JP2000138917A - 安全計算システム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 秘密鍵により暗号化されたリアル・タイム・オ
ペレーティング・システムを記憶する安全計算システム
及び方法を提供する。 【解決手段】 外部からアクセスできないブートＲＯＭ
（１３５）に初期化プログラム及び前記秘密鍵に対応す
る公開鍵を記憶し、初期化では、前記ブートＲＯＭが前
記プログラムの少なくとも検証部を復号し、検証合格で
は通常動作が使用可能にされ、一方検証不合格ではこの
システムが使用不能又はそのアプリケーション・プログ
ラムが使用不能にされる。暗号鍵（７０３）としてチッ
プ識別番号の少なくとも一部を使用して圧縮映像データ
を暗号化することにより、ファースト・イン・ファース
ト・アウト・メモリ・バッファに記憶された圧縮映像デ
ータの不正使用を防止する。映像伸張に必要なときは、
データをメモリ（７０５）から再読み出して復号する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の技術分野は、安全計
算のシステム及び方法に関し、特に、選択したコンピュ
ータ・サービスの無許可の使用からユーザを防止するよ
うに保障された、製造後の分野から提供されるプログラ
ムを実行するコンピュータ・システム及び方法に関す
る。このコンピュータ・システムは、更に、安全な方法
により機能的に再プログラム可能とすることもできる。

【０００２】

【従来の技術】現在、エア放送により送出する以外に、
ユーザのテレビジョンに映像プログラムを送出する多く
の方法が存在する。テレビジョン視聴者にこのようなプ
ログラムを供給するために多数のサービス・プロバイダ
が利用可能である。典型的には、基本料金に対する基本
サービス、及び追加料金に対して利用可能な追加サービ
スが存在する。これらの基本サービスは、典型的には、
放送網プログラム、ケーブル・スーパーステーション、
音楽及びスポーツ・プログラムが含まれる。これらの基
本プログラム・サービスは、典型的には、広告により維
持されている。従って、これらの基本プログラム・サー
ビスは、エア放送テレビジョンよるものと同一の経済性
に基づいて運用している。追加サービスは、典型的に
は、スポーツ及び映画のように、いわゆる「プレミア
ム」プログラムが含まれる。これらのプレミアム・プロ
グラム・サービスは、典型的には、広告者により維持さ
れていない。これらは、高価値のサービスとしてテレビ
ジョン・ユーザによって理解されており、テレビジョン
・ユーザは、これらのサービス・プロバイダにこれらの
サービスに対する追加料金を支払うことに異存はない。
サービス・プロバイダは、コンテンツ・プロバイダに対
してプログラムを供給する代償としてこの追加料金の大
部分を手渡している。サービス・プロバイダによって入
手可能にされたこれらのプレミアム・サービスに関して
１つ又は複数の段階が存在し得る。ペイ・パー・ビュー
・プログラムは、典型的には、時間的に微妙、かつテレ
ビジョン・ユーザにより非常に価値があると理解されて
いる音楽コンサート及びスポーツ・イベントを含む。更
に、ペイ・パー・ビューは、テレビジョン・ユーザが特
定の映画の配信を要求するビデオ・オン・デマンドも含
む。このような階層のサービスは、テレビジョン・ケー
ブルを含め、エア・マイクロ波放送及び直接衛星放送を
介してプログラムを送出する現在の全ての代替的な方法
に存在する。

【０００３】このような代替的なプログラム・サービス
の受信は、ケーブル・テレビジョンの開始以来、ユーザ
が備えているテレビジョン受像機の及ばない付加的ハー
ドウェア装置を必要とした。最初、この付加的ハードウ
ェア装置は、送信周波数から放送テレビジョンで使用さ
れている標準周波数へ信号周波数を単純に変換してい
た。このような標準周波数は、ユーザが備えているテレ
ビジョン受像機により受信することができる。この付加
的ハードウェア装置は、テレビジョン受像機の上に通常
設置することに関連して、「セット・トップ・ボック
ス」として一般的に知られている。現在のセット・トッ
プ・ボックスは、前述した階層のセキュリティを取り扱
う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、これらのセット
・トップ・ボックスは、固定機能のマシンであった。こ
れは、セット・トップ・ボックスの動作能力が製造時に
固定され、一旦設置すれば改変できないことを意味す
る。このようなセット・トップ・ボックスのセキュリテ
ィを損なうことを意図する者は、セキュリティ・プロト
コルのリバース・エンジニアリングのためにかなりのリ
ソースを必要とすることになる。従って、これらの固定
機能のセット・トップ・ボックスは安全とみなされる。
セット・トップ・ボックスの将来の提案は、危険におけ
るセキュリティを前提としている。現在想定している将
来のセット・トップ・ボックスは、更に能力のあるマシ
ンとなる。これらのセット・トップ・ボックスは、従来
知られていた映像プログラム・オプション、ディジタル
・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）のような固定媒体に記憶
された映像プログラムを見ること、電話又はケーブル・
モデムを介するインターネットのブラウジング、及びモ
デム又は映像データ・ストリームを介してダウンロード
したビデオ・ゲームのプレーのように、複数のホーム娯
楽オプションを可能にさせることが期待されている。設
置後に、プログラムされたセット・トップ・ボックスを
使用可能にすると、セキュリティが非常に複雑になる。
当該技術分野では、階層の映像プログラム・セキュリテ
ィを損なうことなく、セット・トップ・ボックスのフィ
ールド再プログラミングを可能にさせる安全な方法を有
することが有用であると思われる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、安全計算シス
テムである。プログラム、好ましくは、安全計算システ
ムのリアル・タイム・オペレーティング・システムは、
秘密鍵（ｐｒｉｖａｔｅ ｋｅｙ）により暗号化され
る。データ・プロセッサは、集積回路の外部からアクセ
スできない同一集積回路上のブートＲＯＭを含む。この
ブートＲＯＭは、プログラムを暗号化するために使用さ
れる秘密鍵に対応する公開鍵（ｐｕｂｌｉｃ ｋｅｙ）
を含む。初期化において、ブートＲＯＭは、少なくとも
プログラムの検証部を復号する。これは、プログラムの
セキュリティについて検証合格、又は検証不合格が可能
である。ブートＲＯＭは、リアル・タイム・オペレーテ
ィング・システムの検証に続いてアプリケーション・プ
ログラムを検証するための付加的な公開鍵を記憶しても
よい。代わって、これらの付加的な公開鍵は、不揮発性
メモリに記憶されてもよい。

