(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの不正なアクセスを防いで機密データを処理する情報処理装置において、
密閉空間内に流体を保持する流体保持手段と、
前記密閉空間内に配置され、前記機密データを処理するデータ処理手段と、
前記密閉空間内に配置され、前記機密データを記憶するデータ記憶手段と、
前記密閉空間内に配置され、前記流体の圧力値から保安コードを作成する保安コード作成手段と、
前記密閉空間が正常な状態である時の保安コードを基準コードとして記憶しており、前記保安コード作成手段の作成した保安コードが前記基準コードと一致しない場合に、前記データ記憶手段内の前記機密データを消去するデータ消去手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
外部からの不正なアクセスを防いで機密データを処理する情報処理装置において、
所定の成分を有する流体を密閉空間内に保持する流体保持手段と、
前記密閉空間内に配置され、前記機密データを処理するデータ処理手段と、
前記密閉空間内に配置され、前記機密データを記憶するデータ記憶手段と、
前記密閉空間内に配置され、前記流体の成分によって変化する光特性から保安コードを作成する保安コード作成手段と、
前記密閉空間が正常な状態である時の保安コードを基準コードとして記憶しており、前記保安コード作成手段の作成した保安コードが前記基準コードと一致しない場合に、前記データ記憶手段内の前記機密データを消去するデータ消去手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
外部からの不正なアクセスを防いで機密データを処理する情報処理装置において、
電極対及び前記電極の少なくとも一方を覆う絶縁膜にて構成され、前記絶縁膜の特性値に基づいた静電容量を持つキャパシタと、
前記絶縁膜にて覆われ、前記機密データを処理するデータ処理手段と、
前記絶縁膜にて覆われ、前記機密データを記憶するデータ記憶手段と、
前記絶縁膜にて覆われ、前記キャパシタの静電容量から特定される保安コードを作成する保安コード作成手段と、
前記キャパシタが正常な状態である時の保安コードを基準コードとして記憶しており、前記保安コード作成手段の作成した保安コードが前記基準コードと一致しない場合に、前記データ記憶手段内の前記機密データを消去するデータ消去手段と、からなり、
前記キャパシタは複数存在し、前記保安コード作成手段は前記複数のキャパシタの静電容量の比または差分から特定の保安コードを作成することを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報処理装置に関し、特に、外部からの不正なアクセスを防いで、機密データの処理を行う情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信機器を用いたネットワーク網の発展に伴って、ディジタル情報のセキュリティを確保する技術が注目を集めている。このような技術の１つに、セキュリティを確保したいディジタル情報（これを以後、機密データと呼ぶ）を、暗号化して記憶装置に記憶させるというものがある。
【０００３】
暗号技術を安全に運用するには、暗号鍵や復号鍵等の秘密情報の取り扱いにも十分な注意を払う必要がある。通常、情報通信機器等の内部における暗号技術では、これら秘密情報はチップ上の不揮発性メモリに焼き付けられている。この不揮発性メモリは樹脂モールドで封入され、外部からのアクセスができないようにされている。そのため、十分なアクセス制御さえ行われていれば、これらの秘密情報が外部に露呈することはない。
【０００４】
しかし、暗号化された機密データに高付加価値のデータが含まれている場合、この程度の防御方法では秘密情報を盗用される恐れがある。樹脂モールドは溶解すれば取り除けるし、その後プロービングによりメモリ回路内の電荷情報から秘密情報を盗用することは可能である。現在では、電子マネーや電子商取引の分野でＩＣカードを用いた運用がなされているが、これらの分野では上記の問題が無視できないほど深刻となってきている。
【０００５】
このような盗用を防ぐために、秘密情報を揮発性のメモリであるＲＡＭ(Random Access Memory)に格納する方法がある（特公昭６１−６１７４０「秘密通信装置」）。ＲＡＭにはマイクロスイッチを介して常時電源を供給する。秘密情報の盗用を目的として上記ＲＡＭの内蔵された筐体が取り付け金具から引き抜かれると、上記マイクロスイッチが開閉し、電源供給は遮断される。電源供給が遮断されれば、ＲＡＭに格納された秘密情報は消失し、セキュリティは確保される。
【０００６】
しかしこの方法では、上記ＲＡＭを内蔵した筐体が極低温環境へ置かれると、マイクロスイッチの開閉動作は停止してしまう。
秘密情報を盗用から防ぐために、特別な筐体を構成する方法もある（特公昭６３−７８２５０「記憶データを保護するデータ安全装置」）。この特別な筐体は、曲折した電気導電性線路部分を含む上面プレート、底面プレート、及び４枚の側面プレートにより形成される。電気導電性線路は２本の平行な導通路となっており、外部からの攻撃によって、それらが短絡されたり接地されたりした場合に、リセット信号を発生する検出回路を形成する。秘密情報はこの筐体内のメモリに格納され、リセット信号が発生すると消去される。筐体を形成するプレートはセラミックスでできており、化学的な攻撃を防止する。また、筐体内に低温センサを設け、低温化によって検出回路を停止する攻撃を防ぐ。
【０００７】
上記筐体の不正検出感度をさらに向上させる方法として、電子組立体への機械的または化学的侵入を防御するための侵入障壁を設ける方法も考えられている（特公平７−８２４５９号公報「電子組立体への侵入防御装置」）。侵入障壁には、電子組立体を取り囲む遮蔽材料が含まれており、この遮蔽材料の上には、電気供給手段と信号検出手段とが接続された導線が形成されている。この導線は固化したマトリックス中に分散された導電性粒子材料から形成されている。また、この導線は細かなパターンを形成しており、侵入障壁に機械的なアクセスがあった場合には、その抵抗値が変化するように配置されている。
【０００８】
このような特別な筐体を電子組立体に適用すると、化学的または機械的攻撃を受けると、導電性粒子がその機械的一体性を失い、信号検出手段が導電回線の抵抗値変化を検出してメモリ内の秘密情報を消去する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法ではいずれもメモリに秘密情報を記憶させるために、攻撃を検出するための攻撃検出回路と、メモリの秘密情報を消去するためのデータ消去回路とを、必ず設けなければならない。攻撃検出回路及びデータ消去回路は、秘密情報をメモリに記憶させている限り常に動作させる必要があるが、携帯用の情報通信機器等では、このための電力供給が過大な負担となる。まして、基本的に電源を内蔵しないＩＣカード等には適用自体が不可能である。
【００１０】
また、従来の攻撃検出方法にて攻撃検出能力を高めるためには、攻撃検出回路となるセンサや導電性粒子を筐体の外壁面全面に高密度で設けなければならず、必要となる攻撃検出回路の数は膨大なものとなる。そして、これら攻撃検出回路への低温化による攻撃を検出するためには、さらに温度センサ等を設けなければならない。このために装置の構成が複雑になり、製造コストが高くなってしまうという問題点があった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、少ない設置数で攻撃を検出することのできる攻撃検出回路を備えた情報処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】
本発明では上記課題を解決するために、外部からの不正なアクセスを防いで機密データを処理する情報処理装置において、密閉空間内に流体を保持する流体保持手段と、前記密閉空間内に配置され、前記機密データを処理するデータ処理手段と、前記密閉空間内に配置され、前記機密データを記憶するデータ記憶手段と、前記密閉空間内に配置され、前記流体の圧力値から保安コードを作成する保安コード作成手段と、前記密閉空間内に配置され、前記密閉空間が正常な状態である時の保安コードを基準コードとして記憶しており、前記保安コード作成手段の作成した保安コードが前記基準コードと一致しない場合に、前記データ記憶手段内の前記機密データを消去するデータ消去手段と、を有することを特徴とする情報処理装置が提供される。
【００１３】
このような構成の情報処理装置では、流体保持手段が、密閉空間内に流体を保持している。密閉空間内に配置されたデータ処理手段は、機密データの処理を行う。密閉空間内に配置されたデータ記憶手段は、前記機密データの記憶を行う。密閉空間内に配置された保安コード作成手段は、流体の圧力値から保安コードを作成する。密閉空間内に配置されたデータ消去手段は、密閉空間が正常な状態である時の保安コードを基準コードとして記憶しており、保安コード作成手段の作成した保安コードが基準コードと一致しない場合に、データ記憶手段内の機密データを消去する。
