JP2000076135A - プロセッサのメモリ保護方法及びプロセッサのメモリを保護されたｉｃカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】メモリへの不正アクセスを禁止し、メモリにプ
ログラムが追加されてもセキュリティ確保を可能とする
プロセッサのメモリ保護方法及びプロセッサのメモリを
保護されたＩＣカードの提供。 【解決手段】メモリ空間１を、種々の共通サービスプロ
グラムを格納する特権プログラム領域１Ａと、端末装置
によりダウンロードされたユーザプログラム４を格納す
るユーザプログラム領域１Ｂと、ユーザプログラム領域
１Ｂ及び特権プログラム領域１Ａに格納された各プログ
ラムの実行時に一時的に使用する一時メモリ領域１Ｃと
に区分するメモリと共に、ユーザプログラム４から一時
メモリ領域１Ｃ以外へのアクセスはモニタを経由して行
い一時メモリ領域１Ｃ以外への不正なアクセスはユーザ
プログラム４の実行を止める制御手段を具備するという
特徴。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣカード等のセ
キュリティを必要とする分野に使用される１チップマイ
クロコンピュータ上のユーザプログラムからの不正メモ
リアクセスに対して保護する、プロセッサのメモリ保護
方法及びプロセッサのメモリを保護されたＩＣカードで
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣカード用の１チップマイクロ
コンピュータ（チップ）は、マスクロム上にプログラム
を、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリにユーザデータを
格納し、外部端末装置より発行されるコマンドをマスク
ロム上に書き込まれたプログラムが解釈し実行するもの
が一般的であった。そして、マスクロム上に書き込まれ
たプログラムは外部からソフト的な手段により破壊する
ことは不可能であるため、予めマスクロム作成者により
十分なセキュリティ上の確認を経て作成されたプログラ
ムはユーザデータに対する権限外の不当なアクセスは起
きないと考えられている。

【０００３】しかしながら、最近のＩＣカードアプリケ
ーションの拡大に伴い、一度発行したＩＣカード上にプ
ログラムの追加・変更を、ＩＣカードアプリケーション
発行機関から要求されているのが現状である。これは、
ユーザにとっても複数のカードを持ち歩く必要性がな
く、一枚のＩＣカードで複数のサービスを享受できる点
で利点が大きい。

【０００４】この要求を実現するために、ユーザデータ
だけでなくアプリケーションプログラムも不揮発性メモ
リに記憶させ、チップ作成後にダウンロードにより変更
・追加が可能とするＩＣカードが登場している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＩＣカー
ドでは、チップ作成時において既にＩＣアプリケーショ
ンが他のアプリケーションが有するデータへの不正なア
クセスを不可能とすることを確認するのは無理であるの
で、別途新たにメモリ保護機能を当該チップ内に持たす
必要性がある。

【０００６】このメモリ保護の実現方法として、先ずこ
れまでのプロセッサの歴史で確立されてきた種々のハー
ド的な仕掛けをプロセッサ上に盛り込むことが考えら
れ、限界レジスタ方式、キー方式、アクセスコントロー
ル方式、リングプロテクション方式（中澤喜三朗著「計
算機アーキテクチャ構成方式」ｐｐ．１４０−１４３、
朝倉書店１９９５年）などが考えられる。

【０００７】しかしながら、これらの方式は元々マルチ
プログラミングを前提としており、現状のチップはシン
グルタスクであり、またＩＣカード用チップは低コスト
が要求されるため、設計が複雑になること、ハード量の
不必要な増加を招くこと、命令の実行時間が長くなるこ
となどの面において問題をはらんでいる。

【０００８】一方、ソフトのみでメモリ保護を実現する
ことも選択肢としてありうる。これはいわゆる仮想計算
機のチップ上に実装し、そこにメモリ保護機能を持たす
方式である。Ｊａｖａ Ｃａｒｄ（ｈｔｔｐ：／／ｊａ
ｖａ．ｓｕｎ．ｃｏｍ）、Ｍｕｌｔｏｓ（ｈｔｔｐ：／
／ｗｗｗ．ｍｕｌｏｓ．ｃｏｍ）等はこの方式によって
いる。

【０００９】しかしながら、この方式が意味を持つため
には、チップ上へのＣＰＵネイティブコードのダウンロ
ードを禁止し、仮想計算機のコードのみを可とする必要
がある。仮想計算機上では、メモリアクセスの正当性を
ソフトウエアにより確認するため性能上のオーバーヘッ
ドがあり、１０倍乃至数十倍程度の実行性能が低下する
ことを回避することができない。

