(57)【要約】【課題】外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を生成する鍵生成装置の提供。【解決手段】鍵情報を記憶する鍵情報記憶部１３−１〜１３−ｎにはそれぞれ異なる鍵が予め記憶される。タイマ１２−１〜１２−ｎは、電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示すｎ個の経時変化部２１と、これら経時変化部２１の経時変化を確認する経時変化確認部２２とを備える。制御部１４は、外部より鍵要求を受けた時、タイマ１２−１〜１２−ｎによって経過時間を得て、得られた経過時間に対応する鍵情報記憶部１３−ｊを指定し、記憶される鍵情報を読み出して、外部へ出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵情報を記憶する鍵記憶手段と、
電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、
前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、
前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とに基づいて、外部へ出力する鍵を得て、この得られた鍵を出力する制御手段とを備えたことを特徴とする鍵生成装置。
【請求項２】
前記鍵記憶手段は、それぞれ異なる鍵を記憶する複数の鍵記憶部からなり、
前記制御部は、前記時間取得手段で求められた経過時間に応じて、前記複数の鍵記憶部のうちの一つを指定して、鍵を読み出し、外部へ出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の鍵生成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とを、予め定められた関数で演算する演算手段と、
前記演算手段で演算された演算結果を鍵として外部へ出力する鍵出力手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の鍵生成装置。
【請求項４】
前記時間取得手段は、
前記各経時変化手段に対応し、対応する経時変化手段の経時変化を測定する複数の測定手段と、
前記各経時変化手段に対応し、対応する経時変化手段の経時変化に従って予め設定した閾値と、前記各経時変化手段に対応した前記測定手段で測定された結果とを比較し、比較結果を出力する複数の比較手段とを備えるようにした請求項１乃至請求項３記載の何れかに記載の鍵生成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、外部からの鍵要求信号を受けた時に、前記時間取得手段を動作させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の鍵生成装置。
【請求項６】
それぞれ異なる鍵を記憶する複数の鍵記憶手段と、
電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、
前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、
前記時間取得手段で求められた経過時間に応じて、前記複数の鍵記憶手段のうちの一つを指定して、鍵を読み出し、外部へ出力する制御手段とを備えたことを特徴とする鍵生成装置。
【請求項７】
電力を受けることなく経時変化する第１経時変化部と、
該第１経時変化部の経時変化を測定し、予め定めた第１の期間が経過したか否かを示す信号を出力する第１期間測定部とを有する第１タイマ手段と、
電力を受けることなく、前記第１経時変化部とは異なった経時変化する第２経時変化部と、
該第２経時変化部の経時変化を測定し、前記第１の期間とは異なる予め定めた第２の期間が経過したか否かを示す信号を出力する第２期間測定部とを有する第２タイマ手段と、
鍵を記憶する鍵記憶手段と、
前記第１タイマ手段からの出力信号と前記第２タイマ手段からの出力信号とに基づいて、選択的に前記鍵記憶手段に記憶される鍵を読み出して外部へ出力する制御手段とを備えたことを特徴する鍵生成装置。
【請求項８】
電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化部と、予め鍵情報を記憶する記憶部とを備えた鍵生成装置の鍵生成方法であって、
鍵生成装置は、
前記経時変化部のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求め、前記記憶部に記憶される鍵情報と該求められた経過時間とに基づいて、外部へ出力するための鍵を得て、この得られた鍵を出力するようにしたことを特徴とする鍵生成方法。
【請求項９】
暗号化されたディジタルコンテンツを入力し、記憶する記憶手段と、
鍵情報を記憶する鍵記憶手段と、
電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、
前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、
前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とに基づいて、外部へ出力する鍵を得て、この得られた鍵を出力する制御手段と、前記制御手段で出力された鍵を用いて、前記記憶手段へ記憶されるディジタルコンテンツを復号する復号手段と、
前記復号手段で復号されたディジタルコンテンツを格納する格納手段とを備え、
前記鍵記憶手段、前記経時変化手段、前記時間取得手段、前記制御手段、前記復号手段、および、前記格納手段は、耐タンパ化されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
撮像動作によりディジタル映像データを得て、該ディジタル映像データを出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された該ディジタル映像データを受信すると、鍵要求信号を出力して鍵を得て、この得られた鍵に基づいて、該ディジタル映像データへディジタル署名を生成し、該ディジタル撮像データへ付加して出力する署名手段と、
