパスワードを予め決めた手法で処理して合成位置を求め、秘密鍵中の上記合成位置に上記パスワードを、元に戻すことが可能な方法で合成して記憶情報を作り、その記憶情報を記憶しておくようにしたものである。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｖｏｌｕｍｅ  １（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｖｅｒｓｉｏｎ）Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  １．２  Ｊｕｌｙ  １１，２００１
【特許文献１】
特開２００１−４４９８５号公報（第１−２頁）
【特許文献２】
特開平１０−２２９３９１号公報（第１頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記の特許文献１記載の従来方法は、携帯性の高い記録媒体に暗号鍵を格納する形態の暗号格納方式に関するものであり、本発明が想定するようなＡＶ機器において本体に固定した記録媒体における秘密鍵管理方法には適さない。
【００１０】
また、特許文献２記載の従来方法は、パスワードとの合成で秘密鍵を格納する方法であるが、本発明が想定するようなＡＶ機器では、パスワード入力を使用者に求めることは使い勝手を悪くするという問題がある。以上のように、従来は装置内に格納されている秘密鍵の盗聴を、簡便な処理で防止することは難しい。
【００１１】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、所定のタイミング毎に暗号鍵の更新と格納されている暗号化秘密鍵の復号及び再暗号化することによって秘密鍵の盗聴を簡便な処理で防ぐことができる秘密鍵管理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、外部から供給される第１の秘密鍵を暗号化して得た暗号化秘密鍵を格納し、格納した暗号化秘密鍵を復号化して得た第２の秘密鍵を出力する秘密鍵管理装置であって、第１の秘密鍵と第２の秘密鍵とが供給され、どちらか一方を入力選択信号に基づき選択する入力選択手段と、暗号鍵を複数保持する暗号鍵テーブルと、暗号鍵テーブルから選択された暗号鍵を使用して、入力選択手段により選択された第１の秘密鍵又は第２の秘密鍵を暗号化して暗号化秘密鍵を生成する暗号化手段と、暗号化手段により生成された暗号化秘密鍵を格納する格納手段と、暗号鍵テーブルから選択された暗号鍵を使用して、格納手段から取り出された暗号化秘密鍵を復号化し、第２の秘密鍵を生成して外部に出力すると共に、生成した第２の秘密鍵を入力選択手段に供給する復号化手段と、暗号化手段及び復号化手段で使用する暗号鍵を、暗号鍵テーブルに保持されている複数の暗号鍵の中から所定のタイミングで順次一つずつ選択して更新し、かつ、暗号鍵の更新期間では入力選択手段に対して復号化手段の出力である第２の秘密鍵を選択させ、暗号鍵の非更新期間では第１の秘密鍵を選択させる入力選択信号を発生する暗号鍵更新制御手段とを有する構成としたものである。
【００１３】
本発明では、暗号化手段が外部から入力される新規の第１の秘密鍵を、選択された暗号鍵を使用して暗号鍵記憶装置に記憶するための第１の暗号化秘密鍵を生成し、また、復号化手段が上記の記憶装置から読み出された第２の暗号化秘密鍵を、選択された暗号鍵を使用して第２の秘密鍵に復号化するに際し、暗号化手段及び復号化手段がそれぞれ使用する選択された暗号鍵を、暗号鍵テーブルに保持されている複数の暗号鍵の中から所定のタイミングで順次一つずつ選択して更新することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる秘密鍵管理装置の一実施の形態のブロック図を示す。以下、秘密鍵の暗号化方式として共通鍵暗号方式を使用するものとして説明する。共通鍵暗号方式では、暗号化するときに使用する暗号化鍵と復号化するときに使用する復号化鍵は共通の鍵が使用される。また、暗号化鍵と復号化鍵とを総称して暗号鍵という。