【００１０】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は以下の通りである。

【００１１】本発明の第１の目的は、簡便なハードウエ
アによりメモリの不正アクセスを禁止し、プロセッサ上
にプログラムを追加してもセキュリティ確保を可能とす
るプロセッサのメモリ保護方法及びプロセッサのメモリ
を保護されたＩＣカードを提供せんとするものである。

【００１２】本発明の第２の目的は、複数のアプリケー
ションの性能をオーバーヘッドなく実行可能とするプロ
セッサのメモリ保護方法及びプロセッサのメモリを保護
されたＩＣカードを提供せんとするものである。

【００１３】本発明の第３の目的は、命令の実行に長時
間を必要とせずにセキュリティを大幅に向上させるプロ
セッサのメモリ保護方法及びプロセッサのメモリを保護
されたＩＣカードを提供せんとするものである。

【００１４】本発明の他の目的は、明細書、図面、特に
特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らかとな
ろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、上記課題
の解決に当たり、ＣＰＵとメモリとを有するプロセッサ
に小規模のハードウエアの追加とロジックにより、プロ
セッサのメモリ領域にユーザプログラムを追加変更して
も、当該メモリ領域への不正なアクセスを不可能にする
という特徴を有する。

【００１６】本発明カードは、上記課題の解決に当た
り、メモリ領域を種々の共通サービスプログラムを格納
する特権プログラム領域と、端末装置によりダウンロー
ドされたユーザプログラムを格納するユーザプログラム
領域と、当該ユーザプログラム領域及び当該特権プログ
ラム領域に格納された各プログラムの実行時に一時的に
使用する一時メモリ領域とに区分するメモリと共に、当
該ユーザプログラムから当該一時メモリ領域以外へのア
クセスはモニタを経由して行い当該一時メモリ領域以外
への不正なアクセスは当該ユーザプログラムの実行を止
める制御手段を具備するという特徴を有する。

【００１７】更に、具体的詳細に述べると、当該課題の
解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念
にわたる新規な特徴的構成手法又は手段を採用すること
により、上記目的を達成するように為される。

【００１８】本発明方法の第１の特徴は、ＣＰＵとメモ
リとを有するプロセッサに小規模のハードウエアの追加
とロジックにより、当該プロセッサのメモリ領域にユー
ザプログラムを追加変更しても、当該メモリ領域への不
正なアクセスを不可能にするプロセッサのメモリ保護方
法の構成採用にある。

【００１９】本発明方法の第２の特徴は、上記本発明方
法の第１の特徴における小規模のハードウエアが、ウイ
ンドウ回路を含んでなるプロセッサのメモリ保護方法の
構成採用にある。

【００２０】本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方
法の第１又は第２の特徴における追加・変更が、前記プ
ロセッサ対応の端末装置により行われてなるプロセッサ
のメモリ保護方法の構成採用にある。

【００２１】本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２又は第３の特徴におけるプロセッサが、
ＩＣカード用であるプロセッサのメモリ保護方法の構成
採用にある。

【００２２】本発明方法の第５の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２又は第３の特徴におけるプロセッサが、
ＣＰＵとメモリを有する１チップマイクロコンピュータ
用であるプロセッサのメモリ保護方法の構成採用にあ
る。

【００２３】本発明方法の第６の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２、第３、第４又は第５の特徴におけるメ
モリが、各種共通のサービスプログラムを格納する特権
プログラム領域と、前記変更・追加されたユーザプログ
ラムを含むユーザプログラムを格納するユーザプログラ
ム領域と、前記特権プログラム領域、前記ユーザプログ
ラム領域に格納されたプログラムが実行される際に一時
的に使用される一時メモリ領域との三領域に区分されて
なるプロセッサのメモリ保護方法の構成採用にある。

【００２４】本発明方法の第７の特徴は、上記本発明方
法の第６の特徴における一時メモリ領域が、前記メモリ
に格納された如何なるプログラムを実行するに当たり何
の制約も受けないプロセッサのメモリ保護方法の構成採
用にある。

【００２５】本発明方法の第８の特徴は、上記本発明方
法の第６又は第７の特徴におけるロジックが、プログラ
ムカウンタの値が前記ユーザプログラム領域を指してい
る場合には、前記一時メモリ領域へのアクセスのみを許
可すると共に他の領域へのアクセスでは例外処理を行う
様に制御されてなるプロセッサのメモリ保護方法の構成
採用にある。

