(57)【要約】本発明は、電子装置(1)の動作を制御する少なくとも1つの処理ブロック(2a)とメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202a、202b、203)とを備えた電子装置(1)において情報の処理を行う方法に関する。この方法では少なくとも第1の秘密鍵(SK2)が情報の処理に利用される。少なくとも保護モードと通常モードとが処理ブロック(2a)で確立される。保護モードでのみ、メモリの一部に(202a、202b)アクセスすることができる。少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)が前記保護モードでアクセス可能なメモリ(202a、202b)の中に格納される。
2004538584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置(1)の動作を制御する少なくとも1つの処理ブロック(2)とメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202a、202b、203)とを備えた電子装置(1)において情報を処理する方法であって、該情報を処理するために少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を利用する方法において、少なくとも保護モードと通常モードとを前記処理ブロック(2a)で確立し、前記メモリの一部(202a、202b)が前記保護モードのみでアクセス可能であり、さらに、少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)に関する情報が、前記保護モードでアクセス可能な前記のメモリの一部(202a、202b)に格納されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記処理ブロック(2a)の内部機能の決定を阻止するために、前記保護モードで該処理ブロック(2a)からの情報の転送を阻止することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)を前記電子装置(1)で確立し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて該第2の秘密鍵を暗号化し、該電子装置の非保護モードでアクセス可能な前記のメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c)の中に該第2の秘密鍵を暗号化されたフォーマットで格納し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて該第2の秘密鍵(SK2)を復号することが可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記電子装置(1)が暗号化情報を受け取り、該暗号化情報を復号するために、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号し、次いで、その復号された第2の秘密鍵(SK2)を用いて前記の情報を復号することを特徴とする請求項2または3に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の鍵(SK1)を利用するとき、前記保護モードで前記処理ブロック(2a)を設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
電子装置(1)を認証し、その電子装置が、その中に格納される少なくとも1つの装置識別子(DID)と、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて暗号化された少なくとも1つの公開鍵(PK)を必要とする少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)とを備えており、前記の認証で、少なくとも次の、
前記第2の秘密鍵(SK2)を復号するステップと、
前記第2の秘密鍵(SK2)を利用して行う前記の装置の識別子の真正性を検証するために、前記装置識別子(DID)に基づいてデジタル署名を形成するステップと、
前記電子装置(1)を識別するために前記公開鍵(PK)を用いて前記デジタル署名を検証するステップと、を実行することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
電子装置(1)の動作を制御する少なくとも1つの処理ブロック(2)とメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202a、202b、203)とを備えた電子装置(1)において情報を処理するシステムであって、情報を処理するための少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を利用する手段を含むシステムにおいて、少なくとも保護モードと通常モードとを処理ブロック(2a)で確立し、該処理ブロック(2a)は、該保護モードのみで前記メモリの一部(202a、202b)にアクセスする手段(204、208)を備え、さらに、少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)に関する情報を前記保護モードでアクセス可能な前記のメモリ(202a、202b)に格納することを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記処理ブロック(2a)が、該処理ブロック(2a)の外部からの情報の転送を前記保護モードで阻止する手段(204、208)を備え、該処理ブロック(2a)の内部機能の決定を該保護モードで阻止することを特徴とする請求項7に記載のシステム。
【請求項９】
少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)を前記電子装置(1)で確立し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて該第2の秘密鍵を暗号化し、次いで、該電子装置の非保護モードでアクセス可能な前記メモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c)の中に該第2の秘密鍵を暗号化されたフォーマットで格納するように構成されるシステムであって、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて該第2の秘密鍵(SK2)を復号する手段(201)を備えることを特徴とする請求項7または8に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電子装置(1)が、暗号化情報を受け取る手段(9)と、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号する手段(201)と、その復号された第2の秘密鍵(SK2)を用いて前記暗号化情報を復号する手段(201)とを備えることを特徴とする請求項8または9に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第1の鍵(SK1)を利用するとき、前記保護モードで前記処理ブロック(2a)を設定する手段(201、204、208)を備えることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