【０００６】プログラムのセキュリティについて検証合
格では、通常の動作が使用可能にされる。検証不合格で
は、いくつかの修復措置が実行できる。このシステム
は、使用不能にすることもでき、又はリアル・タイム・オ
ペレーティング・システムの検証合格に続くアプリケー
ションについて検証不合格の場合に、そのアプリケーシ
ョン・プログラムのみを使用不能することもできる。こ
のシステムは安全計算システムのモデムを使用してシス
テム・ベンダーにセキュリティ違反について知らせるこ
ともできる。

【０００７】診断プログラムはプログラムのセキュリテ
ィをチェックすることができる。このプログラムはメモ
リにおける所定の物理アドレスに記憶される。プログラ
ムを記憶しているこれらの物理アドレスの再配置は、阻
止される。診断プログラムをロードして、ある基準によ
り所定の物理アドレスにおけるプログラムをチェックす
る。次に、このプログラムが基準と一致すれば、診断プ
ログラムは、このプログラムを安全性に関して検証合格
にし、これが基準と一致しなければ、安全性に関して検
証不合格にする。

【０００８】このプログラムは、特殊なテーブル・ルッ
ク・アサイド・バッファを使用して再配置不可能に作成
される。このテーブル・ルック・アサイド・バッファ
は、固定仮想アドレス・レジスタ及び複数の書き込み可
能仮想アドレス・レジスタを有する。これらの仮想アド
レス・レジスタは、それぞれが比較器及び対応する物理
アドレス・レジスタを有する。更に、固定仮想アドレス
・レジスタに対応する物理アドレス・レジスタも固定で
ある。固定仮想アドレス・レジスタ及び固定物理アドレ
ス・レジスタは、プログラムを記憶しているアドレスの
範囲を包含している。固定仮想アドレス・レジスタ及び
固定物理アドレス・レジスタは、好ましくは、金属層を
介して製造時にマスク・プログラマブルである。

【０００９】固定仮想アドレス・レジスタ及び固定物理
アドレス・レジスタは、命令セット・アーキテクチャを
介して表面的に書き込み可能なレジスタであってもよ
い。この場合に、これらのレジスタに書き込む試みは、
これらの内容を改変させない。その上、これらのレジス
タに書き込む試みは、障害又は例外を発生させない。代
わって、固定仮想アドレス・レジスタ及び固定物理アド
レス・レジスタは、命令セット・アーキテクチャを介し
てアクセス不可であってもよい。

【００１０】本発明は、セット・トップ・ボックスにお
けるファースト・イン・ファースト・アウト・メモリ・
バッファに記憶された圧縮映像データの無許可の使用を
防止する。現在の圧縮ビデオ技術は、データを均一に圧
縮しない。このために、均一に圧縮された映像データ・
レートは、均一に伸張された映像データ・レートに変換
されない。典型的なセット・トップ・ボックスは、オー
バーフロー又はアンダーフローから伸張処理を阻止する
ためにファースト・イン・ファースト・アウト（ＦＩＦ
Ｏ）バッファとしてオフ・チップＤＲＡＭを用いてい
る。データ・プロセッサとＦＩＦＯバッファとして使用
されているメモリの部分との間のメモリ・バッファ・ト
ラヒックは、傍受及び無許可の使用の対象にされ易い。

【００１１】本発明に使用されているデータ・プロセッ
サは、単一の集積回路上に配置される。このデータ・プ
ロセッサは、固有のチップ識別番号を記憶したチップ識
別読み出し専用レジスタを含む。この固有のチップ識別
番号は、製造中に、例えばチップ識別番号レジスタにお
けるヒューズ又はアンチヒューズ・リンクのレーザ・プ
ロービング又は選択的な作動により固定される。データ
・プロセッサは、暗号化鍵としてチップ識別番号の少な
くとも一部を使用することにより、圧縮映像データ・ス
トリームを暗号化する。この暗号化データは、ＦＩＦＯ
バッファとして使用するメモリ領域に記憶される。この
データは、ビデオ伸張に必要とされるときにメモリから
再読み出しされる。次いで、データ・プロセッサは、チ
ップ識別番号の少なくとも一部を復号鍵（ｄｅｃｒｙｐ
ｔｉｏｎ ｋｅｙ）として用い、再読み出しデータを復
号する。

【００１２】固有のチップ識別番号を有する特定のデー
タ・プロセッサにより、ＦＩＦＯバッファに圧縮形式に
より一時的に記憶された圧縮映像データ・ストリームを
単に読み出す技術を使用することもできる。チップ識別
番号は特定のデータ・プロセッサに固有なので、他の同
一セット・トップ・ボックス・システムであっても、他
のデータ・プロセッサによって、コードを破壊すること
なく、映像データを処理することは、不可能である。暗
号化及び復号化は、ユーザに対して透過性であり、デー
タ・プロセッサ内で付加的な小処理容量のみを必要とす
るだけである。

【００１３】本発明の他の特徴は、プログラム開発に通
常用いるデバッガ／エミュレータ・ツールに使用される
ときに、コンピュータ・システムのセキュリティに関係
する。デバッガ／エミュレータ・ツールの動作を制限す
るように特殊な手順がなければ、コンピュータ・システ
ムのセキュリティは、損なわる。

【００１４】本発明は、秘密暗号鍵及び公開復号鍵を用
いた暗号化システムを使用する。秘密暗号鍵は、プログ
ラム用の少なくとも検証トークンを暗号化するために使
用される。秘密暗号鍵に対応する公開復号鍵は、安全計
算システムに記憶される。安全計算システム用のデバッ
ガ／エミュレータを各初期化では、セキュリティ・スク
リーンが実行される。これは、そのプログラムは安全な
プログラムか、又は安全でないプログラムかの判断を含
む。安全計算システムは、秘密暗号鍵を用いた検証トー
クンを復号する。復号されたこの検証トークンは、プロ
グラムが安全なプログラムか、又は安全でないプログラ
ムかを表示する。プログラムが安全なプログラムであれ
ば、デバッガ／エミュレータは処理モードにより動作す
る。この処理モードは、デバッガ／エミュレータがプロ
グラムにアクセスするのを可能にし、一方、安全計算シ
ステムの少なくとも１つのセキュリティ機能に対するア
クセスを禁止する。プログラムが安全でないプログラム
であれば、デバッガ／エミュレータはロー（ｒａｗ）モ
ードにより動作する。ロー・モードは、デバッガ／エミ
ュレータが安全計算システムの全機能に対するアクセス
を可能にする。

