DE102012209249A1

DE102012209249A1 - Sicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012209249A1
Application number: DE102012209249A
Authority: DE
Inventors: Susumu Yamashita
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Socionext Inc
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: DE102012209249B4; JP5779434B2; CN102880836A; US9152805B2; JP2013025374A; US20130016832A1; CN102880836B

Abstract

Eine Sicherheitsvorrichtung, welche mit einer Host-Vorrichtung verbunden ist, die einen Prozessor, der eine Scramble-Operation durchführt, und eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein erster Authentisierungscode gespeichert ist, weist auf: eine Speichereinheit, in welcher der erste Authentisierungscode gespeichert ist; eine Zufallszahlerzeugungseinheit, die eine Zufallszahl erzeugt; eine Verschlüsselungseinheit, welche Daten verschlüsselt und entschlüsselt; und einen Controller, der eine Scramble-Operation durchführt, wobei der Controller einen ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit erzeugten Zufallszahl und dem ersten Authentisierungscode durchführt und den ersten Scramble-Schlüssel an die Host-Vorrichtung sendet, und der Controller von der Host-Vorrichtung Scramble-Daten empfängt, die durch das Durchführen der Scramble-Operation an Verschlüsselungszieldaten entsprechend der aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhaltenen Zufallszahl erzeugt werden, die Verschlüsselungsdaten durch das Durchführen der Scramble-Operation an den Scramble-Daten und der Zufallszahl erzeugt, Verschlüsselungsdaten durch das Verschlüsseln der Verschlüsselungszieldaten mittels der Verschlüsselungseinheit erzeugt, und die verschlüsselten Daten an die Host-Vorrichtung sendet.

Description

Gebiet
Die hierin erörterten Ausführungsbeispiele betreffen eine Sicherheitsvorrichtung.
Hintergrund
Informationsverluste durch Diebstahl von Daten, die in einem eingebauten Speicher (externe Speichervorrichtung) gespeichert sind, und von Daten, die durch die Leitungen einer Platine fließen, nehmen in letzter Zeit zu, und die Forderung nach zusätzlichen Sicherheitsfunktionen wird stärker. Ein möglicher Weg, dieser Forderung nachzukommen, ist das zusätzliche Vorsehen eines mit einer Datenverschlüsselungsfunktion versehenen Sicherheitschips (Sicherheitsvorrichtung) in dem gegenwärtigen System der eingebauten Einheiten. So können in einem Speicher, wie einem Mikroprozessor, von einem Host-Chip (Rost-Vorrichtung) gespeicherte Daten und durch die Platine fließende Daten durch den Sicherheitschip verschlüsselt werden, und Datenverluste können vermieden werden.
In dem Fall, dass ein Sicherheitschip Daten verschlüsselt, die von einem Host-Chip verarbeitet werden, werden jedoch die Verschlüsselungszieldaten über Leitungen von dem Host-Chip zum Sicherheitschip übertragen. Anders ausgedrückt: nicht verschlüsselte Daten fließen über Leitungen zwischen dem Host-Chip und dem Sicherheitschip. Daher richtet sich eine neue Sorge im Hinblick auf Informationsverluste auf den Diebstahl von nicht verschlüsselten Daten, die zwischen dem Host-Chip und dem Sicherheitschip fließen.
SSL/TSL und ein Stromchiffreverfahren wurden beispielsweise zum Verschlüsseln von Daten eingesetzt. Im Falle von SSL/TSL sendet der Server einen öffentlichen Schlüssel an den Kunden, und der Kunde verschlüsselt eine Zufallszahl basierend auf dem empfangenen öffentlichen Schlüssel (beispielsweise RSA, DH) und sendet die verschlüsselte Zufallszahl an den Server. Der Server erhält die Zufallszahl durch Entschlüsselung der verschlüsselten Zufallszahl unter Verwendung eines geheimen Schlüssels, der ein Paar mit dem öffentlichen Schlüssel bildet. Beiden Parteien teilen sich somit eine Zufallszahl und erzeugen einen gemeinsamen Schlüssel nach einem gemeinsamen Verschlüsselungsalgorithmus (beispielsweise AES, DES) auf der Grundlage der geteilten Zufallszahl, und die Daten werden basierend auf dem gemeinsamen Schlüssel vor dem Senden/Empfangen der Daten verschlüsselt.
Bei einem Stromchiffreverfahren teilen sich die Sendeseite (beispielsweise der Kunde) und die Empfangsseite (beispielsweise der Server) eine Zählersequenz und einen gemeinsamen Schlüssel, und sie erzeugen eine gemeinsame Stromchiffreschlüsselsequenz (Zufallszahlenfolge) unter jeweiliger Verwendung von Blockchiffres (beispielsweise AES, DES). Die Sendeseite erzeugt gescrambelte Daten durch das Durchführen einer Exklusiv-ODER-Operation (XOR/EOR) an dem Sendezieldaten- und Stromchiffreschlüssel-String, und sendet das Ergebnis an die Empfangsseite, und die Empfangsseite entschlüsselt die ursprünglichen Daten durch das Durchführen der Exklusiv-ODER-Operation (XOR/EOR) an den empfangenen gescrambelten Daten und dem Stromchiffreschlüssel-String.
Die Japanischen Offenlegungsschriften 2007-336506 und H10-222468 offenbaren ein Beispiel für Verschlüsselungstechnologie.
Überblick
Um herkömmliche Verschlüsselungstechnologie verwenden zu können, müssen jedoch sowohl der Server (Empfangsseite), als auch der Kunde (Sendeseite) Verschlüsselungseinrichtungen (beispielsweise RSA, AES) aufweisen. Beispielsweise müssen sowohl der Server, als auch der Kunde Verschlüsselungseinrichtungen aufweisen, wenn, im Falle von SSL/TLS, eine als Quelle des gemeinsamen Schlüssels vorgesehene Zufallszahl und der gemeinsame Schlüssel erzeugt werden, und wenn im Falle eines Stromchiffreverfahrens die Stromchiffreschlüsselsequenz erzeugt wird.
Dies bedeutet, dass nach der herkömmlichen Verschlüsselungstechnologie die Verschlüsselungseinrichtungen auch auf dem Host-Chip installiert sein müssen, um zwischen dem Host-Chip und dem Sicherheitschip ausgetauschte Daten zu verschlüsseln. Daher kann das ursprüngliche Ziel, nämlich das Verschlüsseln von Daten in dem Host-Chip durch einfaches Installieren des Sicherheitschips auf dem existierenden Host-Chip, nicht erreicht werden. Darüber hinaus ist der Aufwand für die Verschlüsselungsverarbeitung hoch und das Installieren der Verschlüsselungseinrichtung auf dem Host-Chip erhöht die Belastung des gesamten Systems.
Nach einem Ausführungsbeispiel ist eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen, welche mit einer Host-Vorrichtung verbunden ist, die einen Prozessor, der eine Scrambling-Operation durchführt, und eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein erster Authentisierungscode gespeichert ist, wobei die Sicherheitsvorrichtung aufweist: eine Speichereinheit, in welcher der erste Authentisierungscode gespeichert ist; eine Zufallszahlerzeugungseinheit, die eine Zufallszahl erzeugt; eine Verschlüsselungseinheit, welche Daten verschlüsselt und entschlüsselt; und einen Controller, der eine Scramble-Operation durchführt, wobei der Controller einen ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit erzeugten Zufallszahl und dem ersten Authentisierungscode durchführt und den ersten Scramble-Schlüssel an die Host-Vorrichtung sendet, und der Controller von der Host-Vorrichtung Scramble-Daten empfängt, die durch das Durchführen der Scramble-Operation an Verschlüsselungszieldaten entsprechend der aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhaltenen Zufallszahl erzeugt werden, die Verschlüsselungsdaten durch das Durchführen der Scramble-Operation an den Scramble-Daten und der Zufallszahl erzeugt, Verschlüsselungsdaten durch das Verschlüsseln der Verschlüsselungszieldaten mittels der Verschlüsselungseinheit erzeugt, und die verschlüsselten Daten an die Host-Vorrichtung sendet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für eine Halbleitervorrichtung 100, die in ein System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eingebaut ist.
