JP2006164273A

JP2006164273A - 保安ブート装置及び方法

Info

Publication number: JP2006164273A
Application number: JP2005344036A
Authority: JP
Inventors: Moon-Sang Kwon; 們相權
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2006-06-22
Also published as: EP1669863A2; KR20060064883A; CN1786916A; EP1669863A3; US20060129791A1; KR100654446B1; US7681024B2

Abstract

【課題】運用体制によるブート時に無欠性を保証できるようにする。
【解決手段】運用体制を保存する第１領域１１１と、運用体制に対応する所定のチェック値を持つアルゴリズムのチェック値を保存する第２領域１１２とを備える運用体制保存部１１０と、ブート時、運用体制がロードされるメモリ部１２０と、ロードされた運用体制によるチェック値を、第２領域に保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズムを通じて算出し、算出されたチェック値を第２領域１１２に保存されたチェック値と比較して、運用体制の無欠性を判断する制御部１３０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、保安ブート装置及び方法に係り、より詳細には、運用体制によるブート時に無欠性を保証できる保安ブート装置及び方法に関する。

一般的に、家電機器、通信機器、セットトップボックスなどの内蔵型システムでは、データを保存して処理するための記録媒体として、不揮発性保存装置が多く使われている。また、内蔵型システムは、不揮発性保存装置に運用体制を保存し、保存された運用体制によりブートされて動作を行う。このような運用体制は、主に不揮発性保存装置にイメージの形で保存される。
この時、内蔵型システムがブートされる時、不揮発性保存装置に保存された運用体制が変更なしにブートされねばならない。例えば、携帯電話に電源が印加されて、携帯電話が、内蔵された不揮発性保存装置に保存された運用体制によりブートされる時、保存された運用体制の無欠性が保証されねばならない。これは、運用体制の無欠性が保証されずに内蔵型システムがブートされる時、外部の攻撃者により運用体制が変更される場合、内蔵型システムが正常な動作を行えないためである。
したがって、内蔵型システムの運用体制の無欠性を保証して、安全なブートを行わせる多様な方案が提案されている。

図１は、従来の技術によって内蔵型システムが安全なブートを行わせる保安ブート装置が図示された図面である。
運用体制及び運用体制に対応する固有のチェック値を持つアルゴリズムのチェック値を保存する運用体制保存部１０と、ブート時に運用体制保存部１０に保存された運用体制がロードされるメモリ部２０と、チェック値の保存時に使われたアルゴリズムを通じてロードされた運用体制によるチェック値を算出し、保存されたチェック値と算出されたチェック値とを比較して、ロードされた運用体制の無欠性を判断する制御部３０とを備える。
この時、運用体制保存部１０は、保存された運用体制及びチェック値が印加された電源が除去される場合にも維持されるように、不揮発性保存領域で構成される。

また、運用体制を通じたブートが行われる場合、ブートプロセスについての情報を含むブートコードを保存するブートコード保存部４０と、運用体制保存部１０に保存される運用体制及びチェック値を暗号化し、暗号化された運用体制及びチェック値を復号化するキーを保存するキー保存部５０とをさらに備える。この時、ブートコード保存部４０は、再生専用に設定されていて、外部でブートコードを変更できない。この時、チェック値の算出時に使われるアルゴリズムとしては、運用体制が１ビットでも変更される場合に他のチェック値を持つようになり、同じチェック値を持たない条件に合うあらゆるアルゴリズムが使われる。

また、キー保存部５０は、一般的に偽変造防止技術であるＴＲＭ（ＴａｍｐｅｒＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＭｏｄｕｌｅ）のような領域を備えて、外部の接近からキー保存部５０に保存されたキーを保護する。これは、キー保存部５０に保存されたキーが外部に露出される場合、暗号化されて運用体制保存部１０に保存された運用体制及びチェック値が変更される恐れがあるためである。また、キー保存部５０は、全般的なブートプロセスを制御する制御部３０と共に内蔵されるか、または別途に構成される。