【００１４】
このように、本発明の情報処理装置では、外部からの攻撃の有無を密閉空間内の圧力値の変化から検出し、機密データの消去を行う。よって、少ない設置数の攻撃検出回路で外部からの不正なアクセスを防ぐことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、第１の情報処理装置の第１の実施の形態を示した図である。機密データ処理装置１２０は、回路基板１１０の上に、演算回路１１１、メモリ回路１１２等とともに配置されている。演算回路１１１にて取り扱われる機密データは、機密データ処理装置１２０を介し暗号データとしてメモリ回路１１２に格納され、原形のままで記憶されることはない。また、メモリ回路１１２に格納された暗号データは、必要に応じ、機密データ処理装置１２０にて復号される。なお、回路基板１１０上に機密データ処理装置１２０を配置する際には、機密データ処理装置１２０の底面にハンダバンプを形成したり、電磁波を用いる非接触の方法を用いたりして、電気的に接続する。
【００１６】
機密データ処理装置１２０は、セル１２１と基板１２２とを貼り合わせて形成されており、内部に密閉空間を形成している。ここでセル（流体を保持する容器であって、平面で形成された基板と貼り合わされて密閉空間を形成する）１２１内にはヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや、それに準ずる化学的安定性を有する気体が製造過程において任意の圧力で封入される。セル１２１を形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。なお、この気体の圧力は特定の値である必要はなく、むしろ適当にランダムな値（乱数）となったほうが好ましい。セル１２１と基板１２２とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、機密データ処理装置１２０に形成される密閉空間における高い気密性を維持する。
【００１７】
基板１２２には、コード作成装置１２３ａ，１２３ｂ，・・・，１２３ｎと、鍵作成回路１２４と、暗号化／復号回路１２５とが配置されている。鍵作成回路１２４は、暗号化／復号回路１２５およびコード作成装置１２３ａ〜１２３ｎと接続されている。
【００１８】
暗号化／復号回路１２５は、演算回路１１１やメモリ回路１１２等の外部回路と接続されており、機密データや暗号データの入出力および暗号データ作成要求／復号データ作成要求の受け付けを行う。また、暗号化や復号を行う際には、コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎにコード作成要求を出力する。
【００１９】
鍵作成回路１２４は、コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎにて作成されたコードから暗号鍵および復号鍵を作成する。コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎは、暗号化／復号回路１２５からのコード作成要求を受け、機密データ処理装置１２０の密閉空間内に封入された気体の圧力値から特定されるコードを作成する。
【００２０】
次に、このような構成の機密データ処理装置１２０を利用して、機密データを暗号化する手順を説明する。
図２は、機密データを暗号化する手順を示したフローチャートである。
【００２１】
暗号化／復号回路１２５は、機密データと、機密データに対する暗号データ作成要求を受け付ける（ステップＳ１）。暗号データ作成要求を受けた暗号化／復号回路１２５がコード作成要求を出力すると（ステップＳ２）、コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎは密閉空間内の気体圧力値から特定されるコードを作成する（ステップＳ３）。鍵作成回路１２４は、コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎにて作成されたコードに基づいて暗号鍵を作成する（ステップＳ４）。暗号化／復号回路１２５は、鍵作成回路１２４にて作成された暗号鍵を使用して、機密データから暗号データを作成する（ステップＳ５）。
【００２２】
作成された暗号データはメモリ回路１１２に格納され、侵入者が外部から正しく読み取ることはできない。なお、ここでは作成されたコードに基づいて暗号鍵／復号鍵を作成する方法を採ったが、作成されたコードをそのまま暗号鍵／復号鍵として使用することも可能である。また、この情報処理装置では、暗号化の方法そのものについては特定する必要はない。さらに、上記の説明では暗号化／復号回路１２５がコード作成要求を出力しているとしたが、この出力は演算回路１１１等の他の構成要素が行ってもよい。また、コード作成装置はコード作成要求を受けてからコードを作成するとしたが、コード作成要求を出力する構成要素を設けず、常にコードを作成するような構成としてもよい。
【００２３】
次に、このように作成された暗号データを復号する手順を説明する。
図３は、暗号データを復号する手順を示したフローチャートである。
暗号化／復号回路１２５は、暗号データと、暗号データに対する機密データ作成要求を受け付ける（ステップＳ１１）。機密データ作成要求を受けた暗号化／復号回路１２５がコード作成要求を出力すると（ステップＳ１２）、コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎは密閉空間内の気体圧力値から特定されるコードを作成する（ステップＳ１３）。鍵作成回路１２４は、コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎにて作成されたコードに基づいて復号鍵を作成する（ステップＳ１４）。暗号化／復号回路１２５は、鍵作成回路１２４にて作成された復号鍵を使用して、暗号データから機密データを作成する（ステップＳ１５）。
【００２４】
作成された機密データは、演算回路１１１にて取り扱い可能である。また、ここでは作成されたコードに基づいて復号鍵を作成し、その復号鍵を使用して暗号データを復号する方法を採ったが、作成されたコードをそのまま復号鍵として使用することも可能である。復号の方法は、暗号化の方法と対応していればよい。さらに、上記の説明では暗号化／復号回路１２５がコード作成要求を出力しているとしたが、この出力は演算回路１１１等の他の構成要素が行ってもよい。また、コード作成装置はコード作成要求を受けてからコードを作成するとしたが、コード作成要求を出力する構成要素を設けず、常にコードを作成するような構成としてもよい。
【００２５】
次に、機密データ処理装置１２０の構成要素であるコード作成装置１２３ａ〜１２３ｎの構成例について説明する。なお、図１ではコード作成装置をｎ個配置した例について説明を行ったが、このコード作成装置の個数は任意の必要数でよい。
【００２６】
図４はコード作成装置１２３ａの第１の構成例を示す図であって、（Ａ）は半導体圧力センサを利用したコード作成装置の斜視図、（Ｂ）は半導体圧力センサを利用したコード作成装置の（Ａ）に示した直線ＸＹにおける断面図を示す。
【００２７】
ここではコード作成装置として、半導体圧力センサとしてすでに株式会社東北フジクラ等によって製品化されているものを例にあげた。なお、コード作成装置１２３ｂ〜１２３ｎの構成は、コード作成装置１２３ａの構成と同一でよい。
【００２８】
図において、半導体圧力センサ１３０は、基板１３１と基板１３２を貼り合わせて形成されている。基板１３２は外部の圧力に応じた応力を受けるダイアフラム（隔膜）１３３を持ち、基板１３１と貼り合わされた際、内部に空洞１３４を持つような形状に形成されている。なお、基板１３１と基板１３２との接合には、溶接やろう接等の方法が採られ、内部に形成された空洞１３４の高い気密性が保証される。基板１３２のダイアフラム１３３上にはピエゾ抵抗素子１３５が集積されており、また、基板１３２のダイアフラム１３３以外の位置には検出回路１３６、増幅回路１３７及びＡ／Ｄ変換回路１３８が集積されている。
【００２９】
次に、この半導体圧力センサ１３０に集積されている検出回路１３６の具体的な回路構成を説明する。
図５は、図４に示した半導体圧力センサ１３０に集積されている検出回路１３６の回路図である。
【００３０】