2 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Konfiguration des Host-Chips 10 und des Sicherheitschips 20 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
3 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 ist ein Diagramm zur Darstellung des Scrambling von Daten in dem Fall, dass verschlüsselte Daten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen und durch die Verschlüsselungseinheit 24 des Sicherheitschips 20 entschlüsselt werden.
6 ist ein Diagramm zur Darstellung des Scrambling von Daten in dem Fall, dass verschlüsselte Daten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen und durch die Verschlüsselungseinheit 24 des Sicherheitschips 20 entschlüsselt werden.
7 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
8 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
9 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
10 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele entsprechend den Zeichnungen beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der technische Rahmen nicht auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern die in den Ansprüchen und deren Äquivalenten beschriebenen Gegenstände abdeckt.
1 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für eine in ein erfindungsgemäßes System eingebaute Halbleitervorrichtung 100. Die Halbleitervorrichtung 100 in 1 weist einen Host-Chip 10, einen Sicherheitschip 20, andere Einheiten 30, einen externen Speicher 40 und eine Kommunikationseinheit 50 auf, und diese Komponenten sind über eine Busleitung miteinander verbunden. Der Sicherheitschip 20 ist über eine Busleitung oder eine serielle Leitung mit einem Host-Chip 10 verbunden und führt die Verschlüsselungsverarbeitung oder die Entschlüsselungsverarbeitung an von dem Host-Chip 10 übermitteölten Daten, beispielsweise unter Verwendung von RSA oder AES, durch.
Beispielsweise werden von dem Host-Chip 10 verarbeitete Daten an den Sicherheitschip 20 übermittelt, in verschlüsselte Daten umgewandelt, und anschließend an den externen Speicher 40, die Kommunikationseinheit 50 und andere Einheit 30 übertragen. Verschlüsselte Daten, die über die Kommunikationseinheit 50 von einem externen Gerät aus erhalten werden, und die in dem externen Speicher 40 enthaltenen verschlüsselten Daten werden an den Sicherheitschip 20 übertragen, zu Originaldaten entschlüsselt, und anschließend an den Host-Chip 10 übertragen und verarbeitet.
2 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für die Konfigurationen des Host-Chips 10 und des Sicherheitschips 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Der Host-Chip 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist beispielsweise einen Prozessor 11, einen Authentisierungscode A1, einen Authentisierungscode A2 und einen Speicher 12 auf, die von dem Prozessor 11 für die Verarbeitung verwendet werden. Der Sicherheitschip 20 weist beispielsweise einen Controller 21, einen Speicher 22, einen Authentisierungscode A1, einen Authentisierungscode A2, eine Zufallszahlerzeugungseinheit 23 und eine Verschlüsselungseinheit 24 auf. Die Zufallszahlenerzeugungseinheit 23 des Sicherheitschips 20 erzeugt eine echte Zufallszahl oder eine Pseudo-Zufallszahl, und die Verschlüsselungseinheit 24 des Sicherheitschips 20 führt eine fortgeschrittene Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsverarbeitung an Daten durch.
Der Prozessor 11 des Host-Chips 10 und der Controller 21 des Sicherheitschips 20 in 2 weisen Operationsfunktionen auf, wie arithmetische Operationen und logische Operationen. Der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 teilen sich die Authentisierungscodes A1 und A2. Die Authentisierungscodes A1 und A2 sind numerische Werte von ungefähr 16 Stellen und können von einem externen Gerät aus eingegeben werden.
Im Folgenden wird zunächst die Verarbeitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Authentisierungscode A1 wird in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht verwendet, sondern findet lediglich in dem dritten Ausführungsbeispiel Verwendung.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
3 und 4 sind Diagramme zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. 3 und 4 zeigen das Scrambling von Daten in dem Fall, dass nicht verschlüsselte Daten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen werden. Genauer gesagt werden die unverschlüsselten Daten gescrambelt und von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen, der Sicherheitschip 20 stellt die Daten im gescrambelten Zustand wieder her und erhält die unverschlüsselten Daten. Der Sicherheitschip 20 verschlüsselt die unverschlüsselten Daten, scrambelt die Daten weiter, und sendet die gescrambelten Chiffredaten an den Host-Chip 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 den selben Authentisierungscode A1 auf.
Zuerst wird die Scramble-Operation für Daten beschrieben. Nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Exklusiv-ODER-Operation (im Folgenden als XOR bezeichnet) als Scramble-Operation verwendet. Die XOR-Operation ist in den grundlegenden Verarbeitungsfunktionen des Prozessors 11 des Host-Chips 10 und des Controllers 21 des Sicherheitschips 20 enthalten. Bei der auf der XOR-Operation basierenden Scramble-Operation wird ein Wert der Zieldaten nach einem als Schlüssel vorgesehenen Wert gescrambelt. Genauer gesagt wird der Zielwert A gescrambelt, indem das XOR mit einem Wert X bestimmt wird, bei welchem es sich um den Schlüssel handelt, und ein Wert B wird als Ergebnis erzeugt. Der Wert A wird durch Bestimmen des XOR des Werts B und des Werts X wiederhergestellt. Anders ausgedrückt: die Scramble-Daten (Wert B), welche mittels der XOR-Operation der Daten (Wert A) und des Schlüssels (Wert X) erzeugt wurden, werden als ursprüngliche Daten (Wert A) durch die XOR-Operation der erzeugten Scramble-Daten (Wert B) und des Schlüssels (Wert X) wiederhergestellt.
Im Falle des auf der XOR-Operation basierenden Scrambling ist der Schlüssel zum Wiederherstellen der Originaldaten aus den Scramble-Daten erforderlich. Da einer dritten Partei der Schlüssel nicht bekannt ist, kann die dritte Partei die Originaldaten nicht auf der Grundlage der gescrambelten Daten wiederherstellen. Die Scramble-Operation ist nicht auf die XOR-Operation beschränkt. Solange die Originaldaten wiederhergestellt werden können, kann die Scramble-Operation durch andere Operationen erfolgen, beispielsweise durch eine arithmetische Operation, oder durch eine Kombination einer XOR-Operation und einer arithmetischen Operation.
Wie wiederum in 3 dargestellt, gibt der Host-Chip 10 zunächst einen Initialisierungsbefehl aus, um den Sicherheitschip 20 von dem Start der Verarbeitung in Kenntnis zu setzen (a). Wenn der Initialisierungsbefehl empfangen wird, erzeugt der Sicherheitschip 20 eine Zufallszahl R1 unter Verwendung der Zufallszahlerzeugungseinheit 23 (b). Anschließend erzeugt die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 des Sicherheitschips 20 einen Scramble-Schlüssel S1 durch das Durchführen der XOR-Operation an der Zufallszahl R1 und dem Authentisierungscode A1 (c). Anschließend sendet der Sicherheitschip 20 den erzeugten Scramble-Schlüssel S1 zusammen mit dem Ergebnis der Initialisierungsverarbeitung an den Host-Chip 10 (d).
Wenn der Scramble-Schlüssel S1 empfangen wird, erhält der Host-Chip 10 die Zufallszahl R1 durch das Durchführen der XOR-Operation an dem Scramble-Schlüssel S1 gemäß dem Authentisierungscode A1, der bereits in dem Host-Chip enthalten ist (e). Auf diese Weise teilen sich der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip die Zufallszahl R1 sowie den Authentisierungscode A1. Der Host-Chip 10 erzeugt gescrambelte Daten X1, indem er die XOR-Operation an Verschlüsselungszieldaten D1 und der gemeinsamen Zufallszahl R1 durchführt (f), und überträgt gescrambelten Daten X1 zusammen mit der Verschlüsselungsanweisung an den Sicherheitschip 20 (g).