電子装置(1)を認証する手段(BSS、MSC、HLR)を備えるシステムであって、その電子装置(1)が、該電子装置(1)に格納された前記少なくとも1つの装置識別子(DID)と、少なくとも1つの公開鍵(PK)を必要とする前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて暗号化される少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)とを含むシステムであり、該装置識別子(DID)と該第2の秘密鍵(SK2)とを復号する手段(201)と、該第2の秘密鍵(SK2)を用いることにより該装置識別子(DID)の真正性を検証するために、該装置識別子(DID)に基づいてデジタル署名を形成する手段(201、SK2)と、前記電子装置(1)を認証するために、前記公開鍵(PK)を用いて該デジタル署名を検証する手段(MSC、HLR、DID)とを備えることを特徴とする請求項7〜11のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
情報を処理する手段と、電子装置(1)の動作を制御する少なくとも1つの処理ブロック(2)と、メモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202a、202b、203)と、情報を処理するための少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を使用する手段(2a)と、を備えた電子装置(1)において、少なくとも保護モードと通常モードとを前記処理ブロック(2a)で確立し、該処理ブロック(2a)が、前記保護モードのみで前記メモリ部(202a、202b)にアクセスする手段(204、208)を備え、さらに、少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)に関する情報が前記保護モードでアクセス可能な前記メモリ(202a、202b)に格納されることを特徴とする電子装置。
【請求項１４】
前記保護モードで使用される前記メモリの少なくとも一部(202a、202b)がワンタイムプログラム可能リードオンリーメモリ(202b)であることを特徴とする請求項13に記載の電子装置。
【請求項１５】
少なくとも1つのプロセッサ(201)と、メモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202、203)と、情報を処理するために少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を使用する手段(201、202a、202b、203)と、を備えた処理ブロック(2a)において、少なくとも保護モードと通常モードとを該処理ブロック(2a)で確立し、該保護モードのみで前記メモリの一部(202a、202b)にアクセスする手段(204、208)を備え、さらに、少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)に関する情報が該保護モードでアクセス可能なそのメモリ(202a、202b)に格納されることを特徴とする処理ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添付の請求項1の前文に記載の、電子装置における暗号化情報の処理方法に関する。本発明はまた添付の請求項7の前文に記載のシステムと、添付の請求項13の前文に記載の電子装置、並びに、添付の請求項15の前文に記載の処理ブロックにも関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用デバイスのデータ処理属性の増加に伴い、携帯用デバイスの中により多くの情報を記憶することが可能となっているが、これらの情報は極秘情報の場合もあれば、部外者に明らかにしてはならないような情報である場合もある。しかし、携帯用装置を持ち運ぶことにより、携帯用装置を紛失したり、盗まれたりするリスクが大きくなる。その場合、暗号化方式を用いて携帯用装置に格納した情報を保護する試みを行う必要がある。携帯用装置の場合、ユーザが装置にスイッチを入れる際、装置を正常に利用できるようにする前に装置に入力しなければならないパスワードを決めることが典型的には可能である。しかし、このような保護は比較的簡単に破られる。なぜなら、使用されるパスワードが通常比較的短く、典型的には10文字未満の長さしかないからである。一方、たとえパスワードを見つけ出す試みを行わなくても、例えば、ハードディスクのような記憶媒体を別の装置の中へ移すことにより、装置に含まれる情報にアクセスすることが可能である。記憶媒体に含まれる情報が暗号化された形で格納されていなければ、記憶媒体に格納された情報を簡単に見つけ出すことができる。
【０００３】
ユーザや装置が必要とする情報を1つの鍵で暗号化することが可能であり、装置のメモリに暗号化情報を格納することが可能であり、この情報を別の鍵で復号(decrypt)できることは周知のことである。非対称暗号化では、暗号化に使用される鍵は復号に使用される鍵とは異なっている。これに対応して、対称暗号化では、暗号化に使用する鍵は復号に使用する鍵と同じ鍵である。非対称暗号化ではこれらの鍵は通常公開鍵及び秘密鍵と呼ばれている。公開鍵は暗号化用として意図されたものであり、秘密鍵は復号用として意図されたものである。公開鍵は一般に知られてもよい、同公開鍵に基づいて、公開鍵に対応する暗号化鍵を容易に確定することは一般に不可能であり、部外者がこの公開鍵を使って暗号化された情報を見つけ出すことは非常に困難である。このような公開鍵と秘密鍵の利用をベースとするシステムの一例として、PGP(Pretty Good Privacy)システムがある。この場合、ユーザは、伝送すべき情報を受け手の公開鍵で暗号化し、次いで、受け手は自分の秘密鍵でこの暗号化情報を開くことになる。しかし、従来技術によるこのシステムにはいくつかの顕著な欠点が存在する。十分な保護システムによって要求される鍵文字列が非常に長いため、これら鍵文字列の安全な格納に起因して著しいコストが生じるという欠点である。鍵文字列が短すぎれば、最新のデータ処理装置を使って暗号を破ることは比較的簡単である。言い換えれば、秘密鍵はその内容と公開鍵(既知の内容アタック)とに基づいて規定することが可能である。この問題は、限られた処理能力のために長い鍵の使用が許されない携帯用のデータ処理装置や通信装置では特に重要な問題である。
【０００４】