図２は、従来の技術による保安ブート方法を示す図面である。
図示したように、まず前述した内蔵型システムに電源が印加されると、制御部３０は、ブートコード保存部４０に保存されたブートコードを読み取ってブートのプロセスを始める（Ｓ１０）。
以後、制御部３０は、ブートコードによって運用体制保存部１０に保存された運用体制をメモリ部２０にロードする（Ｓ２０）。この時、制御部３０は、事前指定されたマッピングテーブルによってブートコード保存部４０に保存されたブートコード、及び運用体制保存部１０からメモリ部２０にロードされた運用体制に接近する。
また、制御部３０は、キー保存部５０に保存されたキーを使用してロードされた運用体制を復号化する（Ｓ３０）。
制御部３０は、運用体制保存部１０に保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズムを使用して復号化された運用体制によるチェック値を算出する（Ｓ４０）。
制御部３０は、算出部２０により算出されたチェック値とロードされて復号化されたチェック値とを比較して、運用体制保存部１０に保存された運用体制の無欠性を判断する（Ｓ５０）。
判断結果、算出されたチェック値とロードされたチェック値とが同じ場合、運用体制が変更されていないと判断して、ブートプロセスを正常に進める（Ｓ６０）。
もし、判断結果、算出されたチェック値とロードされたチェック値とが異なる場合、運用体制が変更されて無欠性が損傷されたと判断して、ブートプロセスを中止する（Ｓ７０）。

このような保安ブート方法は、運用体制の変更如何を判断するために所定のアルゴリズムを使用する。この時、使われたアルゴリズムが外部に知られる場合、運用体制を変更した後にアルゴリズムまで変更されて無欠性を損傷させうるという問題点がある。また、アルゴリズム保存部４０は、外部からの変更を防止するために再生専用と設定されているため、該当アルゴリズムを使用する内蔵型システムが量産された後でアルゴリズムが外部に露出された場合、露出されたアルゴリズムを変更するために高いリコールコストが発生するという問題点がある。
一方、運用体制及びチェック値を暗号化するためにキーを使用するようになると、キーを保存するためのＴＲＭなどを構成するために追加的なコストがかかる。このようなキーも、アルゴリズムと同じく外部に露出された場合、露出されたキーを変更するために高いリコールコストが発生するという問題点がある。

特許文献１は、いろいろなステップのブート動作を、単一のＮＡＮＤインターフェースを通じて行わせてブート速度を向上させるＮＡＮＤフラッシュメモリを利用して駆動されるシステム及びその方法に係り、それは、ＮＡＮＤフラッシュメモリを利用して駆動されるシステムのブート時、運用体制の無欠性を保証し難いことがある。
韓国公開特許第２００３−００７４０１６号公報

本発明は、運用体制の無欠性を判断するための構成を簡素化し、かつ安全なブートを行わせる保安ブート装置及び方法を提供するところにその目的がある。
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されうる。

前記目的を達成するために、本発明の実施形態による保安ブート装置は、運用体制を保存する第１領域と、運用体制に対応する所定のチェック値を持つアルゴリズムのチェック値を保存する第２領域とを備える運用体制保存部と、ブート時、前記運用体制がロードされるメモリ部と、前記ロードされた運用体制によるチェック値を、前記第２領域に保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズムを通じて算出し、前記算出されたチェック値を前記第２領域に保存されたチェック値と比較して、前記運用体制の無欠性を判断する制御部と、を備える。
また、前記目的を達成するために、ブート時、第１領域に保存された運用体制をロードするステップと、前記運用体制の保存時、前記運用体制に対応する所定のチェック値を持つアルゴリズムによるチェック値を第２領域から読み取るステップと、前記ロードされた運用体制によるチェック値を、前記第２領域に保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズムを通じて算出し、前記読み取られたチェック値と前記算出されたチェック値とを比較して、前記運用体制の無欠性を判断するステップと、を含む。
その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の保安ブート装置及び方法によると、次のような効果が一つあるいはそれ以上ある。第１に、運用体制の無欠性を保証するために、運用体制及び運用体制と関連した情報を暗号化するためのキーを保存する領域を使用せずに容易に運用体制の無欠性を保証できる。第２に、運用体制の無欠性を保証するためのアルゴリズム及びアルゴリズムによるチェック値を保存した後、保存された領域を再生専用領域に変更して、アルゴリズム及びチェック値が露出された場合にもアルゴリズム及びチェック値の変更を防止して、大量のリコールが発生することを防止できる。

本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範疇を完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明により定義されるだけである。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
図３は、本発明の実施形態による保安ブート装置を示す図面である。
図示したように、本発明の実施形態による保安ブート装置１００は、運用体制を保存する第１領域１１１と、運用体制に対応する所定のチェック値を持つアルゴリズムのチェック値を保存する第２領域１１２とを備える運用体制保存部１１０と、ブート時第１領域１１１に保存された運用体制がロードされるメモリ部１２０と、ロードされた運用体制によるチェック値を第２領域１１２に保存されたアルゴリズムを通じて算出し、算出されたチェック値を前記第２領域１１２に保存されたチェック値と比較して、運用体制の無欠性を判断する制御部１３０と、を備えることができる。