Wenn der Verschlüsselungsbefehl und die gescrambelten Daten X1 empfangen werden, erhält der Sicherheitschip 20 die Daten D1, indem er die XOR-Operation an den gescrambelten Daten X1 entsprechend der Zufallszahl R1 durchführt (h). Anschließend erzeugt die Verschlüsselungseinheit 24 des Sicherheitschips 20 verschlüsselte Daten E1, indem die Verschlüsselungsverarbeitung an den Daten D1 durchgeführt wird (i). Danach erzeugt der Sicherheitschip 20 gescrambelte Chiffredaten Y1, indem die XOR-Operation an den verschlüsselten Daten E1 und der Zufallszahl R1 durchgeführt wird (j).
Wie in 4 dargestellt erzeugt der Sicherheitschip 20 sodann eine Zufallszahl R2, bei der es sich um eine neue Zufallszahl für das nächste Scrambling handelt (k). Anschließend erzeugt der Sicherheitschip 20 einen Scramble-Schlüssel S2, indem er die XOR-Operation an der erzeugten Zufallszahl R2 und der Zufallszahl R1 durchführt (l). Der Sicherheitschip 20 überträgt sodann den Scramble-Schlüssel S2 zusammen mit den im Verarbeitungsschritt j in 3 gescrambelten Chiffredaten Y1 an den Host-Chip 10 (m).
Wenn die gescrambelten Chiffredaten Y1 und der Scramble-Schlüssel S1 empfangen werden, erhält der Host-Chip 10 die verschlüsselten Daten E1, indem er die XOR-Operation an den gescrambelten Chiffredaten Y1 gemäß der Zufallszahl R1 durchführt (n). Der Host-Chip 10 erhält ebenfalls die Zufallszahl R2, indem er die XOR-Operation an dem empfangenen Scramble-Schlüssel S2 gemäß der Zufallszahl R1 durchführt (o). Auf diese Weise kann der Host-Chip 10 die verschlüsselten Daten E1, die den Verschlüsselungszieldaten D1 entsprechen, erhalten und die neue Zufallszahl R2 wird von dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemeinsam verwendet.
Wenn die nächsten Verschlüsselungszieldaten D2 noch existieren, erzeugt der Host-Chip 10 die gescrambelten Daten X2, indem er die XOR-Operation an den Verschlüsselungszieldaten D2 und einer neuen Zufallszahl R2 durchführt (p), und er sendet die gescrambelten Daten X2 an den Sicherheitschip 20 (q). Der Sicherheitschip 20 erhält die Verschlüsselungszieldaten D2, indem er die XOR-Operation an den empfangenen gescrambelten Daten X2 gemäß der Zufallszahl R2 (r) durchführt. Wie die vorherigen Verschlüsselungszieldaten D1 wandelt die Verschlüsselungseinheit 24 die Daten D2 in die verschlüsselten Daten E2 um. Anschließend werden die gescrambelten Chiffredaten Y2 durch die an den verschlüsselten Daten E2 und der Zufallszahl R2 durchgeführte XOR-Operation erzeugt. Anschließend erzeugt der Sicherheitschip eine (nicht dargestellte) Zufallszahl R3, bei der es sich um eine neue Zahl für das Scrambling handelt, und sendet die Zufallszahl R3 zusammen mit den gescrambelten Chiffredaten Y2 an den Host-Chip 10.
Somit verhindert der Sicherheitschip 20 den Verlust von zu übertragenden/empfangenden Daten, indem Daten entsprechend der Zufallszahl, welche der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 gemeinsam nutzen, gescrambelt werden, bevor die Daten gesendet/empfangen werden. Die Zufallszahl wird jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Sende-/Empfangsvorgängen durchgeführt wurde, geändert und die Daten werden gemäß der Zufallszahl des vorhergehenden Vorgangs (dem Authentisierungscode A1 im Falle des ersten Vorgangs) gescrambelt und an den Host-Chip 10 übermittelt, und der Host-Chip 10 stellt die wiederhergestellten Daten gemäß dieser Zufallszahl wieder her, um diese Zahl gemeinsam zu nutzen.
Bei dem Beispiel gemäß den 3 und 4 handelt es sich um einen Fall, in welchem Verschlüsselungszieldaten (unverschlüsselte Daten) von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 gesendet werden. Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in welchem Entschlüsselungszieldaten (verschlüsselte Daten) von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen werden.
5 und 6 sind Diagramme zur Darstellung des Scrambling von Daten in dem Fall, dass verschlüsselte Daten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen und durch die Verschlüsselungseinheit 24 des Sicherheitschips 20 entschlüsselt werden. Wie in 3 und 4 weisen der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 den selben Authentisierungscode A1 auf.
In 5 ist dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 eine Zufallszahl R1 gemeinsam, wie für 3 beschrieben, und der Host-Chip 10 erzeugt gescrambelte Chiffredaten Y1 durch das Durchführen der XOR-Operation an den verschlüsselten Daten E1 und der Zufallszahl R1 (f) und sendet die gescrambelten Chiffredaten Y1 zusammen mit einer Entschlüsselungsanweisung an den Sicherheitschip 20 (g). Der Sicherheitschip 20 erhält die verschlüsselten Daten E1, indem er die XOR-Operation an den empfangenen gescrambelten Chiffredaten Y1 gemäß der Zufallszahl R1 durchführt (h). Anschließend erzeugt die Verschlüsselungseinheit 24 des Sicherheitschips 20 Daten D1 durch das Entschlüsseln der verschlüsselten Daten E1.
Vor der Scramble-Verarbeitung der Daten D1 erzeugt der Sicherheitschip 20 eine neue Zufallszahl R2 (j). Der Sicherheitschip 20 erzeugt die gescrambelten Daten X1, indem er an der neu erzeugten Zufallszahl R2, nicht an der Zufallszahl R1 (wie in 3 der Fall), und an den Daten D1 die XOR-Operation vornimmt (k). Im Vergleich mit verschlüsselten Daten (E1 in diesem Beispiel), weisen nicht verschlüsselte Daten (D1 in diesem Beispiel) ein höheres Verlustrisiko auf, wenn Daten aus dem gescrambelten Zustand wiederhergestellt werden. Daher scrambelt der Sicherheitschip die nicht verschlüsselten Daten gemäß der Zufallszahl R2, die neu erzeugt ist und zum ersten Mal benutzt wird, nicht aber gemäß der Zufallszahl R1, die zuvor zum Scrambling benutzt wurde. Dies erschwert das Wiederherstellen der nicht verschlüsselten Daten. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern der Sicherheitschip 20 kann die nicht verschlüsselten Daten D1 in dem Verarbeitungsschritt k auch gemäß der Zufallszahl R1, anstelle der Zufallszahl R2 scrambeln.
Wie in 6 dargestellt erzeugt der Sicherheitschip 20 einen Scramble-Schlüssel S2, indem er die XOR-Operation an der Zufallszahl 1 und der Zufallszahl 2 durchführt (l), und er sendet den Scramble-Schlüssel S2 zusammen mit den gescrambelten Daten X1 an den Host-Chip 10 (m). Der Host-Chip 10 erhält die Zufallszahl R2, indem er die XOR-Operation gemäß der Zufallszahl R1 durchführt (o). Danach erhält der Host-Chip 10 die Daten D1, indem er die XOR-Operation an den gescrambelten Daten X1 entsprechend der Zufallszahl R2 durchführt (n).
Dadurch werden die Daten D1, bei denen es sich um entschlüsselte Daten der verschlüsselten Daten E1 handelt, von dem Host-Chip 10 erhalten, und die Zufallszahl R2 wird von dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemeinsam verwendet. Wenn die nächsten zu entschlüsselnden Verschlüsselungsdaten E2 noch existieren, erzeugt der Host-Chip 10 gescrambelte Chiffredaten Y2, indem er die XOR-Operation an den verschlüsselten E2 und der Zufallszahl R2 durchführt (p). Die nachfolgende Verarbeitung ist gleich den Verarbeitungsschritten g bis n in den 5 und 6.