米国特許第6,169,890号には、ユーザの識別を行った後、通信ネットワークにおけるユーザ識別用SIMカードに格納された鍵を使用できる方法と装置とが開示されている。このシステムは、例えば、支払い処理での利用を意図するものであり、その場合ユーザは、移動通信ネットワークによる支払いシステムの端末装置と交信するように構成されている自分の端末装置で支払い処理を行う。したがって、ユーザは移動局に自分のPINコードを入力し、そのコードに基づいて移動局のユーザの識別が行われる。システムはデータベースを備えており、システムを利用するアクセス権限が与えられているユーザの移動電話番号がそのデータベースに格納されている。したがって、ユーザがこのようなシステムにコンタクトすると、当該ユーザがそのサービスを利用するアクセス権限が与えられているかどうかが発信者の番号に基づいてデータベースからチェックされる。このようなシステムの1つの欠点として、ユーザの識別に利用されるPINコードが比較的短く、典型的には4文字の長さのものであるという点が挙げられる。その場合、現在周知の方法によってPINコードを見つけ出すことは比較的簡単である。鍵の長さが長くなると、PINコードの格納に必要なSIMカードのメモリ量も増やさなければならなくなり、それによってSIMカードの製造コストが著しく上昇することになる。一方、装置の外部からチェックできるようなメモリへ秘密鍵を格納する行為は、安全性という点から見るとかなりのリスクを伴う可能性があるため、装置を紛失したり、最終的に装置が部外者の手に渡ったりした場合、装置に格納された暗号化鍵に基づいて暗号化情報が見つけ出される可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の1つの目的は、装置の分析による情報の復号が実際上不可能であるような方法で暗号化情報を処理する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも2つの動作モード即ち、保護モードと通常モードで動作するように電子装置の処理ブロックを設定するという着想に基づくものである。保護モードは、その保護モードで処理される情報を処理ブロックの外部からはチェックできないように構成される。したがって、保護モードで使用可能なメモリの中に暗号化鍵を格納することが可能となり、この暗号化鍵を見つけ出されないように、前記暗号化鍵を利用して保護モードの外部で処理される情報の暗号化と復号とが行われる。さらに正確に述べれば、本発明に準拠する方法は添付の請求項1の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。本発明に準拠するシステムは添付の請求項7の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。本発明に準拠する電子装置は添付の請求項13の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。さらに、本発明に準拠する処理ブロックは添付の請求項15の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は従来技術の解決方法と比較して顕著な利点を示すものである。保護モードのチェックを可能にする方法で本発明に基づく電子装置を分析することは電子装置を破壊しないかぎり実際上不可能である。保護モードで使用される暗号化鍵は好適には装置固有のものであるため、破壊された装置の暗号化鍵を見つけ出しても無駄である。保護モードでは長い暗号化鍵の暗号化および/または復号を行うことが可能であるため、本発明による方法を適用する場合、さらに長い鍵の利用が可能となる。暗号化された暗号化鍵は、保護モードで使用するメモリよりもさらに好都合な外部記憶装置に格納することが可能である。以下、添付図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、少なくとも部分的に暗号化されたフォーマットで情報の処理を行う電子装置1において適用が可能である。そのような電子装置1には、例えば、移動通信装置、パーソナルコンピュータ(PC)や携帯用コンピュータのようなコンピュータ、個人用情報機器デバイス(PDA)、MP3プレーヤ、CDプレーヤ、DVDプレーヤ、ビデオ装置、デジタルTVセットなどが含まれる。図1に示す本発明の好適な実施例に基づく電子装置1には、少なくとも制御ブロック2、メモリ手段3、及び、ディスプレイ、キーボードおよび/またはオーディオ手段を好適に備えることができるユーザインタフェース4が含まれる。さらに、図1による電子装置は移動局手段5を備える。メモリ手段3はリードオンリーメモリROMとランダムアクセスメモリRAMとを備えることが望ましい。少なくともリードオンリーメモリROMの一部はフラッシュメモリのような電気的に消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリEEPROMである。例えば、リードオンリーメモリROMは、プロセッサのプログラムコマンドを格納するための固有の固定された設定用データまたはその類いのデータ用として用いられる。電気的に消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリEEPROMは、例えば、本説明で以下示すように、暗号化されたフォーマットで暗号化鍵を格納するために使用することができる。
【０００９】
図2は本発明の好適な実施例に基づく制御ブロック2の処理ブロック2aの構造を簡略に示す図である。前記処理ブロックはプロセッサ201(CPU、中央演算処理装置)を備え、同プロセッサの機能を制御するプログラムコードは、リードオンリーメモリ202a、202bに部分的に格納することが可能である。このリードオンリーメモリはワンタイムプログラム可能リードオンリーメモリ(OTPROM)および/または再プログラム可能リードオンリーメモリ(EEPROMなど)であってもよい。ブートプログラムの一部は、プログラムの格納後に内容を変更できないようなメモリ(OTPROM、ROM)に好適に格納される。これは、例えば、次の段のプログラムコードの実行が始まる前に、先行する段が次の段のプログラムコードの真正性の検証を行うような少なくとも2段階で起動が行われるようなアプリケーションで必要である。本発明による方法と関連して使用される第1の秘密鍵SK1は、リードオンリーメモリ202a、202b、好ましくはワンタイムプログラム可能リードオンリーメモリ202bに格納されることが望ましい。処理ブロック2aは、線形メモリ空間として知られる方法で構成可能なランダムアクセスメモリ203も含み、および/または、プロセッサの可能なレジスタ構成を実現するためにランダムアクセスメモリを含むものであってもよい。プロセッサ201は、いずれの特定のプロセッサにも限定されず、様々なアプリケーションの中で変わるものであってもよい。その場合メモリ202a、202b、203の詳細は様々なアプリケーションで互いに異なるものであってもよい。処理ブロック2aには接続ブロック204が含まれ、この接続ブロック204によって、処理ブロック2aは電子装置1の別の機能ブロックとの接続が可能となる。例えば、接続ブロック204を介して、プロセッサの制御バス210、バス211及びアドレスバス212は、処理ブロック2aのそれぞれの外部制御バス205、データバス206及びアドレスバス207と結合される。本発明のこの好適な実施例では、制御ブロックの処理ブロック2aとその他の機能ブロック2b〜2fとは別々のブロックとして示されている。しかし、保護モード時に使用できるように、制御ブロックの前記その他の機能ブロック2b〜2fの少なくともいくつかを処理ブロック2aと関連する単一の統合ブロックとして構成可能であることは言うまでもない。