鍵情報を記憶する鍵記憶手段と、
電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、
前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、
前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とに基づいて、外部へ出力する鍵を得て、この得られた鍵を前記署名手段へ出力する制御手段と、
前記署名手段で生成された該ディジタル署名を付加した該ディジタル撮像データを記憶する記憶手段とを備え、
前記署名手段、前記鍵記憶手段、前記経時変化手段、前記時間取得手段、および、前記制御手段は、耐タンパ化されていることを特徴とするディジタルカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗号化や署名生成などの処理に用いるための鍵の生成に関し、特に、時間に依存した鍵を生成する鍵生成装置、鍵生成方法、この鍵生成装置を利用した電子機器、および、この鍵生成装置を利用したディジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音楽データ、映画データ、ソフトウェアなどのディジタルコンテンツの著作権等に絡むライセンスを管理する技術が注目されている。このようなディジタルコンテンツのライセンスを管理するシステムの一例として、米国Ｓａｓｓａｆｒａｓ社のＫｅｙＳｅｒｖｅｒ（商標）と呼ばれるシステムがあるが、オンライン処理を必要とするため、常時オンライン処理することが難しいモバイル機器などでディジタルコンテンツを利用するには不適である。これを解決する技術として、例えば、ソフトウェアの使用権利を証明するライセンスチケットと呼ばれる情報を用いて、ユーザの使用権利を検証することにより、オンライン処理を省こうとしたものがある（例えば、特許文献１参照）。ユーザの使用権利を利用機関に依存しようとした場合には、時間に基づく鍵生成装置を利用してライセンスチケットを生成することが必要であった。
【０００３】
また、近年、ディジタルカメラ等により撮影された写真などのディジタル映像の撮影時刻の証明する技術も注目されている。このようなディジタル映像の撮影時刻の証明を行なう一例として、撮影時刻に基づく鍵生成装置から得られる鍵を用いてディジタル署名を利用するものがあった（例えば、特許文献２参照）。このディジタル署名の鍵生成装置においても、撮影時の撮影時刻を何らかの手段により取得する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２４９１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２１５０２９公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
鍵生成装置における時間の取得は、現状では外部から取得する方法と鍵生成装置の内部の時計装置から取得する方法とが考えられる。
【０００６】
鍵生成装置の外部から時間を取得する方法として、信頼性ある時間を得られるサーバ装置を参照する場合と、鍵生成装置が実装されるモバイル機器の内部のシステム時計を使用する場合とがあるが、前者はオンライン処理が必要であり、後者はシステム時計が簡単に変更される可能性があり信頼性に欠ける。
【０００７】
また、鍵生成装置内に、時計装置を別途追加する場合、従来の時計機能デバイスには電源（バッテリ）が必要であるため、デバイス全体が大型化してしまう。
【０００８】
鍵生成装置は、ユーザが改ざん不可能なものに、つまり耐タンパ化する必要があるので、バッテリ付きの時計装置を含めて耐タンパ化することは、大型化となったり、可能であってもその製造コストが非常に大きくなって、実用上困難であった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を生成する鍵生成装置、鍵生成方法、この鍵生成装置を利用した電子機器、および、この鍵生成装置を利用したディジタルカメラを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の鍵生成装置は、鍵情報を記憶する鍵記憶手段と、電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とに基づいて、外部へ出力する鍵を得て、この得られた鍵を出力する制御手段とを備えた。
【００１１】
なお、前記鍵記憶手段は、それぞれ異なる鍵を記憶する複数の鍵記憶部からなり、前記制御部は、前記時間取得手段で求められた経過時間に応じて、前記複数の鍵記憶部のうちの一つを指定して、鍵を読み出し、外部へ出力するようにするとより好ましい。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とを、予め定められた関数で演算する演算手段と、前記演算手段で演算された演算結果を鍵として外部へ出力する鍵出力手段とを備えるようにすれば、なお良い。
【００１３】
また、前記時間取得手段は、前記各経時変化手段に対応し、対応する経時変化手段の経時変化を測定する複数の測定手段と、前記各経時変化手段に対応し、対応する経時変化手段の経時変化に従って予め設定した閾値と、前記各経時変化手段に対応した前記測定手段で測定された結果とを比較し、比較結果を出力する複数の比較手段と、を備えるようにすれば、なお良い。
【００１４】
また、本発明の鍵生成装置は、それぞれ異なる鍵を記憶する複数の鍵記憶手段と、電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、前記時間取得手段で求められた経過時間に応じて、前記複数の鍵記憶手段のうちの一つを指定して、鍵を読み出し、外部へ出力する制御手段とを備えるようにした。
【００１５】
