(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を読出し自在に記録する情報記録装置を備え、該情報記録装置との間で情報の入出力を行う情報処理装置において、
情報に基づいて、該情報に対応するＣＲＣ値を生成するＣＲＣ値生成部と、
前記ＣＲＣ値由来の値に対応付けられた複数の乱数を記憶しておく乱数記憶部と、
前記ＣＲＣ値生成部に、前記情報記録装置に記録される情報に対応する第１のＣＲＣ値を生成させ、前記乱数記憶部から該第１のＣＲＣ値に対応する第１の乱数を取り出して該第１の乱数に基づく第１の署名を生成するとともに、前記ＣＲＣ値生成部に、前記情報記録装置から受け取った情報に対応する第２のＣＲＣ値を生成させ、前記乱数記憶部から該第２のＣＲＣ値に対応する第２の乱数を取り出して該第２の乱数に基づく第２の署名を生成する署名生成部と、
前記署名生成部で生成された第１の署名と第２の署名とを照合する署名照合部とを備えた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】
本発明は、情報を読出し自在に記録する情報記録装置を備え、該情報記録装置との間で情報の入出力を行う情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報処理装置の間で文書、画像、音声、映像などの情報を交換する際に、情報が不正に読み取られるのを防止するための暗号化技術や、情報が改ざんされていないかどうかを検出するための電子署名と呼ばれるセキュリティ技術が広く採用されるようになっている。例えば、情報の正当性を検証するために、デジタルメディアファイルに関する制御情報を判定し、そのデジタルメディアファイルを一意に識別する既知のハッシュ値を計算し、これにより分析されたデジタルメディアファイルを生成する分析モジュールと、その分析されたデジタルメディアファイルから検証ハッシュ値を計算し、検証ハッシュ値と既知のハッシュ値とを比較して、その分析されたデジタルメディアファイルが正当な情報であるか否かを検証する情報正当性検証システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５８０１１号公報（第２〜４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示されたような検証システムを実現するためには、情報処理装置内に、例えばハッシュ値生成回路のようなセキュリティ強度の高いセキュリティ手段を備える必要がある。そのようなセキュリティ処理手段はソフトウエアで構成することもハードウエアで構成することも可能であるが、セキュリティ処理に高いスループットが要求される場合には、処理対象となる情報の情報記録装置への格納および情報記録装置からの情報の取得速度は必然的に高くなり、情報の格納時に付随する情報の暗号化と電子署名生成、および情報の取得時に付随する情報の復号化と電子署名照合などセキュリティ処理の実施に付随する各処理も高速に行う必要があるため、高速処理に有利なハードウエアでセキュリティ手段を構成する必要がある。
【０００４】
しかし、上述のハッシュ値生成回路のような高度なセキュリティ処理手段をハードウエアだけで構成しようとするとどうしてもハードウエアの規模が大きくなってしまい、コストアップにつながりやすいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、ハードウエアの規模が小さくかつセキュリティ強度の高い情報処理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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の情報処理装置は、
情報を読出し自在に記録する情報記録装置を備え、該情報記録装置との間で情報の入出力を行う情報処理装置において、
情報に基づいて、該情報に対応するＣＲＣ値を生成するＣＲＣ値生成部と、
上記ＣＲＣ値由来の値に対応付けられた複数の乱数を記憶しておく乱数記憶部と、
上記ＣＲＣ値生成部に、上記情報記録装置に記録される情報に対応する第１のＣＲＣ値を生成させ、上記乱数記憶部から該第１のＣＲＣ値に対応する第１の乱数を取り出して該第１の乱数に基づく第１の署名を生成するとともに、上記ＣＲＣ値生成部に、上記情報記録装置から受け取った情報に対応する第２のＣＲＣ値を生成させ、上記乱数記憶部から該第２のＣＲＣ値に対応する第２の乱数を取り出して該第２の乱数に基づく第２の署名を生成する署名生成部と、