【００２６】本発明方法の第９の特徴は、上記本発明方
法の第８の特徴における例外処理が、ハードウエアの割
り込みを生じさせることにより開始されてなるプロセッ
サのメモリ保護方法の構成採用にある。

【００２７】本発明方法の第１０の特徴は、上記本発明
方法の第６、第７、第８又は第９の特徴におけるロジッ
クが、前記ユーザプログラム領域に格納されたユーザプ
ログラムから前記一時メモリ領域以外へアクセスの必要
性がある場合には、前記アクセスの正当性の確認を行っ
てなるプロセッサのメモリ保護方法の構成採用にある。

【００２８】本発明方法の第１１の特徴は、上記本発明
方法の第１０の特徴におけるアクセスの正当性の確認
が、前記特権プログラム領域に格納されたサービスプロ
グラムを呼出した後に、前記サービスプログラムにより
前記アクセスの正当性の判断を行ってなるプロセッサの
メモリ保護方法の構成採用にある。

【００２９】本発明方法の第１２の特徴は、上記本発明
方法の第１１の特徴における判断が、前記呼出し前に前
記ユーザプログラムが必要とする、前記ユーザプログラ
ム領域のデータに対応した保護キーに相当する情報と当
該データのアドレスを前記一時メモリ領域に書き込み、
前記呼出しの後、前記サービスプログラムにより、前記
一時メモリ領域に書き込まれた前記保護キーに相当する
情報と、前記ユーザプログラム領域に格納された前記デ
ータの保護キーとを照合した結果、一致すれば、アクセ
スの許可を行なってなるプロセッサのメモリ保護方法の
構成採用にある。

【００３０】本発明方法の第１３の特徴は、上記本発明
方法の第１２の特徴におけるアクセスの許可が、前記デ
ータを前記一時メモリ領域に複写した後に、制御を前記
ユーザプログラムに戻してなるプロセッサのメモリ保護
方法の構成採用にある。

【００３１】一方、本発明カードの第１の特徴は、メモ
リ領域を、種々の共通サービスプログラムを格納する特
権プログラム領域と、端末装置によりダウンロードされ
たユーザプログラムを格納するユーザプログラム領域
と、当該ユーザプログラム領域及び前記特権プログラム
領域に格納された各プログラムの実行時に一時的に使用
する一時メモリ領域とに区分するメモリと共に、前記ユ
ーザプログラムから前記一時メモリ領域以外へのアクセ
スはモニタを経由して行い、当該一時メモリ領域以外へ
の不正なアクセスに対して当該ユーザプログラムの実行
を止める制御手段を具備してなるプロセッサのメモリを
保護されたＩＣカードの構成採用にある。

【００３２】本発明カードの第２の特徴は、上記本発明
カードの第１の特徴における制御手段が、プログラムカ
ウンタの値が前記ユーザプログラム領域を指している際
は前記一時メモリ領域以外の直接アクセスを禁止し、当
該一時メモリ領域以外のへのアクセスが必要な際は当該
特権プログラム領域に存在するサービスプログラムを経
由し、当該特権プログラム領域を指している際は全ての
メモリ領域へのアクセスを可能とする制御手段であるプ
ロセッサのメモリを保護されたＩＣカードの構成採用に
ある。

【００３３】本発明カードの第３の特徴は、上記本発明
カードの第１又は第２の特徴における制御手段が、前記
プログラムカウンタの値を読み出した後に指定された番
地の命令を読み出す命令フェッチ回路と、当該命令フェ
ッチ回路から前記指定された番地の命令を格納する命令
レジスタと、当該命令レジスタの値をデコードする命令
デコード回路と、当該命令デコード回路に接続されたア
ドレス演算回路と、前記命令デコード回路に接続された
ラッチと、前記プログラムカウンタに接続され前記特権
プログラム領域の境界アドレスとの関係を判断するウイ
ンドウ回路と、前記アドレス演算回路の出力結果及び演
算終了通知を受け、一時メモリ領域の境界アドレスとの
関係を判断する別のウインドウ回路と、前記ラッチと前
記ウインドウ回路と前記別のウインドウ回路との各出力
を判断する論理回路と、当該論理回路からの出力によ
り、前記プログラムカウンタに予め特権プログラム領域
に設けてある割り込みベクトルによりアドレスをロード
する割り込み回路と、を具備してなるプロセッサのメモ
リを保護されたＩＣカードの構成採用にある。