【００１５】更なるセキュリティ・レイヤは、安全計算
システム用を意図したオペレーティング・システム開発
に使用される。各データ・プロセッサは、読み出し専用
識別レジスタに記憶された固有チップ識別番号を含む。
プログラムが安全なプログラムであれば、デバッガ／エ
ミュレータはチップ識別番号を読み取る。チップ識別番
号のあるサブセット及びこのサブセットのみは、デバッ
ガ／エミュレータが安全なプログラムのためにロー・モ
ードにより動作するのを可能にする。チップ識別番号が
このサブセット内に含まれていないのであれば、デバッ
ガ／エミュレータは処理モードによってのみ動作する。

【００１６】本発明のこれら及び他の特徴は、図面に示
されている。

【００１７】

【発明の実施の形態】将来のセット・トップ・ボックス
は、既知の映像プログラム・オプション、ディジタル・
ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）のように固定された媒体に
記憶された映像プログラムを見ること、電話又はケーブ
ル・モデムを介してインターネット・ブラウジングする
こと、及びモデム又は映像データ・ストリームを介して
ダウンロードしたビデオ・ゲームをプレーすることのよ
うに、複数のホーム娯楽オプションを可能にする。この
ような種々の能力は、ダウンロードしたプログラムを受
信しランさせることができる完全なプログラマブル・デ
ータ・プロセッサによってのみ提供することが可能とさ
れる。これは、ホストのセキュリティ問題が始まる。シ
ステムの多くのユティリティは、種々のアプリケーショ
ンをダウンロード可能なことに依存しているので、無許
可のアプリケーションをダウンロードしている可能性も
存在する。このような無許可のアプリケーションは、意
図的に書き込まれて階層のセキュリティを損なう恐れが
ある。

【００１８】完全にプログラム可能なセット・トップ・
ボックスは、３つの主要な形式の攻撃に対して傷付けら
れ易い。無許可のアプリケーションは、オペレーティン
グ・システム、多分、セキュリティのバイパスと相互に
作用する。セット・トップ・ボックスの不揮発性メモリ
は、元のオペレーティング・システムでなく、改変され
た常駐アプリケーションと置換されてもよい。この不揮
発性メモリは、新しいオペレーティング・システム置換
されてもよい。保護すべき最も重要な事項は、オペレー
ティング・システムである。このオペレーティング・シ
ステムが損なわれると、無許可の者は、オペレーティン
グ・システムが損なわれているということを隠蔽するこ
とを含め、殆どどのようなことも行う可能性がある。

【００１９】図１はプログラム可能な多用途のセット・
トップ・ボックス・システム１００の複数部分を概要形
成により示す。セット・トップ・ボックス・システム１
００は、テレビジョン・ケーブル１０１、直接受信機フ
ロント・エンド１０３、ディジタル・ビデオ・ディスク
（ＤＶＤ）１０５、通常の電話回線１０７、及び赤外線
リモート・コントロール１０９からの入力に応答する。
これらの入力は、通常的なものであり、ここで説明した
ことより更に詳細に説明する必要はない。これら通常の
入力と本発明の部分との相互的な作用を以下更に詳細に
説明する。

【００２０】セット・トップ・ボックス・システム１０
０の中央部分は、セット・トップ・ボックス１１０であ
る。セット・トップ・ボックス１１０は、テレビジョン
・ケーブル１０１に接続されてケーブル・モデムをオプ
ションとして含むことができるビデオ・アナログ・ディ
ジタル変換器１１１と、直接受信機フロント・エンド１
０３に接続されたビデオ・アナログ・ディジタル変換器
１１３、ＤＶＤ１０５を受け入れ、かつ読み出すことが
できるＤＶＤプレーヤと、電話回線１０７に接続された
音声帯域モデム１１７と、赤外線リモート・コントロー
ル１０９からの赤外線信号を受信できる赤外線受信機１
１９とを含む入力に対してインタフェースをする。

【００２１】セット・トップ・ボックス１１０は、ディ
ジタル媒体プロセッサ１３０からの映像データ・ストリ
ームを受け取って、対応する映像信号をテレビジョン受
像機１５１に供給する。典型的には、所望の映像データ
・ストリームは、テレビジョン受像機１５１が通常に受
信できる周波数を有する搬送波により変調される。ディ
ジタル媒体プロセッサ１３０は、ビデオ・ディジタル・
アナログ変換器１２１と協調して複数のフォーマットに
より映像信号を発生できることを意図している。セット
・トップ・ボックス・システム１００の設定では、用い
た特定のテレビジョン受像機１５１の能力に対応するよ
うに、特定のフォーマットが選択される。オーディオ・
ディジタル・アナログ変換器１２３は、ディジタル媒体
プロセッサ１３０からオーディオ・データ・ストリーム
を受け取り、かつオーディオ・システム１５３にベース
・バンド・音声信号を供給する。この音声信号は、複数
のオーディオ・チャネル（即ち、ステレオ用の左チャネ
ル及び右チャネル）を包含できることを意図している。
更に、特定する任意のビデオ・ソースは、代替的な言
語、記述的な映像、又は他のセパレート・オーディオ・
プログラム（ＳＡＰ）のように、符号化された複数のオ
ーディオ・データ・ストリームを含めてもよいことを意
図している。更に、オーディオ・データ・ストリーム
は、典型的には、テレビジョン受像機１５１により受信
して復調するための映像信号と同一の搬送波により、変
調されていることに注意すべきである。

【００２２】セット・トップ・ボックス１１０のインテ
リジェント部は、ディジタル媒体プロセッサ１３０であ
る。ディジタル媒体プロセッサ１３０は、好ましくは、
単一の集積回路に実施される。本発明が意図しているよ
うに、セット・トップ・ボックス１１０を十分に安全に
するために、中央処理装置１３１及びブートＲＯＭ１３
５は、同一の集積回路上に配置されなければならないこ
とに注意すべきである。ディジタル媒体プロセッサ１３
０は中央処理装置１３１を含む。中央処理装置１３１は
概要的に示されており、用いた構造に制限することを意
図するものではない。中央処理装置は、好ましくは、動
作モード、チャネル同調、セキュリティ機能等を選択す
るために必要な制御機能用のデータ処理能力を含む。中
央処理装置は、好ましくは更に、圧縮された映像信号及
び音声信号を伸張し、暗号化された映像信号を復号し、
受信した映像信号をユーザのテレビジョン受像機のフォ
ーマットに変換し、「ソフトウェア」ケーブル・モデム
及び音声帯域モデムとして動作し、かつ赤外線リモート
・コントロール１０９からの信号を復調するディジタル
信号処理能力を含む。中央処理装置１３１は、マイクロ
プロセッサ及びディジタル信号プロセッサ、必要な全て
の機能を可能とする信号データ・プロセッサ、又はマル
チプロセッサを含むことができる。以下で述べる詳細を
除き、中央処理装置の厳密な特性は本発明に関係ない。