上記署名生成部で生成された第１の署名と第２の署名とを照合する署名照合部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の情報処理装置によれば、例えばハッシュ値生成回路のような大規模なハードウエアを用いることなしに高度なセキュリティ機能を有する情報処理装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ハードウエアの規模が小さくかつセキュリティ強度の高い情報処理装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態の情報処理装置の概略構成図である。
【００１３】
図１には、本実施形態の情報処理装置１の概略の構成が示されている。
【００１４】
この情報処理装置１は、情報を読出し自在に記録する情報記録装置２を備え、その情報記録装置２との間で情報の入出力を行うものであり、情報に基づいて、該情報に対応する短縮化情報を生成する短縮化情報生成部３と、短縮化情報由来の値に対応付けられた複数の乱数を記憶しておく乱数記憶部４と、短縮化情報生成部３に、情報記録装置２に記録される情報に対応する第１の短縮化情報を生成させ、乱数記憶部４から該第１の短縮化情報に対応する第１の乱数を取り出して該第１の乱数に基づく第１の署名を生成するとともに、短縮化情報生成部３に、情報記録装置２から受け取った情報に対応する第２の短縮化情報を生成させ、乱数記憶部４から該第２の短縮化情報に対応する第２の乱数を取り出して該第２の乱数に基づく第２の署名を生成する署名生成部５と、署名生成部５で生成された第１の署名と第２の署名とを照合する署名照合部６とを備えている。
【００１５】
なお、上記短縮化情報生成部３は、情報に基づいてその情報に対応するＣＲＣ値を生成するものであってもよい。
【００１６】
図２は、本実施形態の情報処理装置のさらに詳細な構成を示す図である。
【００１７】
本実施形態の情報処理装置１は、例えば大型コンピュータ、ワークステーション、パーソナルコンピュータなどであり、図２に示すように、情報処理装置全体の処理の中枢であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１と、装置内の情報伝送を担う内部Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２と、情報を記憶するメインメモリ１３と、操作者と交信するためのコントロールパネル１４と、外部のネットワークとの通信を制御するネットワーク制御部１５と、情報を読出し自在に記録するハードディスク１６と、情報のセキュリティ処理を行うセキュリティ処理部１７と、ＣＰＵ１１とセキュリティ処理部１７との間の情報の入出力を担う内部Ｉ／Ｆ制御部１８と、セキュリティ処理部１７とハードディスク１６との間の情報の入出力を担う情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９とを備えている。
【００１８】
図２に示したハードディスク１６は、図１に示した情報記録装置２、すなわち本発明にいう情報記録装置に相当するものである。なお、本発明にいう情報記録装置はハードディスクに限定されるものではなく、例えば、フラッシュメモリ、磁気テープ記憶装置、光ディスク記憶装置などの情報記録装置およびその情報記録装置に用いられる情報記録媒体を含む。
【００１９】
なお、図１に示した短縮化情報生成部３は、図２における情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９内に形成され、図１に示した乱数記憶部４は、図２におけるメインメモリ１３内に形成され、図１に示した署名生成部５および署名照合部６は、図２におけるセキュリティ処理部１７内に形成されている。
【００２０】
図３は、本実施形態の情報処理装置の主要部分の回路図である。
【００２１】
図３には、この情報処理装置１（図１および２参照）のメインメモリ１３、内部Ｉ／Ｆ制御部１８、セキュリティ処理部１７、情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９、情報記録装置Ｉ／Ｆ２０、およびハードディスク１６が示されている。
【００２２】
メインメモリ１３には、例えばネットワーク制御部１５（図２参照）を介して外部から受け取った情報が記憶される情報記憶域１３ａ、および所定の乱数列が記憶される乱数記憶域１３ｂが形成されている。この乱数記憶域１３ｂは、図１に示した乱数記憶部４に相当するものである。
【００２３】
内部Ｉ／Ｆ制御部１８には、装置内各デバイス間のデータ転送を担うＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ）制御部１８ａが形成されている。
【００２４】
セキュリティ処理部１７には、署名生成／照合部１７ａおよび暗号化／復号化部１７ｂが形成されている。
【００２５】
情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９には、ＣＲＣ生成部１９ａ、ヘッダ付加／除去部１９ｂ、ＣＲＣ付加／照合部１９ｃ、および伝送符号化／復号化部１９ｄが形成されている。