【００１０】
以下、図3のフローチャートを参照して、本発明の好ましい実施例に準拠する図1の電子装置1における方法の処理について説明する。電子装置の電源投入と関連して、公知の従来方式の起動処理が実行される(図3のブロック301)。この場合、起動と関連して、処理ブロック2aは好適に通常モードに設定される。したがって、接続ブロック204の制御ライン208は、処理ブロック2aの内部バス210、211、212が処理ブロック2aの外部バス205、206、207と結合した状態に設定される。処理ブロックの通常モードでランダムアクセスメモリ203の内容を処理ブロック2aの外部から読み出すことができないようにして、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203の機能を制御するためにも、制御ライン208が好適に用いられる。
【００１１】
暗号化情報の処理を行う必要が生じた段階で、本発明のこの好ましい実施例では以下のステップが行われる。例えば、移動局手段5を介して暗号化情報が受信され、該情報が受信と関連して、処理ブロック2aの外部受信用バッファ(図示せず)にまず格納される(ブロック302)と仮定する。例えば、この受信用バッファは制御ブロックのランダムアクセスメモリ2fの中に確立される。例えば、プロセッサのプログラムコードで形成される格納プログラムなどによって、それ自体公知の方法で、好適には、処理ブロック2aが移動局手段からの受信情報を読み出して、メモリ2fの中に割り当てられた受信用バッファへこの情報を転送するような方法で前記格納は行われる。受信情報には、その情報または少なくともその一部が暗号化されたフォーマットで作成された情報も含まれる。したがって、暗号化された情報の一部を示す情報も処理ブロック2aへ伝送され、この情報に基づいて、プロセッサは復号のための第2の秘密鍵を使用するために必要な手段を実行することが可能となる。
【００１２】
情報を復号するために、再プログラム可能なリードオンリーメモリ3bに格納された第2の秘密鍵は以下の方法で好適に復号される。この暗号化された第2の秘密鍵SK2は、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203で読み出され、例えば処理用バッファ209へ入れられる(ブロック303)。その後、保護モードへシフトするために、処理ブロック201のプロセッサ201は、処理ブロック2aの内部バス210、211、212から外部バス205、206、207への接続が存在しない状態に接続ブロックの制御ライン208を設定する(ブロック304)。したがって、従来方式の分析手段によって処理ブロック2aの内部機能を検出することは不可能となる。この保護モードで、プロセッサ201は処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203をさらに読み出すことができる。その後プロセッサ201はプログラムコードを実行し、このプログラムコードによって、処理ブロックのリードオンリーメモリ202a、202bに格納された第1の秘密鍵SK1による第2の秘密鍵SK2の復号が行われる(ブロック305)。この復号後、例えば、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203や、処理ブロックの外部のランダムアクセスメモリ2f、3cなどのランダムアクセスメモリに第2の秘密鍵SK2を格納することができる(ブロック306)。
【００１３】
第2の秘密鍵SK2を用いて処理の対象とする情報の復号を行うことができる。接続ブロックの制御ライン208の状態を変化させることにより処理ブロックを通常モードに設定することができる(ブロック307)。したがって、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203内に形成された処理用バッファ209で、受信した暗号化情報の読み出しが可能となる。処理ブロックで一度に読み出すことができる情報量は、様々なアプリケーションと様々な状況で変動する可能性がある。場合によっては、処理用バッファ209内のすべての暗号化情報の読み出しが可能であり、その後、読み出した情報の復号が行われる(ブロック308)。復号時に、今度は第2の秘密鍵SK2が使用されるが、この第2の秘密鍵SK2はそれより前の段階で復号されたものである。
【００１４】
保護モードか通常モードのいずれかで処理すべき情報の復号を行うことができる。まず、処理ブロック2aの保護モードで復号が実行される場合の本方法の機能について説明する。情報の復号時に使用するプログラムコードが処理ブロック2aのリードオンリーメモリ202a、202bに格納されていなければ、処理ブロック203のランダムアクセスメモリ203で、前記プログラムコードを好適に読み出す必要がある。復号時に使用するプログラムコードが処理ブロック2aの外部からロードされる場合、復号前にプログラムコードの真正性を検証する必要がある。処理ブロック2aは通常モードに設定され、格納された暗号化情報が処理ブロックの内部リードオンリーメモリ203内のランダムアクセスメモリ2f、3bから読み出される。その後処理ブロック2aは保護モードに設定され、次いで、内部メモリ202a、202b、203からの情報の暗号化を行う際に、使用するプログラムコードがプロセッサ201により実行される。復号後、処理ブロック2aは通常モードに設定され、復号された情報は処理ブロック2aの外部のランダムアクセスメモリ2f、3cの中に格納される。その後、暗号化情報の次の予定の部分が、対応する復号処理の対象となり、次いで、リードオンリーメモリ2f、3cへの情報の格納対象となる。処理済みの情報が復号されてしまうまで上述の処理が続けられる。
【００１５】
第2の秘密鍵SK2が、処理ブロック2aの通常モードで読み出すことができるようなメモリに格納された処理ブロック2aの保護モードと関連していれば、装置の分析により第2の秘密鍵SK2を見つけ出すことは可能であるかもしれない。処理ブロック2aが保護モードから通常モードへ設定される前に、通常モードでアクセス可能であるようなランダムアクセスメモリから、暗号化フォーマットの第2の秘密鍵SK2を除去するようにして、前記のような第2の秘密鍵SK2が見つけ出される事態を阻止することが可能となる。実際問題として、これは、処理ブロック2aが通常モードから保護モードへ設定された場合に、常に第2の秘密鍵SK2が復号され、例えば、暗号化情報の復号を行うためにはこの第2の秘密鍵SK2を使用する必要があることを意味する。これに対応して、第1の秘密鍵SK1がリードオンリーメモリ202a、202bから、処理ブロック2aの通常モードで読み出すことができるようなメモリへコピーされる場合、処理ブロック2aが保護モードから通常モードへ設定される前に、第1の秘密鍵SK1もこのようなメモリから除去される。