【００１５】
秘密鍵管理装置１００は、入力された秘密鍵を選択する入力選択部１１０と、暗号化鍵Ｋｓに基づいて入力秘密鍵の暗号化を行う暗号化部１２０と、暗号鍵を複数保持する暗号鍵テーブル１３０と、暗号鍵の更新や入力選択信号を発生する暗号鍵制御部１４０と、復号化鍵Ｋｄに基づいて入力暗号化秘密鍵の復号化を行う復号化部１５０とを有し、入力秘密鍵Ｋｓｉを暗号化鍵Ｋｅで暗号化して得た暗号化秘密鍵Ｋｓ’を記憶装置１６０に格納し、また、記憶装置１６０から読み出した暗号化秘密鍵Ｋｓ’を復号化鍵Ｋｄで復号化する。
【００１６】
上記の記憶装置１６０は、この秘密鍵管理装置１００が内蔵されるＡＶ機器内のメモリである。また、上記の暗号鍵テーブル１３０は、複数の暗号鍵が格納されている不揮発メモリである。表１、表２は８個の暗号鍵を持つ暗号鍵テーブル１３０の例を示す。
【００１７】
【表１】
2004241980.tif 000003
【表２】
2004241980.tif 000004
表１のＫｅ０〜Ｋｅ７はそれぞれの暗号鍵を示し、表２の８種類の数値は暗号鍵Ｋｅ０〜Ｋｅ７の具体的数値例を示す。また、暗号鍵更新制御部１４０は、暗号鍵の更新と、暗号化部１２０への入力の切替えを制御する。
【００１８】
次に、本実施の形態の動作を図２〜図５のフローチャートを併せ参照して詳細に説明する。まず、図２のフローチャートに従って初期化が行われ、入力選択部１１０は入力された秘密鍵Ｋｓｉと後述する復号化部１５の出力秘密鍵Ｋｓｏのうち、入力秘密鍵Ｋｓｉを選択するとともに、暗号鍵テーブル１３０の最初の値Ｋｅ０を選択する（図２のステップ２２０）。
【００１９】
次に、図３のフローチャートに従い秘密鍵格納の処理が行われる。入力選択部１１０において初期化により選択された入力秘密鍵Ｋｓｉが、入力選択部１１０の出力秘密鍵として取り出されて暗号化部１２０に入力され（図３のステップ２００）、ここで暗号鍵テーブル１３０から暗号鍵更新制御部１４０により選択された暗号化鍵Ｋｅを使用して暗号化が行われ、暗号化秘密鍵Ｋｓ’が出力される（図３のステップ２０１）。暗号化部１２０から出力された暗号化秘密鍵Ｋｓ’は、記憶装置１６０に格納される（図３のステップ２０２）。
【００２０】
以上の初期化処理及び秘密鍵格納処理は、本実施の形態をＡＶ機器に適用する場合、ＡＶ機器の組立ラインで暗号化秘密鍵Ｋｓ’を記憶装置１６０に書き込む時、又はＡＶ機器のパワーオン時に行われる。
【００２１】
次に、秘密鍵復元処理について図４のフローチャートと共に説明する。まず、暗号化秘密鍵Ｋｓ’を記憶装置１６０から読み出して復号化部１５０に供給する（図４のステップ２１０）。復号化部１５０は、暗号鍵テーブル１３０から暗号鍵更新制御部１４０により選択された復号化鍵Ｋｄを使用して暗号化秘密鍵Ｋｓ’の復号化を行い（図４のステップ２１１）、暗号化秘密鍵Ｋｓｏを出力する（図４のステップ２１２）。この暗号化秘密鍵Ｋｓｏは、秘密鍵管理装置１００から出力されると共に入力選択部１１０に供給される。
【００２２】
上記の秘密鍵復元処理により得られた出力秘密鍵Ｋｓｏは、本実施の形態をＡＶ機器に適用した場合、例えば、ＡＶ機器のオーディオ／ビデオデータをＩＥＥＥ１３９４等のインタフェースに出力あるいは入力する際の、暗号化（出力時）あるいは復号化（入力時）の鍵を生成するときの一つのパラメータとして使用される。例えば、３０秒〜１２０秒毎に秘密鍵を更新するので、その度に上記の秘密鍵復元処理が行われる。
【００２３】