図において、Ｖｃｃは電源を表し外部から供給される。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は抵抗を表し、Ｒｓは図４におけるピエゾ抵抗素子１３５を表す。Ｖ１及びＶ２は出力端子を表し、増幅回路１３７に接続される。ＺＤはツェナダイオードを表し、Ｖｃｃが十分高ければ両端には一定電圧Ｖｒｅｆが発生する。Ａ１はオペアンプを表し、この入力端子には抵抗Ｒ４の一端と抵抗Ｒ５の一端の電圧が入力される。なお、オペアンプＡ１の出力電流Ｉは、入力端子の電圧が等しくなるような電流値となっている。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲｓにより構成されるブリッジ回路には初期状態でＲ１Ｒ２＝Ｒ３Ｒｓなる関係があり、出力端子Ｖ１及びＶ２には電流が流れない。
【００３１】
圧力の変動によってダイアフラム１３３が応力を受けると、ピエゾ抵抗素子１３５の抵抗値が圧力に比例して変化し、出力端Ｖ１とＶ２に電流が流れる。図に示す半導体圧力センサ１３０では、この電流を増幅回路１３７で増幅し、Ａ／Ｄ変換回路１３８にて任意のビット数のディジタル信号に変換する。
【００３２】
このようにして圧力を測定した際の、圧力と増幅回路１３７の出力との関係を示すグラフがある（出典：フジクラ半導体センサテクニカルノート）。
図６は、圧力と増幅回路１３７の出力との関係を示すグラフである。
【００３３】
図に示すように、図４に示した半導体圧力センサ１３０では、約１kgf ／cm2 （約１気圧）という広範囲な圧力測定が可能である。実際にはこれほど広範囲に測定圧力範囲を設定する必要はないので、気密性等を考慮して、この中の一部の範囲を利用すればよい。
【００３４】
図７は、５つの半導体圧力センサ１３０をコード作成装置としてコードを作成する際の、コード特定方法を説明するための図である。
この図は、圧力値（相対値）の変化によって、コードが変化する様子を示している。センサ１〜センサ５には、それぞれ異なる閾値が１つずつ設定されており、測定した圧力値が、閾値以上であれば「１」を、閾値より小さければ「０」を出力する。
【００３５】
なお、ここでは各センサに対し閾値を１つ設定し、１ビットのコードを出力させる場合の説明を行ったが、各センサに対する閾値を増やすことで、各センサに出力させるコードは８ビット程度にまで増やすことが可能である。８ビットのコードを出力するセンサを例えば図のように５つ配置するとすれば、４０ビットのコードが出力でき、充分実用に耐える複雑さを持つ。
【００３６】
また、圧力センサには光学素子を利用したもの、圧電素子またはその他電子素子を利用したもの等いろいろなものを使用することが可能である。これら圧力センサの誤差はそれほど問題にはならない。１つの圧力センサから出力されるコードは最低１ビットあればよく、０から１に変わる時の閾値が各圧力センサでばらばらに設定されていればよい。さらに、圧力センサからのアナログ信号をディジタル信号に変換する際は一般にＡ／Ｄ変換器を用いるが、ディジタル値のアナログ値に対する割り付けを各センサごとにばらばらにすることで、さらにコード生成を複雑にすることが可能である。
【００３７】
先にフローチャートでも説明したように、機密データ処理装置１２０では、暗号化／復号の度に暗号鍵／復号鍵を作成する。従って、機密データ処理装置１２０内の密閉空間に異変が生じない限り、作成される暗号鍵／復号鍵は毎回まったく同じものとなる。なお、ノイズ等の一時的な原因により暗号鍵／復号鍵の作成に失敗する可能性もあるが、パリティビット等を設定して異常を検出し、暗号鍵／復号鍵の作成を再度行えばよい。
【００３８】
このように、情報処理装置では、機密データを暗号化／復号する際に必要となる暗号鍵／復号鍵および鍵作成に使用するコードを、記憶しない。そして、不正を行おうとする者（以後、侵入者と呼ぶ）が機密データ処理装置１２０の筐体に穴を開けたり解体したりすると、セル１２１内の圧力が変化し、コード作成装置１２３ａ〜１２３ｎは正しいコードを出力できなくなる。従って、暗号鍵／復号鍵は正常に作成されず、侵入者は暗号鍵／復号鍵を入手することが困難となる。このため、例えメモリ回路１１２に格納された暗号データを盗用されたとしても、機密データの漏洩は防ぐことができる。
【００３９】
また、情報処理装置においてコード作成装置となる圧力センサは、セル１２１が一ヶ所でも破壊されれば正しいコードを作成できなくなるので、従来のようにセンサを保護容器全面に配置したり、高密度に形成したりする必要がなく、非常にシンプルな構成で充分な保護機能を提供することができる。
【００４０】
更に、情報処理装置では、暗号鍵や復号鍵、コードのような秘密情報が必要に応じて生成されるため、従来のように能動的に秘密情報を消去する侵入検出回路や消去回路が必要ない。従って余分な電力消費もなく、携帯用のパソコンや内部に電源を持たないＩＣカード等にも適用可能である。また同様の理由で、極低温にして回路の動作を止め内部情報を盗用する攻撃に対する防御回路（温度センサ等）を設ける必要がない。
【００４１】
また、情報処理装置では、ノイズ等によって一時的に暗号鍵／復号鍵の値が異常となっても、原因が解消された後に再度暗号鍵／復号鍵を作成すれば、メモリ内の秘密情報を利用できるようになる。すなわち、誤動作によるデータの破壊を防ぐことができる。
【００４２】
なお、以上の説明で密閉空間内に封入する流体として気体を挙げたが、これに限定するものではない。封入する流体は、他にも液体やスライム状物質等、物理的もしくは化学的な攻撃を受けることによって、その圧力または応力が変化するものであればよい。
【００４３】
次に、第１の情報処理装置の第２の実施の形態について説明する。
図８は、第１の情報処理装置の第２の実施の形態を示した図である。機密データ処理装置１４０は、セル１４１ａ，１４１ｂと、上下面に回路を持つ基板１４２とが、基板１４２を中心に貼り合わせて形成されており、内部に２つの密閉空間を形成している。ここでセル１４１ａ，１４１ｂ内には第１の実施の形態にて示したセル１２１同様、化学的安定性を有する気体が任意の圧力で封入される。また、セル１４１ａ，１４１ｂは第１の実施の形態にて示したセル１２１同様、化学的／物理的耐性に優れた材質で形成される。セル１４１ａ，１４１ｂと基板１４２とを接合する際には、第１の実施の形態同様、接合強度の高い接合方法が採られ、機密データ処理装置１４０に形成される密閉空間における高い気密性を維持する。
【００４４】
基板１４２の上側面には、コード作成装置１４３ａ〜１４３ｎと、鍵作成回路１４４と、暗号化／復号回路１４５とが配置されている。また、基板１４２の下側面には、図示しないコード作成装置１４６ａ〜１４６ｎが配置されている。鍵作成回路１４４は、暗号化／復号回路１４５と、コード作成装置１４３ａ〜１４３ｎ、１４６ａ〜１４６ｎと、接続されている。
【００４５】
本実施の形態では、基板１４２の上側面に配置されたコード作成装置１４３ａ〜１４３ｎと、基板１４２の下側面に配置されたコード作成装置１４６ａ〜１４６ｎとの両方にてコードが作成される。鍵作成回路１４４は、入力されたコードすべてから特定される暗号鍵／復号鍵を作成する。暗号化／復号回路では、作成された暗号鍵／復号鍵を使用して機密データの暗号化／復号を行う。
【００４６】
このように第２の実施の形態では基板１４２の上下にそれぞれ、コード作成装置１４３ａ〜１４３ｎ、１４６ａ〜１４６ｎおよびセル１４１ａ，１４１ｂを設けたので、あらゆる方向からの侵入に対し秘密情報の漏洩を防ぐことができる。次に、第１の情報処理装置の第３の実施の形態について説明する。
【００４７】
図９は、第１の情報処理装置の第３の実施の形態を示した図である。機密データ処理装置１５０は、マトリックス状に分割されたセル１５１ａ，１５１ｂ，・・・，１５１ｍをそれぞれ基板１５２とを貼り合わせて形成されており、内部に複数の密閉空間を形成している。ここでセル１５１ａ〜１５１ｍ内にはヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや、それに準ずる化学的安定性を有する気体が、それぞれ異なった任意の圧力で封入される。セル１５１ａ〜１５１ｍを形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。この気体の圧力は特定の値である必要はなく、適当にランダムな値（乱数）となったほうが好ましい。セル１５１ａ〜１５１ｍと基板１５２とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、機密データ処理装置１５０に形成される密閉空間における高い気密性を維持する。
【００４８】
基板１５２の上側面には、コード作成装置１５３ａ，１５３ｂ，・・・，１５３ｍが、それぞれセル１５１ａ，１５１ｂ，・・・，１５１ｍと対応する位置に配置されている。本実施の形態のように基板１５２の上側面全面にコード作成装置を配置する場合、鍵作成回路および暗号化／復号回路は基板１５２の下層もしくは基板１５２上のコード作成装置の配置されていない場所に配置される（図示しない）。
【００４９】