【００１６】
処理ブロックの内部リードオンリーメモリ202a、202bの方が、外部リードオンリーメモリ2d、2e、3a、3bと比べると相対的に高価であるため、内部リードオンリーメモリ202a、202bのサイズの最小化を図るという目的がある。したがって、第2の秘密鍵SK2の復号時に使用されるコードは、制御ブロックのリードオンリーメモリ2d、2eか、外部リードオンリーメモリ3a、3bかのいずれかのリードオンリーメモリの中に好適に格納され、このリードオンリーメモリから、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203へプログラムコードの転送が行われる。暗号化情報の復号時に使用されるプログラムコードも処理ブロックのリードオンリーメモリ202a、202bに格納される。あるいは、このプログラムコードは電子装置1の別のリードオンリーメモリ2d、2e、3a、3bから、復号前にランダムアクセスメモリ203の中にロードされる。プログラムコードが処理ブロックの外部からロードされる場合には、プログラムコードの真正性を検証するプログラムコードが処理ブロックのリードオンリーメモリ201に格納される。本発明の好ましい実施例では、処理ブロック2aの内部リードオンリーメモリ202a、202bにはその中に格納される第1の秘密鍵SK1が主として含まれている。
【００１７】
本発明の第2の好ましい実施例に準拠する方法では、以下のように処理ブロック2の外部で最初に復号が行われる。処理ブロック2は前述の原理に基づいて保護モードで第2の秘密鍵SK2を復号し、暗号化されていないフォーマットで処理ブロック2aの外部ランダムアクセスメモリ2f、3cの中にこの第2の秘密鍵を格納する。その後、処理ブロック2aの通常モードでこの情報の復号が行われる。次いで、第1の秘密鍵SK1の格納に用いられるリードオンリーメモリ202、202bへのアクセスが拒否されるため、処理ブロック2aを通常モードにすることができる。この代替例では、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203で暗号化情報を読み出す必要はなく、主として処理ブロック2aの外部記憶手段2f、3cの中で処理を実行することができる。電子装置1の動作電圧のスイッチがオフになると、ランダムアクセスメモリ2f、3cに格納された第2の秘密鍵SK2はランダムアクセスメモリ2f、3cから消える。この結果、電子装置1に格納された第2の秘密鍵SK2が部外者により簡単に見つけ出されるリスクが存在しなくなる。
【００１８】
この第2の実施例は、特に、秘密鍵を秘密の状態に保つアクションが第1の好ましい実施例の場合のような高いレベルの保護を必要としないようなアプリケーションでは有益である。第2の実施例に準拠するこの方法では、処理ブロックが保護モードに設定されている場合、第2の秘密鍵が必ずしも復号されるとはかぎらないため、処理ブロック2aからの必要な処理能力はより少ないもので済むことになる。その結果、例えば、ビデオ信号の暗号化処理などと関連して連続する復号を必要とするような、また、第2の実施例に準拠する保護レベルで十分であるような実施例では第2の好ましい実施例に準拠する方法を用いることが可能となる。
【００１９】
処理ブロック2aの内部リードオンリーメモリ201に格納された第1の秘密鍵SK1は主として第2の秘密鍵SK2の復号に使用されるため、第1の秘密鍵SK1を相対的に短いものにすることができる。しかし、本発明によって、外部記憶装置よりも著しく高価な処理ブロックの内部リードオンリーメモリ202a、202bの量を増やす必要なく、第2の秘密鍵SK2の長さを長くするアクションが可能となる。本発明と関連して使用される第1の秘密鍵SK1は好適には左右対称鍵であるが、本発明がこのタイプのアプリケーションのみに限定されるものでないことは言うまでもない。典型的には、左右対称鍵の最短の長さはほぼ100ビットであり、これと比較して、非対称の鍵の最短の長さはこのほぼ10倍の長さ、すなわちほぼ1000ビットである。
【００２０】
前記説明は、保護モードを実現するただ1つの可能な方法を示すものにすぎない。これに対して、実際上、保護モードでの処理ブロック2aの内部機能の分析が極度に困難であったり、不可能でさえあったりするような別の方法を用いて保護モードの実現が可能であることは言うまでもない。特に、処理ブロック2aの内部リードオンリーメモリ202a、202bの外部からのチェックは可能な限り困難にする必要がある。さらに、本発明による解決方法を利用する場合、装置を破壊しないかぎり第1の秘密鍵SK1を見つけ出すことは実際には不可能である。一方、処理ブロックの内部リードオンリーメモリ202a、202bを保護領域と非保護領域とに分けることが可能であり、処理ブロック2aの外部からの非保護領域へのアクセス許可が可能となり、および/または、通常モードでもプロセッサ201がこの非保護領域の内容の読み出しを行うことが可能となる。この場合、専ら保護モードのみでプロセッサ201がアクセス可能である保護領域にそのような情報は格納される。さらに、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリも保護領域と非保護領域とに分けることが可能であることは言うまでもない。その場合、処理ブロック2aの外部からの保護領域へのアクセスは存在しない。
【００２１】
1つのプロセッサ201の代わりに2つ以上のプロセッサ(図示せず)を用いることにより本発明を適用することも可能である。そうすることにより、少なくとも一方のプロセッサ201は主として保護モードで使用され、他方のプロセッサは通常モードで使用される。他のプロセッサは、保護モードで作動するプロセッサが使用するメモリ202a、202b、203を読み出すためのアクセスを有していない。本実施例では、例えばデュアルポートメモリ(図示せず)によって、あるいは、保護モードのプロセッサと、少なくとも1つの通常モードのプロセッサとによって処理可能なメモリ空間を、ランダムアクセスメモリ2f、3c内で決定することにより、保護モードのプロセッサ201とその他のプロセッサ間での必要な通信が設定可能となる。
【００２２】
上記では、情報の復号が行われた本発明の実施例について説明した。同様に、本発明を適用して伝送すべき情報の暗号化を行うことが可能であり、および/または、第2の秘密鍵SK2により記憶媒体への格納を行うことが可能である。その場合にも、第2の秘密鍵SK2が予め復号されていなければ、この第2の秘密鍵の復号が行われる。その後、復号とはほぼ逆のステップでこの第2の秘密鍵SK2を用いて情報の暗号化が可能となる。また、上記状況では、処理ブロック2aの内部で、処理ブロック2aの内部ランダムアクセスメモリ203へ全体的にあるいは部分的に、暗号化すべき情報を転送することにより復号の実行を可能にするか、処理ブロック2aの外部で暗号化を実行するかのいずれかが行われる。暗号化の実行後、この暗号化情報は、例えば、移動通信ネットワークNWへ伝送されたり、ランダムアクセスメモリ2f、3cや再プログラム可能なリードオンリーメモリ3bなどの記憶媒体に格納されたりする。