この時、アルゴリズムのチェック値は運用体制に対応する値であり、運用体制を通じてブートが行われる場合、運用体制の無欠性を判断するために使われうる。
この時、第１領域１１２の運用体制は、圧縮または暗号化などのプロセスを経て保存され、保存された運用体制は、メモリ部１２０にロードされる時に圧縮解除または復号化などのプロセスを経る。

また、第２領域１１２は、本発明の実施形態による保安ブート装置１００によりブートされる場合、ブートプロセスについての情報を含むブートコードを保存できる。また、運用体制保存部１１０は、印加された電源が中止される場合にも第１領域１１１及び第２領域１１２に保存された情報が保持されるように、不揮発性保存領域で構成される。本発明の実施形態で、第１領域１１１と第２領域１１２とがハードウェア的に統合された不揮発性保存領域で構成される場合を例として説明しているが、それに限定されず、第１領域１１１と第２領域１１２とはハードウェア的に別途に構成されることもある。本発明の実施形態による保安ブート装置１００は、電源が印加されてブートが行われる場合、第２領域１１２に保存されたブートコードがロードされ、ロードされたブートコードによってブートを進ませるブートメモリ部１４０をさらに備えることができる。このようなブートメモリ部１４０は、ブートコードがロードされれば、ロードされたブートコードが変更されることを防止できるように再生専用領域に変更でき、印加された電源が遮断されるまで再生専用状態を保持する。この時、制御部１３０は、ブートメモリ部１４０にロードされたブートコードを通じてブートプロセスを進める。

また、本発明の実施形態で、ブートコードが第２領域１１２に保存された場合を例として説明しているが、場合によって、第１領域１１１または別途に構成された再生専用と設定されたメモリに保存されることもある。一方、ブートコードのブートメモリ部１４０へのロードは、ブートコードに、本発明の実施形態による保安ブート装置１００により電源が印加される場合、自動でブートメモリ部１４０にロードされうる自動実行コードを使用して行われうる。
この時、ブートコードの大きさがブートメモリ部１４０の大きさを超過して、いずれも保存されない場合には、ブートコードのうちブートメモリ部１４０の大きさを超過する部分についてはメモリ部１２０に保存し、超過した部分に対する制御がメモリ部１３０のブートコード領域に変更されうる。

一方、本発明の実施形態では、ブートメモリ部１４０が、ハードウェア的に運用体制保存部１１０と別途に構成される場合を例として説明しているが、これに限定されず、ブートメモリ部１４０と運用体制保存部１１０とがハードウェア的に統合されて構成されることもある。
具体的に、フラッシュメモリのような不揮発性保存装置を通じたブート時、ブートハンドラーコード及びブートストラップローダーコードなどをロードするために、レジスタが不揮発性保存装置に内蔵されうる。したがって、運用体制保存部１１０を通じたブート時には、ブートメモリ部１４０が運用体制保存部１１０に内蔵されうる。

また、運用体制保存部１１０を通じたブートが行われる場合には、運用体制保存部１１０と接続されるホスト機器とのデータ処理のための別途のコントローラが運用体制保存部１１０に内蔵されうる。一方、運用体制保存部１１０を通じたブート時、本発明の実施形態による構成要素１２０、１３０、１４０は、運用体制保存部１１０と接続するホスト機器の構成要素として理解されうる。

また、運用体制保存部１１０の第２領域１１２は、場合によって一般的な不揮発性保存領域として設定されることもあり、情報記録時にもう変更されないように設定されることもある。例えば、第２領域１１２は、１回記録可能なためにＯＴＰ（ＯｎｅＴｉｍｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ）領域として称されることができ、運用体制保存部１１０で第２領域１１２に該当する書込みロジックに、事前指定された基準値以上の電圧を加えて書込みロジックを切ることによって、それ以上のデータ記録を不可能にすることができる。したがって、第２領域１１２にチェック値及びブートコードを記録し、事前指定された基準値以上の電圧を加えて、それ以上のデータ記録を不可能にして再生専用領域と設定できる。
このように、第２領域１１２を再生専用領域に変更することは、本発明の実施形態で使われるチェック値及びブートコードが変更される場合、第１領域１１１に保存された運用体制の無欠性を完全に保証し難いためである。したがって、第２領域１１２を１回記録可能な領域と設定して、外部からのチェック値及びブートコードの変更を事前に防止できる。