また、本発明の鍵生成装置は、電力を受けることなく経時変化する第１経時変化部と、該第１経時変化部の経時変化を測定し、予め定めた第１の期間が経過したか否かを示す信号を出力する第１期間測定部とを有する第１タイマ手段と、電力を受けることなく、前記第１経時変化部とは異なった経時変化する第２経時変化部と、該第２経時変化部の経時変化を測定し、前記第１の期間とは異なる予め定めた第２の期間が経過したか否かを示す信号を出力する第２期間測定部とを有する第２タイマ手段と、鍵を記憶する鍵記憶手段と、前記第１タイマ手段からの出力信号と前記第２タイマ手段からの出力信号とに基づいて、選択的に前記鍵記憶手段に記憶される鍵を読み出して外部へ出力する制御手段とを備えるようにした。
【００１６】
以上のような本発明の鍵生成装置は、外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を生成することができるようになった。
【００１７】
また、本発明の電子機器は、暗号化されたディジタルコンテンツを入力し、記憶する記憶手段と、鍵情報を記憶する鍵記憶手段と、電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とに基づいて、外部へ出力する鍵を得て、この得られた鍵を出力する制御手段と、前記制御手段で出力された鍵を用いて、前記記憶手段へ記憶されるディジタルコンテンツを復号する復号手段と、前記復号手段で復号されたディジタルコンテンツを格納する格納手段とを備え、前記鍵記憶手段、前記経時変化手段、前記時間取得手段、前記制御手段、前記復号手段、および、前記格納手段は、耐タンパ化されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のディジタルカメラ装置は、撮像動作によりディジタル映像データを得て、該ディジタル映像データを出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力された該ディジタル映像データを受信すると、鍵要求信号を出力して鍵を得て、この得られた鍵に基づいて、該ディジタル映像データへディジタル署名を生成し、該ディジタル撮像データへ付加して出力する署名手段と、鍵情報を記憶する鍵記憶手段と、電力を受けることなく経時変化するものであって、それぞれ異なる経時変化を示す複数の経時変化手段と、前記経時変化手段のそれぞれの経時変化を測定し、該測定時の経過時間を求める時間取得手段と、前記鍵記憶手段に記憶する鍵情報と前記時間取得手段で求められた経過時間とに基づいて、外部へ出力する鍵を得て、この得られた鍵を前記署名手段へ出力する制御手段と、前記署名手段で生成された該ディジタル署名を付加した該ディジタル撮像データを記憶する記憶手段とを備え、前記署名手段、前記鍵記憶手段、前記経時変化手段、前記時間取得手段、および、前記制御手段は、耐タンパ化されていることを特徴とする。
【００１９】
以上のような本発明は、外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を得て、安全にライセンス管理ができ、また、信頼性有る時間証明をおこなうことができるようになった。
【００２０】
なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、第１の実施の形態の鍵生成装置１の機能ブロックを示す図である。
【００２３】
入出力部１１は、外部との入出力インタフェースであり、外部からの鍵要求信号を制御部１４へ通知し、また、この鍵要求信号に応じて制御部１４からの生成された鍵を外部へ出力するものである。なお、鍵生成装置１内の各部は、特に図示しないが、入出力部１１と電源ラインを介して接続され、動作時に外部より得られる電力が供給される。
【００２４】
タイマ１２−１〜１２−ｎ（ｎは正整数）は、常時電力供給を受けることなく時間経過に応じて状態変化し、電力供給を受けることにより、この状態変化の結果を制御部１４にて測定し、所定期間経過したか否かを示す経過有無信号を出力するものである。以下、この状態変化を経時変化と呼ぶ。タイマ１２−１〜１２−ｎは、ここではｎ個備えており、それぞれ判別可能な所定期間が異なっている。なお、タイマ１２−１〜１２−ｎの詳細については後述する。
【００２５】
鍵記憶部１３−１〜１３−ｎは、それぞれ異なる鍵ｋ０〜ｋｎを記憶している。なお、ここで言う鍵とは、情報処理技術における暗号化や認証などで用いる鍵のことを言う。また、鍵記憶部１３−１〜１３−ｎに記憶される鍵の長さは、それら鍵が利用される用途に応じて決定されればよい。また、ここでは、タイマの個数および鍵記憶部の個数とを同一個数（ｎ個）として説明するが、個数は異なっていても良い。
【００２６】
制御部１４は、ｎ個のタイマ１２−１〜１２−ｎへ経時変化の測定を指示するイネーブル信号を出力して経過有無信号を得たり、ｎ個の鍵記憶部１３−１〜１３−ｎの一つを指定して鍵を読み出したりするものである。
【００２７】
以上のような構成の鍵生成装置１は、解析、改ざんすることが非常に困難となるよう耐タンパ化してあることが望ましい。耐タンパ化の一例としては、このような鍵生成装置１を不活性ガスを封入した気密なパッケージ内に配置し、パッケージを開けると、不活性ガスが飛散して、内部が酸化して記憶内容が消失するか、又は記憶内容の読み出しが不可能となるように実装する方法が知られており、このような方法を用いても良い。
【００２８】
次に、タイマ１２−１〜１２−ｎについてより詳細に説明する。なお、以下、タイマ１２−１〜１２−ｎの全てのタイマに共通した説明を行なう場合には、単にタイマ１２と記載する。
【００２９】
図２は、タイマ１２の基本構成を示したものである。タイマ１２は、経時変化部２１と経時変化確認部２２とを備える。ここで、経時変化部２１は、常時電力供給することなく時間とともに状態が変化するものであり、この変化された状態を時間の測定に利用可能なものである。経時変化確認部２２は、制御部１４からイネーブル信号を受けると、経時変化部２１の状態を測定し、所定期間経過したか否かを示す経過有無信号を制御部１４へ出力するものである。
【００３０】
図３は、経時変化部２１を実現する第一の具体例の経時変化部２１１である。
【００３１】