【００２６】
なお、本実施形態における署名生成／照合部１７ａは、本発明にいう署名生成部（図１参照）および署名照合部（図１参照）に相当するものであり、また、本実施形態におけるＣＲＣ生成部１９ａは、本発明にいう短縮化情報生成部（図１参照）に相当するものである。  
【００２７】
このように構成された本実施形態の情報処理装置の動作について以下に説明する。
【００２８】
先ず、メインメモリ１３（図３参照）の情報記憶域１３ａに記憶された情報のセキュリティ処理を行った後、セキュリティ処理された情報をハードディスク１６に格納するときの動作について説明する。
【００２９】
図４は、本実施形態の情報処理装置における情報のハードディスクへの格納動作を示すフローチャートであり、図５は、本実施形態の情報処理装置における情報本体の遷移の状況を示す図であり、図６は、本実施形態の情報処理装置における情報に対応する署名の遷移の状況を示す図である。
【００３０】
図４に示すように、メインメモリ１３から処理対象の情報ＰＤ１が、ＤＭＡ制御部１８ａにより内部Ｉ／Ｆ１２を介してセキュリティ処理部１７に読み出され（ステップＳ０１）、読み出された情報ＰＤ１は、セキュリティ処理部１７内の暗号化／復号化部１７ｂで逐次、暗号化処理されて情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９に暗号化済み情報ＰＤ２（図５参照）として出力される（ステップＳ０２）。
【００３１】
情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９に入力された暗号化済み情報ＰＤ２は、ヘツダ付加／除去部１９ｂで伝送用のヘッダを付加されてヘッダ付き暗号化済み情報ＰＤ３（図５参照）となり、ＣＲＣ生成部１９ａとＣＲＣ付加／照合部１９ｃに逐次出力される（ステップＳ０３）。
【００３２】
ＣＲＣ生成部１９ａは、入力されてくるヘッダ付暗号化済み情報ＰＤ３から、逐次ＣＲＣ値を求めてゆき、ヘッダ付暗号化済み情報ＰＤ３全体に対するＣＲＣ値の算出が完了した時点でそのＣＲＣ値ＰＣ１をＣＲＣ付加／照合部１９ｃ、およびセキュリティ処理部１７内の署名生成／照合部１７ａに出力する（ステップＳ０４）。
【００３３】
ＣＲＣ付加／照合部１９ｃは、入力されてくるヘッダ付暗号化済み情報ＰＤ３をそのまま逐次、伝送符号化／復号化部１９ｄに出力してゆき、ヘッダ付暗号化済み情報ＰＤ３の最後にＣＲＣ生成部１９ａから出力されるＣＲＣ値を付加しヘッダ・ＣＲＣ値付暗号化済み情報ＰＤ４（図５参照）が生成される（ステップＳ０５）。
【００３４】
伝送符号化／復号化部１９ｄでは、ＣＲＣ付加／照合部１９ｃから出力されてくるヘッダ・ＣＲＣ値付暗号化済み情報ＰＤ４に対して伝送符号化処理を行い、伝送符号化されたヘッダ・ＣＲＣ値付暗号化済み情報ＰＤ５を生成し（ステップＳ０６）、それを情報記録装置Ｉ／Ｆ２０を介してハードディスク１６に書き込む（ステップＳ０７）。
【００３５】
こうして、情報本体のハードディスク１６への格納が完了する。
【００３６】
一方、セキュリティ処理部１７内の署名生成／照合部１７ａでは、ステップＳ０４で生成されたＣＲＣ値ＰＣ１をキーにして、メインメモリ１３上に予め格納されている乱数列のうちの一部をメインメモリ１３から読み出し、読み出した乱数値から署名を生成し（ステップＳ０８）、情報ＰＤ１に対する署名ＰＳ１（図６参照）として暗号化／復号化部１７ｂに出力する（ステップＳ０９）。
【００３７】
入力された署名ＰＳ１は、暗号化／復号化部１７ｂで暗号化処理されて暗号化済み署名ＰＳ２（図６参照）となり、情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９に出力される（ステップＳ１０）。
【００３８】
情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９は、情報本体の場合と同様に、入力された暗号化済み署名ＰＳ２に対してヘツダおよびＣＲＣ値の付加および伝送符号化を行い（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）、こうして得られた、伝送符号化されたヘッダ・ＣＲＣ値付暗号化済み署名ＰＳ５（図６参照）は、情報記録装置Ｉ／Ｆ２０を介してハードディスク１６に出力される（ステップＳ１５）。
【００３９】
こうして、情報に対する署名のハードディスク１６への格納が完了する。
【００４０】
次に、ハードディスク１６に格納された情報をメインメモリ１３（図３参照）に読み出すときの動作について説明する。
【００４１】
図７は、本実施形態の情報処理装置におけるハードディスクからの情報読出し動作を示すフローチャートである。