【００２３】ディジタル媒体プロセッサ１３０は、更に
チップ識別レジスタ１３３を含む。チップ識別レジスタ
１３３は、ディジタル媒体プロセッサ１３０を実施して
いる集積回路に固有の識別番号を保持するプログラム可
能な読み出し可能レジスタである。この識別番号は、好
ましくは、「命令セット・レベルでマイクロプロセッサ
を固有に識別する回路、システム及び方法（Ｃｉｒｃｕ
ｉｔｓ、Ｓｙｓｔｅｍｓ、ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆ
ｏｒ Ｕｎｉｑｕｅｌｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ａ
Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ａｔ ｔｈｅ Ｉｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｔ Ｌｅｖｅｌ）と題して１
９９７年３月７日に出願された米国特許出願第０８／８
１３、８８７号において教えているように、実施され
る。この出願において説明しているように、固有の識別
コードは、集積回路試験に続くレーザ・プロービングに
より読み出し専用データ・レジスタに形成される。固有
のチップ識別番号は、ヒューズ若しくはアンチヒューズ
・リンクの選択的な溶断、又は他の技術により指定され
てもよい。この識別番号は、プログラムがセット・トッ
プ・ボックス１１０に使用している特定のディジタル媒
体プロセッサ１３０の正確な識別を検証可能にする。

【００２４】ディジタル媒体プロセッサ１３０は、ブー
ト読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１３５を含む。ディジ
タル媒体プロセッサ１３０は、中央処理装置１３１が電
力の初期印加毎にブートＲＯＭ内に記憶されているプロ
グラム命令を実行し始めるように構築されている。ブー
トＲＯＭ１３５の例示的なメモリ・マップを図２に示
す。当該技術分野において習熟している者は、種々の部
分の正確な記憶順序が詳細なデータ形式の存在ほど重要
でないことを理解すべきである。ブートＲＯＭ１３５は
セルフ・ブート・コード２０１を含む。セルフ・ブート
・コード２０１は、ディジタル媒体プロセッサ１３０に
電力をそれぞれ初期印加した際に、中央処理装置１３１
により初期的に実行されるプログラム命令である。コン
ピュータ・システムを初期化する既知の処理に加えて、
セルフ・ブート・コード２０１は検証プログラムコード
２０２も含む。検証プログラムコード２０２は、以下、
図５に関連して、セルフ・ブート・コード２０１を更に
説明する。更に、ブートＲＯＭ１３５は公開署名鍵を含
む。これらの公開署名鍵は、リアル・タイム・オペレーテ
ィング・システム（ＲＴＯＳ）公開署名鍵２０３、第１
のアプリケーション公開署名鍵２０５、第２のアプリケ
ーション公開署名鍵２０６〜第Ｎのアプリケーション公
開署名鍵２０７を含む。これらの公開署名鍵は、以下で
更に説明するようにして、プログラム認証の検証に用い
られている。

【００２５】ディジタル媒体プロセッサ１３０は、更
に、テーブル・ルック・アサイド・バッファ（ＴＬＢ）
１３７を含む。テーブル・ルック・アサイド・バッファ
１３７は、以下で更に説明するようにして、仮想メモリ
動作中にセキュリティを強化するために用いられる。

【００２６】セット・トップ・ボックス１１０は、ディ
ジタル媒体プロセッサ１３０に対して双方向に接続され
たフラッシュ（電気的にプログラム可能な読み出し専用
メモリ）ＥＰＲＯＭ１４１を含む。フラッシュＥＰＲＯ
Ｍ１４１はセット・トップ・ボックス・システム１００
用の不揮発性メモリとして利用される。これは、電力供
給がオフされたときにメモリの内容を保持するので、不
揮発性メモリとして知られている。不揮発性メモリはリ
アル・タイム・オペレーティング・システム（ＲＴＯＳ）
及び常駐アプリケーションに必要とされる。図３はフラ
ッシュＥＰＲＯＭ１４１の例示的なメモリ・マップを示
す。フラッシュＥＰＲＯＭ１４１は、リアル・タイム・オ
ペレーティング・システム（ＲＴＯＳ）２１０を含む。
ＲＴＯＳ２１０は、ディジタル媒体プロセッサ１３０が
種々のデータ・ストリームを受け取り、これらを受け取
るに従って、即ち「リアル」タイムで処理する。ＲＴＯ
Ｓ２１０は、更に、赤外線リモート・コントロール１０
９及び赤外線受信機１１９からのオペレータ制御に応答
するようにディジタル媒体プロセッサ１３０を使用可能
状態にする。ＲＴＯＳ２１０は、署名部２１１を含み、
その使用については以下で更に説明する。フラッシュＥ
ＰＲＯＭ１４１は、第１の常駐アプリケーション２２０
用のプログラム・コードと、それに対応する署名部２１
１とを含む。同様に、フラッシュＥＰＲＯＭ１４１は、
第２の常駐アプリケーション２３０、及びそれに対応す
る署名部２３２と、第Ｍの常駐アプリケーション２４０
に対する他の常駐アプリケーション２３０用のプログラ
ム・コード、及びそれに対応する署名部２４１とを含
む。フラッシュＥＰＲＯＭ１４１は、第Ｎ＋１公開鍵２
５１、第Ｎ＋２公開鍵２５３〜第Ｎ＋Ｐ公開鍵２５５を
オプションとして含む付加的な公開鍵を備えている。こ
れらの付加的な公開署名鍵は、ブートＲＯＭ１３５に記
憶されたＮ公開署名鍵と同一である。これらの使用につ
いては、以下で詳細に説明する。