Zum Verschlüsseln von Daten erzeugt der Sicherheitschip (die Sicherheitsvorrichtung) 20 nach diesem Ausführungsbeispiel somit einen Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an einer von der Zufallszahlerzeugungseinheit 23 erzeugten Zufallszahl und einem Authentisierungscode durchführt, und sendet den Scramble-Schlüssel an den Host-Chip (die Host-Vorrichtung) 10. Der Sicherheitschip 20 empfängt von dem Host-Chip 10 Scramble-Daten, die durch das Durchführen der Scramble-Operation an den Verschlüsselungszieldaten gemäß der aus dem Scramble-Schlüssel erhaltenen Zufallszahl erzeugt werden. Der Sicherheitschip 20 erzeugt die Verschlüsselungszieldaten, indem er die Scramble-Operation an den Scramble-Daten und der Zufallszahl durchführt, erzeugt die verschlüsselten Daten, indem er die Verschlüsselungszieldaten unter Verwendung der Verschlüsselungseinheit 24 verschlüsselt, und sendet die verschlüsselten Daten an den Host-Chip 10.
Zur Entschlüsselung von Daten erzeugt der Sicherheitschip 20 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an einer von der Zufallszahlerzeugungseinheit 23 und einem Authentisierungscode durchführt, und sendet den Scramble-Schlüssel an den Host-Chip 10. Der Sicherheitschip 20 erzeugt ferner entschlüsselte Daten, indem er die verschlüsselten Daten mittels der Verschlüsselungseinheit 24 entschlüsselt, erzeugt Scramble-Daten, indem er die Scramble-Operation an den entschlüsselten Daten und der Zufallszahl durchführt, und sendet die Scramble-Daten an den Host-Chip 10. Danach erhält der Sicherheitschip 20 die entschlüsselten Daten aus den Scramble-Daten, indem er den Prozessor 11 des Host-Chips 10 veranlasst, die Scramble-Operation an den Scramble-Daten gemäß der aus dem Scramble-Schlüssel enthaltenen Zufallszahl durchzuführen.
In dem Host-Chip 10 wird eine Zufallszahl erhalten, indem die Scramble-Operation an dem Scramble-Schlüssel für das erste Mal gemäß dem Authentisierungscode und für jeden der zweiten oder späteren Sende-/Empfangsvorgänge gemäß der Zufallszahl des vorherigen Vorgangs durchgeführt wird. In jedem der zweiten oder späteren Sende-/Empfangsvorgänge erzeugt der Sicherheitschip 20 einen Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt, und sendet den Scramble-Schlüssel an den Host-Chip 10. Der Host-Chip 10 erhält die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs, indem er die Scramble-Operation an dem gesendeten Scramble-Schlüssel entsprechend der Zufallszahl des vorherigen Sende-/Empfangsvorgangs durchführt.
Der Sicherheitschip 20 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann somit Datenverluste verhindern, indem er die mit dem Host-Chip 10 ausgetauschten Daten vor dem Senden/Empfangen scrambelt, ohne dass der Host-Chip 10 eine Verschlüsselungseinheit 24 benötigt, welche eine fortgeschrittene Verschlüsselungsverarbeitung durchführt. Da der Sicherheitschip 20 die fortgeschrittene Verschlüsselungsverarbeitung für das Scrambling der Daten nicht verwendet, kann eine Belastung des Systems vermieden werden und eine durch das Scrambling verursachte Verringerung der Kommunikationsgeschwindigkeit kann verhindert werden.
Die Daten werden gemäß einer Zufallszahl gescrambelt, welche der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 gemeinsam verwenden. Selbst wenn ein Dritter erkennt, dass die Scramble-Daten gemäß einer Zufallszahl gescrambelt wurden, können die gescrambelten Daten nicht wiederhergestellt werden, da der Dritte den Wert der Zufallszahl nicht kennt. Diese Zufallszahl wird von dem Sicherheitschip 20 gemäß der vorherigen Zufallszahl (oder dem Authentisierungscode, falls es sich um den ersten Vorgang handelt) gescrambelt und an den Host-Chip 10 übertragen, und der Host-Chip 10 nutzt die Zufallszahl ebenfalls, indem er die gescrambelte Zufallszahl entsprechend der vorherigen Zufallszahl (oder dem Authentisierungscode, falls es sich um den ersten Vorgang handelt) wiederherstellt. Selbst wenn ein Dritter einen Scramble-Schlüssel erlangt, kann daher der Wert der Zufallszahl nicht aus dem Scramble-Schlüssel wiederhergestellt werden, es sei denn, die vorherige Zufallszahl (oder der Authentisierungscode, falls es sich um den ersten Vorgang handelt) wird erkannt. Der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel erschwert somit das Wiederherstellen von Daten auf der Basis der gescrambelten Daten, selbst wenn ein Dritter den Datenscramblingvorgang erkennt.
Bei dem Sicherheitschip 20 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es ausreichend, wenn nur der Sicherheitschip 20 die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 zum Erzeugen einer Zufallszahl aufweist, und der Host-Chip 10 benötigt die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 nicht. Anders ausgedrückt: es ist ausreichend, dass der Host-Chip 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Speicher 12 zusätzlich zu den Operationsfunktionen vorab einen Authentisierungscode aufweist, und er muss nicht notwendigerweise über die Verschlüsselungseinheit 24 und die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 verfügen. Daher können die zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gesendeten Daten gescrambelt werden, und ein Datenverlust kann nur verhindert werden, wenn der Sicherheitschip 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf der Platine des den Host-Chip 10 aufweisenden herkömmlichen Systems montiert ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine zum Scrambling von Daten verwendete Zufallszahl jedes Mal geändert, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Sende-/Empfangsvorgängen durchgeführt wurde. Selbst wenn ein Dritter eine Zufallszahl analysiert, wird die für das Scrambling der Daten verwendete Zufallszahl nach Durchführung einer vorbestimmten Anzahl von Vorgängen geändert. Daher erschwert der Sicherheitschip 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das kontinuierliche Analysieren der Scramble-Daten, so dass der Datenverlustumfang minimiert werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Zufallszahl bei jeder Durchführung des Sende-/Empfangsvorgangs geändert, jedoch ist die Häufigkeit der Änderung der Zufallszahl nicht darauf beschränkt. Die Häufigkeit der Änderung der Zufallszahl kann sich auf eine Änderung nach der Durchführung mehrerer Sende-/Empfangs-Vorgänge oder nach jeder Durchführung einer Sende-/Empfangsverarbeitung beziehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die verschlüsselten Daten E1 und E2 ebenfalls Ziel eines Scramblings. Jedoch ist im Falle von verschlüsselten Daten die Gefahr von Dateninhaltsverlusten gering, selbst wenn die Daten aus dem gescrambelten Zustand wiederhergestellt werden, da die Daten verschlüsselt sind. Daher müssen die verschlüsselten Daten nicht immer Gegenstand von Scrambling sein, und zumindest können verschlüsselte Daten, bei denen das Risiko im Falle einer Wiederherstellung der Daten hoch ist, Gegenstand von Scrambling sein.
Der Sicherheitschip 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel verändert die Zufallszahl nach jeder Durchführung einer vorbestimmten Anzahl von Sende-/Empfangsvorgängen, verändert jedoch nicht den Authentisierungscode. In dem Sicherheitschip 20 und dem Host-Chip 10 wird eine Zufallszahl, die temporär erzeugt und verwendet wird, in einem Speicher wie einem RAM gespeichert, und ein Authentisierungscode wird in einem Speicher wie beispielsweise einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert. Im Falle eines nicht-flüchtigen Speichers können bei der Aktualisierung von Daten Fehler und Datenkorruption auftreten, wenn die Energieversorgung nicht stabil ist oder die Zahl der Schreibvorgänge begrenzt ist.