また、第１領域１１１に保存された運用体制の無欠性を判断するためには、第２領域１１２に保存されたチェック値と、保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズム（例えば、Ｏｎｅｗａｙｈａｓｈアルゴリズムなど）を通じて算出した保存された運用体制に対するチェック値とを比較して、保存されたアルゴリズムの無欠性を判断する。このようなアルゴリズムは、本発明の実施形態による運用体制保存部１１０に保存されることもあり、別途に構成されたメモリに保存されることもある。また、本発明の実施形態で使われるアルゴリズムは、運用体制に対応する所定のチェック値を持ち、運用体制によって固有のチェック値を持つ。

この時、第２領域１１２に保存されたチェック値が変更される場合、保存された運用体制が変更された場合にも保存された運用体制が変更されていないと判断される場合が発生して、本発明の実施形態による保安ブート装置１００が非正常的な動作を行う恐れがあるためである。したがって、制御部１３０は、第２領域１１２にチェック値及びブートコードを保存した後、第２領域１１２を再生専用領域と設定する。制御部１３０は事前指定されたマッピングテーブルを通じてメモリ部１２０及びブートメモリ部１３０にアクセスでき、このようなメモリ部１２０及びブートメモリ部１３０としては、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ、ＳＲＡＭ及びＤＲＡＭのような形態の装置があるが、それに限定されない。

また、制御部１３０は、本発明の実施形態による保安ブート装置１００がブートされる場合、メモリ部１２０にロードされた運用体制と第２領域１１２に保存されたチェック値とを通じて、ロードされた運用体制の無欠性を判断できる。
具体的に、制御部１３０は、ロードされた運用体制によるチェック値を第２領域１１２に保存されたチェック値と比較して、同じ場合には無欠性が完全で正常なブートプロセスを進める。一方、制御部１３０は、ロードされた運用体制によって算出されたチェック値と、第２領域１１２に保存されたチェック値とが異なる場合に無欠性が損傷されたと判断して、ブートプロセスを中止する。

以下、本発明の実施形態による保安ブート装置を利用した無欠性を保証できるブート方法を説明する。
図４は、本発明の実施形態によって運用体制及び運用体制の無欠性を判断できるチェック値及びブートコードを保存する方法を示す図面である。
図示したように、まず運用体制保存部１１０の第１領域１１１に所定の運用体制を保存する（Ｓ１１０）。この時、保存される運用体制は圧縮または暗号化のようなプロセスを経て保存されうる。
次いで、保存された運用体制によって固有のチェック値を持つアルゴリズムのチェック値と、ブートプロセスについての情報を含むブートコードとを第２領域１１２に保存する（Ｓ１２０）。この時、アルゴリズムは運用体制によって対応する固有のチェック値を持ち、運用体制の情報が１ビットでも変更される場合に異なるチェック値を持つようになって、同じチェック値が存在していない条件に合うあらゆるアルゴリズムが使われうる。
また、第２領域１１２は、１回記録可能領域であるために、チェック値及びブートコードが保存された後に再生専用領域に変更される（Ｓ１３０）。この時、第２領域１１２を再生専用状態に変更することは、前述したように、第２領域１１２の書込みロジックを切ることによって行われうる。

図５は、前述した図４の方法を通じて保存された運用体制、チェック値及びブートコードを通じてブートを進めるブート方法を示す図面である。
図示したように、まず本発明の実施形態による保安ブート装置１００に電源が印加されると、第２領域１１２に保存されたブートコードがブートメモリ部１４０にロードされる（Ｓ２１０）。この時、ブートメモリ部１４０は、ブートコードがロードされると再生専用領域に変更されて、印加された電源が遮断されるまで再生専用状態を保持して、ロードされたブートコードが変更されることを防止する。また、第２領域１１２に保存されたブートコードは、内蔵された自動実行コードにより電源印加時にブートメモリ部１４０に自動でロードされうる。