【００２７】セット・トップ・ボックス１１０は、更
に、ディジタル媒体プロセッサ１３０に対して双方向に
接続されたダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ
（ＤＲＡＭ）１４３を含む。ＤＲＡＭ１４３は、読み出
し／書き込みメモリとして使用される揮発性メモリであ
り、通常の動作中に過渡的なデータを一時的に記憶す
る。ＤＲＡＭ１４３は、好ましくは、ＲＡＭＢＵＳイン
タフェースを用いた同期メモリにより実施される。図４
は、ＤＲＡＭ１４３の例示的なメモリ・マップを示す。
ＤＲＡＭ１４３は、リアル・タイム・オペレーティング・
システムのメモリ常駐部２６１を記憶する。当該技術分
野において知られているように、ＲＴＯＳのこのメモリ
常駐部２６１は、セット・トップ・ボックス・システム
１００の特定ステータスに従って、異なっていてもよ
い。ＤＲＡＭ１４３は、現在ラン中のアプリケーション
又は複数のアプリケーションのメモリ常駐部２６３を記
憶する。これらのアプリケーションは、フラッシュＥＰ
ＲＯＭ１４１に記憶された常駐アプリケーション、又は
ＤＲＡＭ１４３の他の部分に記憶された非常駐アプリケ
ーションであってもよい。

【００２８】セット・トップ・ボックス・システム１０
０のステータスに従って、ランする種々のアプリケーシ
ョンがあり得ると共に、これらを直接アクセス可能な部
分は、フラッシュＥＰＲＯＭ１４１より速いアクセスの
ためにＤＲＡＭ１４３に記憶される。この非常駐データ
２５６は、種々のアプリケーションにより使用される一
時記憶データと共に、ユーザにより赤外線リモート・コ
ントロール１０９及び赤外線受信機１１９を介して制御
される現在の制御ステータスを含む。ＤＲＡＭ１４３
は、第１の非常駐アプリケーション２７１、第２の非常
駐アプリケーション２７３〜第Ｑの非常駐アプリケーシ
ョン２７５のように、種々の非常駐アプリケーションの
プログラム・コードを記憶する。非常駐アプリケーショ
ンは、ケーブル・モデム１１１、音声帯域モデム１１７
又はＤＶＤドライブ１１５であり、セット・トップ・ボ
ックス・システム１００のカレント・セッション中での
み使用することを意図している。これらは、ビデオ・ゲ
ーム、インターネット・ブラウジング等を含み得る。こ
れらの非常駐アプリケーションは、使用される度にＤＲ
ＡＭ１４３にロードされ、次いで廃棄される。ＤＲＡＭ
１４３は、更に、ファースト・イン・ファースト・アウ
ト（ＦＩＦＯ）バッファ２８０に、圧縮された映像を記
憶する。通常、テレビジョン・ケーブル１０１、直接受
信機フロント・エンド１０３、及びＤＶＤ１０５からの
映像データは、圧縮形式により送信される。これは、送
信帯域幅及び記憶スペースを節約する。ディジタル媒体
プロセッサ１３０のタスクのうちの１つは、映像データ
を伸張することである。現在のビデオ圧縮フォーマット
（例えば、ＭＰＥＧ２）及び意図する全てのビデオ圧縮
フォーマットは、非線形である。即ち、映像データ・ス
トリームの異なる部分は、異なる度合いに圧縮される。
従って、受信する映像データの定速度は、変動する映像
量を表す。ディジタル媒体プロセッサは、伸張の後、見
ようとする定速度で映像データを供給する必要がある。
圧縮されたビデオＦＩＦＯバッファ２７０は、入力速度
における変動を円滑にする必要がある。これは、過度に
圧縮されたデータによるオーバーフローでも、圧縮され
ないデータによるアンダーフローでもない伸張に対して
準備完了した伸張処理を可能にする。これは、圧縮映像
データ・ストリームが見ようとする定速度の映像データ
・ストリームを表しているので、可能である。従って、
総平均の圧縮映像データ速度は、一定のリアル・タイム
・ビューイング速度に対応する。

【００２９】図５はブートＲＯＭ１３５により制御され
たディジタル媒体プロセッサ１３０の動作例のフロー・
チャート３００である。セット・トップ・ボックス・シ
ステム１００に対する電力の初期投入により、ディジタ
ル媒体プロセッサは、ブートＲＯＭ１３５内の所定位置
に記憶しているプログラムを実行し始める。ブートＲＯ
Ｍ１３５内において本発明に関連した当該プログラムの
部分を図５に示す。プログラム３００は、まず、ディジ
タル媒体プロセッサ１３０（処理ブロック３０１）を初
期化する。この処理は、当該技術分野において知られて
いるようにして、レジスタ及びキャッシュをクリアし、
初期化動作モードをセットすること等を含む。プロセッ
サの初期化に続いて、プログラム３００はフラッシュＥ
ＰＲＯＭ１４１に記憶しているＲＴＯＳ２１０の署名部
２１１を読み出す（処理ブロック３０２）。次に、プロ
グラム３００は、ブートＲＯＭ１３５からＲＴＯＳ公開
署名鍵２０３を読み出す（処理ブロック３０３）。次
に、プログラム３００は、ＲＴＯＳ２１０の署名部２１
１を検証する（処理ブロック３０４）。ＲＳＡアルゴリ
ズムのように既知技術による公開鍵の暗号化に従って、
署名部２１１は、秘密の公開署名鍵により全てのＲＴＯ
Ｓ２１０上で動作することにより、発生される。ブート
ＲＯＭ１３５に記憶されているＲＴＯＳ公開署名鍵２０
３を用いた逆処理により、署名部２１１の元のデータが
復元される。この署名検証処理は、「落とし戸（ｔｒａ
ｐ ｄｏｏｒ）」機能として知られているものを考慮し
ている。公開鍵のみを知ることにより特定の署名部を発
生させることは、非常に困難な処理である。ＲＴＯＳ公
開署名鍵２０３のみからは予測できないようにして、Ｒ
ＴＯＳ２１０のいずれかの部分の変化が署名部２１１に
おける変化に帰結する可能性は高い。従って、署名部２
１１を用いてＲＴＯＳ２１０における何らかの変化を検
出することが可能である。