Jedoch wird in dem Sicherheitschip 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kein Authentisierungscode geändert, so dass eine Beschädigung oder ein Verlust des Authentisierungscodes während des Aktualisierens des nichtflüchtigen Speichers, die bei der Änderung eines Authentisierungscodes erforderlich ist, nicht zu befürchten ist. Selbst wenn eine in einem RAM oder dergleichen gespeicherte Zufallszahl aufgrund instabiler Energieversorgung verlorengeht, kann der Sicherheitschip 20 die Scramble-Verarbeitung der Daten in Reaktion auf einen neuen Initialisierungsbefehl anhand eines Authentisierungscodes und einer neu erzeugten Zufallszahl neu beginnen (a in 3 und 5).
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Ein Sicherheitschip 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel scrambelt eine Zufallszahl in der Scramble-Verarbeitung nicht gemäß der Zufallszahl des vorherigen Vorgangs, sondern entsprechend einem Authentisierungscode, wenn eine neu erzeugte Zufallszahl gemeinsam mit dem Host-Chip verwendet wird. Diese Verarbeitung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
7 und 8 sind Diagramme zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. Wie die 3 und 4 zeigen die 7 und 8 das Scrambling von Daten in dem Fall, dass nicht verschlüsselte Daten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen werden. wie in dem ersten Ausführungsbeispiel weisen der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 den selben Authentisierungscode A1 auf.
Die Verarbeitung nach 7 ist gleich der in 3 dargestellten Verarbeitung nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 verwenden gemeinsam eine Zufallszahl R1 und der Host-Chip 10 erzeugt gescrambelte Date X1, indem er Verschlüsselungszieldaten D1 scrambelt, und sendet die gescrambelten Daten X1 an den Sicherheitschip 20 (g). Der Sicherheitschip 20 erhält die Verschlüsselungszieldaten D1 aus den gescrambelten Daten X1 und verschlüsselt die Daten D1. Die verschlüsselten Daten E1 werden entsprechend der Zufallszahl R1 gescrambelt (j).
Wie in 8 dargestellt erzeugt der Sicherheitschip 20 sodann eine Zufallszahl R2, bei der es sich um eine neue Zufallszahl für das nächste Scrambling handelt, und scrambelt die Zufallszahl R2 (l). Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der Sicherheitschip 20 einen Scramble-Schlüssel S2, indem er die XOR-Operation an der erzeugten Zufallszahl R2 gemäß einem Authentisierungscode A1 anstelle der Zufallszahl R1 durchführt. Der Scramble-Schlüssel S2 wird zusammen mit gescrambelten Chiffredaten Y1 an den Host-Chip 10 übermittelt (m).
Der Host-Chip 10 erhält sodann die verschlüsselten Daten E1, indem er die XOR-Operation an den gescrambelten Chiffredaten Y1 gemäß der Zufallszahl R1 durchführt (n), und erhält die Zufallszahl R2, indem er die XOR-Operation an dem Scramble-Schlüssel S2 gemäß dem Authentisierungscode A1 anstatt der Zufallszahl R1 durchführt (o). Auf diese Weise erhält der Host-Chip 10 die verschlüsselten Daten E1 aus den Verschlüsselungszieldaten D1 und die Zufallszahl R2 wird von dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 gemeinsam verwendet. Die nachfolgende Verarbeitung entspricht der Verarbeitungsschritten p bis r in 4.
Das Beispiel in den 7 und 8 betrifft den Fall der Übertragung von Verschlüsselungszieldaten von dem Host-Chip 10 zum Sicherheitschip 20, jedoch gilt für den Fall der Übertragung von Entschlüsselungszieldaten von dem Host-Chip 10 zu dem Sicherheitschip 20 das Gleiche. Auch in diesem Fall wird eine von dem Sicherheitschip 20 erzeugte neue Zufallszahl gemäß dem Authentisierungscode A1 gescrambelt und an den Host-Chip 10 übermittelt, und der Host-Chip 10 verwendet die neue Zufallszahl ebenfalls, indem er die gescrambelte Zufallszahl entsprechend dem Authentisierungscode A1 wiederherstellt. Die von dem Sicherheitschip 20 entschlüsselten Daten werden gemäß der Zufallszahl entschlüsselt und an den Host-Chip 10 übermittelt, und der Host-Chip 10 stellt die gescrambelten Daten wieder her, indem er die Scramble-Operation gemäß der Zufallszahl durchführt.
Zum Verschlüsseln der Daten erzeugt der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel somit den Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit 23 erzeugten Zufallszahl und dem Authentisierungscode durchführt, und sendet den Scramble-Schlüssel an den Host-Chip 10. Der Sicherheitschip 20 empfängt von dem Host-Chip 10 die Scramble-Daten, die durch das Durchführen der Scramble-Operation an den Verschlüsselungsdaten gemäß der aus dem Scramble-Schlüssel erhaltenen Zufallszahl erzeugt wurden. Der Sicherheitschip 20 erzeugt die Verschlüsselungszieldaten, indem er die Scramble-Operation an den Scramble-Daten und der Zufallszahl durchführt, erzeugt die verschlüsselten Daten durch Verschlüsseln der Verschlüsselungszieldaten mittels der Verschlüsselungseinheit 24, und sendet die verschlüsselten Daten an den Host-Chip 10.
Zum Entschlüsseln von Daten erzeugt der Sicherheitschip 20 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit 23 erzeugten Zufallszahl und dem Authentisierungscode durchführt, und sendet den Scramble-Schlüssel an den Host-Chip 10. Der Sicherheitschip 20 erzeugt ebenfalls entschlüsselte Daten, indem er die verschlüsselten Daten unter Verwendung der Verschlüsselungseinheit 24 entschlüsselt, erzeugt die Scramble-Daten, indem er die Scramble-Operation an den entschlüsselten Daten und der Zufallszahl durchführt, und sendet die Scramble-Daten an den Host-Chip 10. Anschließend erhält der Sicherheitschip 20 die entschlüsselten Daten aus den Scramble-Daten, indem er den Prozessor 11 des Host-Chips 10 veranlasst, die Scramble-Operation an den Scramble-Daten gemäß der aus dem Scramble-Schlüssel erhaltenen Zufallszahl durchzuführen.
In dem Host-Chip 10 wird eine Zufallszahl durch das Durchführen der Scramble-Operation an dem Scramble-Schlüssel gemäß dem Authentisierungscode erhalten.
Somit kann der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel Datenverluste verhindern, indem die mit dem Host-Chip 10 ausgetauschten Daten vor dem Senden/Empfangen gescrambelt werden, ohne dass der Host-Chip 10 eine Verschlüsselungseinheit 24 erfordert. Da der Sicherheitschip 20 keine fortgeschrittene Verschlüsselungsverarbeitung zum Scrambeln der Daten verwendet, kann die Belastung des Systems verringert werden, und eine durch das Scrambling verursachte Reduzierung der Kommunikationsgeschwindigkeit kann verhindert werden.
Die Daten werden gemäß einer Zufallszahl gescrambelt, welche der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 gemeinsam nutzen. Selbst wenn ein Dritter erkennt, dass die Scramble-Daten gemäß einer Zufallszahl gescrambelt wurden, können die gescrambelten Daten somit dennoch nicht wiederhergestellt werden, da der Dritte den Wert der Zufallszahl nicht kennt. Diese Zufallszahl wird von dem Scramble-Schlüssel 20 gemäß dem Authentisierungscode A1 gescrambelt und wird an den Host-Chip 10 übermittelt, und der Host-Chip 10 nutzt die Zufallszahl, indem er die gescrambelte Zufallszahl gemäß dem Authentisierungscode A1 wiederherstellt. Selbst wenn ein Dritter einen Scramble-Schlüssel erlangt, kann daher der Wert der Zufallszahl aus dem Scramble-Schlüssel nicht wiederhergestellt werden, es sei denn der Authentisierungscode A1 wird erkannt. Somit erschwert der Sicherheitschip 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Wiederherstellen von Daten auf der Basis der gescrambelten Daten, selbst wenn ein Dritter das Scramble-Verfahren erkennt.