制御部２１０は、ロードされたブートコードを読み取ってブートプロセスを始める（Ｓ２２０）。
ブートプロセスが始まれば、本発明の実施形態による保安ブート装置１００の構成要素１１０、１２０、１３０、１４０が初期化されて使用可能な状態になり、第１領域１１１に保存された運用体制がメモリ部１２０にロードされる（Ｓ２３０）。この時、保存された運用体制が圧縮または暗号化のようなプロセスを経る場合、メモリ部１２０にロードされる時に圧縮解除または復号化のようなプロセスを経ることができる。

以後、制御部１３０は、第２領域１１２に保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズムを通じてロードされた運用体制によるチェック値を算出する（Ｓ２４０）。
制御部１３０は、算出されたチェック値を第２領域１１２に保存されたチェック値と比較して、ロードされた運用体制の無欠性を判断する（Ｓ２５０）。
判断結果、算出されたチェック値と保存されたチェック値とが同じ場合、ロードされた運用体制が変更されなくて無欠性が保証されると判断し、ブートプロセスを進め続ける（Ｓ２６０）。
もし、判断結果、算出されたチェック値と保存されたチェック値とが相異なる場合、ロードされた運用体制が変更されて無欠性が損傷されたと判断し、ブートプロセスを中止する（Ｓ２７０）。

このような保安ブート方法の従来のＴＲＭのような偽変造技術を使用した領域を別途に使用せず、不揮発性保存領域だけでも運用体制の無欠性を保証して、安全なブートが行われうる。
以上、本発明による保安ブート装置及びその方法を例示された図面を参照として説明したが、本発明は本明細書に開示された実施例及び図面によって限定されるものではなく、その発明の技術思想範囲内で当業者により多様に変形可能であることはいうまでもない。

本発明は、保安ブート装置の関連技術分野に好適に用いられる。

従来の技術による保安ブート装置を示す図面である。従来の技術による保安ブート方法を示す図面である。本発明の実施形態による保安ブート装置を示す図面である。本発明の実施形態による運用体制を保存する方法を示す図面である。本発明の実施形態によって保存された運用体制の無欠性を判断する方法を示す図面である。

符号の説明

１１０運用体制保存部
１１１第１領域
１１２第２領域
１２０メモリ部
１３０制御部
１４０ブートメモリ部

Claims

運用体制を保存する第１領域と、運用体制に対応する所定のチェック値を持つアルゴリズムのチェック値を保存する第２領域とを備える運用体制保存部と、
ブート時、前記運用体制がロードされるメモリ部と、
前記ロードされた運用体制によるチェック値を、前記第２領域に保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズムを通じて算出し、前記算出されたチェック値を前記第２領域に保存されたチェック値と比較して、前記運用体制の無欠性を判断する制御部と、を備える保安ブート装置。
前記運用体制保存部は、不揮発性保存領域を備える請求項１に記載の保安ブート装置。
前記第２領域は１回記録可能領域で構成され、前記チェック値保存後に再生専用領域に変更される請求項２に記載の保安ブート装置。
前記第２領域にはブートプロセス情報を含むブートコードが保存され、前記ブートコードは前記チェック値と共に記録される請求項３に記載の保安ブート装置。
前記ブートコードがロードされるブートメモリ部をさらに備える請求項４に記載の保安ブート装置。
前記ブートメモリ部は、前記ブートコードがロードされれば、再生専用領域に変更される請求項５に記載の保安ブート装置。
ブート時、第１領域に保存された運用体制をロードするステップと、
前記運用体制の保存時、前記運用体制に対応する所定のチェック値を持つアルゴリズムによるチェック値を第２領域から読み取るステップと、
前記ロードされた運用体制によるチェック値を、前記第２領域に保存されたチェック値の算出時に使われたアルゴリズムを通じて算出し、前記読み取られたチェック値と前記算出されたチェック値とを比較して、前記運用体制の無欠性を判断するステップと、を含む保安ブート方法。
前記第１領域及び第２領域は、不揮発性保存領域で構成される請求項７に記載の保安ブート方法。
前記第２領域は１回記録可能領域で構成され、前記チェック値の保存時に再生専用領域に変更される請求項８に記載の保安ブート方法。
前記第２領域は、ブートプロセスについての情報を保存するブートコードを保存する請求項９に記載の保安ブート方法。
前記ブートコードは、第２領域に前記チェック値の保存時に前記第２領域に共に保存される請求項１０に記載の保安ブート方法。
前記ブートコードは、ブート時に所定のブートメモリ部にロードされ、前記ブートメモリ部は、前記ブートコードのロード後に再生専用領域に変更される請求項１１に記載の保安ブート方法。