次に、暗号鍵更新の処理について図５のフローチャートと共に説明する。上記の秘密鍵復元処理と同様に、まず、暗号化秘密鍵Ｋｓ’を記憶装置１６０から読み出して復号化部１５０に供給する（図５のステップ２３０）。復号化部１５０は、暗号鍵テーブル１３０から暗号鍵更新制御部１４０により選択された復号化鍵Ｋｄを使用して暗号化秘密鍵Ｋｓ’の復号化を行い、暗号化秘密鍵Ｋｓｏを出力する（図５のステップ２３１）。
【００２４】
この暗号化秘密鍵Ｋｓｏは入力選択部１１０に入力され、暗号鍵更新制御部１４０からの入力選択信号に基づき選択され（図５のステップ２３２）、暗号化部１２０に入力される。また、これと同時に暗号鍵更新制御部１４０は、暗号鍵テーブル１３０から次の順番の暗号鍵Ｋｅ１を読み出し（図５のステップ２３３）、直前に使用した暗号化鍵Ｋｅ０を今回読み出した暗号鍵Ｋｅ１に更新し（図５のステップ２３４）、更新した暗号化鍵Ｋｅ１で暗号化部１２０において秘密鍵Ｋｓｏの暗号化を行わせる（図５のステップ２３５）。
【００２５】
更新した暗号化鍵Ｋｅ１で暗号化部１２０において秘密鍵Ｋｓｏの暗号化を行って得られた暗号化秘密鍵Ｋｓ１（＝Ｋｓ’）は、記憶装置１６０に供給されて格納される（図５のステップ２３６）。また、暗号鍵更新制御部１４０は、更新された暗号化鍵Ｋｅ１と合わせるため復号化鍵Ｋｄも前回使用した復号化鍵Ｋｄ０を今回読出した暗号鍵Ｋｅ１に対応させたＫｄ１に更新する（図５のステップ２３７）。最後に、入力秘密鍵Ｋｓｉの記憶装置１６０への格納が可能になるように、暗号鍵更新制御部１４０は入力選択信号により入力選択部１１０を、入力秘密鍵Ｋｓｉを選択させる。このようにして、暗号鍵の更新処理が終了する。
【００２６】
なお、暗号鍵更新毎に暗号鍵ＫｅはＫｅ０、Ｋｅ１、・・・、Ｋｅ７と順番に切替え、Ｋｅ７の次はＫｅ０に戻る。また、暗号鍵更新が起動されるタイミングは、ある任意の時間間隔毎に設定されるか、あるいは図４の復号化が行われたことを起動原因にしてもよい。
【００２７】
このように、本実施の形態によれば、暗号化鍵Ｋｅと復号化鍵Ｋｄとを更新するようにしているため、従来に比べてＡＶ機器に適用した場合において装置内に格納した秘密鍵の盗聴を困難にできる。また、本実施の形態によれば、ある時間毎に暗号鍵を更新するので、一般的に使用されるＤＥＳなどの暗号に比べて簡単な暗号で済み、ＣＰＵの負担にならず、ＡＶ機器に適用して好適である。
【００２８】
なお、暗号鍵更新制御部１４０は、上記の更新処理期間中に秘密鍵Ｋｓｉが入力選択部１１０に入力された場合は、その入力処理を更新処理の間待たせ、入力選択部１１０に対して復号化部１５０から出力された秘密鍵Ｋｓｏを更新処理期間中は選択させる入力選択信号を発生する。逆に、暗号鍵更新制御部１４０は、秘密鍵Ｋｓｉが入力されて暗号化処理を行って暗号化秘密鍵Ｋｓ’を記憶装置１６０に格納する秘密鍵格納処理期間中は、入力選択部１１０に対して入力秘密鍵Ｋｓｉを選択させ続ける入力選択信号を発生する。
【００２９】
次に、暗号化部１２０の一実施の形態のより具体的な動作を簡易な転字方式を例にして説明する。いま、暗号化部１２０が入力された秘密鍵Ｋｓｉが
Ｋｓｉ＝０１２３４５６７８９ＡＢＣＤＥＦ１６
であるものとする。まず、暗号化部１２０は、図６に１２１で示すように、この入力秘密鍵Ｋｓｉを適当なビット間隔で分割する。ここでは、８ビット単位で分割するものとする。これにより、入力秘密鍵Ｋｓｉは
０１１６、２３１６、４５１６、６７１６、８９１６、ＡＢ１６、ＣＤ１６、ＥＦ１６
とされる。続いて、暗号化部１２０は、１２２で示すように、分割された秘密鍵を暗号化鍵Ｋｅに基づいて並べ替えを行う。
【００３０】
例えば、表２に示した暗号鍵テーブルの最初の数値例
Ｋｅ０＝０２０５０４０７０６０１０００３１６
は、８ビット単位で並べ替えの順番を示す。これにより、Ｋｓｉの最初の０１１６は、Ｋｅ０の最初の８ビットが「０２」であるので２＋１番目に移動され、Ｋｓｉの２番目の２３１６はＫｅ０の２番目の８ビットが「０５」であるので５＋１番目に移動するように並べ替えられる。Ｋｓｉの３番目以下も同様に移動される。その結果、秘密鍵Ｋｓｉの全体は