【００２３】
例えば図4に準拠する移動通信システムのユーザ用電子装置1を高い信頼性で識別する際に本発明は好適に利用することができる。このようにして処理ブロック2aの内部リードオンリーメモリ202a、202bに格納された第1の秘密鍵SK1は、好適には以下のような例えばデジタル署名を用いる電子装置の検証などに利用される。好適には、第2の秘密鍵SK2は、処理ブロック2aの外部リードオンリーメモリ3a、3bの中に暗号化されたフォーマットで格納されることが望ましい。したがって、本明細書で前述したように、処理ブロック2aの内部リードオンリーメモリ202a、202bに格納された第1の秘密鍵SK1によってこの第2の秘密鍵SK2は復号される。その後、例えば、デジタル署名を形成するために第2の秘密鍵SK2の利用が可能となる。電子装置1の移動局手段は、基地局システムBSSを介するそれ自体公知の方法で移動サービス交換センタMSCと交信を行うために利用される。接続設定段階で、例えば、装置識別子DIDからの、次いで、おそらく国際移動機識別子(IMEI)からの識別情報が電子装置で確立される。デジタル署名を用いてこの識別情報の検証を行うことが可能である。装置識別子DIDは処理ブロック2aの内部ワンタイムプログラム可能リードオンリーメモリ202bに好適に格納される。それによって、処理ブロック2aは保護モードに設定され、装置識別子DIDがランダムアクセスメモリ203で読み出される。その後、装置識別子DIDから、また、例えばハッシュ関数などによるその他の可能な識別情報によってハッシュ値の計算が行われる。第2の秘密鍵SK2を利用するようなそれ自体公知の方法でハッシュ値に対する署名が行われる。その後、処理ブロック2aは通常モードに設定され、識別情報とデジタル署名とが処理ブロックの外部ランダムアクセスメモリ2f、3cへ転送される。次に識別子データとデジタル署名とが移動通信ネットワークへ伝送され、ユーザの電子装置1の識別が可能となる。移動通信ネットワーク、例えばホーム位置レジスタHLRなどには、国際移動機識別子IMEIと、電子装置1の識別情報に署名する際に使用される第2の秘密鍵SK2に対応する公開鍵PKとに関する情報が含まれている。これらの情報の公開鍵によってデジタル署名の真正性を検証することが可能となる。このようにして、本発明による方法によって形成される識別子データに依拠することが可能となる。
【００２４】
様々な利用のために、処理ブロック2aのリードオンリーメモリ202a、202bの中に2つ以上の秘密鍵SK1を格納することが可能であることは言うまでもない。一方、電子装置の操作に必要ないくつかの鍵SK2を暗号化するために、処理ブロック2aのリードオンリーメモリ202a、202bに格納された1つの秘密鍵SK1を利用することができる。さらに、処理ブロック2aの保護された内部リードオンリーメモリ202a、202bに装置識別子DIDが格納されていない場合、装置識別子DIDの復号に利用するために第1の秘密鍵SK1を利用することもできる。このような鍵および/または装置識別子は、処理ブロック2aの外部記憶手段2d、2e、3の中に暗号化されたフォーマットで前記のように格納することが可能である。その場合このような鍵および/または装置識別子を用いるとき、本明細書で既述したように第1の秘密鍵SK1によって本発明に基づく復号が行われる。
【００２５】
暗号化並びに復号において、同じ鍵(対称暗号化)を利用することができる。あるいはこれらの鍵は異なるものであってもよい(非対称復号)。一般に鍵には用語公開鍵と秘密鍵とが使用される。公開鍵は暗号化用として意図されたものであり、これに対応する秘密鍵は復号用として意図されたものである。本発明と関連して適用可能ないくつかの公知の暗号化方式がある。これに関連して挙げるべき対称暗号化法にはデータ暗号化規格(DES)と、高度暗号化規格(AES)と、Rivestの暗号2(RC2)とが含まれる。非対称暗号化法は、Rivest、Shamir、Adleman(RSA)である。また、非対称暗号化と対称暗号化の両方を採用しているいわゆるハイブリッドシステムが開発されている。このようなシステムでは、対称暗号化で用いる暗号化鍵が受け手へ伝送されるとき通常非対称暗号化が利用され、実際の情報の暗号化の際には対称暗号化鍵が用いられる。
【００２６】
非対称暗号化で使用される公開鍵を伝送するために、公開鍵基盤(PKI)と呼ばれるシステムが開発されている。このシステムは、公開鍵が格納されているサーバであって、鍵を必要とするユーザが鍵の検索を行うことできるサーバを備えている。このようなシステムは企業による利用に特に適用可能であり、暗号化されたフォーマットで企業への情報送信を望む誰にも企業自身はその公開鍵を伝送する必要がない。
【００２７】
デジタル署名については、RSA、DSA(デジタル署名アルゴリズム)及びECC(楕円曲線暗号法)のようないくつかのシステムが開発されている。これらのシステムは、署名すべき情報を圧縮するアルゴリズムを利用するものであり、このアルゴリズムにはこれに関連して挙げるべきSHA1(セキュアハッシュアルゴリズム)とMD5(メッセージダイジェスト5)とが含まれる。図5はデジタル署名の形成を原理図で示す図である。次いで、署名すべきデータ501はハッシュ関数を実行するブロックへ伝送される。次いで、ハッシュ関数により形成されたハッシュデータは秘密鍵SKを用いて署名される(503)。署名504は署名すべきデータ501と関連づけられる。署名されたデータの検証段階で、署名によって確認されたデータは、ハッシュデータ506を生成するためのハッシュ関数実行ブロック505へ導かれる。署名者の秘密鍵に対応する公開鍵PKを用いることにより前記署名は検証され(507)、次いで、ハッシュデータ506が署名の検証(507)時に形成されたデータと比較される(508)。これらのデータが一致すれば、この署名されたデータは高い蓋然性で信頼性のあるものとすることができる。
【００２８】
本発明に基づく電子装置1の製造段階でおよび/またはソフトウェアの更新段階で、好ましくは以下の方法で、必要な確認データとプログラムとがメモリ2d、2e、3a、3bの中に形成される。検証に必要なプログラムコードが制御ブロック2に格納され、このプログラムコードには、ブートプログラム、デジタル署名の計算用プログラム及び暗号化アルゴリズムと復号アルゴリズムが含まれる。製造業者は第1の秘密鍵SK1を格納し、次いで、おそらく処理ブロックのリードオンリーメモリ202a、202bの中に装置識別子DIDを格納する。部品の組み立て段階(ブロック302)で、電子装置1の回路カード(図示せず)の中に制御ブロック2のインストールも行われる。製造業者は、例えば、プログラマブルメモリ3bの中におよび/またはワンタイムプログラマブルメモリ3aの中にその他の実行可能なアプリケーションプログラムを格納する。次いで、移動電話オペレータなどのディーラやサービスプロバイダへ電子装置1を引き渡すことが可能となる。
【００２９】