コード作成装置１５３ａ〜１５３ｍは、それぞれ対応するセル１５１ａ〜１５１ｍに封入された気体の圧力値から特定されるコードを生成する。そして本実施の形態では暗号化／復号の際、コード作成装置は、近接したセルのコード作成装置の出力値の比を取り、この比をコードとして鍵作成回路が暗号鍵／復号鍵を作成する。
【００５０】
気体の圧力値は温度に比例して変化するため、外界や実装されている回路の熱等による局所的な温度変化により各セルの圧力が変化する場合がある。そこで、本実施の形態では、上述のように、セルおよびコード作成装置を対応付けて多数設け、近接セル同士の比を利用して暗号化／復号に必要な秘密情報を作成する。圧力値に変化が生じても、温度変化と比例変化する近接セルの圧力値の比に影響を及ぼすことはほとんどない。よって誤動作を減らすことができ、信頼性をより高くすることができる。
【００５１】
なお、以上の説明で密閉空間内に封入する流体として気体を挙げたが、これに限定するものではなく、液体やスライム状物質等、物理的もしくは化学的な攻撃を受けることによって、その圧力または応力が変化するものであればよい。
【００５２】
機密データ処理装置１５０に適用するコード作成装置としては、図４に示した半導体圧力センサ１３０を利用できるが、他の方式の圧力センサを使用することも可能である。ここで、情報処理装置に利用できる圧力センサの例をいくつかあげて、その構成および動作原理を説明する。
【００５３】
図１０は、コード作成装置の第２の構成例を示す図である。
ここではコード作成装置として、第１の圧力検出システム１６０を例にあげた。なお、コード作成装置１５３ｂ〜１５３ｍの構成は、コード作成装置１５３ａの構成と同一でよい。
【００５４】
図において、第１の圧力検出システム１６０は、基板１６１とセル１６２とを貼り合わせて形成されている。セル１６２には、任意の圧力の気体が封入されており、基板１６１にはセル１６２内部の圧力値を検出するための共振器１６３が形成されている。この共振器１６３は、反射板１６３ａ，１６３ｂの形成する干渉計となっており、反射板１６３ｂには光ファイバ１６４の一端が設置されている。なお、反射板１６３ａはセル１６２内の気体の圧力により通常は基板１６１と平行に保たれている。光ファイバ１６４の他端には圧力検出装置１６５が構成されている。この圧力検出装置１６５は、半導体レーザ１６５ａと、レンズ１６５ｂと、ビームスプリッタ１６５ｃと、レンズ１６５ｄと、レンズ１６５ｅと、フォトダイオード１６５ｆとから構成されており、レンズ１６５ｄを介して光ファイバ１６４と接続されている。また、フォトダイオード１６５ｆの出力はＡ／Ｄ変換器１６６に入力されており、このＡ／Ｄ変換器１６６から出力されるディジタル値が、鍵作成回路にコードとして入力されることになる。
【００５５】
次に、このような構成の第１の圧力検出システム１６０にてコードを出力する手順を説明する。
図１１は、図１０に示した第１の圧力検出システム１６０を用いてコードを出力する手順を示したフローチャートである。
【００５６】
コード作成要求を受けた圧力検出装置１６５の半導体レーザ１６５ａは、レーザ光を射出する（ステップＳ２１）。射出されたレーザ光は、レンズ１６５ｂ、ビームスプリッタ１６５ｃ、レンズ１６５ｄを順に通り、光ファイバ１６４に入射される（ステップＳ２２）。光ファイバ１６４を通ったレーザ光は、共振器１６３に入射され（ステップＳ２３）、反射板１６３ａと反射板１６３ｂとから形成された干渉計により干渉を起こす（ステップＳ２４）。レーザ光は反射板１６３ａと反射板１６３ｂとの間隔に対応した強度となり、再度光ファイバ１６４に入射される（ステップＳ２５）。光ファイバ１６４を通って圧力検出装置１６５に戻ったレーザ光は、レンズ１６５ｄ、ビームスプリッタ１６５ｃ、レンズ１６５ｅを順に通り、フォトダイオード１６５ｆに導かれる（ステップＳ２６）。フォトダイオード１６５ｆは入射されたレーザ光の強度に応じた電流を発生し（ステップＳ２７）、Ａ／Ｄ変換器１６６に入力する。Ａ／Ｄ変換器１６６は入力されたアナログの電流値をディジタルのコードに変換し（ステップＳ２８）、コードとして出力する。
【００５７】
このように、第１の圧力検出システム１６０では、セル１６２内の気体の圧力値変化が、反射板１６３ａの変形を引き起こす。そのため、侵入者がセル１６２に攻撃を行うなどして異常が生じた場合、レーザ光の強度変化に異常が伝播し、正しいコード作成は不可能となる。
【００５８】
なお、図９に示した機密データ処理装置１５０に、この圧力検出システム１６０を適用する場合、図９のセル１５１と基板１５２とが、図１０のセル１６２と基板１６１に、対応する。
【００５９】
図１２は、コード作成装置の第３の構成例を示す図である。
ここではコード作成装置として、第２の圧力検出システム１７０を例にあげた。
【００６０】
図において、第２の圧力検出システム１７０は、基板１７１と、２つの密閉空間１７２ａ、１７２ｂを有するセル１７２とを，貼り合わせて形成されている。セル１７２の２つの密閉空間１７２ａ、１７２ｂは、ダイアフラム（隔膜）１７３にて区切られており、それぞれ異なった任意の圧力の気体が封入されている。また、密閉空間１７２ａの図中上側壁面には電極１７４が、密閉空間１７２ｂの図中上側壁面には電極１７５が、密閉空間１７２ｂの図中下側壁面には電極１７６が配置されている。ここで、電極１７４と電極１７５とは容量Ａを、電極１７５と電極１７６とは容量Ｂを、それぞれ形成するように配置されている。電極１７４と電極１７５との間隔および電極１７５と電極１７６との間隔は、密閉空間１７２ａと密閉空間１７２ｂとの圧力比に応じて決定され、容量Ａと容量Ｂが定まる。なお、第２の圧力検出システム１７０には図に示した構成の他に、容量比を取り電圧に変換する電圧発生回路とＡ／Ｄ変換器等が含まれる。
【００６１】
このような構成の第２の圧力検出システム１７０では、容量Ａと容量Ｂとの比を取り、電圧に変換する。そして、得た電圧値をＡ／Ｄ変換器にてディジタルコード化し、鍵作成回路に入力する。
【００６２】
密閉空間１７２ａ、密閉空間１７２ｂの圧力比は温度変化ではほとんど変化しないが、侵入者の攻撃等があるとダイアフラム１７３の変形によって変化を起こす。よって、温度変化以外の異常が生じた場合、正しいコードは作成不可能となり、秘密情報の漏洩を防ぐことができる。
【００６３】
なお、図９に示した機密データ処理装置１５０に、この圧力検出システム１７０を適用する場合、図９のセル１５１と基板１５２とが、図１２のセル１７２と基板１７１に、対応する。
【００６４】
図１３は、コード作成装置の第４の構成例として利用することのできる、ダイアフラムを利用した圧力センサ例の原理構成を示した断面図（出典：JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS,PP.98-105,VOL.5,NO.2,JUNE 1996）である。マイクロマシーニング技術により製作されたこの圧力センサ１８０は、ダイアフラム１８２を持つ基板１８１と、２つのキャパシタ１８３、１８４とから構成されている。圧力センサ１８０には、図中上からと、図中下とから、それぞれセル内の気体に起因する圧力がかけられている。キャパシタ１８３は基板１８１上に、ポリシリコンによる電極１８３ａと、酸化膜で形成される誘電体１８３ｂと、ひ素を拡散させて形成される電極１８３ｃとから構成されている。また、キャパシタ１８４は、基板１８１のダイアフラム１８２上に、キャパシタ１８３同様、ポリシリコンによる電極１８４ａと、誘電体１８４ｂと、ひ素を拡散させて形成された電極１８４ｃとから構成されている。なお、この圧力センサ１８０をコード作成装置として使用する際には、図示した構成の他に差分回路および電圧発生器、Ａ／Ｄ変換器等を組み合わせて構成する。
【００６５】
このような構成の圧力センサ１８０では、キャパシタ１８３の容量値を基準として、キャパシタ１８４との容量値との差分を取る。そして、取った容量差を電圧に変換し、得た電圧値をＡ／Ｄ変換してディジタルコード化する。
【００６６】
侵入者の攻撃等によって図中上下の圧力差に異常が発生すると、ダイアフラム１８２の形状が変化し、正しいコード作成が不可能となる。従って、秘密情報の漏洩が防御できる。
【００６７】
なお、上記出典によれば、ダイアフラム１８２の影響を受けない位置に配置されたキャパシタ１８３を基準とし、ダイアフラム１８２の上に配置されたキャパシタ１８４との容量差分を取ることで、環境変化や基板１８１の発熱等による温度変化の影響をほとんど受けないという実験結果が報告されている。
【００６８】
図１４は、図１３に示した圧力センサ１８０の上下の圧力差がキャパシタ１８４の容量値に及ぼす変化をグラフに示したものである（出典：JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS,PP.98-105,VOL.5,NO.2,JUNE 1996）。
【００６９】