この第一の具体例の経時変化部２１１は、ソース領域５１と、ドレイン領域５２と、ソース領域５１およびドレイン領域５２との間にチャネル領域５３とからなる第１層と、第１層の上部に積層されるトンネル絶縁膜５４からなる第２層と、第２層の上部に積層されるフローティングゲート５５からなる第３層と、第３層の上部に積層される絶縁膜５６で形成される第４層と、第４層の上部に積層される制御ゲート５７からなる第５層とを備えて形成される。また、ソース領域５１、及び、ドレイン領域５２には、それぞれソース電極５８とドレイン電極５９とが設けられている。
【００３２】
図４は、図３の経時変化部２１１が時間経過に伴った状態変化を示した図である。なお、図上、グレーの丸は電子を示しており、白の丸は正孔を示している
（ａ）は、初期状態を示す図である。経時変化部２１１は、前処理として、制御ゲート５７からチャネル領域５３の基板介面とフローティングゲート５５の間に高電界を印加し、ＦＮトンネリングによって電子をチャネルからフローティングゲート５５に注入しておく。このとき、チャネル領域５３の基板介面は、反転して正孔が集中し、ソース領域５１とドレイン領域５２との間のチャネル領域５３の基板界面にチャネルが開く。
【００３３】
この（ａ）の状態から、時間経過と共に、フローティングゲート５５の電子が基板界面に直接トンネルし、徐々にチャネル領域５３の基板界面の電界が減少する。（ｂ）は、（ａ）の状態からある時間だけ経過した後の時刻Ｔ１の状態を示しており、（ｃ）は、（ｂ）の状態から更にある時間だけ経過した後の時刻Ｔ２の状態を示しており、（ｄ）は、（ｃ）の状態から更にある時間だけ経過した後の時刻Ｔ３の状態を示している。なお、点線は、電子がその時刻までに直接トンネルにより移動したことを模式的に示している。時刻Ｔ３の（ｄ）の状態では、フローティングゲート５５に注入されていた電子がほとんど抜け、チャネル領域５３の基板界面にチャネルが形成されなくなり、その結果、出力信号が流れなくなる。
【００３４】
図５は、このような経時変化部２１１の定電圧印加時の時間と電流値との関係を示した図である。時刻Ｔａ（＝０）からＴｂの間に直接トンネリングが生じ、最後にはチャネルが消失してノイズレベルまで電流値が低下する。経時変化部２１１は、時刻Ｔａ（＝０）からＴｂ（＝ノイズレベル到達時間）の間の、この経時変化の状態に対応した電流が流れるから、経時変化確認部２２は、この電流の値に基づいて所定期間経過したか否か判断できる。なお、図５上のＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、図４の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の状態を示している。経時変化部２１１の時間と電流値との関係の傾きが異なるものを用意すれば、それぞれが異なる期間を示すこととなる。なお、異なる形状とするためには、初期状態の保有する電荷量が異なるものや直接トンネルの時間あたりの量の異なるものを使用すればよい。
【００３５】
図６は、図２の経時変化部２１を実現する第二の具体例の経時変化部２１２である。この第二の具体例の経時変化部２１２は、ソース領域６１と、ドレイン領域６２と、ソース領域６１およびドレイン領域６２との間にチャネル領域６３とからなる第１層と、第１層の上部に積層されるトンネル絶縁膜６４からなる第２層と、第２層の上部に積層されるゲート６５からなる第３層と、第３層の上部にリーク電流を制御するためのＰＮ接合６６とを備えて形成される。また、ソース領域６１、及び、ドレイン領域６２には、それぞれソース電極６８とドレイン電極６９とが設けられている。
【００３６】
経時変化部２１２の時間経過に伴った状態変化についての説明は、第一の具体例の経時変化部２１１の説明での直接トンネリングを、ＰＮ接合のリーク電流に置き換えれば第一の具体例と同様なので省略する。
【００３７】
図７は、図２の経時変化部２１を実現する第三の具体例の経時変化部２１３である。この第三の具体例の経時変化部２１３は、ソース領域７１と、ドレイン領域７２と、ソース領域７１およびドレイン領域７２との間にチャネル領域７３とからなる第１層と、第１層の上部に積層されるトンネル絶縁膜７４からなる第２層と、第２層の上部に積層されるゲート７５からなる第３層と、第３層の上部にリーク電流を制御するためのショットキー接合７６とを備えて形成される。また、ソース領域７１、及び、ドレイン領域７２には、それぞれソース電極７８とドレイン電極７９とが設けられている。
【００３８】
経時変化部２１３の時間経過に伴った状態変化についての説明は、第一の具体例の経時変化部２１１の説明での直接トンネリングを、ＰＮ接合のリーク電流に置き換えれば第一の具体例と同様なので省略する。
【００３９】
以上詳細に説明した経時変化部２１（２１１／２１２／２１３）は、経時変化確認部２２と接続される。
【００４０】
次に、経時変化確認部２２の回路構成例を図８に示し説明する。
【００４１】
経時変化確認部２２は、経時変化部２１の両端に、定電圧をかけることが可能なようになっている。電源端８１側には、スイッチ素子８３を介して経時変化部２１のソース電極５８／６８／７８が接続され、ＧＮＤ端８２側とは電流計８４を介し、経時変化部２１のドレイン電極５９／６９／７９が接続される。
【００４２】
スイッチ素子８３は、制御部１４からのイネーブル信号線と接続され、イネーブル信号を受けるとスイッチ阻止８３がＯＮされ導通する。また、電流計８４は、経時変化部２１へ定電圧を掛けた際の電流値を測定するものであり、測定された電流値は、比較回路８５へ入力される。一方、比較回路８５の他の入力には、予め定めた閾値が入力される。なお、この閾値は、上記図５で説明したＴｂ時の電流値とする。比較回路８５は、電流値と閾値を比較し、電流値が大きい時は経過有無信号がＬｏｗとなり、電流値が小さい時は経過有無信号がＨｉｇｈとなる。比較回路８５の経過有無信号は制御部１４へ供給される。
【００４３】