【００３４】本発明カードの第４の特徴は、上記本発明
カードの第３の特徴における命令デコード回路が、当該
命令デコード回路の前記命令レジスタの値に対する結果
の実行が直接前記メモリ領域にアクセスを必要とする場
合には、前記ラッチに対する出力をアサートすると共に
前記アドレス演算回路を作動させてなるプロセッサのメ
モリを保護されたＩＣカードの構成採用にある。

【００３５】本発明カードの第５の特徴は、上記本発明
カードの第１、第２、第３又は第４の特徴における制御
手段が、前記メモリと共に一体構成されてなるプロセッ
サのメモリを保護されたＩＣカードの構成採用にある。

【００３６】本発明カードの第６の特徴は、上記本発明
カードの第１、第２、第３、第４又は第５の特徴におけ
る共通サービスプログラムが、前記ＩＣカード上のファ
イルを管理するプログラムを含んでなるプロセッサのメ
モリを保護されたＩＣカードの構成採用にある。

【００３７】本発明カードの第７の特徴は、上記本発明
カードの第６の特徴におけるＩＣカード上のファイルを
管理するプログラムが、データアクセス用サービスプロ
グラムであるプロセッサのメモリを保護されたＩＣカー
ドの構成採用にある。

【００３８】本発明カードの第８の特徴は、上記本発明
カードの第７の特徴におけるデータアクセス用サービス
プログラムが、前記ユーザプログラム領域に格納された
ユーザプログラムが前記一時メモリ領域以外にアクセス
要求すると呼び出され、前記ユーザプログラムが前記一
時メモリ領域に書き込みした前記アクセス要求の正当性
を示す保護キーに相当する情報及び前記アクセス要求先
のアドレスを元にして、書き込まれた当該保護キーに相
当する情報と前記ユーザプログラム領域に格納されたア
クセス要求先のアドレスの情報に対応した保護キーとを
照合した後、一致すれば前記アクセスを許可し実行する
一連の処理プログラムであるプロセッサのメモリを保護
されたＩＣカードの構成採用にある。

【００３９】本発明カードの第９の特徴は、上記本発明
カードの第８の特徴における一連の処理プログラムが、
前記アクセス要求先のアドレスの情報を、前記一時メモ
リ領域に複写し、ユーザプログラムに戻る前記実行機能
を含んでなるプロセッサのメモリを保護されたＩＣカー
ドの構成採用にある。

【００４０】本発明カードの第１０の特徴は、上記本発
明カードの第４、第５、第６、第７又は第８の特徴にお
ける前記ウインドウ回路が、前記特権プログラム領域の
境界アドレスを固定値化する特権プログラム領域の境界
アドレス固定値回路に接続してなるプロセッサのメモリ
を保護されたＩＣカードの構成採用にある。

【００４１】本発明カードの第１１の特徴は、上記本発
明カードの第４、第５、第６、第７、第８又は第９の特
徴における前記別のウインドウ回路が、前記一時メモリ
領域の境界アドレスを固定値化する一時メモリ領域の境
界アドレス固定値回路に接続してなるプロセッサのメモ
リを保護されたＩＣカードの構成採用にある。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を示すカード例及び方法例を説明
し、更にカード例、方法例を用いた実施例をあげて説明
する。

【００４３】（カード例）図１は、本カード例のプロセ
ッサのメモリを保護されたＩＣカードＫに関する基本構
成を示したものであり、同時に（下記する）カード例に
対応する方法例の流れについても示したものである。な
お、同図は説明上重要な部分のみを示しており、プログ
ラムカウンタ２、命令レジスタ３の他通常のプロセッサ
（特にマイクロプロセッサ）に具備されるレジスタ、入
出力関連、クロック等は図示していないが、一般の論理
回路、ディジタル回路、情報回路等にして周知であるの
で省略する。

【００４４】本カード例の対象は、１チップ上に通常の
計算機でいう外部記憶、内部記憶が集積されるため、特
に区別することなく、一つのメモリ空間１上の領域とし
て考えることが可能である。そこで、この一つのメモリ
ー空間１を三区分し、メモリ空間１を特権プログラム領
域１Ａ、ユーザプログラム領域１Ｂ、一時メモリ領域１
Ｃとする。