【００３０】検証に続いて、プログラム３００は、検証
された署名部分を検査してＲＴＯＳ２１０が安全なアプ
リケーションをサポートするか否かを判断する（判断ブ
ロック３０５）。本発明は、セット・トップ・ボックス
のセキュリティを要求しないアプリケーションにディジ
タル媒体プロセッサ１３０を組み込めることを意図して
いる。このようなアプリケーションにおいて、検証され
た署名部２１１は、ＲＴＯＳは安全が保証される必要な
しということを表示している。安全でないＲＴＯＳであ
っても検証された控えを有する必要があることに注意す
べきである。署名の検証の失敗は、ＲＴＯＳが安全であ
ろうとなかろうと致命的である。プログラム３００は、
署名部２１１が安全でない使用を表示しているのであれ
ば、他のステップをバイパスし、ＲＴＯＳ２１０を開始
する（処理ブロック３１０）。これは、典型的に、少な
くともＲＴＯＳ２１０の一部をＤＲＡＭ１４３にロード
することを含む。ＤＲＡＭ１４３はフラッシュＥＰＲＯ
Ｍ１４１より遙かに速いメモリ・アクセスを可能にする
ことが予測されている。従って、ＲＴＯＳ２１０の複数
部分をＤＲＡＭ１４３にロードすることにより、より速
い動作が可能となる。

【００３１】ＲＴＯＳ２１０が安全なアプリケーション
をサポートすべきことを検証した署名部が表していると
きは（判断ブロック３０５）、プログラム３００は、Ｒ
ＴＯＳ２１０を正しいと検証できるか否かを判断するた
めの試験を行う（判断ブロック３０６）。以上で述べた
ように、公開鍵署名による秘密鍵署名の落とし戸機能
は、署名部２１１の予測不可能な改変を発生せずに、Ｒ
ＴＯＳ２１０を改変するのを非常に困難にする。従っ
て、ブートＲＯＭ１３５に記憶された初期プログラム
は、ＲＴＯＳ２１０の無許可の改変を殆ど確実に検出で
きる。このようなＲＴＯＳ２１０の検証は、セット・ト
ップ・ボックスの販売者にシステムのセキュリティを確
信するのを可能にする。

【００３２】検証された署名部が安全と検証されないと
きは、プログラム３００は、ＲＴＯＳ２１０が安全でな
いことを表示する（処理ブロック３０７）。その後、プ
ログラム３００は、修復措置を取る（処理ブロック３０
８）。この修復措置は多くの形式を取り得る。最悪時で
は、この修復措置がセット・トップ・ボックス１１０の
完全な無能化であり得る。ディジタル媒体プロセッサ１
３０を動作停止させると、ディジタル媒体プロセッサは
セット・トップ・ボックス１１０の知能であるので、セ
ット・トップ・ボックス１１０は無能化することにな
る。大抵の安全アプリケーションにおいて、検証されな
いＲＴＯＳをランさせることは、非常に危険とみなさ
れ、合理的な唯一の修復措置は、セット・トップ・ボッ
クス１１０を無能化することである。少数の場合に、軽
度の修復措置が適当なことがある。軽度の修復対策とし
て、ディジタル媒体プロセッサ１３０がテレビジョン・
ケーブル１０１、直接受信機フロント・エンド１０３及
び／又はＤＶＤ１０５からの映像データ・ストリームと
もはや相互作用しないようにプログラムされてもよい。
このモードは、ローカル専用の非常駐アプリケーション
をランさせるのを可能にしてもよい。修復措置は、セッ
ト・トップ・ボックス又はサービス・プロバイダがケー
ブル・モデム１１１又は音声帯域モデム１１７を介して
セキュリティ違反を信号することを含めてもよい。そこ
で、この通告を受信すると、このセキュリティ違反と自
動的に又は手動的に如何に対処するのかを決定してもよ
い。セキュリティ違反のこのような通告に応答する一方
法は、ＤＲＡＭ１４３に記憶するために許可されたＲＴ
ＯＳのコピーをケーブル・モデム１１１又は音声帯域モ
デム１１７を介してダウンロードして、無許可のコピー
に重ね書きすることである。他の方法は、セキュリティ
違反の範囲を検証し、かつ判断する診断プログラムをダ
ウンロードすることである。広告者支援のプログラム素
材のみを供給するサービス・プロバイダに最適な最も厳
しくないレベルは、セキュリティ違反を無視して、安全
でないＲＴＯＳの動作を可能にすることである。

【００３３】検証された署名部が安全と検証されると、
プログラム３００は、ＲＴＯＳ２１０が安全と検証され
たことを表示する（処理ブロック３０９）。その後、プ
ログラム３００は、ＲＴＯＳ２１０の動作を開始する
（処理ブロック３１０）。以上で説明したように、これ
は、典型的には、ＲＴＯＳ２１０の少なくとも複数部分
をフラッシュＥＰＲＯＭ１４１からＤＲＡＭ１４３へコ
ピーすることを含む。このようなコピー処理後、プログ
ラム制御は、ジャンプ命令を介してＤＲＡＭ１４３にお
けるＲＴＯＳコピーに転送される。

【００３４】全ＲＴＯＳは、単なる署名検証処理を用い
る代替として、秘密鍵を使用して暗号化されてもよい。
図５に示したステップは、署名部そのものよりも公開鍵
を使用して全ＲＴＯＳを復号しなければならないことを
除き、同一となる。この事象では、検証により復号され
たＲＴＯＳをＤＲＡＭ１４３のオペレーティング部にコ
ピーする。その後、プログラム制御は、ジャンプ命令を
介してブートＲＯＭプログラムからこのＲＴＯＳコピー
に渡される。この場合は、安全と検証されないＲＴＯＳ
は、ＤＲＡＭ１４３の同一部分にコピーされたとして
も、動作しない。無許可のＲＴＯＳ２１０の正しくない
復号は、多分に作動不能のオペレーティング・システム
に帰結する。従ってこの場合、修復措置はセット・トッ
プ・ボックス１１０を無能化することである。暗号化す
るために秘密鍵を使用し、また復号するために公開鍵を
使用することは、通常の秘密鍵／公開鍵システムの逆で
あることに注意すべきである。現在、ＲＳＡシステムの
みがこの逆使用を可能にすることが知られている。