【００４２】
先ず、ハードディスク１６から情報記録装置Ｉ／Ｆ２０を介して、伝送符号化されたヘッダ・ＣＲＣ値付暗号化済み署名ＧＳ１（図６参照）が、情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９内の伝送符号化／復号化部１９ｄに入力される（Ｓ１０１）。
【００４３】
伝送符号化／復号化部１９ｄでは伝送復号化処理が行われ、伝送復号化処理されたヘッダ・ＣＲＣ値付署名ＧＳ２がＣＲＣ生成部１９ａとＣＲＣ付加／照合部１９ｃに逐次出力される（Ｓ１０２）。
【００４４】
ＣＲＣ生成部１９ａは、入力されてくるヘッダ・ＣＲＣ値付署名ＧＳ２から逐次ＣＲＣ値を求め、ＣＲＣ値を算出完了した時点でＣＲＣ値ＧＣｌをＣＲＣ付加／照合部１９ｃに出力する（Ｓ１０３）。
【００４５】
ＣＲＣ付加／照合部１９ｃは、入力されてくるヘッダ・ＣＲＣ値付署名ＧＳ２からＣＲＣ値部分ＧＣ２を除去したもの（ヘッダ付署名ＧＳ３）をそのままヘッダ付加／除去部１９ｂに出力する。
【００４６】
また、ＣＲＣ付加／照合部１９ｃは、ＣＲＣ生成部１９ａからＣＲＣ値ＧＣ１が入力されてきた時点で、先ほど除去したＣＲＣ値部分ＧＣ２と照合し（Ｓ１０４）、照合の結果（Ｓ１０５）、一致していなければ、システムに対して伝送エラーを通知する（Ｓ１２０）。
【００４７】
照合の結果（Ｓ１０５）、一致していればヘッダ付加／除去部１９ｂは、入力されてくるヘッダ付署名ＧＳ３からヘッダ部分を除去し、除去したもの（暗号化済み署名ＧＳ４）を逐次セキュリティ処理部１７に出力する（Ｓ１０６）。
【００４８】
情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９から出力された暗号化済み署名ＧＳ４は、セキユリティ処理部１７内の暗号化／復号化部１７ｂで復号化処理され（ＧＳ５）、署名生成／照合部１７ａに格納される（Ｓ１０７）。
【００４９】
こうして、ハードディスク１６からの署名取得が完了する。
【００５０】
次に、ハードディスク１６から情報記録装置Ｉ／Ｆ２０を介して、ヘッダ・ＣＲＣ値付きの伝送符号化された暗号化済み情報ＧＤ１が読み出され情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９に入力される（Ｓ１０８）。情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９の伝送符号化／復号化部１９ｄでは、署名の場合と同様に、伝送復号化（Ｓ１０９）、ＣＲＣ値生成（Ｓ１１０）、ＣＲＣ値照合（Ｓ１１１）が行われ、照合の結果（Ｓ１１２）、一致していなければ、システムに対して伝送エラーを通知する（Ｓ１２０）。
【００５１】
照合の結果（Ｓ１１２）、一致していればヘッダ除去（Ｓ１１３）が行われ、暗号化済み情報ＧＤ４および生成したＣＲＣ値がセキュリティ処理部１７に出力される。
【００５２】
情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１９から出力された暗号化済み情報ＧＤ４は、セキュリティ処理部１７内の暗号化／復号化部１７ｂで復号化処理され（ＧＤ５）（Ｓ１１４）、内部Ｉ／Ｆ制御部１８内のＤＭＡ制御部１８ａに出力される。
【００５３】
ＤＭＡ制御部１８ａは内部Ｉ／Ｆ１２を介してメインメモリ１３の情報記憶域１３ａに逐次、情報を書き込む（Ｓ１１５）。
【００５４】
こうして、情報本体のハードディスク１６からの取得が完了する。
【００５５】
一方、セキュリティ処理部１７内の署名生成／照合部１７ａでは、情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部１８内のＣＲＣ値をキーにして、メインメモリ１３上に予め格納されている乱数列の一部をメインメモリ１３から読み出し（Ｓ１１６）、読み出した乱数値から署名を生成し（Ｓ１１７）、ハードディスク１６から取得した署名ＧＳ５と照合し（Ｓ１１８）、照合の結果が一致していなければ（Ｓ１１９）、システムに対して署名エラーを通知する（Ｓ１２１）。照合の結果が一致していれば、正常終了する。
【００５６】
ここで、本実施形態における署名値、ＣＲＣ値、および乱数値について説明する。
【００５７】
図８は、本実施形態においてＣＲＣ値と乱数列とから署名値を生成する一例を示す図である。
【００５８】
図８に示すように、３２ビットＣＲＣ値８０の上位１６ビット８１が“ｍ”であり、下位１６ビット８２が“ｎ”であるとすると、メインメモリに記憶された乱数列Ａ８３のうちの、インデックス：“ｎ”の３２ビット乱数値８４（“ＲＡＶｎ”）と、メインメモリ１３（図３参照）に記憶された乱数列Ｂ８５のうちの、インデックス：“ｍ”の３２ビット乱数値８６（“ＲＢＶｍ”）とから６４ビットの署名値８７（“ＲＡＶｎ”＋“ＲＢＶｍ”）が生成される。
【００５９】