【００４５】特権プログラム領域１Ａは、ＩＣカードＫ
上のファイル管理をはじめとする各種の共通のサービス
プログラムを格納される領域である。ユーザプログラム
領域１Ｂは、（図示しない）端末装置からダウンロード
されたユーザプログラム４が格納される領域である。一
時メモリ領域１Ｃは、特権プログラム領域１Ａに格納さ
れた特権プログラム、ユーザプログラム４が実行時に一
時的に使用する領域である。

【００４６】ここで、特権プログラムからは全てのメモ
リ空間１への読み書き可能である。しかし、ユーザプロ
グラム４からは一時メモリ領域１Ｃのみがアクセス可能
であり、それ以外の領域への不正なアクセスを試みると
ハードウエア割込みを生ぜしめユーザプログラム４の実
行を中断する。

【００４７】（方法例）本方法例は、上記カード例に適
用させたものであり、図１を参照しながら説明する。

【００４８】ＩＣカードＫのメモリ空間１上に格納され
るプログラムはプログラムカウンタ２の値に従って読み
出され、逐次デコード、実行される。この命令デコード
の際、メモリの内容をアクセスする要求が命令中に含ま
れている否かを判断する（ＳＴ１）。

【００４９】もし含まれている場合には、（１）プログ
ラムカウンタ２の値が、特権プログラム領域１Ａを指し
ていれば、全ての領域へのアクセスを許可し、（２）プ
ログラムカウンタ２の値がユーザプログラム領域１Ｂを
指していれば、一時メモリ領域１Ｃへのアクセスのみ許
可する。他の領域へのアクセスであれば、ハードウエア
割り込みを生じさせ、例外処理を開始する（ＳＴ２、Ｓ
Ｔ３、ＳＴ４）。ここで、ユーザプログラム４から一時
メモリ領域１Ｃ以外へのアクセスが必要であれば、特権
プログラム領域１Ａに格納されているサービスプログラ
ムを呼出し、サービスプログラムはアクセス要求が正当
なものかを判断した上で許可するか否かを決定する。

【００５０】なお、本方法例は、ＩＣカードＫのみなら
ず、通常のＣＰＵとメモリを有する１チップマイクロコ
ンピュータであっても良い。

【００５１】

【実施例】（実施例１）図２は、上記本実施形態例の実
施例を示したものである。同図を参照しながら、説明す
る。

【００５２】（１）命令フェッチ回路７は、プログラム
カウンタ２の値を読み出し、そこで指定されている番地
の命令をメモリ８よりメモリ入出力回路９を介して読み
出し、命令レジスタ３に格納する。

【００５３】（２）命令レジスタ３の値は、命令デコー
ド回路１０によりデコードされ、その結果に従い命令が
実行される。ここで、当該命令が直接メモリ８領域への
アクセスを必要とするものであれば、信号線１１がアサ
ートされると同時にアドレス演算回路１２が動作しアド
レス演算を開始する。信号線１１の情報はラッチ１３に
取り込まれる。ここで、ラッチ１３は、内部状態を持つ
回路で、クロックの立ち上げ又は立ち下げにより入力信
号を取り込み、内部状態がそのまま出力信号になる回路
である。

【００５４】（３）アドレス演算が終了し演算終了通知
１４がアサートされた時点で、ウインドウ回路１５はア
ドレス演算回路１２からのアドレス出力１６のアドレス
と一時メモリ領域１Ｃの境界アドレス固定値回路５’に
よる一時メモリ領域１Ｃの境界アドレス５との関係を判
断し、一時メモリ領域１Ｃを外れているときは出力線を
アサートする。

【００５５】（４）ウインドウ回路１７は、プログラム
カウンタ２の値と特権プログラム領域１Ａの境界アドレ
ス固定値回路６’による特権プログラム領域１Ａの境界
アドレス６との関係を判断し、プログラムカウンタ２の
値が特権プログラム領域１Ａを外れているときは出力線
をアサートする。ここで、ウインドウ回路１５、１７
は、プログラムカウンタ２の値ＰＣと境界アドレス（Ａ
Ｄ１、ＡＤ２、但しＡＤ１＜ＡＤ２）を比較し、ＩＦ
ＰＣ＜ＡＤ１ ＯＲ ＰＣ＞ＡＤ２ ＴＨＥＮ１（アド
レスは境界領域を外れているので１を出力する） ＥＬ
ＳＥ ０ という動作をする回路である。