【００３５】図６は、常駐アプリケーションをロードし
てランするように要求されたときに、ディジタル媒体プ
ロセッサ１３０の動作例のフロー・チャート４００であ
る。常駐アプリケーション・プログラムを開始させるコ
マンドに続いて（処理ブロック４０１）、プログラム４
００は、フラッシュＥＰＲＯＭ１４１に記憶されている
常駐アプリケーションの対応する署名部を読み出す（処
理ブロック４０２）。次に、プログラム４００は、ブー
トＲＯＭ１３５又はフラッシュＥＰＲＯＭ１４１から対
応する公開鍵を読み出す（処理ブロック４０３）。以上
で述べたように、ブートＲＯＭ１３５及びフラッシュＥ
ＰＲＯＭ１４１のメモリ・マップでは、常駐アプリケー
ション・プログラム用の公開鍵がブートＲＯＭ１３５又
はフラッシュＥＰＲＯＭ１４１に記憶されていてもよ
い。代わって、セット・トップ・ボックス・システム１
００は、いくつかの常駐アプリケーション用の公開鍵を
ブートＲＯＭ１３５に記憶し、また残りの常駐アプリケ
ーション用の公開鍵をフラッシュＥＰＲＯＭ１４１に記
憶するように、構築されてもよい。次に、プログラム４
００は、常駐アプリケーションの署名部を検証する（処
理ブロック４０４）。この署名検証処理は、ＲＴＯＳ２
１０の検証に関連して既に説明した者と同一である。

【００３６】検証の後、プログラム４００は、検証され
た署名部を試験して、常駐アプリケーションがセキュリ
ティをサポートするか否かを判断する（判断ブロック４
０５）。テレビジョン・ケーブル１０１、直接受信機フ
ロント・エンド１０３、又はＤＶＤ１５０から受信した
プログラム内容と相互に作用するどのような常駐アプリ
ケーションも、セキュリティを必要とすることを意図し
ている。他の常駐アプリケーションは、アプリケーショ
ン・プログラムの販売者のオプションでセキュリティを
必要としてもよい。プログラム４００は、署名部が安全
でない使用を表示しているときは、他のステップをバイ
パスし、常駐アプリケーションをＤＲＡＭ１４３にロー
ドし、かつアプリケーション・プログラムを開始する
（処理ブロック４１０）。

【００３７】常駐アプリケーションが安全なアプリケー
ションをサポートすべきであるということを検証された
署名部が表示しているときは（判断ブロック４０５）、
プログラム４００は、常駐アプリケーションを正しいと
検証することができるか否かを判断する試験をする。秘
密鍵の暗号化及び公開鍵の復号化の落とし戸機能は、署
名部の予測不可能な改変を発生せずに、常駐アプリケー
ション・プログラムを改変することを非常に困難なタス
クにするので、常駐アプリケーションの許可についての
検証を可能にする。

【００３８】署名部が安全と検証されないのであれば、
プログラム４００は、常駐アプリケーションは安全でな
いということを表示する（処理ブロック４０７）。その
後、プログラム４００は、修復措置を取る（処理ブロッ
ク４０８）。この修復措置は、以上で述べた多くの形式
のうちのいずれであってもよい。

【００３９】署名部が安全と検証されると、プログラム
４００は、常駐アプリケーション安全と検証されたこと
を表示する（処理ブロック４０９）。その後、プログラ
ム４００は、ジャンプ命令を介してＤＲＡＭ１４３にそ
のプログラム・コードのうちの少なくとも一部を転送し
て制御を転送することにより、常駐アプリケーションを
開始する。常駐アプリケーション・プログラムは、ＲＴ
ＯＳ２１０を介してアクセス可能な全てのディジタル媒
体プロセッサ機能に対してアクセスを有することを意図
しているわけではない。

【００４０】常駐アプリケーションの全体は、以上で述
べたように、秘密鍵を使用して暗号化されてもよい。図
６に示すステップは、常駐アプリケーションの全体を署
名部そのものよりも公開鍵を使用して復号される必要が
あることを除き、同一である。以上で述べたように、こ
の技術を使用することは、無許可のプログラムが多分、
セット・トップ・ボックス１１０を破壊し、作動不能に
することを意味する。

【００４１】図７はダウンロード・プログラムの検証例
のフロー・チャートである。アプリケーション・プログ
ラムのダウンロードを開始するコマンドに続いて（処理
ブロック５０１）、プログラム５００は、ダウンロード
され、ＤＲＡＭ１４３に記憶されたアプリケーションか
ら対応する署名部を読み出す（処理ブロック５０３）。
次に、プログラム５００は、ブートＲＯＭ１３５又はフ
ラッシュＥＰＲＯＭ１４１から対応する公開鍵を読み出
す（処理ブロック５０４）。ブートＲＯＭ１３５又はフ
ラッシュＥＰＲＯＭ１４１のメモリ・マップについて以
上で述べたように、常駐アプリケーション・プログラム
用の公開鍵は、ブートＲＯＭ１３５又はフラッシュＥＰ
ＲＯＭ１４１に記憶されてもよい。次に、プログラム５
００は、ダウンロードしたアプリケーション・プログラ
ム上で署名検証をランさせる（処理ブロック５０５）。
この署名検証処理は、ＲＴＯＳ２１０の検証に関連して
前に説明したと同一である。安全アプリケーション・プ
ログラムは、ダウンロードしたアプリケーション・プロ
グラム全体の検証を可能にする署名部を有する。安全で
ないアプリケーション・プログラムは検証可能な署名ス
タブを有する。

【００４２】プログラム５００は、次に、署名又は署名
スタブを検証したか否かを判断する試験をする（判断ブ
ロック５０６）。署名又は署名スタブが適正と検証され
なかったときは、プログラム５００は、セキュリティ違
反を表示し（処理ブロック５０７）、かつ修復措置を取
る（処理ブロック５０８）。この修復措置は、以上で説
明した多くの形式のうちのいずれかでよい。加えて、こ
の例において他に可能な修復措置は、このアプリケーシ
ョンを更にダウンロードするようにさせることである。
従って、プログラム５００は、処理ブロック５０２に戻
ってダウンロードを繰り返す。認可されたアプリケーシ
ョンがダウンロード中に例えば雑音等により破壊された
ときは、この修復措置が修復を可能にする。このオプシ
ョンを使用すると、所定数の署名検証が失敗した後は、
このループを廃棄するのが好ましい。

【００４３】署名又は署名スタブの検証が成功した後、
プログラム５００は安全と検証された署名部を試験して
ダウンロードしたアプリケーションがセキュリティをサ
ポートするか否かを判断する（判断ブロック５０９）。
プログラム５００は、この署名部が安全でない使用を表
示するときは、他のステップをバイパスし、ダウンロー
ドしたアプリケーション・プログラムを記憶してランす
る（処理ブロック５１２）。ダウンロードしたアプリケ
ーション・プログラムは、他の常駐アプリケーションで
あることを意図しているのであれば、フラッシュＥＰＲ
ＯＭ１４１にロードされてもよく、又は非常駐アプリケ
ーションであることを意図しているのであれば、ＤＲＡ
Ｍ１４３にロードされてもよいことに注意すべきであ
る。

