(57)【要約】少なくとも１つのパラメータ（ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０）、特にアドレスがそれぞれ割り当てられた、複数のアクセス保護されたサブ領域、特に複数のアクセス保護されたメモリ領域を含む、データ処理装置、特に電子メモリ構成要素、および少なくとも１つのデータ処理装置、特に少なくとも１つの電子メモリ構成要素の、少なくとも１つのアクセス保護されたサブ領域、特に少なくとも１つのアクセス保護されたメモリ領域の、少なくとも１つのパラメータ（ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０）、特にアドレスを暗号化する方法を、一方でこれらの装置のセキュリティを大幅に向上させながら、他方でそのコストおよび技術的な複雑さを抑えるような形でさらに発展させるために、少なくとも１つのサブ領域のパラメータ（ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０）を、特定の領域内でのみ、すなわち少なくとも１つの別のサブ領域に依存して暗号化する（ａｎ’，ａｎ−１’，．．．，ａ１’，ａ０’）ことができるようにすることを提案する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのパラメータ、特にアドレスがそれぞれ割り当てられた、複数のアクセス保護されたサブ領域、特に複数のアクセス保護されたメモリ領域を含む、データ処理装置、特に電子メモリ構成要素であって、
少なくとも１つのサブ領域の前記パラメータを、特定の領域内でのみ、すなわち少なくとも１つの別のサブ領域に依存して暗号化することができることを特徴とするデータ処理装置、特に電子メモリ構成要素。
【請求項２】
暗号化される前記パラメータを、前記別のサブ領域の少なくとも１つのパラメータに依存して、特に関数によって暗号化することができることを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記関数への入力値および前記関数からの戻り値の少なくとも一方が１ビット幅より大きいことを特徴とする請求項２記載のデータ処理装置。
【請求項４】
メモリ構成要素が、
消去可能プログラム可能読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、
電気的消去可能プログラム可能読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、または
フラッシュ・メモリの形態をとることを特徴とする請求項１乃至３の少なくとも一つ記載のデータ処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の少なくとも一つに記載の少なくとも１つのデータ処理装置を含むマイクロ制御装置、特にスマート・カード制御装置。
【請求項６】
少なくとも１つのデータ処理装置、特に少なくとも１つの電子メモリ構成要素の、少なくとも１つのアクセス保護されたサブ領域、特に少なくとも１つのアクセス保護されたメモリ領域の、少なくとも１つのパラメータ、特にアドレスを暗号化する方法であって、前記サブ領域の暗号化されるパラメータが、特定の領域内でのみ、すなわち少なくとも１つの別のサブ領域に依存して暗号化されることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記サブ領域の暗号化されるパラメータが、前記別のサブ領域の少なくとも１つのパラメータに依存して、特に関数によって暗号化されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記関数が１対１であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記アクセス保護されたサブ領域、特に前記アクセス保護されたメモリ領域が、個別に保護されることを特徴とする請求項６乃至８の少なくとも一つに記載の方法。
【請求項１０】
例えば音声および／または映像の暗号化の分野での、請求項１乃至４の少なくとも一つに記載の少なくとも１つのデータ処理装置、特に少なくとも１つの電子メモリ構成要素の、少なくとも１つのチップ・ユニット、特に、
少なくとも１つのスマート・カード制御装置、
少なくとも１つの読取器ＩＣ（集積回路）、または