Aufgrund des Sicherheitschips 20 nach diesem Ausführungsbeispiel ist es ausreichend, wenn nur der Sicherheitschip 20 die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 zum Erzeugen einer Zufallszahl aufweist, und der Host-Chip 10 muss die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 nicht aufweisen. Daher können die zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 ausgetauschten Daten gescrambelt werden, und der Datenverlust kann nur verhindert werden, wenn der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel auf der Platine eines den Host-Chip 10 aufweisenden herkömmlichen Systems montiert ist.
Ferner wird die zum Scrambeln von Daten verwendete Zufallszahl jedes Mal geändert, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Sende-/Empfangsvorgängen durchgeführt wurde. Der Sicherheitschip 20 dieses Ausführungsbeispiels erschwert somit das kontinuierliche Analysieren der Scramble-Daten, so dass der Umfang an Datenverlust minimiert werden kann.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Ein Sicherheitschip 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist zwei Authentisierungscodes (im Folgenden ”erster Authentisierungscode” und ”zweiter Authentisierungscode” genannt) auf. Der erste Authentisierungscode dient dem Scrambling, um eine neu erzeugte Zufallszahl mit dem Host-Chip zu teilen, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der zweite Authentisierungscode dient der Erzeugung eines zweiten Scramble-Schlüssels, der zum Scrambeln von Daten verwendet wird. Diese Verarbeitung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachfolgend beschrieben.
9 und 10 sind Diagramme zur Darstellung eines Beispiels für die Verarbeitung zwischen einem Host-Chip 10 und einem Sicherheitschip 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Wie die 3 und 4 des ersten Ausführungsbeispiels zeigen die 9 und 10 das Scrambeln von Daten in dem Fall, in dem unverschlüsselte Daten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 übertragen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel teilen sich der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 vorab einen ersten Authentisierungscode A1 und einen zweiten Authentisierungscode A2.
In 9 erzeugt der Sicherheitschip 20 bei Empfang eines Initialisierungsbefehls (a) eine Zufallszahl R1 (b). Anschließend erzeugt der Sicherheitschip 20 einen ersten SAS S11, indem er die XOR-Operation an der Zufallszahl R1 und dem ersten Authentisierungscode A1 durchführt (c). Danach sendet der Sicherheitschip 20 den erzeugten ersten Scramble-Schlüssel S11 zusammen mit dem Ergebnis der Initialisierungsverarbeitung an den Host-Chip 10 (d). Die Verarbeitung ist bis hier gleich derjenigen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels.
Anschließend erzeugt der Sicherheitschip 20 dieses Ausführungsbeispiels einen zweiten Scramble-Schlüssel S21, indem er die XOR-Operation an der erzeugten Zufallszahl R1 und dem zweiten Authentisierungscode A2 durchführt (d). Der Host-Chip 10 wiederum erhält die Zufallszahl R1, indem er die XOR-Operation an dem ersten Scramble-Schlüssel S11 entsprechend dem vorab vorhandenen Authentisierungscode A1 durchführt (f), wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fall. Anschließend erzeugt der Host-Chip 10 dieses Ausführungsbeispiels den zweiten Scramble-Schlüssel S21, indem er die XOR-Operation an der erhaltenen Zufallszahl R1 und dem zweiten Authentisierungscode A2 (g) durchführt. Auf diese Weise teilen sich der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 nicht nur den ersten und den zweiten Authentisierungscode A1 und A2, sondern auch die Zufallszahl R1 und den zweiten Scramble-Schlüssel S21.
Anschließend erzeugt der Host-Chip 10 dieses Ausführungsbeispiels gescrambelte Daten X1, indem er die XOR-Operation an Verschlüsselungszieldaten D1 und dem zweiten Scramble-Schlüssel S21 durchführt (h), und sendet die gescrambelten Daten X1 zusammen mit einer Verschlüsselungsanweisung an den Sicherheitschip 20 (i). Wenn die gescrambelten Daten X1 empfangen werden, führt der Sicherheitschip 20 die XOR-Operation an den gescrambelten Daten X1 entsprechend dem erzeugten zweiten Scramble-Schlüssel S21 durch und erhält Verschlüsselungszieldaten D1 (j). Die Daten D1 werden anschließend von der Verschlüsselungseinheit 24 des Sicherheitschips 20 erkannt und es werden verschlüsselte Daten E1 erzeugt (k). Danach erzeugt der Sicherheitschip 20 gescrambelte Chiffredaten Y1, indem er die XOR-Operation an den verschlüsselten Daten E1 und dem zweiten Scramble-Schlüssel S21 durchführt (l).
Wie in 10 dargestellt erzeugt der Sicherheitschip 20 sodann eine neue Zufallszahl R2 (m) und erzeugt einen neuen ersten Scramble-Schlüssel S12, indem er die XOR-Operation an der Zufallszahl R2 und dem ersten Authentisierungscode A1 durchführt (n). Danach überträgt der Sicherheitschip 20 den ersten Scramble-Schlüssel S12 zusammen mit den im Verarbeitungsschritt l von 9 erzeugten gescrambelten Chiffredaten Y1 an den Host-Chip 10 (o). Danach erzeugt der Sicherheitschip 20 den zweiten Scramble-Schlüssel S22, indem er die XOR-Operation an der Zufallszahl R2 und dem zweiten Authentisierungscode A2 durchführt (p).
Der Host-Chip 10, welcher die gescrambelten Chiffredaten Y1 und den ersten Scramble-Schlüssel S12 empfangen hat, erhält verschlüsselte Daten E1, indem er die XOR-Operation an den gescrambelten Chiffredaten Y1 entsprechend dem zweiten Scramble-Schlüssel S21 durchführt, welchen er mit dem Scramble-Schlüssel 20 teilt (q). Der Host-Chip 10 erhält ferner die Zufallszahl R2, indem er die XOR-Operation an dem empfangenen ersten Scramble-Schlüssel S12 gemäß dem ersten Authentisierungscode A1 (r) durchführt. Auf diese Weise erhält der Host-Chip 10 die verschlüsselten Daten E1, die den Verschlüsselungszieldaten D1 entsprechen, und der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 teilen sich die Zufallszahl R2.
Wenn die nächsten Verschlüsselungszieldaten D2 noch existieren, erzeugt der Host-Chip 10 einen zweiten Scramble-Schlüssel S2, indem er die XOR-Operation an der Zufallszahl R2 und dem zweiten Authentisierungscode A2 (s) durchführt. Anschließend erzeugt der Host-Chip 10 (nicht dargestellte) gescrambelte Daten X2, indem er die XOR-Operation an den Verschlüsselungszieldaten D2 und dem Scramble-Schlüssel S22 durchführt, und sendet die gescrambelten Daten X2 an den Sicherheitschip 20 (nicht dargestellt). Der Sicherheitschip 20 erhält die Verschlüsselungszieldaten D2, indem er die XOR-Operation an den empfangenen gescrambelten Daten X2 gemäß dem im Verarbeitungsschritt p zweiten Scramble-Schlüssel S22 durchführt. Die nachfolgende Verarbeitung gleicht den Verarbeitungsschritten k bis q in 9 und 10.
Das Beispiel in den 9 und 10 betrifft den Fall, in welchem Verschlüsselungszieldaten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 gesendet werden, jedoch unterscheidet sich der Fall, in dem Entschlüsselungszieldaten von dem Host-Chip 10 an den Sicherheitschip 20 gesendet werden, hiervon nicht. Auch in diesem Fall wird eine von dem Sicherheitschip 20 erzeugte neue Zufallszahl gemäß dem Authentisierungscode A1 gescrambelt und an den Host-Chip 10 gesendet, und der Host-Chip 10 nutzt die neue Zufallszahl, indem er die Zufallszahl gemäß dem Authentisierungscode A1 wiederherstellt. Die von dem Sicherheitschip 20 entschlüsselten Daten werden gemäß dem zweiten Scramble-Schlüssel gescrambelt, der durch das Scrambeln der Zufallszahl gemäß dem zweiten Authentisierungscode A2 erhalten wurde, und wird an den Host-Chip 10 gesendet. Der Host-Chip 10 erhält die entschlüsselten Daten, indem er eine Scramble-Operation an den gescrambelten Daten gemäß dem zweiten Scramble-Schlüssel durchführt.