次に、第１の情報処理装置の第４の実施の形態について説明する。
図１５は、第１の情報処理装置の第４の実施の形態を示した図である。
機密データ処理装置２００は、セル２１１と、基板２２０と、セル２１２とを貼り合わせて形成されており、内部に２つの密閉空間を形成している。セル２１１とセル２１２は基板２２０を図中上下から挟むようにして貼り合わされており、それぞれの密閉空間は基板２２０によって完全に隔離されている。ここでセル２１１、２１２内にはヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや、それに準ずる化学的安定性を有する気体が、それぞれ異なった任意の圧力で封入される。セル２１１、２１２を形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル２１１と基板２２０とセル２１２とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、機密データ処理装置２００に形成される２つの密閉空間における高い気密性を維持する。
【００７０】
基板２２０には、演算回路２２１やメモリ回路２２２とともに、コード作成装置２２３ａ，２２３ｂ，・・・，２２３ｋとが配置され、図示しない鍵作成回路や暗号化／復号回路とともに、情報処理装置を構成している。
【００７１】
本実施の形態では、コード作成装置２２３ａ〜２２３ｋには、２つのセルの圧力比に応じたコードを作成するような圧力センサを適用する。例えばコード作成装置２２３ａとして、２つのセルの双方に圧力センサを配置し、それら圧力センサの出力値の比を計算する回路をさらに設ける等の方法を適用すれば、圧力比に応じたコードを作成できる。なお、コード作成装置２２３ｂ〜２２３ｋは、コード作成装置２２３ａと同一構成でよい。
【００７２】
次に、第１の情報処理装置の第５の実施の形態について説明する。
図１６は、第１の情報処理装置の第５の実施の形態を示した図である。
機密データ処理装置２３０は、内部に隔離板２３２を持ったセル２３１と、基板２４０とを貼り合わせて形成されており、内部に２つの密閉空間２３２ａ、２３２ｂを形成している。密閉空間２３２ａ、２３２ｂ内には、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや、それに準ずる化学的安定性を有する気体が、それぞれ異なった任意の圧力で封入される。なお、セル２３１を形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル２３１と基板２４０とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、機密データ処理装置２３０に形成される２つの密閉空間における高い気密性を維持する。
【００７３】
ここで、隔離板２３２には任意の数のコード作成装置２３３ａ，２３３ｂ，・・・，２３３ｋがはめ込まれている。このコード作成装置２３３ａ〜２３３ｋは、図１５に示した第４の実施の形態同様、２つの密閉空間内に封入された気体の圧力比に応じたコードを作成する。そして基板２４０には、作成されたコードから暗号鍵／復号鍵を作成する鍵作成回路やその暗号鍵／復号鍵を使用して機密データの暗号化／復号を行う暗号化／復号回路等が配置されている。そして、この機密データ処理装置２３０は、図示しない演算回路やメモリ回路とともに情報処理装置を構成する。
【００７４】
機密データの暗号化／復号を行う際には、コード作成装置２３３ａ〜２３３ｋから出力されるコードから特定される暗号鍵／復号鍵を作成し、その暗号鍵／復号鍵を使用して実際の処理を行う。作成される暗号鍵／復号鍵は、密閉空間２３２ａと密閉空間２３２ｂとの圧力比に異常が生じない限り同一なものになる。
【００７５】
このように、複数の密閉空間の間に、圧力比に応じたコードを作成するようなコード作成装置を使用すれば、コード作成装置を基板上に配置する必要がなく、温度変化等の影響も受けない。また上記の例ではセル内を２つの密閉空間に分割したが、隔離板の数を増やして密閉空間の数を増やし、より多くのコード作成装置にて複雑なコードの作成を行うことが可能である。
【００７６】
ここで、これまでに説明したようにセル内の流体の圧力値からコードを特定して鍵を作成し、機密データの処理（暗号化／復号）を行う情報処理装置をＩＣカードに適用した例をあげる。
【００７７】
図１７は、流体圧力データからコードを特定する第１の情報処理装置を、ＩＣカードに適用した場合の構成図である。
図において、ＩＣカード２５０には、その他の機構とともにＩＣチップ２６０が内蔵されている。このＩＣチップ２６０は、情報処理装置をチップ化したものであり、セル２６１ａと、基板２６２と、セル２６１ｂとを貼り合わせて形成されており、内部に２つの密閉空間を持つ。２つの密閉空間内には、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや、それに準ずる化学的安定性を有する気体が、それぞれ異なった任意の圧力で封入される。なお、セル２６１ａ，２６１ｂを形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル２６１ａ，２６１ｂと基板２６２とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、ＩＣチップ２６０に形成される２つの密閉空間における高い気密性を維持する。
【００７８】
基板２６２には、２つの密閉空間の圧力値を利用する任意の測定方法の圧力センサ２６３がはめ込まれている。また、基板２６２には、圧力センサ２６３から出力されるコードから特定される暗号鍵／復号鍵を作成する鍵作成回路、作成された暗号鍵／復号鍵を使用して機密データの暗号化／復号を行う暗号化／復号回路も配置されている。基板２６２には更に、演算回路２６４、メモリ回路２６５、外部との通信を行う通信回路２６６等が配置されており、外部とのデータ通信を非接触で行うことが可能である。
【００７９】
演算回路２６４で処理された機密データは圧力センサ２６３から出力されるコードをもとに暗号化され、暗号データとなってメモリ回路２６５に格納される。また、メモリ回路２６５に格納された暗号データは、圧力センサ２６３から出力されるコードを基に復号され、機密データとなって演算回路２６４で処理される。
【００８０】
なお、機密データや暗号データは、通信回路２６６を介して、外部から入力されたり、外部へ出力されたりする。
このようなＩＣチップ２６０をＩＣカード２５０に埋め込むことにより、侵入者が機密データや秘密情報を盗用しようとすると、セル２６１ａもしくはセル２６１ｂを破損してしまう。従って密閉空間内の気体圧力値は変化し、正常なコードが作成不可能となるため、情報の漏洩を防ぐことができる。
【００８１】
以上説明したように、情報処理装置では、機密データを暗号化／復号する度にコードを作成し、コードおよび暗号鍵／復号鍵を静的に記憶しない。そのため、侵入者が暗号データを盗用しても復号鍵は入力できないため、正しい解読は不可能である。
【００８２】
また、暗号鍵や復号鍵、コード等の秘密情報を静的に記憶しないため、攻撃検出回路や秘密情報を消去する消去回路が不要であり、これらの回路への電源供給の必要がない。従って、電池を持たないＩＣカードや消費電力を極力抑える必要のある携帯用情報通信機器等にも適用可能である。
【００８３】
さらに、秘密情報を静的に記憶しないため、センサ等の誤動作が発生しても情報の消去が行われない。従って、センサ等の誤動作が懸念されるような劣悪な環境下におかれても機密データを失う心配がなく、環境変化の可能性の高い携帯機器等にも適用可能である。
【００８４】
なお、これまで密閉空間内に封入する流体として、主に気体を想定して説明を行っているが、これはセルの破損によってその圧力値を変化させる物質であればよく、特に気体に限定されるものではない。
【００８５】
次に、第１の情報処理装置の第６の実施の形態について説明する。
図１８は、第１の情報処理装置の第６の実施の形態を示した図である。
機密データ処理装置３００は、セル３１０と基板３２０とを貼り合わせて形成されており、内部に密閉空間を形成している。ここでセル３１０内には複数の気体成分が特定の成分比にて混合された、混合気体が封入される。セル３１０を形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル３１０と基板３２０とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、機密データ処理装置３００に形成される密閉空間における高い気密性を維持する。
【００８６】
基板３２０には鍵作成回路３２１と、暗号化／復号装置３２２と、気体の成分情報からコードを作成するコード作成装置３３０とが配置され、図示しない演算回路やメモリ回路とともに情報処理装置を構成している。なお、コード作成装置３３０は、発光ダイオード３３１と、回折格子３３２と、フォトダイオードアレイ３３３と、Ａ／Ｄ変換器等とから構成されている。