【００５６】（５）２つのウインドウ回路１５、１７か
らのそれぞれの出力及びラッチ１３からの出力の論理和
を論理和回路１８によりとり、全てがアサートされたと
き、割り込み要求出力をアサートする。

【００５７】（６）割込み要求がアサートされると、
（図示しない）割り込み要求回路はプログラムカウンタ
２に予め特権プログラム領域１Ａの設けてある割り込み
ベクトルによりアドレスをロードし、割り込み処理を開
始する。

【００５８】以上の実施例１では、実質的にウインドウ
回路１５、１７を付け加え簡単なロジックにより実現す
ることができるが、本発明の目的を達し下記する効果を
奏する他の回路構成、ロジックをとっても何等問題はな
い。

【００５９】（実施例２）図３は、上記実施例１とは別
の実施例を示したものである。同図を参照しながら、本
実施例を説明する。

【００６０】（１）ユーザプログラム領域１Ｂは、複数
のユーザプログラム（ユーザプログラムＡα、ユーザプ
ログラムＢβ、・・）と複数のデータ（データＡγ、デ
ータＢδ、・・）を有し、当該データにはそれぞれ保護
キー（保護キーＡε、保護キーＢζ、・・）が付けられ
ている。

【００６１】（２）もし、ユーザプログラムＡαがデー
タＡγを読み出す必要が生じたときは、ユーザプログラ
ムＡαはデータＡγのアドレスと保護キーに相当する情
報を一時メモリ領域１Ｃに書き込み（ＳＴ５）、特権プ
ログラム領域１Ａにあるデータアクセス用サービスプロ
グラムηを呼び出す（ＳＴ６）。

【００６２】（３）サービスプログラムηは、一時メモ
リ領域１Ｃ上に書き込まれた保護キーとデータＡの保護
キーεを照合し、一致すればアクセスを許可する。この
ときデータＡγの情報は一時メモリ領域１Ｃに複写さ
れ、制御はユーザプログラムＡαに戻る。

【００６３】これにより、データの持つ保護キーを予め
知っているユーザプログラム以外のアクセスは禁止で
き、セキュリティを確保することができる。

【００６４】以上、本発明のカード例、方法例を説明
し、更に、その実施例について説明したが、本発明は、
プロセッサのメモリを保護すると共に、同時に、メモリ
のアクセス制御方式について示したものであり、本発明
の見方により、プロセッサのメモリ保護方法はプロセッ
サのメモリアクセス方法としても見ることができ、ま
た、プロセッサのメモリが保護されたＩＣカードは、プ
ロセッサのメモリアクセスが制御されたＩＣカードとし
て見ることもできる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小規模なハードウエア（実質的にはウインドウ回路２
つ）の追加と簡単なロジックによりチップのセキュリテ
ィを大幅に向上させることができるので、ＩＣカード上
へのネイティブコードのダウンロードが可能となり、複
数のアプリケーションを性能のオーバーヘッドなく実行
することができ、多種多様の要請に応えることができる
等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の基本構成を示したもので
ある。

【図２】本発明の実施例１を示したものである。

【図３】本発明の実施例２を示したものである。

【符号の説明】

Ｋ…ＩＣカード １…メモリ空間 １Ａ…特権プログラム領域 １Ｂ…ユーザプログラム領域 １Ｃ…一時メモリ領域 ２…プログラムカウンタ ３…命令レジスタ ４…ユーザプログラム ５…一時メモリ領域の境界アドレス ５’…一時メモリ領域の境界アドレス固定値回路 ６…特権プログラム領域の境界アドレス ６’…特権プログラム領域の境界アドレス固定値回路 ７…命令フェッチ回路 ８…メモリ ９…メモリ入出力回路 １０…命令デコード回路 １１…信号線 １２…アドレス演算回路 １３…ラッチ １４…演算終了通知 １５、１７…ウインドウ回路 １６…アドレス出力 １８…論理和回路 α…ユーザプログラムＡ β…ユーザプログラムＢ γ…データＡ δ…保護キーＡ ε…データＢ ζ…保護キーＢ η…データアクセス用サービスプログラム