Zur Verschlüsselung von Daten erzeugt der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel somit den ersten Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der durch die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 erzeugten Zufallszahl und dem ersten Authentisierungscode durchführt, und sendet den ersten Scramble-Schlüssel an den Host-Chip 10. Der Sicherheitschip 20 erzeugt ferner den zweiten Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl und dem zweiten Authentisierungscode durchführt. Der Sicherheitschip 20 empfängt von dem ersten Chip 10 Scramble-Daten, welche durch das Durchführen der Scramble-Operation an den Verschlüsselungszieldaten entsprechend dem zweiten Scramble-Schlüssel erhalten wurden, wobei dieser durch das Durchführen der Scramble-Operation an der aus dem ersten Scramble-Schlüssel und dem zweiten Authentisierungscode erhaltenen Zufallszahl erzeugt wird. Der Sicherheitschip 20 erhält die Verschlüsselungszieldaten durch das Durchführen der Scramble-Operation an den Scramble-Daten und dem zweiten Scramble-Schlüssel, erzeugt die verschlüsselten Daten durch Verschlüsseln der Verschlüsselungszieldaten unter Verwendung der Verschlüsselungseinheit 24, und sendet die verschlüsselten Daten an den Host-Chip 10.
Zum Entschlüsseln von Daten erzeugt der Sicherheitschip 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel andererseits den ersten Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit 23 erzeugten Zufallszahl und dem ersten Authentisierungscode durchführt, und sendet den ersten Scramble-Schlüssel an den Host-Chip 10. Der Sicherheitschip 20 erzeugt ferner den zweiten Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl und dem zweiten Authentisierungscode durchführt. Der Sicherheitschip 20 erzeugt entschlüsselte Daten, indem er die verschlüsselten Daten mittels der Verschlüsselungseinheit verschlüsselt, erzeugt die Scramble-Daten, indem er die Scramble-Operation an den entschlüsselten Daten und dem zweiten Scramble-Schlüssel durchführt, und sendet die Scramble-Daten an den Host-Chip 10. Der Sicherheitschip 20 erhält sodann die entschlüsselten Daten aus den gescrambelten Daten, indem er den Prozessor 11 des Host-Chips 10 veranlasst, die Scramble-Operation an den Scramble-Daten gemäß dem zweiten Scramble-Schlüssel durchzuführen, welcher durch das Durchführen der Scramble-Operation an der aus dem ersten Scramble-Schlüssel und dem zweiten Authentisierungscode erhaltenen Zufallszahl erzeugt wird.
In dem Host-Chip 10 wird eine Zufallszahl erhalten, indem die Scramble-Operation an dem ersten Scramble-Schlüssel gemäß dem ersten Authentisierungscode durchgeführt wird.
Der Sicherheitschip 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist somit in der Lage, Datenverluste zu verhindern, indem die mit dem Host-Chip 10 ausgetauschten Daten vor dem Senden/Empfangen gescrambelt werden, ohne dass der Host-Chip 10 eine Verschlüsselungseinheit 24 benötigt. Da der Sicherheitschip 20 keine fortgeschrittene Verschlüsselungsverarbeitung für das Scrambeln der Daten verwendet, kann die Belastung des Systems gering gehalten und eine durch das Scrambling verursachte Verringerung der Kommunikationsgeschwindigkeit kann vermieden werden.
Die Daten werden gemäß dem zweiten Scramble-Schlüssel gescrambelt, welcher durch das Scrambeln der Zufallszahl, die der Host-Chip 10 und der Sicherheitschip 20 gemeinsam nutzen, entsprechend dem zweiten Authentisierungscode erzeugt wird. Daher ist ein Dritter nicht in der Lage, die gescrambelten Daten wiederherzustellen, es sei denn, der zweite Authentisierungscode ist zusätzlich zur Zufallszahl bekannt. Anders ausgedrückt: selbst wenn die Zufallszahl wiederhergestellt wird, kann ein Dritter, dem der zweite Authentisierungscode nicht bekannt ist, die gescrambelten Daten nicht wiederherstellen. Dies erschwert es einem Dritten, die gescrambelten Daten wiederherzustellen. Der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel kann Datenverluste zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 effektiver vermeiden.
Aufgrund des Sicherheitschips 20 nach diesem Ausführungsbeispiel ist es ausreichend, wenn nur der Sicherheitschip 20 die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 zum Erzeugen einer Zufallszahl aufweist, und der Host-Chip 10 muss die Zufallszahlerzeugungseinheit 23 nicht aufweisen. Daher können die zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 ausgetauschten Daten gescrambelt werden, und der Datenverlust kann nur verhindert werden, wenn der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel auf der Platine eines den Host-Chip 10 aufweisenden herkömmlichen Systems montiert ist.
Ferner wird die als Quelle des zweiten Scramble-Schlüssels dienende Zufallszahl, die zum Scrambeln der Daten verwendet wird, jedes Mal geändert, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Sende-/Empfangsvorgängen durchgeführt wurde. Der Sicherheitschip 20 dieses Ausführungsbeispiels erschwert somit das kontinuierliche Analysieren der Scramble-Daten, so dass der Umfang an Datenverlust minimiert werden kann.
Wie zuvor beschrieben weist der Sicherheitschip 20 nach diesem Ausführungsbeispiel zwei Authentisierungscodes auf und scrambelt Daten entsprechend dem Scramble-Schlüssel basierend auf der Zufallszahl, die unter Verwendung des ersten Authentisierungscodes gemeinsam verwendet wird, und dem zweiten Authentisierungscode. Daher ist der Sicherheitschip 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der Lage, Datenscrambling mit hoher Sicherheit durchzuführen, ohne irgend eine Änderung an der Hardware des Host-Chips 10 vorzunehmen, wobei gleichzeitig die Belastung des gesamten Systems verringert wird. Infolgedessen kann der Sicherheitschip 20 Datenverluste effektiver verhindern.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der erste Scramble-Schlüssel erzeugt, indem die Scramble-Operation an der gemeinsam zu nutzenden Zufallszahl gemäß dem ersten Authentisierungscode durchgeführt wird. Jedoch kann der erste Scramble-Schlüssel durch das Durchführen der Scramble-Operation an der gemeinsam zu nutzenden Zufallszahl basierend auf der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs, anstelle des ersten Authentisierungscodes, erzeugt werden.
In diesem Fall erzeugt der Sicherheitschip 20 in jedem der zweiten oder späteren Sende-/Empfangsvorgänge den ersten Scramble-Schlüssel, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt, und der Host-Chip 10 erhält die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs, indem er die Scramble-Operation an dem ersten Scramble-Schlüssel gemäß der Zufallszahl des vorherigen Sende-/Empfangsvorgangs durchführt. Selbst wenn ein Dritter den ersten Authentisierungscode erkennt, kann daher dieser Dritte in Unkenntnis der Zufallszahl des vorherigen Sende-/Empfangsvorgangs die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs nicht aus dem ersten Scramble-Schlüssel wiederherstellen.
Das Scrambeln der Daten zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 wurde vorstehend beschrieben. Das Scrambeln von Daten gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf das Scrambeln von Daten zwischen dem Host-Chip 10 und dem Sicherheitschip 20 beschränkt, sondern ist ebenfalls auf das Scrambeln von Daten in der Kommunikation zwischen zwei anderen Parteien (beispielsweise Server und Kunde) anwendbar.