少なくとも１つの暗号化チップセットの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアクセス保護されたサブ領域、特に少なくとも１つのパラメータ（ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０）、特にアドレスがそれぞれ割り当てられた複数のアクセス保護されたメモリ領域を含むデータ処理装置、特に電子メモリ構成要素に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、少なくとも１つのデータ処理装置、特に少なくとも１つの電子メモリ構成要素の、少なくとも１つのアクセス保護されたサブ領域、特に少なくとも１つのアクセス保護されたメモリ領域の、少なくとも１つのパラメータ（ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０）、特にアドレスを暗号化する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば個人データや鍵データ、その他の感知可能データなどといった機密データを暗号化する既知の方法では、不揮発性メモリ・ユニットは、ある程度決まった方法で、１つのまとまった小さな物理的メモリとして暗号化することしかできない。これはつまり、従来の方法では、メモリ全体へのアクセスを拒否することしかできないということである。
【０００４】
従来技術により既知である、このＩＣ（集積回路）領域全体を暗号化する方法は、そのコストが高く、かつ技術的に複雑であり、柔軟性に欠けるという点で不都合があると考えられている。このため、アクセス保護されたメモリ領域またはその他のサブ領域を暗号化する代替の方法を開発することが常に試みられている。
【０００５】
例えば、ｉ＝ｎ＋１個のアドレス・バスを有するサイズＭ＝２ｉ＝２ｎ＋１のメモリを精密に制御するために、アドレス空間全体にわたってこれらのアドレス・バスを暗号化する場合には、１つのアドレス・バスが変更されると、複数のアドレス・バスも変更される可能性があり、実際に物理的に遠隔のメモリ・セルがアドレス指定されることを保障する複数のアドレス・バスも変更される可能性がある。
【０００６】
これは、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラム可能読取り専用メモリ）やＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラム可能読取り専用メモリ）、フラッシュ・メモリなど、複数の領域に構成されたメモリなどのいくつかのメモリでは顕著ではない。しかし、アドレス・バスをいくつかの領域に分割して、その後に個々の領域をそれぞれ独立して暗号化することは、セキュリティ面で不適切である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の不都合および欠点に基づき、また概説した従来技術を認めたうえで、本発明の目的は、上述のタイプのデータ処理装置、特に電子メモリ構成要素、およびそれに関連する暗号化方法を開発し、一方でこれらの装置のセキュリティを大幅に向上させながら、他方でそのコストおよび技術的な複雑さを抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有するデータ処理装置、特に不揮発性の電子メモリ構成要素、および請求項６に記載の特徴を有する、それに関する暗号化方法により達成される。本発明の有利な実施形態およびその他の好都合な実施形態は、それぞれの従属請求項に示してある。
【０００９】
したがって、本発明の教示によれば、メモリ内容を領域ごとに暗号化する完全に新規な手法が提供される。すなわち、アクセス保護された不揮発性のメモリ・セクタおよびその他のサブセクタの少なくとも一方を暗号化する新しい方法が開示される。
【００１０】
この目的のために、本発明では、複数のメモリ領域の（アドレス）パラメータの一部を、目的、顧客、および／または「ダイ」に関連して様々な方法で暗号化できるようにしている。これはつまり、従来技術の場合とは異なり、アドレスの一部のサブ領域またはセクタがすべてのアドレスに影響を及ぼすことはない、ということである。
【００１１】
したがって、本発明によれば、１つのアクセス保護されたサブ領域、特にアクセス保護されたメモリ領域の暗号化は、その他のそれぞれ利用可能なサブ領域、特にメモリ領域を考慮に入れて実行される。これにより、各サブ領域を、それぞれの場合に異なるパラメータを用いて暗号化することが可能となる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０という形態の暗号化されていないアドレスは、上述の暗号化方法により、ｆ１（ａｎ），ｆ２（ｆ１（ａｎ）＋ａｎ−１），ｆ３（ｆ２（ｆ１（ａｎ）＋ａｎ−１）＋ａｎ−２），．．．，ｆｎ＋１（ｆｎ（ｆｎ−１（．．．）））という形態にすることができる。すなわち、ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０という形態の暗号化されていないアドレスは、ｉ＝ｎ＋１個の（スクランブル）関数ｆｉ上にマッピングすることができる。
【００１３】
この状況では、パラメータａｎ、特にアドレス・パラメータが変化するとその他すべてのアドレス・バスに影響を及ぼす可能性があるが、パラメータａｎ−１が変化しても最上位の関数ｆ１（ａｎ）に影響を及ぼすことはないことは明らかである。
【００１４】