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Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＰＵとメモリとを有するプロセッサに小
   規模のハードウエアの追加とロジックにより、当該プロ
   セッサのメモリ領域にユーザプログラムを追加・変更し
   ても、当該メモリ領域への不正なアクセスを不可能にす
   る、 ことを特徴とするプロセッサのメモリ保護方法。
2. 【請求項２】小規模のハードウエアは、 ウインドウ回路を含む、 ことを特徴とする請求項１に記載のプロセッサのメモリ
   保護方法。
3. 【請求項３】追加・変更は、 前記プロセッサ対応の端末装置により行われる、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセッサの
   メモリ保護方法。
4. 【請求項４】プロセッサは、 ＩＣカード用である、 ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のプロセッ
   サのメモリ保護方法。
5. 【請求項５】プロセッサは、 ＣＰＵとメモリを有する１チップマイクロコンピュータ
   用である、 ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のプロセッ
   サのメモリ保護方法。
6. 【請求項６】メモリは、 各種共通のサービスプログラムを格納する特権プログラ
   ム領域と、 前記変更・追加されたユーザプログラムを含むユーザプ
   ログラムを格納するユーザプログラム領域と、 前記特権プログラム領域、前記ユーザプログラム領域に
   格納されたプログラムが実行される際に一時的に使用さ
   れる一時メモリ領域との三領域に区分される、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の
   プロセッサのメモリ保護方法。
7. 【請求項７】一時メモリ領域は、 前記メモリに格納された如何なるプログラムを実行する
   に当たり何の制約も受けない、 ことを特徴とする請求項６に記載のプロセッサのメモリ
   保護方法。
8. 【請求項８】ロジックは、 プログラムカウンタの値が前記ユーザプログラム領域を
   指している場合には、 前記一時メモリ領域へのアクセスのみを許可すると共に
   他の領域へのアクセスでは例外処理を行う様に制御され
   る、 ことを特徴とする請求項６又は７に記載のプロセッサの
   メモリ保護方法。
9. 【請求項９】例外処理は、 ハードウエアの割り込みを生じさせることにより開始さ
   れる、 ことを特徴とする請求項８に記載のプロセッサのメモリ
   保護方法。
10. 【請求項１０】ロジックは、 前記ユーザプログラム領域に格納されたユーザプログラ
    ムから前記一時メモリ領域以外へアクセスの必要性があ
    る場合には、 前記アクセスの正当性の確認を行う、 ことを特徴とする請求項６、７、８又は９に記載のプロ
    セッサのメモリ保護方法。
11. 【請求項１１】アクセスの正当性の確認は、 前記特権プログラム領域に格納されたサービスプログラ
    ムを呼出した後に、 前記サービスプログラムにより前記アクセスの正当性の
    判断を行う、 ことを特徴とする請求項１０に記載のプロセッサのメモ
    リ保護方法。
12. 【請求項１２】判断は、 前記呼出しの前に前記ユーザプログラムが必要とする、
    前記ユーザプログラム領域のデータに対応した保護キー
    に相当する情報と当該データのアドレスを前記一時メモ
    リ領域に書き込み、 前記呼出しの後、 前記サービスプログラムにより、前記一時メモリ領域に
    書き込まれた前記保護キーに相当する情報と、前記ユー
    ザプログラム領域に格納された前記データの保護キーと
    を照合した結果、一致すれば、アクセスの許可をする、 ことを特徴とする請求項１１に記載のプロセッサのメモ
    リ保護方法。
13. 【請求項１３】アクセスの許可は、 前記データを前記一時メモリ領域に複写した後に、 制御を前記ユーザプログラムに戻す、 ことを特徴とする請求項１２に記載のプロセッサのメモ
    リ保護方法。
14. 【請求項１４】メモリ領域を、 種々の共通サービスプログラムを格納する特権プログラ
    ム領域と、 端末装置によりダウンロードされたユーザプログラムを
    格納するユーザプログラム領域と、 当該ユーザプログラム領域及び前記特権プログラム領域
    に格納された各プログラムの実行時に一時的に使用する
    一時メモリ領域とに区分するメモリと共に、 前記ユーザプログラムから前記一時メモリ領域以外への
    アクセスはモニタを経由して行い、当該一時メモリ領域