このような経時変化確認部２２の回路構成において、経時変化部２１の状態を確認する際には、制御部１４からのイネーブル信号によりスイッチ素子８３をＯＮし、電源端８１−ＧＮＤ端８２間に予め定めた電圧を印加し、経時変化部２１を介して流れる電流を電流計８４で測定し、測定された電流値が予め定めた閾値を越えているか否かを示す経過有無信号を出力することによって、経時変化部２１の経時変化による所定期間経過したか否かが分かるようになる。
【００４４】
図２に示したタイマ１２の基本構成は、図９のような変形例で実現しても良い。この変形構成例は、同じ特性（同じ所定期間を測定可能な）を持つ経時変化部２１をｍ個（ｍは正整数）備えて、平均化することにより、より精度を高めたタイマ１２を提供するものであり、経時変化確認部２３が上記の経時変化確認部２２と若干構成を異にしている。
【００４５】
この変形例における経時変化確認部２３の一回路例を図１０に示す。  この例は、各経時変化部２１−１〜２１−ｍの各電流値を測定する電流計８４−１〜８４−ｍからの各電流値を平均化回路８６へ入力し、平均化した電流値を、比較回路８５で閾値と比較し、比較結果を出力するように構成したものである。このように構成することにより、経時変化部２１−１〜２１−ｍの各経時変化に多少のばらつきがあっても、平均化することにより、より精度の高い一つのタイマ１２として提供できる。
【００４６】
以上説明したタイマ１２をこの鍵生成装置１に実装するにあたり、例えば図１１のような各期間を設定したい場合に、それらに合う特性を持った各タイマ１２−１〜ｎを配置するようにすれば良い。なお、このような表で示される期間と鍵の関係を示す情報を以下では、鍵系列と呼ぶこととする。
【００４７】
以上が鍵生成装置１の構成に関する説明である。なお、先にも述べたように、経時変化部２１は初期設定としてプリチャージが必要であり、ここでは、鍵生成装置１の製造時にプリチャージを行なうこととするが、これに限るものではなく、例えばプリチャージ用の認証機能を持たせて、認証が成功したときにプリチャージするようにしても良い。
【００４８】
次に、このような鍵生成装置１の動作について図１２のフローを用いて説明する。
【００４９】
入出力部１１は、外部から鍵要求信号を入力すると、制御部１４へ通知する（Ｓ１１）。
【００５０】
制御部１４は、該通知により、経過時間の確認を行うために、各タイマ１２−１〜１２−ｎへイネーブル信号を出力し、各タイマ１２−１〜１２−ｎからの経過有無信号受け、これら経過有無信号に基づいて、どの経過時間に属するか確認する（Ｓ１２）。
【００５１】
経過時間の確認の結果、現在の属する経過時間に対応した１つの鍵記憶部１３−ｊ（１≦ｊ≦ｎ）を選択する（Ｓ１３）。
【００５２】
制御部１４は、例えば図１３に示す、経過時間と選択される鍵記憶部１３−１〜１３−ｎとの対応関係を示すテーブルを備えている。このテーブルにおいて、例えば経過時間ＴがＴ０以上Ｔ１未満であるとき、鍵記憶部１３−ｊが選択されることを示し、また、経過時間ＴがＴ３以上Ｔ４未満であるとき、何も選択しない（無）ことを示している。
【００５３】
制御部１４は、この選択した鍵記憶部１３−ｊへ、読み出し要求を行ない、鍵を読み出す。（Ｓ１４）
制御部１４は、読み出した鍵を入出力部１１を介し、外部へ出力する（Ｓ１５）。
鍵生成装置１は、以上のような動作により、外部からの鍵要求信号に対して時間に依存した鍵を生成する。
【００５４】
以上、詳細に説明した鍵生成装置１は、タイマ１２−１〜１２−ｎからわかる期間経過に応じて、生成する鍵を異なって出力することが可能になる。
【００５５】
次に、第２の実施の形態の鍵生成装置６について説明する。第２の実施の形態は、それぞれ独立して鍵を格納していた第１の実施の形態の鍵記憶部１３−１〜１３−ｎに代え、一つのマスタ鍵情報をマスタ鍵記憶部１５へ記憶しておき、これを時間に依存した演算によって異なる鍵を生成するものである。図１４は、第２実施の形態の鍵生成装置６の機能ブロック構成を示す図である。
【００５６】
入出力部１１は、外部との入出力インタフェースであり、外部からの鍵要求信号を制御部１７へ通知し、また、この鍵要求信号に応じて制御部１７からの生成された鍵を外部へ出力するものである。なお、鍵生成装置６内の各部は、特に図示しないが、入出力部１１と電源ラインを介して接続され、動作時に外部より得られる電力が供給される。
【００５７】
タイマ１２−１〜１２−ｎ（ｎは正整数）は、常時電力供給を受けることなく時間経過に応じて状態変化し、電力供給を受けることにより、この状態変化の結果を制御部１７にて測定し、所定期間経過したか否かを示す経過有無信号を出力するものである。タイマ１２−１〜１２−ｎは、ここではｎ個備えており、それぞれ判別可能な所定期間が異なっている。
【００５８】
マスタ鍵記憶部１５は、マスタ鍵情報Ｋｍを記憶するものである。
【００５９】
演算部１６は制御部１７から時間測定値Ｔｉを与えられた時、マスタ鍵記憶部１５からマスタ鍵情報Ｋｍを読み出し、秘密の鍵付きハッシュ関数ｈでこのマスタ鍵情報Ｋｍを鍵として時間測定値Ｔｉをハッシュ処理する演算を行ない、この演算結果ｈ（Ｋｍ、Ｔｉ）を鍵とするものである。なお、上記演算部１６における演算に鍵付きハッシュ関数ｈを用いたが、これは一例であり、出力される鍵が時間測定値Ｔｉとマスタ鍵情報Ｋｍに依存するような関数であれば何でも良い。
【００６０】
制御部１７は、ｎ個のタイマ１２−１〜１２−ｎの経時変化の結果に基づいて時間を得たり、得た時間を演算部１６に与えて鍵を得たりするものである。
【００６１】
以上のような構成の鍵生成装置６も、第１の実施形態と同様、耐タンパ化してあることが望ましい。
【００６２】
次に鍵生成装置６の鍵生成の動作に係るフローについて図１５を用いて説明する。
【００６３】
入出力部１１は、外部から鍵要求信号を入力すると、制御部１７へ通知する（Ｓ２１）。
【００６４】
制御部１７は、該通知により、経過時間の確認を行うために、各タイマ１２−１〜１２−ｎへイネーブル信号を出力し、各タイマ１２−１〜１２−ｎからの経過有無信号受け、これら経過有無信号に基づいて、どの経過時間に属するか確認する（Ｓ２２）。
【００６５】
制御部１７は、演算部１６へ得られた時間測定値Ｔｉを供給する（Ｓ２３）。
【００６６】