保護モードのリードオンリーメモリ202a、202bに第1の秘密鍵SK1が格納される旨を開示したが、第1の秘密鍵SK1の代わりに別の情報をリードオンリーメモリの中に格納することも可能であり、この別情報に基づいて、第1の秘密鍵SK1の再確立が可能であることは言うまでもない。このような1つの代替例としてシード番号の格納がある。プロセッサ201のプログラムコードでプログラムが確立され、このシード番号に基づいて第1の秘密鍵SK1が作成される。
【００３０】
本発明が、前述の実施例のみに限定されるものではなく、添付の請求項の範囲内で変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施例に基づく電子装置を簡略なブロック図で示す図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施例に基づく処理ブロックの構成を簡略に示す図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施例に基づく方法の機能をフローチャートで示す図である。
【図４】図４は、移動通信システムにおけるユーザの識別を簡略図で示す図である。
【図５】図５は、デジタル署名の形成に関する周知の原理を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月20日(2003.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置(1)の動作を制御する少なくとも1つの処理ブロック(2)と、該電子装置(1)によりアクセス可能なメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202a、202b、203)とを備えた電子装置(1)において情報を処理する方法であって、該情報を処理するために少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を利用する方法において、該第1の秘密鍵(SK1)を該電子装置(1)に不変で格納し、少なくとも保護モードと通常モードとを前記処理ブロック(2a)で確立し、前記メモリの一部(202a、202b)と、前記第1の秘密鍵(SK1)とが前記保護モードのみでアクセス可能であり、さらに、少なくとも該第1の秘密鍵(SK1)に関する情報が、前記保護モードでアクセス可能な前記のメモリの一部(202a、202b)に格納され、さらに、少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)を前記電子装置(1)で確立し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵を暗号化し、前記電子装置の非保護モードでアクセス可能な前記メモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c)の中に前記第2の秘密鍵を暗号化されたフォーマットで格納し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号することが可能であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記処理ブロック(2a)の内部機能の決定を阻止するために、前記保護モードで前記処理ブロック(2a)からの情報の転送を阻止することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記電子装置(1)が暗号化情報を受け取り、該暗号化情報を復号するために、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号し、次いで、その復号された第2の秘密鍵(SK2)を用いて前記の情報を復号することを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の鍵(SK1)を利用するとき、前記保護モードで前記処理ブロック(2a)を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
電子装置(1)を認証し、その電子装置が、その中に格納される少なくとも1つの装置識別子(DID)と、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて暗号化された少なくとも1つの公開鍵(PK)を必要とする少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)とを備えており、前記の認証で少なくとも次の、
前記第2の秘密鍵(SK2)を復号するステップと、
該第2の秘密鍵(SK2)を利用して行う前記の装置の識別子の真正性を検証するために、前記装置識別子(DID)に基づいてデジタル署名を形成するステップと、
前記電子装置(1)を識別するために前記公開鍵(PK)を用いて前記デジタル署名を検証するステップと、を実行することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
電子装置(1)の動作を制御する少なくとも1つの処理ブロック(2)と、該電子装置(1)によりアクセス可能なメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202a、202b、203)とを備えた該電子装置(1)において情報を処理するシステムであって、情報を処理するために少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を利用する手段を含むシステムにおいて、該電子装置(1)に該第1の秘密鍵(SK1)を不変で格納し、少なくとも保護モードと通常モードとを処理ブロック(2a)で確立し、該処理ブロック(2a)は、該保護モードのみで前記メモリの一部(202a、202b)にアクセスする手段(204、208)を備え、少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)に関する情報を前記保護モードでアクセス可能な前記メモリ(202a、202b)に格納し、さらに、少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)を前記電子装置(1)で確立し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵を暗号化し、前記電子装置の非保護モードでアクセス可能な前記メモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c)の中に前記第2の秘密鍵を暗号化されたフォーマットで格納するように構成され、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号する手段(201)を備えることを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記処理ブロック(2a)が、該処理ブロック(2a)の外部からの前記情報の転送を前記保護モードで阻止する手段(204、208)を備え、該処理ブロック(2a)の内部機能の決定を前記保護モードで阻止することを特徴とする請求項6に記載のシステム。