【００８７】
コード作成装置３３０がコードの作成を行う際には、まず発光ダイオード３３１から光が射出される。射出された光は、セル３１０と基板３２０とが形成する密閉空間内の気体の中を通過し、回折格子３３２によって分光される。分光された光は再度密閉空間内の気体の中を通過し、フォトダイオードアレイ３３３に入射する。フォトダイオードアレイ３３３は、入射された光を波長ごとに分割して検出し、気体の成分情報によって変化する電圧パターンを得る。得られた電圧パターンはＡ／Ｄ変換器等によってディジタルコード化され、鍵作成回路３２１に入力される。
【００８８】
発光ダイオード３３１から射出される光はセル３１０と基板３２０とが形成する密閉空間内を通過すると吸収されたり屈折したりするが、その様子は気体中の成分比によって様々である。そのため、侵入者の攻撃等により密閉空間内の気体の成分比が変化すると、最終的にフォトダイオードアレイ３３３にて検出される電圧パターンも変化してしまい、正しいコードは作成されない。
【００８９】
発光ダイオード３３１としては、既に波長：５００ｎｍ〜１０００ｎｍ以上のものまで多数製品化されており、任意のものが使用できる。また、密閉空間内に封入される混合気体の成分比は、この範囲の中で吸収線の存在するものとする。例えば、純粋なＡｒガスでは、波長：４００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の中に４１５．８６ｎｍ、４２５．９４ｎｍ、７６３．５１ｎｍ、７９４．８２ｎｍ及び８１１．５３ｎｍ等の比較的遷移確立の大きなものが存在する。またＨｅやＸｅ等のガスにも多くの吸収線が存在する。さらに希ガスに限らず分子気体でも、上記波長範囲に多くの吸収線を持つものが確認されている。よって、密閉空間内には、これらのガスを適当に混合して封入すればよい。なお、気体の成分だけでなく混合比データを用いるので、大気中に存在する酸素や窒素等を封入してもよい。また、吸収係数等が低い吸収線に関しても、平行板等で光路を塞ぐことにより適当な吸収率を得ることで利用することができる。
【００９０】
次に、第１の情報処理装置の第７の実施の形態について説明する。
図１９は、第１の情報処理装置の第７の実施の形態を示した図である。
機密データ処理装置３４０は、セル３４１と基板３５０とを貼り合わせて形成されており、内部に密閉空間を形成している。ここでセル３４１内には複数の気体成分が特定の成分比にて混合された、混合気体が封入される。セル３４１を形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル３４１と基板３５０とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、機密データ処理装置３４０に形成される密閉空間における高い気密性を維持する。
【００９１】
基板３５０には、鍵作成回路３５１と、暗号化／復号回路３５２と、気体の成分情報からコードを作成するコード作成装置３６０とが配置され、図示しない演算回路やメモリ回路とともに、情報処理装置を構成している。なお、コード作成装置３６０は、レーザダイオード３６１と、ビームスプリッタ３６２ａ，３６２ｂと、反射板３６３ａ，３６３ｂと、光導波路３６４と、フォトダイオード３６５と、Ａ／Ｄ変換器等とから構成されている。
【００９２】
コード作成装置３６０がコード作成を行う際には、まずレーザダイオード３６１から光が出力される。出力された光はビームスプリッタ３６２ａにより２つに分けられ、一方はセル３４１と基板３５０とが形成する密閉空間内の気体の中を通過し、他方は反射板３６３ａと光導波路３６４と反射板３６３ｂとを順に通過する。その後、先に２つに分けられた光はビームスプリッタ３６２ｂによって再度１つに合成されて、フォトダイオード３６５にて検出される。検出された光には２つの光路の光路差により位相差が生じており、フォトダイオード３６５にて検出される光強度に、気体の成分に応じた変化が現れる。そして、フォトダイオード３６５にて検出した光強度から得られた電圧パターンがＡ／Ｄ変換器等によってディジタルコード化され、鍵作成回路３５１に入力される。
【００９３】
密閉空間内を光路として通る光は、封入される気体の成分比に応じた屈折率で屈折する。従って、侵入者の攻撃等により密閉空間内の気体の成分比が変化すると、最終的にフォトダイオード３６５にて検出される電圧パターンも変化してしまい、正しいコードは作成されない。
【００９４】
ここで、セル内の流体の成分比に基づく光学的性質からコードを得て鍵を作成し、機密データの処理（暗号化／復号）を行う情報処理装置をＩＣカードに適用した例をあげる。
【００９５】
図２０は、流体の光学的性質からコードを特定する第１の情報処理装置を、ＩＣカードに適用した場合の断面図を示す。
図において、ＩＣカードにはめ込まれるべきＩＣチップ３７０は、下部筐体３７１と上部筐体３７２とを貼り合わせて形成されている。なお、このＩＣチップ３７０内には密閉空間が形成されており、基板３７３が内蔵されている。
【００９６】
基板３７３上には情報処理装置を構成するコード作成装置や鍵作成回路、暗号化／復号回路、および演算回路やメモリ回路が配置されている。下部筐体３７１には、スルーホールによる電極３７４ａ，３７４ｂと、外部との接続用電極３７５ａ，３７５ｂ，３７５ｃとが形成されている。
【００９７】
ここで、スルーホールによる電極３７４ａ，３７４ｂは、内蔵された基板３７３とワイヤ３７６ａ，３７６ｂを介して接続されている。また、電極３７５ａ〜３７５ｃは、ＩＣカード用の電極の規格（例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２）に適合している。なお、下部筐体３７１と上部筐体３７２とを接合する際には、ろう接法等の接合強度の高い接合方法が採られ、ＩＣチップ３７０に形成される密閉空間における高い気密性を維持する。
【００９８】
侵入者の攻撃によりＩＣチップ内の密閉空間に異常が発生すると、基板３７３上に配置されたコード作成装置は正しいコードの作成が不可能となるため、情報の漏洩を防ぐことができる。
【００９９】
次に、第１の情報処理装置の第８の実施の形態について説明する。
図２１は、第１の情報処理装置の第８の実施の形態を示した図であって、図（Ａ）は本実施の形態の情報処理装置の分解斜視図を、図（Ｂ）は図（Ａ）に示した情報処理装置を直線ＡＢにて切断した際の断面図を、示す。
【０１００】
機密データ処理装置４１０は、基板４１１上に設けられた電極４１２ａ，４１２ｂ・・・４１２ｎ、４１３ａ，４１３ｂ・・・４１３ｎと、コード作成装置４１４と、これら全ての要素を覆う絶縁膜４１５とから構成されている。
【０１０１】
基板４００にはメモリ回路４０１や暗号化／復号回路４０２、演算回路４０３等が設けられており、その上に積層された機密データ処理装置４１０とともに、情報処理装置を構成している。なお、暗号化／復号回路４０２はコード作成装置４１４と接続されており、機密データを記録する場合は、コード作成装置４１４から供給されるコードに基づいて機密データの暗号化を行い、メモリ回路４０１には暗号データを記録させる。また、暗号データを利用する場合は、コード作成装置４１４から供給されるコードに基づいて暗号データの復号を行い、演算回路４０３等に出力する。
【０１０２】
電極４１２ａ，４１２ｂ・・・４１２ｎ（ｎは任意の自然数）と電極４１３ａ，４１３ｂ・・・４１３ｎとからは、絶縁膜４１５の特性値に基づいた静電容量を持つキャパシタが、ｎ2 個、形成される。例えばｎ＝６のとき、形成されるキャパシタは３６個となる。形成されるキャパシタの静電容量は周囲の物質や状況によって変化するが、この静電容量にもっとも影響を与えるのは、絶縁膜４１５である。
【０１０３】
そこで本実施の形態ではデータの暗号化／復号の際、コード作成装置４１４が電極４１２ａ，４１２ｂ・・・４１２ｎから任意の１つを、また電極４１３ａ，４１３ｂ・・・４１３ｎから任意の１つを選択する。そして選択した電極のペアが持つ静電容量を検出し、検出値から特定されるコードを作成する。
【０１０４】
従って、侵入者が絶縁膜４１５に穴を空けたり、絶縁膜４１５を剥がしたりすると、正しいコードは作成できなくなる。なお、ここでキャパシタを形成する電極のペアを複数選択し、静電容量の比や差分から特定のコードを作成するようにしてもよい。
【０１０５】
以上説明したように、情報処理装置では不正検出センサである絶縁膜４１５のどこか一部でも破壊されれば正しいコードの作成が不可能となるので、センサを保護容器全面に配置したり、高密度に形成したりする必要がなく、シンプルな構成で十分な保護機能を提供することができる。
【０１０６】