    以外への不正なアクセスに対して当該ユーザプログラム
    の実行を止める制御手段を具備する、 ことを特徴とするプロセッサのメモリを保護されたＩＣ
    カード。
15. 【請求項１５】制御手段は、 プログラムカウンタの値が前記ユーザプログラム領域を
    指している際は前記一時メモリ領域以外の直接アクセス
    を禁止し、当該一時メモリ領域以外のへのアクセスが必
    要な際は当該特権プログラム領域に存在するサービスプ
    ログラムを経由し、当該特権プログラム領域を指してい
    る際は全てのメモリ領域へのアクセスを可能とする制御
    手段である、 ことを特徴とする請求項１４に記載のプロセッサのメモ
    リを保護されたＩＣカード。
16. 【請求項１６】制御手段は、 前記プログラムカウンタの値を読み出した後に指定され
    た番地の命令を読み出す命令フェッチ回路と、 当該命令フェッチ回路から前記指定された番地の命令を
    格納する命令レジスタと、 当該命令レジスタの値をデコードする命令デコード回路
    と、 当該命令デコード回路に接続されたアドレス演算回路
    と、 前記命令デコード回路に接続されたラッチと、 前記プログラムカウンタに接続され前記特権プログラム
    領域の境界アドレスとの関係を判断するウインドウ回路
    と、 前記アドレス演算回路の出力結果及び演算終了通知を受
    け、一時メモリ領域の境界アドレスとの関係を判断する
    別のウインドウ回路と、 前記ラッチと前記ウインドウ回路と前記別のウインドウ
    回路との各出力を判断する論理回路と、 当該論理回路からの出力により、前記プログラムカウン
    タに予め特権プログラム領域に設けてある割り込みベク
    トルによりアドレスをロードする割り込み回路と、を具
    備する、 ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のプロセッ
    サのメモリを保護されたＩＣカード。
17. 【請求項１７】命令デコード回路は、 当該命令デコード回路の前記命令レジスタの値に対する
    結果の実行が直接前記メモリ領域にアクセスを必要とす
    る場合には、前記ラッチに対する出力をアサートすると
    共に前記アドレス演算回路を作動させる、 ことを特徴とする請求項１６に記載のプロセッサのメモ
    リを保護されたＩＣカード。
18. 【請求項１８】制御手段は、 前記メモリと共に一体構成される、 ことを特徴とする請求項１４、１５、１６又は１７に記
    載のプロセッサのメモリを保護されたＩＣカード。
19. 【請求項１９】共通サービスプログラムは、 前記ＩＣカード上のファイルを管理するプログラムを含
    む、 ことを特徴とする請求項１４、１５、１６、１７又は１
    ８に記載のプロセッサのメモリを保護されたＩＣカー
    ド。
20. 【請求項２０】ＩＣカード上のファイルを管理するプロ
    グラムは、 データアクセス用サービスプログラムである、 ことを特徴とする請求項１９に記載のプロセッサのメモ
    リを保護されたＩＣカード。
21. 【請求項２１】前記データアクセス用サービスプログラ
    ムは、 前記ユーザプログラム領域に格納されたユーザプログラ
    ムが前記一時メモリ領域以外にアクセス要求すると呼び
    出され、 前記ユーザプログラムが前記一時メモリ領域に書き込み
    した前記アクセス要求の正当性を示す保護キーに相当す
    る情報及び前記アクセス要求先のアドレスを元にして、
    書き込まれた当該保護キーに相当する情報と前記ユーザ
    プログラム領域に格納されたアクセス要求先のアドレス
    の情報に対応した保護キーとを照合した後、 一致すれば前記アクセスを許可し実行する一連の処理プ
    ログラムである、 ことを特徴とする請求項２０に記載のプロセッサのメモ
    リを保護されたＩＣカード。
22. 【請求項２２】一連の処理プログラムは、 前記アクセス要求先のアドレスの情報を、前記一時メモ
    リ領域に複写し、 ユーザプログラムに戻る前記実行機能を含む、 ことを特徴とする請求項２１に記載のプロセッサのメモ
    リを保護されたＩＣカード。
23. 【請求項２３】前記ウインドウ回路は、 前記特権プログラム領域の境界アドレスを固定値化する
    特権プログラム領域の境界アドレス固定値回路に接続す
    る、 ことを特徴とする請求項１７、１８、１９、２０又は２
    １に記載のプロセッサのメモリを保護されたＩＣカー
    ド。
24. 【請求項２４】前記別のウインドウ回路は、 前記一時メモリ領域の境界アドレスを固定値化する一時
    メモリ領域の境界アドレス固定値回路に接続する、 ことを特徴とする請求項１７、１８、１９、２０、２１
    又は２２に記載のプロセッサのメモリを保護されたＩＣ
    カード。