次に、演算部１６は、供給された時間測定値Ｔｉ及びマスタ鍵記憶部１５から読み出したマスタ鍵情報Ｋｍを鍵として、鍵付きハッシュ関数ｈでハッシュ処理する演算を行なって鍵を得る（Ｓ２４）。この得られた鍵は、制御部１７へ通知し、制御部１７は、これを入出力部１１を介して外部へ出力する（Ｓ２５）。なお、ここで外部へ出力される鍵は、制御部１７を介して出力するようにしたが、制御部１７を介することなく、演算部１６から入出力部１１へ直接供給するようにしても良い。
【００６７】
以上説明してきた二つの実施の形態では、説明を簡単にするために、その時点において使用される鍵のみが出力されると想定して記述したが、これに限定されるものではなく、例えば、ある時間後に鍵が変更される旨を表す鍵変更予告信号や直前に使用されていた鍵と今回出力された鍵が異なっている旨を表す鍵変更通知信号なども併せて出力するようにしても良い。
【００６８】
また、上述の二つの実施の形態では、出力として与えられる鍵を予め複数記憶しておく場合と一つのデータをマスタ鍵情報として記憶しておく場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、予め記憶しておく鍵数（複数／単数／無し）、マスタ鍵情報となるデータ数（複数／単数／無し）を利用して実現する処理（選択／計算）について様々に組み合わて実施可能である。
【００６９】
以下では、上記で説明した鍵生成装置１／６を利用した２つの応用例について、簡単に説明する。
（応用例１）
まず、動画、音楽、アプリケーションソフトなどのディジタルコンテンツを所定期間のみライセンスする場合の応用例１について図１６を用いて説明する。応用例１は、コンテンツ供給者のサーバ装置１００とコンテンツ利用者の電子機器２００とからなる。
【００７０】
サーバ装置１００は、コンテンツを格納するコンテンツ格納部１０１と、契約者の鍵系列を秘密に管理、記憶しておく鍵系列記憶部１０２と、コンテンツ配信する際に暗号化部１０３とを備える。鍵系列とは、ここでは、契約者の電子機器２００内の鍵生成装置１／６で時間に応じて逐次生成される各鍵そのものの一覧（共通鍵方式の場合）、または、鍵生成装置１／６で時間に応じて逐次生成される各（暗号化）鍵にそれぞれ対応する各（復号）鍵の一覧（公開鍵方式の場合）、または、これらの一覧が得られるための情報（例えば法則や関数等）のことを言う。
【００７１】
コンテンツ供給者は、あらかじめコンテンツ利用者の電子機器２００内に備えている鍵生成装置１／６の鍵系列を知っており、これをサーバ装置１００の鍵系列記憶部１０２に各電子機器２００に固有の識別子と対応付けて記憶している。このような一例として、コンテンツ利用者はコンテンツ供給者からコンテンツ供給を受ける旨の主ライセンス契約を予め交わしておき、コンテンツ利用者が所望のコンテンツを利用したい場合にそのコンテンツに対するライセンスを追加で受けるような、例えば有料放送システムや有料のソフトウェア配布システム（ＡＳＰ）などの形態が想定できる。この主ライセンス契約の際に、コンテンツ供給者は、コンテンツ利用者の電子機器２００内に備える電子機器２００に固有の識別子と、鍵生成装置１／６の鍵系列とを教えてもらい、これらを対応付けて、サーバ装置１００内の鍵系列記憶部１０２に記憶し、秘密に管理するようにすればよい。
【００７２】
電子機器２００は、暗号化コンテンツ記憶部２０１と、鍵生成装置１／６と、暗号化部１０３に対応した復号を行う復号部２０２と、復号したコンテンツを記憶するコンテンツ記憶部２０３とを備える。
【００７３】
上述のコンテンツのライセンス管理を実現可能とするためには、鍵生成装置１／６内のタイマ１２から得られる時間情報の改ざんを防ぐこと、コンテンツ利用者に対して鍵生成装置１／６において出力される鍵を知られないこと、及び有効期間内に復号したコンテンツをコンテンツ利用者がコピー可能な領域に保管しないことが必要である。
【００７４】
このことを達成するには、図１６において点線で囲んだ、鍵生成装置１／６、復号部２０２、およびコンテンツ記憶部２０３とを耐タンパ化することが望ましい。鍵生成装置１／６内のタイマ１２は、従来の時計装置と異なり、小型化、集積化が容易であるため、鍵生成装置１／６は、コンテンツ利用に関する処理実行機能（ここでは特に図示しない）と併せた集積化が、容易にかつ安価に実現できる。
【００７５】
また、電子機器２００における暗号化コンテンツの処理方法に関しては、例えば、特開２００１−３１８７８７に示されている方法を用いれば良い。なお、この例では、コンテンツがソフトウェアの場合における安全な実行方法について言及しているが、コンテンツが音楽、映画データなどの場合においても同様である。
【００７６】
次に、このようなライセンス管理システムの動作を説明する。
【００７７】
コンテンツ利用者は、所望のコンテンツの利用依頼を行なう時、電子機器２００の識別子と、所望のコンテンツを指定する情報と、いつ（例えば、すぐに／３日後から／今から１週間、等）利用したいかの利用期間に関する情報とをコンテンツ供給者へ通知する。
【００７８】
コンテンツ供給者のサーバ装置１００は、受け取った電子機器２００の識別子に基づいて、鍵系列記憶部１０２を検索し、その鍵系列を得て、利用期間に関する情報に基づいて鍵を特定し、その鍵で所望のコンテンツの一部または全てを暗号化する。なお、全ての鍵のそれぞれで予めコンテンツを暗号化して記憶しておき、利用期間に関する情報に基づいてそれらの暗号化コンテンツの中から特定するようにしてもよいことは勿論である。ここで用いられる暗号化アルゴリズムは、安全なものであり、且つ電子機器で復号できるものであれば何れであっても良い。
【００７９】
暗号化されたコンテンツは、何らかの方法でコンテンツ利用者へ提供され、利用者の電子機器２００の暗号化コンテンツ記憶部２０１に、暗号化されたコンテンツが記憶される。
【００８０】
電子機器２００において、暗号化されたコンテンツを復号するときは、鍵生成装置１／６へ鍵要求信号を与えて鍵を得て、復号部２０２にてその鍵で暗号化コンテンツを復号し、コンテンツを得る。
【００８１】