また、情報処理装置では機密データを暗号化／復号する度にコードを作成し、コードおよび暗号鍵／復号鍵を静的に記憶しないため、攻撃検出回路や秘密情報を消去する消去回路が不要であり、これらの回路への電源供給の必要がない。従って、電池を持たないＩＣカードや消費電力を極力抑える必要のある携帯用情報通信機器等にも適用可能である。同様の利用で、極低温にして回路の動作を止め内部情報を盗用する攻撃に対する防御回路（温度センサ等）を設ける必要がない。
【０１０７】
さらに、情報処理装置では、ノイズ等によって作成されるコードに一時的に異常をきたしても、原因が解消された後に再度コードを作成すればよく、誤動作によるデータの破壊を防ぐことができる。
【０１０８】
次に、第１の情報処理装置の第９の実施の形態について説明する。
図２２は、第１の情報処理装置の第９の実施の形態を示した図であって、図（Ａ）は本実施の形態の情報処理装置の断面図を、図（Ｂ）は図（Ａ）に示した情報処理装置をＦ方向からみた場合の透視図を、示す。なお、図（Ａ）に示した断面図は、図（Ｂ）に示した透視図を直線ＣＤにて切断した場合の断面図にあたる。
【０１０９】
情報処理装置４３０の基板４３１上には、メモリ回路４３２、コード作成装置を内蔵した暗号化／復号回路４３３、演算回路４３４等が構成されており、その上部には絶縁層４３５が設けられている。絶縁層４３５のすぐ上には、電極４４１ａ，４４１ｂ・・・４４１ｎ、４４２ａ，４４２ｂ・・・４４２ｎを有し、絶縁膜４４３で覆われた基板４４０が設けられている。なお、コード作成装置を内蔵した暗号化／復号回路４３３と電極との間には、スルーホールで形成された垂直配線４３６が形成されている。機密データを記録する場合には暗号化／復号回路４３３が機密データの暗号化を行い、メモリ回路４３２に暗号データを記録させる。また、暗号データを利用する場合、暗号化／復号回路４３３が暗号データの復号を行い、演算回路４３４等に出力する。
【０１１０】
電極４４１ａ，４４１ｂ・・・４４１ｎ（ｎは任意の自然数）と電極４４２ａ，４４２ｂ・・・４４２ｎとからは、絶縁膜４４３の特性値に基づいた静電容量を持つキャパシタが、ｎ2 個、形成される。例えばｎ＝５のとき、形成されるキャパシタは２５個となる。形成されるキャパシタの静電容量は周囲の物質や状況によって変化するが、この静電容量にもっとも影響を与えるのは、絶縁膜４４３である。
【０１１１】
そこで本実施の形態ではデータの暗号化／復号の際、暗号化／復号回路４３３が電極４４１ａ，４４１ｂ・・・４４１ｎから任意の１つを、また電極４４２ａ，４４２ｂ・・・４４２ｎから任意の１つを選択する。そして選択した電極のペアが持つ静電容量を検出し、検出値から特定されるコードを作成する。
【０１１２】
従って、侵入者が絶縁膜４４３に穴を空けたり、絶縁膜４４３を剥がしたりすると、正しいコードは作成できなくなる。なお、ここでキャパシタを形成する電極のペアを複数選択し、静電容量の比や差分から特定のコードを作成するようにしてもよい。
【０１１３】
以上説明したように、情報処理装置では不正検出センサである絶縁膜４４３のどこか一部でも破壊されれば正しいコードの作成が不可能となるので、センサを保護容器全面に配置したり、高密度に形成したりする必要がなく、シンプルな構成で十分な保護機能を提供することができる。
【０１１４】
また、情報処理装置では機密データを暗号化／復号する度にコードを作成し、コードおよび暗号鍵／復号鍵を静的に記憶しないため、攻撃検出回路や秘密情報を消去する消去回路が不要であり、これらの回路への電源供給の必要がない。従って、電池を持たないＩＣカードや消費電力を極力抑える必要のある携帯用情報通信機器等にも適用可能である。同様の利用で、極低温にして回路の動作を止め内部情報を盗用する攻撃に対する防御回路（温度センサ等）を設ける必要がない。
【０１１５】
さらに、情報処理装置では、ノイズ等によって作成されるコードに一時的に異常をきたしても、原因が解消された後に再度コードを作成すればよく、誤動作によるデータの破壊を防ぐことができる。
【０１１６】
次に、第２の情報処理装置の第１の実施の形態について説明する。
図２３は、第２の情報処理装置の第１の実施の形態を示した図である。
情報処理装置５００は、セル５０１と、基板５０２とを貼り合わせて形成されており、内部に密閉空間を形成している。この密閉空間内には、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや、それに準ずる化学的安定性を有する気体が任意の圧力で封入される。なお、この気体の圧力は特定の値である必要はなく、むしろ適当にランダムな値（乱数）となったほうが好ましい。セル５０１を形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル５０１と基板５０２とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、情報処理装置５００に形成される２つの密閉空間における高い気密性を維持する。
【０１１７】
基板５０２には、保安コード作成回路５０３と、データ消去回路５０４と、メモリ回路５０５とが配置されている。保安コード作成回路５０３は、密閉空間内の気体の圧力から特定される保安コードを常時作成しており、作成した保安コードは、順次データ消去回路５０４に入力される。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、機密データを処理するデータ処理回路が基板５０２上もしくは別の場所に配置されている（図示しない）。メモリ回路５０５はこのデータ処理回路と機密データの授受を行い、機密データを記憶する。
【０１１９】
データ消去回路５０４には、密閉空間が正常な状態の時の保安コードが、基準コードとして記憶されている。データ消去回路５０４は入力された保安コードを逐次基準コードと比較し、これが一致しない場合にはメモリ回路５０５に記憶されている機密データを消去させる。
【０１２０】
このような構成の情報処理装置５００に、機密データを盗用しようと侵入者が何らかの攻撃を与えると、例え壁面を１ヶ所破壊しただけでも、内部の密閉空間内の流体の圧力値が変化してしまう。従って作成される保安コードは基準コードと一致しなくなり、消去回路５０４によってメモリ回路５０５に記憶された機密データは消去される。この際、保安コード作成回路５０３となる圧力センサは密閉空間内に１つ設ければよく、従来例のように筐体外壁全体に設ける必要がないため、構造が著しく簡単となる。
【０１２１】
保安コード作成回路５０３としては様々な圧力センサが利用できるが、そのうちの１つを例にあげる。
図２４は、図２３に示した情報処理装置５００の保安コード作成回路５０３として利用可能な圧力センサ例の原理を説明する断面図である。
【０１２２】
圧力センサ５１０は、基板５１１とセル５１２とを貼り合わせて形成されている。セル５１２には、内部の密閉空間５１３に任意の圧力の気体が封入されており、基板５１１には圧力値を検出するための圧電素子５１４と密閉空間５１５とが形成されている。
【０１２３】
圧電素子５１４の形状は、密閉空間５１３中の気体圧力と密閉空間５１５中の気体圧力とにより変化する。そしてこの圧電素子５１４の抵抗値は、その形状により変化する。圧力センサ５１０が正常な状態にある時、圧電素子５１４は常に同じ形状を保持しているので、一定の電流Ｉを流せば一定の電圧値を取り出すことができ、この電圧値から基準コードを作成することができる。
【０１２４】
侵入者による攻撃等で圧力センサ５１０に異常が発生して密閉空間５１３中の気体圧力に変化があると、圧電素子５１４の形状は変化する。形状変化に伴って圧電素子５１４の抵抗値は変わるので、電流Ｉを流して取り出される電圧値から作成する保安コードは、基準コードと一致しない。
【０１２５】
このように、圧力センサ５１０では、密閉空間５１３内の気体圧力の変化が、圧電素子５１４の変形を引き起こす。そのため侵入者がセル５１２に攻撃を与える等して異常が生じた場合、保安コードは基準コードと一致しなくなり、データ消去回路により機密データが消去される。
【０１２６】
なお、図２３に示した情報処理装置５００に、この圧力センサ５１０を適用する場合、図２３のセル５０１と基板５０２とが、図２４のセル５１２と基板５１１とに、対応する。
【０１２７】
次に、第２の情報処理装置の第２の実施の形態について説明する。
図２５は、第２の情報処理装置の第２の実施の形態を示した図である。
情報処理装置５２０は、セル５２１ａと、基板５２２と、セル５２１ｂとを貼り合わせて形成されており、内部に２つの密閉空間を形成している。セル５２１ａとセル５２１ｂは基板５２２を図中上下から挟むようにして貼り合わされており、それぞれの密閉空間は基板５２２によって完全に隔離されている。ここでセル５２１ａ、５２１ｂ内にはヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや、それに準ずる化学的安定性を有する気体が、それぞれ異なった任意の圧力で封入される。セル５２１ａ、５２１ｂを形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル５２１ａと基板５２２とセル５２１ｂとを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、情報処理装置５２０に形成される２つの密閉空間における高い気密性を維持する。