Ｋｓ’＝ＣＤＡＢ０１ＥＦ４５２３８９６７１６
というように並べ替えられ、これにより暗号化機密鍵Ｋｓ’に暗号化される。
【００３１】
復号化部１５０は、暗号化部１２０とは逆の動作により復号化を行う。すなわち、共通鍵暗号方式では、暗号化鍵Ｋｅと復号化鍵Ｋｄとは同一であるので、復号化部１５０に入力される復号化鍵Ｋｄ０は表２に示した暗号鍵テーブルの最初の数値例
Ｋｄ０＝０２０５０４０７０６０１０００３１６
であり、また、入力された暗号化秘密鍵Ｋｓ’は、上記のように
Ｋｓ’＝ＣＤＡＢ０１ＥＦ４５２３８９６７１６
であるので、復号化部１５０は図７に１５１で示すように、Ｋｄ０の最初の８ビットが「０２」であるので、Ｋｓ’の２＋１番目の８ビット０１１６を１番目に移動し、Ｋｄ０の２番目の８ビットが「０５」であるので、Ｋｓ’の５＋１番目の８ビット２３１６を２番目に移動するように並べ替える。Ｋｓ’の３番目以下も、Ｋｄ０の値に基づき８ビット単位で同様に３番目から８番目まで順に移動される。
【００３２】
このように移動された８ビット単位の値は、図７に１５２で示すように、順番に結合され、その結果、暗号化部１２０に入力された秘密鍵Ｋｓｉと同一の
Ｋｓｏ＝０１２３４５６７８９ＡＢＣＤＥＦ１６
で表される復号化された秘密鍵Ｋｓｏが復号化部１５０から出力される。
【００３３】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、暗号鍵テーブル１３０の暗号鍵の総数、各暗号鍵のビット数は、所望の値に設定される。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、暗号化手段及び復号化手段がそれぞれ使用する選択された暗号鍵を、暗号鍵テーブルに保持されている複数の暗号鍵の中から所定のタイミングで順次一つずつ選択して更新するようにしたため、装置内に暗号化して格納した秘密鍵の盗聴を簡便な処理で防止することができ、また、一般的に使用されるＤＥＳなどの暗号に比べて簡単な暗号で済むため、ＣＰＵの負担を軽減でき、以上より、ＣＰＵの能力が限られているＡＶ機器に適用して特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の秘密鍵管理装置の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態の初期化処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態の秘密鍵格納処理を示すフローチャートである。
【図４】不発明の一実施の形態の暗号鍵復元処理を示すフローチャートである。
【図５】不発明の一実施の形態の暗号鍵更新処理を示すフローチャートである。
【図６】暗号化部の暗号化方法の説明図である。
【図７】復号化部の復号化方法の説明図である。
【符号の説明】
１００  秘密鍵管理装置
１１０  入力選択部
１２０  暗号化部
１２１  分割処理
１２２、１５１  並べ替え処理
１３０  暗号鍵テーブル
１４０  暗号鍵更新制御部
１５０  復号化部
１５２  結合処理
１６０  記憶装置
【図１】
2004241980.tif 000005
【図２】
2004241980.tif 000006
【図３】
2004241980.tif 000007
【図４】
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【図５】
2004241980.tif 000009
【図６】
2004241980.tif 000010
【図７】
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