復号したコンテンツは、コンテンツ記憶部２０３に記憶する。このとき、正しい鍵で復号すれば、コンテンツ記憶部２０３内で記憶されるコンテンツは利用可能であるが、間違った鍵である場合にはコンテンツは利用できない。正しい鍵であるか否かは、特定の電子機器２００であるか、および、依頼した利用期間内での利用であるか否かに依存する。コンテンツ記憶部２０３で記憶したコンテンツは特に説明しないが種々の方法で利用されて良い。
【００８２】
次に、図１７は、上記で説明したディジタルコンテンツを所定期間ライセンスする場合の一変形例を示すものである。
【００８３】
この変形例においては、コンテンツ利用者に、上記で説明したシステムのほかに、例えばＩＣカードなどに封入された、鍵を変更するための補助情報２０４が渡される。また、鍵出力部２０５は、上記補助情報２０４を鍵生成装置１／６で生成された鍵に作用させることにより、最終的な出力である鍵を出力するものである。
【００８４】
この補助情報２０４を用いることにより、例えば、鍵生成装置１／６において出力される鍵が変更されても、暗号化コンテンツを復号するための同じ鍵が鍵出力部２０５から出力されるようにすることも可能である。これは、コンテンツ利用者に、コンテンツ使用継続を許可する手段を与えることとなり、特にデータサイズが大きい暗号化コンテンツの場合に、再度入手する必要がなく、コンテンツ利用者の利便性がより高いと言える。
【００８５】
なお、図１６の実施例と同様に、安全なライセンス管理の観点から、図１７において、点線で囲んだ部分を耐タンパ化することが望ましい。
【００８６】
上述の実施例及びその変形例では、コンテンツ利用者のコンテンツ利用に有効期間を設けた場合について説明したが、コンテンツ利用者のコンテンツ利用制限に関して、これに限定されるものではなく、ある時点まで／ある期間のみ／ある時点以降など様々な組み合わせにより利用制限を設けることが可能である。
【００８７】
以上説明した本実施の形態によれば、外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を得て、安全にライセンス管理ができるようになった。
（応用例２）
次に、ディジタルカメラで撮影した撮影データに時刻証明能力を付加する場合の応用例２について、図１８を用いて説明する。
【００８８】
ディジタルカメラ３００は、撮像部３０１と、撮像データに署名データを付加する署名部３０２と、時間に依存した鍵を生成する鍵生成装置１／６と、撮像したデータを記憶するデータ記憶部３０３とを備える。なお、ディジタルカメラ３００はこの他にも様々な機能を備えているがここでは省略する。
【００８９】
撮像部３０１は、被写体を撮像するものである。撮像部３０１は、通常のディジタルカメラの撮影機能と等価なものと考えてよい。つまり、被写体をデータ化するために行われている例えば、ＣＣＤや、圧縮機能などを含んでいる。
【００９０】
署名部３０２は、撮像部３０１から撮影データを受け取った後、鍵生成装置１／６へ鍵要求を行って鍵を得て、電子署名を生成し、撮影データに付加するものである。
【００９１】
鍵生成装置１／６は、署名部３０２からの要求に応じて、時間に基づく鍵を署名部３０２へ供給するものである。データ記憶部３０３は、署名が付加されたデータを記憶するものである。なお、署名が付加されないデータを記憶してもよいことはもちろんである。
【００９２】
このようにしてデータ記憶部３０３に記憶された撮影データは、後刻印刷や、撮影時間証明を得たいときに外部へ出力できる。
【００９３】
上述の撮影データにおいて信頼性有る撮影時間証明を実現可能とするためには、鍵生成装置１／６内のタイマ１２から得られる時間情報の改ざんを防ぐこと、鍵生成装置１／６において出力される鍵を知られないことが必要である。
【００９４】
このことを達成するには、図１８において点線で囲んだ、鍵生成装置１／６と署名部３０２とを耐タンパ化することが望ましい。鍵生成装置１／６内のタイマ１２は、従来の時計装置と異なり、小型化、集積化が容易であるため、鍵生成装置１／６は、コンテンツ利用に関する、（ここでは特に図示しない）処理実行機能と併せた集積化が、容易にかつ安価に実現できる。
【００９５】
一方、撮影時刻認証機関のサーバ装置４００は、撮影時刻の認証を受けたいユーザの鍵系列を、ユーザのディジタルカメラを固有に識別する識別子と対応付けて記憶する鍵系列記憶部４０１と、電子署名付き撮影データの電子署名を確認する署名確認部４０２とを備える。なお、鍵系列記憶部４０１で記憶される鍵系列は、先の応用例１でも説明したように、鍵生成装置１／６の鍵系列と同じ鍵の系列であっても、鍵生成装置１／６の鍵系列のそれぞれに対応した異なる鍵の系列であっても良いが、電子署名の場合には、異なる鍵系列であることが一般的である。
【００９６】
次に、このようなディジタルカメラ３００の動作を簡単に説明する。
【００９７】
始めに、撮像部３０１で撮影された撮影データは、署名部３０２へ入力される。署名部３０２では、撮影データを受け取った後、鍵生成装置１／６へ鍵要求を行う。鍵生成装置１／６は、署名部３０２からの鍵要求を受けると、内部のタイマ１２より時間を得て、その得られた時間に基づく鍵を生成し出力する。
【００９８】
署名部３０２では、鍵生成装置１／６から受け取った鍵を用いて、撮影データに対するディジタル署名を生成し、撮影データにそのディジタル署名を付加する。ディジタル署名が付加された撮影データをデータ記憶部３０３に記憶する。
【００９９】
撮影データの署名方法については、安全なものであれば何を用いても良い。また、公開鍵暗号技術に基づいたディジタル署名方式以外に、共通鍵暗号技術に基づいたメッセージ認証方式なども用いることができる。計算された署名データは、電子透かし技術を用いて撮影データに埋め込んでも良いし、別にしておいても良い。
【０１００】
次に、データ記憶部３０３に記憶したディジタル署名が付加された撮影データの撮影されたデータの日付証明を得たい場合について、簡単に説明する。
【０１０１】
ユーザは、データ記憶部３０３に記憶したディジタル署名が付加された撮影データと、この撮影データのカメラの識別子及び撮影した撮影時間（撮影者の主張）とを撮影時刻検証機関へ提供する。撮影時刻検証機関は、そのデータと、カメラの識別子と、撮影データ提出者が主張する撮影時間とをサーバ装置４００へ入力する。