【０１２８】
基板５２２には、保安コード作成装置５２３と、データ消去回路５２４と、メモリ回路５２５と、ＣＰＵ等の制御回路５２６とが配置されている。
本実施の形態では、保安コード作成装置５２３には、２つのセルの圧力比に応じたコードを作成するような圧力センサを適用する。例えば保安コード作成装置５２３として、２つのセルの双方に圧力センサを配置し、それら圧力センサの出力値の比を計算する回路をさらに設ける等の方法を適用すれば、圧力比に応じた保安コードを作成できる。基板５２２の発熱や環境変化等によって情報処理装置全体に温度変化が発生した場合にも気体圧力比は殆ど変わらない。そのため、本実施の形態のように気体圧力比を保安コードとして利用すれば、誤動作によって機密データを消去してしまう危険性を減らすことができる。
【０１２９】
次に、第２の情報処理装置の第３の実施の形態について説明する。
図２６は、第２の情報処理装置の第３の実施の形態を示した図である。
情報処理装置５５０は、セル５５１と基板５５２とを貼り合わせて形成されており、内部に密閉空間を形成している。ここでセル５５１内には複数の気体成分が特定の成分比にて混合された、混合気体が封入される。セル５５１を形成する材質としてはセラミックスや金属等の化学的／物理的耐性に優れたものが用いられる。セル５５１と基板５５２とを接合する際には、レーザを用いた溶接法や、物質の原子レベルでの接合が可能なろう接法、固相接合法等、接合強度の高い接合方法が採られ、情報処理装置５５０に形成される密閉空間における高い気密性を維持する。
【０１３０】
基板５５２には、保安コード作成装置５６０と、データ消去回路５５４と、メモリ回路５５５と、ＣＰＵ等の制御回路５５６とが配置されている。なお、保安コード作成装置５６０は、発光ダイオード５６１と、回折格子５６２と、フォトダイオードアレイ５６３と、Ａ／Ｄ変換器等とから構成されている。
【０１３１】
保安コード作成装置５６０が保安コードの作成を行う際には、まず発光ダイオード５６１から光が射出される。射出された光は、セル５５１と基板５５２とが形成する密閉空間内の気体の中を通過し、回折格子５６２によって分光される。分光された光は再度密閉空間内の気体の中を通過し、フォトダイオードアレイ５６３に入射する。フォトダイオードアレイ５６３は、入射された光を波長ごとに分割して検出し、気体の成分情報によって変化する電圧パターンを得る。得られた電圧パターンはＡ／Ｄ変換器等によってディジタルコード化され、保安コードとしてデータ消去回路５５４に入力される。
【０１３２】
発光ダイオード５６１から射出される光はセル５５１と基板５５２とが形成する密閉空間内を通過すると吸収されたり屈折したりするが、その様子は気体中の成分比によって様々である。そのため、侵入者の攻撃等により密閉空間内の気体の成分比が変化すると、最終的にフォトダイオードアレイ５６３にて検出される電圧パターンも変化してしまい、基準コードと一致する保安コードは作成されない。
【０１３３】
発光ダイオード５６１としては、既に波長：５００ｎｍ〜１０００ｎｍ以上のものまで多数製品化されており、任意のものが使用できる。また、密閉空間内に封入される混合気体の成分比は、この範囲の中で吸収線の存在するものであればよい。例えば、純粋なＡｒガスでは、波長：４００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の中に４１５．８６ｎｍ、４２５．９４ｎｍ、７６３．５１ｎｍ、７９４．８２ｎｍ及び８１１．５３ｎｍ等の比較的遷移確立の大きなものが存在する。またＨｅやＸｅ等のガスにも多くの吸収線が存在する。さらに希ガスに限らず分子気体でも、上記波長範囲に多くの吸収線を持つものが確認されている。よって、密閉空間内には、これらのガスを適当に混合して封入すればよい。
【０１３４】
なお、大気中に存在する酸素や窒素等を封入してもよい。また、吸収係数等が低い吸収線に関しても、平行板等で光路を塞ぐことにより適当な吸収率を得ることで利用することができる。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の情報処理装置では、外部からの攻撃の有無を密閉空間内の圧力値の変化から検出し、機密データの消去を行う。よって、少ない設置数の攻撃検出回路で外部からの不正なアクセスを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の情報処理装置の第１の実施の形態を示した図である。
【図２】機密データを暗号化する手順を示したフローチャートである。
【図３】暗号データを復号する手順を示したフローチャートである。
【図４】コード作成装置の第１の構成例を示す図であって、（Ａ）は半導体圧力センサを利用したコード作成装置の斜視図、（Ｂ）は半導体圧力センサを利用したコード作成装置の（Ａ）に示した直線ＸＹにおける断面図を示す。
【図５】図４に示した半導体圧力センサに集積されている検出回路の回路図である。
【図６】圧力と増幅回路の出力との関係を示すグラフである。
【図７】５つの圧力センサをコード作成装置としてコードを作成する際の、コード特定方法を説明するための図である。
【図８】第１の情報処理装置の第２の実施の形態を示した図である。
【図９】第１の情報処理装置の第３の実施の形態を示した図である。
【図１０】コード作成装置の第２の構成例を示す図である。
【図１１】図１０に示した第１の圧力検出システムを用いてコードを出力する手順を示したフローチャートである。
【図１２】コード作成装置の第３の構成例を示す図である。
【図１３】コード作成装置の第４の構成例として利用することのできる、ダイアフラムを利用した圧力センサ例の原理構成を示した断面図である。
【図１４】図１３に示した圧力センサの上下の圧力差がキャパシタの容量値に及ぼす変化をグラフに示したものである。
【図１５】第１の情報処理装置の第４の実施の形態を示した図である。
【図１６】第１の情報処理装置の第５の実施の形態を示した図である。
【図１７】流体圧力データからコードを特定する第１の情報処理装置を、ＩＣカードに適用した場合の構成図である。
【図１８】第１の情報処理装置の第６の実施の形態を示した図である。
【図１９】第１の情報処理装置の第７の実施の形態を示した図である。
【図２０】流体の光学的性質からコードを特定する第１の情報処理装置を、ＩＣカードに適用した場合の断面図を示す。
【図２１】第１の情報処理装置の第８の実施の形態を示した図であって、図（Ａ）は本実施の形態の情報処理装置の分解斜視図を、図（Ｂ）は図（Ａ）に示した情報処理装置を直線ＡＢにて切断した際の断面図を示す。
【図２２】第１の情報処理装置の第９の実施の形態を示した図であって、図（Ａ）は本実施の形態の情報処理装置の断面図を、図（Ｂ）は図（Ａ）に示した情報処理装置をＦ方向からみた場合の透視図を示す。
【図２３】第２の情報処理装置の第１の実施の形態を示した図である。
【図２４】図２３に示した情報処理装置の保安コード作成回路として利用可能な圧力センサ例の原理を説明する断面図である。
【図２５】第２の情報処理装置の第２の実施の形態を示した図である。
【図２６】第２の情報処理装置の第３の実施の形態を示した図である。
【符号の説明】
１１０  回路基板
１１１  演算回路
１１２  メモリ回路
１２０  情報処理装置
１２１  セル
１２２  基板
１２３ａ〜１２３ｎ  コード作成装置
１２４  鍵作成回路
１２５  暗号化／復号回路
【図１】
0003772852.tif 000002
【図２】
0003772852.tif 000003
【図３】
0003772852.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003772852.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0003772852.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
0003772852.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
0003772852.tif 000025
【図２５】
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【図２６】
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