Sämtliche angeführte Beispiele und konditionale Formulierungen dienen pädagogischen Zwecken, um dem Leser das Verständnis der Erfindung und der von den Erfindern zur Weiterentwicklung der Technik beigetragenen Konzepte zu erleichtern, und sind als nicht auf derartige spezifische Beispiele und Bedingungen beschränkt zu erachten, noch gibt die Anordnung der Beispiele in der Beschreibung eine über- oder untergeordnete Rangfolge im Rahmen der Erfindung an. Zwar wurden die Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben, jedoch sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007-336506 [0006]
JP 10-22468 [0006]

Claims

Sicherheitsvorrichtung, welche mit einer Host-Vorrichtung verbunden ist, die einen Prozessor, der eine Scramble-Operation durchführt, und eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein erster Authentisierungscode gespeichert ist, wobei die Sicherheitsvorrichtung aufweist: eine Speichereinheit, in welcher der erste Authentisierungscode gespeichert ist; eine Zufallszahlerzeugungseinheit, die eine Zufallszahl erzeugt; eine Verschlüsselungseinheit, welche Daten verschlüsselt und entschlüsselt; und einen Controller, der eine Scramble-Operation durchführt, wobei der Controller einen ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit erzeugten Zufallszahl und dem ersten Authentisierungscode durchführt und den ersten Scramble-Schlüssel an die Host-Vorrichtung sendet, und der Controller von der Host-Vorrichtung Scramble-Daten empfängt, die durch das Durchführen der Scramble-Operation an Verschlüsselungszieldaten entsprechend der aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhaltenen Zufallszahl erzeugt werden, die Verschlüsselungsdaten durch das Durchführen der Scramble-Operation an den Scramble-Daten und der Zufallszahl erzeugt, Verschlüsselungsdaten durch das Verschlüsseln der Verschlüsselungszieldaten mittels der Verschlüsselungseinheit erzeugt, und die verschlüsselten Daten an die Host-Vorrichtung sendet.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation basierend auf dem ersten Authentisierungscode durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Zufallszahl bei jedem Sende-/Empfangsvorgang der Scramble-Daten geändert wird, und bei jedem zweiten oder nachfolgenden Sende-/Empfangsvorgang, der Controller den ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt, und die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation unter Verwendung der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Zufallszahl bei jedem Sende-/Empfangsvorgang der Scramble-Daten geändert wird, und bei jedem zweiten oder nachfolgenden Sende-/Empfangsvorgang, der Controller den ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und dem ersten Authentisierungscode durchführt, und die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation unter Verwendung des ersten Authentisierungscodes durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Scramble-Operation eine Exklusiv-ODER-Operation aufweist.
Sicherheitsvorrichtung, welche mit einer Host-Vorrichtung verbunden ist, die einen Prozessor, der eine Scramble-Operation durchführt, und eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein erster Authentisierungscode und ein zweiter Authentisierungscode gespeichert sind, wobei die Sicherheitsvorrichtung aufweist: eine Speichereinheit, in welcher der erste Authentisierungscode und der zweite Authentisierungscode gespeichert sind; eine Zufallszahlerzeugungseinheit, die eine Zufallszahl erzeugt; eine Verschlüsselungseinheit, welche Daten verschlüsselt und entschlüsselt; und einen Controller, der eine Scramble-Operation durchführt, wobei der Controller einen ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit erzeugten Zufallszahl und dem ersten Authentisierungscode durchführt und den ersten Scramble-Schlüssel an die Host-Vorrichtung sendet, und einen zweiten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl und dem zweiten Authentisierungscode durchführt, und der Controller von der Host-Vorrichtung Scramble-Daten empfängt, die durch das Durchführen der Scramble-Operation an Verschlüsselungszieldaten entsprechend einem zweiten Scramble-Schlüssel erzeugt werden, welcher durch das Durchführen der Scramble-Operation an der aus dem ersten Scramble-Schlüssel und dem zweiten Authentisierungscode erhaltenen Zufallszahl erzeugt wird, die Verschlüsselungsdaten durch das Verschlüsseln der Scramble-Daten und des zweiten Scramble-Schlüssels erzeugt, verschlüsselte Daten durch Verschlüsseln der Verschlüsselungszieldaten mittels der Verschlüsselungseinheit erzeugt, und die verschlüsselten Daten an die Host-Vorrichtung sendet.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation auf der Grundlage des ersten Authentisierungscodes durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher die Zufallszahl bei jedem Sende-/Empfangsvorgang der Scramble-Daten geändert wird, und bei jedem zweiten oder nachfolgenden Sende-/Empfangsvorgang, der Controller den ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt, und die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation unter Verwendung der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welcher die Zufallszahl bei jedem Sende-/Empfangsvorgang der Scramble-Daten geändert wird, und bei jedem zweiten oder nachfolgenden Sende-/Empfangsvorgang, der Controller den ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und dem ersten Authentisierungscode durchführt, und die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation unter Verwendung des ersten Authentisierungscodes durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welcher die Scramble-Operation eine Exklusiv-ODER-Operation aufweist.
Sicherheitsvorrichtung, welche mit einer Host-Vorrichtung verbunden ist, die einen Prozessor, der eine Scramble-Operation durchführt, und eine Speichereinheit aufweist, in welcher ein erster Authentisierungscode und ein zweiter Authentisierungscode gespeichert sind, wobei die Sicherheitsvorrichtung aufweist: eine Speichereinheit, in welcher der erste Authentisierungscode und der zweite Authentisierungscode gespeichert sind; eine Zufallszahlerzeugungseinheit, die eine Zufallszahl erzeugt; eine Verschlüsselungseinheit, welche Daten verschlüsselt und entschlüsselt; und einen Controller, der eine Scramble-Operation durchführt, wobei der Controller einen ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der von der Zufallszahlerzeugungseinheit erzeugten Zufallszahl und dem ersten Authentisierungscode durchführt und den ersten Scramble-Schlüssel an die Host-Vorrichtung sendet, und einen zweiten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl und dem zweiten Authentisierungscode durchführt, der Controller entschlüsselte Daten durch das Entschlüsseln verschlüsselter Daten mittels der Verschlüsselungseinheit erzeugt, Scramble-Daten erzeugt, indem er die Scramble-Operation an den entschlüsselten Daten und dem zweiten Scramble-Schlüssel durchführt, und die Scramble-Daten an die Host-Vorrichtung sendet; und der Controller den Prozessor der Host-Vorrichtung veranlasst, die Scramble-Operation an den Scramble-Daten gemäß dem zweiten Scramble-Schlüssel durchzuführen, welcher erhalten wird, indem die Scramble-Operation an der aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhaltenen Zufallszahl und dem zweiten Authentisierungscode durchgeführt wird, und die entschlüsselten Daten aus den Scramble-Daten zu erhalten.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation basierend auf dem ersten Authentisierungscode durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher die Zufallszahl bei jedem Sende-/Empfangsvorgang der Scramble-Daten geändert wird, und bei jedem zweiten oder nachfolgenden Sende-/Empfangsvorgang, der Controller den ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt, und die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation unter Verwendung der Zufallszahl des vorhergehenden Sende-/Empfangsvorgangs durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welcher die Zufallszahl bei jedem Sende-/Empfangsvorgang der Scramble-Daten geändert wird, und bei jedem zweiten oder nachfolgenden Sende-/Empfangsvorgang, der Controller den ersten Scramble-Schlüssel erzeugt, indem er die Scramble-Operation an der Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs und dem ersten Authentisierungscode durchführt, und die Host-Vorrichtung unter Verwendung des Prozessors die Zufallszahl des aktuellen Sende-/Empfangsvorgangs aus dem ersten Scramble-Schlüssel erhält, indem sie die Scramble-Operation unter Verwendung des ersten Authentisierungscodes durchführt.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welcher die Scramble-Operation eine Exklusiv-ODER-Operation aufweist.