【０１０２】
鍵系列記憶部４０１において、該カメラの識別子から、そのカメラの鍵系列を取得し、鍵系列から主張時刻に係る鍵を取り出す。取り出された鍵は、署名確認部４０２に与えられ、入力された撮影データの署名確認を行なう。
【０１０３】
この署名確認部４０２で署名確認を行なった結果、この撮影データが、撮影データ提出者の主張する時間に確かに撮像されたものであるか否かを、何らかの提示方法によって外部へ出力する。
【０１０４】
以上説明したディジタルカメラ３００で撮影した撮影データに時刻証明を付加する場合は、ディジタルカメラ３００の内部の鍵生成装置１／６によって、時間の経過に伴って生成される鍵が異なるので、撮影データに対する信頼性の高い時刻証明が行なえる。
【０１０５】
なお、耐タンパ化することが望ましいとして説明した図１８の点線部分は、耐タンパ化したＩＣカードなどの、ディジタルカメラ３００から取り外し可能なデバイスとして実装することも可能である。この場合には、鍵系列記憶部４０１に記憶する鍵系列と対応付ける識別子は、ディジタルカメラ３００の識別子ではなく、ＩＣカードの識別子とすれば、他の処理は同様でよい。
【０１０６】
このようにすると、ディジタルカメラの撮影データの署名を付加する機能に寿命がきても鍵生成装置１／６が取り替えることができるといった利点が生じる。
【０１０７】
以上のような本実施の形態によれば、外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を得て、信頼性有る時間証明を行なうことができるようになった。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明によれば、外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を生成することができるようになった。
【０１０９】
また、本発明によれば、外部から時間に係る情報を得ることなく、且つ、小型化可能で安価で耐タンパ化が容易な、時間に依存した鍵を得て、安全にライセンス管理ができ、また、信頼性有る時間証明を行なうことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の鍵生成装置１の機能ブロックを示す図。
【図２】タイマ１２の基本構成を示した図。
【図３】経時変化部２１を実現する第一の具体例。
【図４】経時変化部２１１が時間経過に伴った状態変化を示した図。
【図５】経時変化部２１１の定電圧印加時の時間と電流値との関係を示した図。
【図６】経時変化部２１の基本概念を実現する第二の具体例。
【図７】経時変化部２１の基本概念を実現する第三の具体例。
【図８】経時変化確認部２２の回路構成例。
【図９】変形例のタイマ１２の構成を示した図。
【図１０】変形例における経時変化確認部２３の一回路構成例。
【図１１】各タイマ１２−１〜ｎの測定期間例。
【図１２】第１実施の形態の鍵生成装置１の動作を示すフローチャート。
【図１３】経過時間と選択される鍵記憶部１３−１〜１３−ｎとの対応関係を示すテーブルの一例。
【図１４】本発明の第２実施の形態の鍵生成装置６の機能ブロックを示す図。
【図１５】第２実施の形態の鍵生成装置６の動作を示すフローチャート。
【図１６】ディジタルコンテンツを所定期間のみライセンスする場合の応用例１を示す図。
【図１７】ディジタルコンテンツを所定期間のみライセンスする場合の応用例１の一変形例を示す図。
【図１８】ディジタルカメラで撮影した撮影データに時刻証明能力を付加する場合の応用例２を示す図。
【符号の説明】
１、６・・・鍵生成装置
１２、１２−１〜１２−ｎ・・・タイマ
１３−１〜１３−ｎ・・・鍵情報記憶部
１４、１７・・・制御部
１５・・・マスタ鍵記憶部
１６・・・演算部
２１、２１−１〜２１−ｍ、２１１、２１２、２１３・・・経時変化部
２２、２３・・・経時変化確認部
５１、６１、７１・・・ソース領域
５２、６２、７２・・・ドレイン領域
５３、６３、７３・・・チャネル領域
５４、６４、７４・・・トンネル絶縁膜
５５・・・フローティングゲート
５６・・・絶縁膜      ５７・・・制御ゲート
５８、６８、７８・・・ソース電極
５９、６９、７９・・・ドレイン電極
６５、７５・・・ゲート      ６６・・・ＰＮ接合
７６・・・ショットキー接合
８１、８１−１〜８１−ｍ・・・電源端
８２、８２−１〜８２−ｍ・・・ＧＮＤ端
８３、８３−１〜８３−ｍ・・・スイッチ素子
８４、８４−１〜８４−ｍ・・・電流計
８５・・・比較部
８６・・・平均化回路
１００、４００・・・サーバ装置
１０１・・・コンテンツ格納部
１０２、４０１・・・鍵系列記憶部
１０３・・・暗号化部
２００・・・電子機器
２０１・・・暗号化コンテンツ記憶部
２０２・・・復号部
２０３・・・コンテンツ記憶部
２０４・・・補助情報
２０５・・・鍵出力部
３００・・・ディジタルカメラ
３０１・・・撮像部
３０２・・・署名部
３０３・・・データ記憶部
４０２・・・署名確認部
【図１】
2004297642.tif 000003
【図２】
2004297642.tif 000004
【図３】
2004297642.tif 000005
【図４】
2004297642.tif 000006
【図５】
2004297642.tif 000007
【図６】
2004297642.tif 000008
【図７】
2004297642.tif 000009
【図８】
2004297642.tif 000010
【図９】
2004297642.tif 000011
【図１０】
2004297642.tif 000012
【図１１】
2004297642.tif 000013
【図１２】
2004297642.tif 000014
【図１３】
2004297642.tif 000015
【図１４】
2004297642.tif 000016
【図１５】
2004297642.tif 000017
【図１６】
2004297642.tif 000018
【図１７】
2004297642.tif 000019
【図１８】
2004297642.tif 000020