ｆｉ（ａ）が任意の望ましい１対１関数である、すなわち、正確に２ｉ個の平文／暗号文の対が存在して、暗号化されていないアドレスａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０が必ず一意的な暗号化アドレスａｎ’，ａｎ−１’，．．．，ａ１’，ａ０’に変換されると、好都合である。その一方で、関数ｆｉ自体は全単射でなくてもよい。すなわち可逆関数でなくてもよい。
【００１５】
本発明のさらに別の有利な実施形態では、すべてのステージを完全に実行する必要はない。すなわち、いくつかの関数ｆｉは、関連するアドレス・ビットをそのまま再現することもある（すなわち、ａ’＝ａ）。あるいは、またはこれに加えて、アドレス・バスをグループ化することもできる。これは、特に、関数ｆｉへの入力および関数ｆｉからの戻り値が数ビットの幅になることもあるということを意味している。
【００１６】
本発明の有利な実施形態では、
ＥＰＲＯＭメモリまたはＥＥＰＲＯＭメモリの場合には、関数ｆｉ（ａｎ，．．．，ａｘ）およびｆ２（ｆ１（ａｘ−１，．．．，ａ０））を有する２つのサブ領域に分割することが有用であり、
フラッシュ・メモリの場合には、関数ｆｉ（ａｎ，．．．，ａｘ）、ｆ２（ｆ１（ａｘ−１，．．．，ａｙ））、およびｆ３（ｆ２（ｆ１（ａｙ−１，．．．，ａ０）））を有する３つのサブ領域に分割することが有用である。
【００１７】
特に発明性の高いさらに別の実施形態によれば、アクセス保護されたメモリ領域を別々に保護することができる。すなわち、物理メモリを必要とする境界条件が、この新しい方法では十分に利用される（暗号化の多様性は、ここではほとんど制限されない）。
【００１８】
さらに、本発明は、少なくとも１つの上記のタイプのデータ処理装置を含むマイクロ制御装置、特にスマート・カード制御装置にも関する。したがって、上記の方法は、例えばすべてのスマート・カードの設計に組み込むことができることが好ましい。
【００１９】
最後に、本発明は、例えば音声および／または映像の暗号化の分野で、上記のタイプの少なくとも１つのデータ処理装置、特に少なくとも１つの電子メモリ構成要素を、少なくとも１つのチップ・ユニット、特に少なくとも１つのスマート・カード制御装置、少なくとも１つの読取器ＩＣ（集積回路）または少なくとも１つの暗号化チップセットにおいて使用することに関する。
【００２０】
上述のように、本発明の教示を有利に実施し、発展させる様々な方法が存在する。これについては、請求項１および６の従属請求項を参照するものとし、以下、図面に示す実施形態の例を参照しながら本発明について説明する。ただし、本発明は、これらの実施形態例に限定されないものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
電子メモリ構成要素に適用した本発明による暗号化方法は、特定の領域内でのみ、すなわち１つまたは複数の別のメモリ領域に依存して、アクセス保護されたメモリ領域の暗号化していないアドレスａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０を暗号化して、暗号化されたアドレスａｎ’，ａｎ−１’，．．．，ａ１’，ａ０’が形成されるようにするという考えに基づくものである。
【００２２】
この目的のために、ｉ＝ｎ＋１個の１対１の（平文／暗号文の対が２ｉ＝２ｎ＋１個の）スクランブル関数ｆ１，ｆ２，．．．，ｆｎ，ｆｎ＋１を設けて、ａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０をという形態の暗号化されていないアドレスが、マッピング後に、関数ｆｉ（図１参照）によって暗号化されて下記のような形態になるようにする。
【００２３】
ｆ１（ａｎ），ｆ２（ｆ１（ａｎ）＋ａｎ−１），ｆ３（ｆ２（ｆ１（ａｎ）＋ａｎ−１）＋ａｎ−２），．．．，ｆｎ＋１（ｆｎ（ｆｎ−１（．．．）））
これにより、各サブ領域を、それぞれの場合に異なるパラメータで暗号化することが可能になる。
【００２４】
この状況では、アドレスａｎ，ａｎ−１，．．．，ａ１，ａ０が変化すると、その他すべてのアドレス・バスに影響を及ぼす可能性があるが、パラメータａｎ−１が変化しても、最上位の関数ｆ１（ａｎ）に影響を及ぼすことはないことは明らかである。
【００２５】
図１に示す方法の代わりとして、ｉ＝ｎ＋１個のステージすべてを完全に実行する必要がないこともある。すなわち、いくつかの関数ｆｉは、関連するアドレス・ビットをそのまま再現することもある（すなわち、ａ’＝ａ）。
【００２６】
さらに、アドレス・バスをグループ化することもできる。これは、特に、関数ｆｉへの入力および関数ｆｉからの戻り値が数ビットの幅になることもあるということを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるデータ処理装置に適用した本発明による暗号化方法の実施形態の一例を示す概略ブロック図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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