ここで、乱数としては、乱数生成器［ＲＦＣ１７５０］に開示されているような既存のハードウエア（情報記録装置等）から得られる乱数を使用することができる。このように、ハードディスクなどの情報記録装置に格納する情報毎に電子署名生成および照合処理に必要となる情報識別子（署名）として上記のような乱数を使用し、伝送路データ誤りを検出するために情報記録装置Ｉ／Ｆ部にもともと実装されているＣＲＣ値生成部の出力値等（他に暗号ストリームの最終データ値等でもよい）と対応させてメインメモリに格納しておく。
【００６０】
なお、本実施形態における３２ビットＣＲＣ値８０は、本発明にいう第１または第２のの短縮化情報に相当するものであり、本実施形態における３２ビット乱数値８４（“ＲＡＶｎ”）および３２ビット乱数値８６（“ＲＢＶｍ”）は、本発明にいう第１または第２の乱数に相当するものであり、本実施形態における６４ビットＣＲＣ値８７は、本発明にいう第１または第２の署名に相当するものである。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態の情報処理装置によれば、前述のようにハッシュ値生成回路のようなハードウエアの規模の大きいセキュリティ処理手段を必要とせずにセキュリティ強度の高い情報処理装置を実現することができるが、これに対して、従来技術では、次に示すようなハードウエアで構成されたハッシュ値生成回路を実装する必要がある。
【００６２】
図９は、ハッシュ値生成回路が実装された従来の情報処理装置の主要部分の回路図である。
【００６３】
図９と図３とを対比しながら本実施形態の情報処理装置の構成と従来の情報処理装置の構成の相違点について説明する。図９に示すように、従来の情報処理装置のセキュリティ処理部１７’にはハッシュ値生成回路１７ｃが実装されているのに対して、本実施形態の情報処理装置（図３参照）のセキュリティ処理部１７には、ハッシュ値生成部１７ｃに相当するものは存在しない。
【００６４】
このように、本発明によれば、従来のように大規模なハードウエアであるハッシュ値生成回路を実装することなしに、低コストでかつセキュリティ強度の高い情報処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態の情報処理装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の情報処理装置のさらに詳細な構成を示す図である。
【図３】本実施形態の情報処理装置の主要部分の回路図である。
【図４】本実施形態の情報処理装置における情報のハードディスクへの格納動作を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態の情報処理装置における情報本体の遷移の状況を示す図である。
【図６】本実施形態の情報処理装置における情報に対応する署名の遷移の状況を示す図である。
【図７】本実施形態の情報処理装置におけるハードディスクからの情報読出し動作を示すフローチャートである。
【図８】メインメモリに記憶された乱数列とＣＲＣ値とから署名値を生成する一例を示す図である。
【図９】ハッシュ値生成回路が実装された従来の情報処理装置の主要部分の回路図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    情報処理装置
２    情報記録装置
３    短縮化情報生成部
４    乱数記憶部
５    署名生成部
６    署名照合部
１１    ＣＰＵ
１２    内部Ｉ／Ｆ
１３    メインメモリ
１３ａ    情報記憶域
１３ｂ    乱数記憶域
１４    コントロールパネル
１５    ネットワーク制御部
１６    ハードディスク
１７，１７’    セキュリティ処理部
１７ａ    署名生成／照合部
１７ｂ    暗号化／復号化部
１７ｃ    ハッシュ値生成回路
１８    内部Ｉ／Ｆ制御部
１８ａ    ＤＭＡ制御部
１９    情報記録装置Ｉ／Ｆ制御部
１９ａ    ＣＲＣ生成部
１９ｂ    ヘッダ付加／除去部
１９ｃ    ＣＲＣ付加／照合部
１９ｄ    伝送符号化／復号化部
２０    情報記録装置Ｉ／Ｆ
８０    ３２ビットＣＲＣ値
８１    上位１６ビット
８２    下位１６ビット
８３    乱数列Ａ
８４，８６    ３２ビット乱数値
８５    乱数列Ｂ
８７    ６４ビットの署名値
【図１】
0004835206.tif 000002
【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】
0004835206.tif 000008
【図８】
0004835206.tif 000009
【図９】
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