【請求項８】
前記電子装置(1)が、暗号化情報を受け取る手段(9)と、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号する手段(201)と、その復号された第2の秘密鍵(SK2)を用いて前記暗号化情報を復号する手段(201)とを備えることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
【請求項９】
前記第1の鍵(SK1)を利用するとき、前記保護モードで前記処理ブロック(2a)を設定する手段(201、204、208)を備えることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
電子装置(1)を認証する手段(BSS、MSC、HLR)を備えるシステムであって、その電子装置(1)が、該電子装置(1)に格納された前記少なくとも1つの装置識別子(DID)と、少なくとも1つの公開鍵(PK)を必要とする前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて暗号化される少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)とを含むシステムであり、該装置識別子(DID)と該第2の秘密鍵(SK2)とを復号する手段(201)と、該第2の秘密鍵(SK2)を用いることにより該装置識別子(DID)の真正性を検証するために、該装置識別子(DID)に基づいてデジタル署名を形成する手段(201、SK2)と、前記電子装置(1)を認証するために、前記公開鍵(PK)を用いて該デジタル署名を検証する手段(MSC、HLR、DID)とを備えることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
情報を処理する手段と、電子装置(1)の動作を制御する少なくとも1つの処理ブロック(2)と、該電子装置(1)によりアクセス可能なメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202a、202b、203)と、前記情報を処理するために少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を利用する手段(2a)とを備えた電子装置(1)において、前記第1の秘密鍵(SK1)を前記電子装置(1)に不変で格納し、少なくとも保護モードと通常モードとを前記処理ブロック(2a)で確立し、該処理ブロック(2a)は、前記メモリ部(202a、202b)にアクセスする手段(204、208)を備え、少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)に関する情報を前記保護モードでアクセス可能な前記メモリ(202a、202b)に格納し、さらに、少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)を前記電子装置(1)で確立し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵を暗号化し、前記電子装置の非保護モードでアクセス可能な前記メモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c)の中に前記第2の秘密鍵を暗号化されたフォーマットで格納し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号する手段(201)を備えることを特徴とする電子装置(1)。
【請求項１２】
前記保護モードで使用される前記メモリの少なくとも一部(202a、202b)がワンタイムプログラム可能リードオンリーメモリ(202b)であることを特徴とする請求項11に記載の電子装置。
【請求項１３】
処理ブロック(2a)であって、少なくとも1つのプロセッサ(201)と、該処理ブロック(2a)によりアクセス可能なメモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c、202、203)と、情報を処理するために少なくとも第1の秘密鍵(SK1)を利用する手段(201、202a、202b、203)とを備えた処理ブロック(2a)において、少なくとも1つの前記第1の秘密鍵(SK1)を前記処理ブロック(2a)に不変で格納し、少なくとも保護モードと通常モードとを該処理ブロック(2a)で確立し、該保護モードのみで前記メモリの一部(202a、202b)にアクセスする手段(204、208)を備え、少なくとも前記第1の秘密鍵(SK1)に関する情報が前記保護モードでアクセス可能なそのメモリ(202a、202b)に格納され、さらに、少なくとも1つの第2の秘密鍵(SK2)を前記処理ブロック(2a)で確立し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵を暗号化し、前記処理ブロック(2a)の非保護モードでアクセス可能な前記メモリ(2d、2e、2f、3a、3b、3c)の中に前記第2の秘密鍵を暗号化されたフォーマットで格納し、前記第1の秘密鍵(SK1)を用いて前記第2の秘密鍵(SK2)を復号する手段(201)を備えることを特徴とする処理ブロック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、添付の請求項1の前文に記載の電子装置における暗号化情報の処理方法に関する。本発明はまた添付の請求項6の前文に記載のシステムと、添付の請求項11の前文に記載の電子装置、並びに、添付の請求項13の前文に記載の処理ブロックにも関する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、少なくとも2つの動作モード即ち、保護モードと正規モードで動作するように電子装置の処理ブロックを設定するという着想に基づくものである。保護モードは、その保護モードで処理される情報を処理ブロックの外部からはチェックできないように構成される。したがって、保護モードで使用可能なメモリの中に暗号化鍵を格納することが可能となり、この暗号化鍵を発見されないように、前記暗号化鍵を利用して保護モードの外部で処理される情報の暗号化と復号とが行われる。さらに正確に述べれば、本発明に準拠する方法は添付の請求項1の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。本発明に準拠するシステムは添付の請求項6の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。本発明に準拠する電子装置は添付の請求項11の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。さらに、本発明に準拠する処理ブロックは添付の請求項13の特徴記載部分に記載の内容を主たる特徴とするものである。




【国際調査報告】
2004538584.tif 000033
2004538584.tif 000034
2004538584.tif 000035