【００４４】検証された署名部が、ダウンロードしたア
プリケーション・プログラムは安全なアプリケーション
をサポートするということを表示するときは（判断ブロ
ック５０９）、プログラム５００は、ダウンロードした
アプリケーション・プログラムを正しいと検証できるか
否かを判断する試験をする（判断ブロック５１０）。落
とし戸機能は、署名部の予測不能な改変を発生すること
なく、ダウンロードしたアプリケーション・プログラム
を改変するのを非常に困難なタスクにするので、ダウン
ロードしたアプリケーション・プログラムの許可につい
ての検証を可能にする。

【００４５】ダウンロードしたアプリケーション・プロ
グラムが正しいと検証されないのであれば（判断ブロッ
ク５１０）、プログラム５００は、ダウンロードしたア
プリケーションは非安全であることを表示する（処理ブ
ロック５０７）。その後、プログラム５００は修復措置
を取る（処理ブロック５０８）。この修復措置は以上で
説明した多くの形式のうちのいずれかでよく、このアプ
リケーション・プログラムをダウンロードするように更
に試行させることを含む。

【００４６】ダウンロードしたアプリケーションが正し
いと検証されたのであれば（判断ブロック５１０）、プ
ログラム５００は、ダウンロードしたアプリケーション
が安全であることを表示する（処理ブロック５１１）。
その後、プログラム５００はダウンロードしたアプリケ
ーション・プログラムを記憶してランする（処理ブロッ
ク５１２）。以上で説明したように、このメモリは、ア
プリケーションが常駐アプリケーションであれば、フラ
ッシュＥＰＲＯＭ１４１に存在し、又はアプリケーショ
ンが非常駐アプリケーションであれば、ＤＲＡＭ１４３
に存在する。プログラム５００は、そのプログラムのう
ちの少なくとも一部をＤＲＡＭ１４３に転送し、かつジ
ャンプ命令を介して制御を転送することにより、ダウン
ロードしたアプリケーション・プログラムを開始する。

【００４７】以上で述べたように、秘密鍵を使用してダ
ウンロードしたアプリケーション・プログラムの全体を
暗号化することができる。図７に示すステップは、署名
部を単に検証することよりも公開鍵を使用して、ダウン
ロードしたアプリケーション全体を復号する必要がある
ことを除き、同一である。以上で説明したように、この
技術を使用することは、無許可のプログラムが多分、セ
ット・トップ・ボックス１１０を破壊し、作動不能にす
ることを意味する。

【００４８】このセキュリティ技術はブートＲＯＭ１３
５のセキュリティに依存している。ブートＲＯＭ１３５
は、ディジタル媒体プロセッサ１３０の他の部分と同一
の集積回路上に配置され、かつ読み出し専用なので、こ
れに無許可の改変が行われることはない。従って、不正
なＲＴＯＳを真であると判断するように検証機能を改変
することはできない。従って、殆どのセキュリティ機能
を簡単に損なうことはできない。暗号化のために使用さ
れる秘密鍵は、ＲＴＯＳ供給者にのみ、又はディジタル
媒体プロセッサ１３０の製造者のみに知られているだけ
である。加えて、署名を検証するため、又はＲＴＯＳを
復号するために必要とされる公開鍵は、ブートＲＯＭに
も存在する。これは、ディジタル媒体プロセッサ１３０
に無許可のＲＴＯＳを検証させようとする際に、他の公
開鍵の置換を防止する。加えて、常駐アプリケーション
も安全である。常駐アプリケーション用の秘密鍵は、ア
プリケーションの所有者によって、又はアプリケーショ
ンを認証するサービス・プロバイダによってのみ、知る
ことが可能とされる。

【００４９】以上の秘密鍵／公開鍵署名検証システム
は、大抵のセキュリティ攻撃に対する保護をする。しか
しながら、ＲＴＯＳを認証するために使用される秘密鍵
が損なわれているのであれば、セキュリティは、ＲＴＯ
Ｓをまだ信用できるように見える無許可のＲＴＯＳによ
り置き換えることにより、無効にされる恐れがある。

【００５０】改変されたＲＴＯＳを検出する最も簡単な
方法は、認証されたプログラムに対して常駐ＲＴＯＳを
チェックすることである。診断プログラムのようなアプ
リケーション・プログラムは、ＲＴＯＳ内のある程度の
メモリ位置を読み出して期待された値を含むか否かを調
べる。これは、他のＲＴＯＳの無許可の置換を常に明ら
かにするとは限らない。ディジタル媒体プロセッサ１３
０を実施するために使用されるような多くの複雑なデー
タ・プロセッサは、仮想メモリをサポートする。仮想メ
モリ環境において、ＲＴＯＳはそれ自身を完全に仮想化
することができる。従って、無許可のＲＴＯＳは、読み
出し試行を確認することの妨げ、診断アプリケーション
が正当なＲＴＯＳのコピーから期待する結果を戻す。し
かしながら、この無許可のＲＴＯＳは、元のＲＴＯＳの
代わりにランし、従ってセキュリティを損なうことにな
る。本発明は、アプリケーションがＲＴＯＳにより阻止
されると共に仮想アドレスに変換されることなく、直接
メモリの一部をアクセスすることができることを保証す
る技術を提供する。

【００５１】図８は、本発明によるロックド・ページを
有するテーブル・ルック・アサイド・バッファ（ＴＬ
Ｂ）１３７を形成するブロック図を示す。仮想メモリ・
アプリケーションは、仮想アドレスを物理アドレスに変
換する。当該技術分野に知られているように、ＴＬＢ１
３７はバス６０１上の仮想アドレスを受け取り、バス６
０２に対応する物理アドレスを供給する。仮想アドレス
の所定数の最上位アドレス・ビットが複数の比較器６２
１、６２３、６２５及び６２７に供給される。バス６０
１上の仮想アドレスの残りの最小アドレス・ビットは、
改変されることなくバス６２０上の物理アドレスの対応
するビットに渡される。各比較器６２１、６２３、６２
５及び６２７は、それぞれ対応する仮想アドレス・レジ
スタ６１１、６１３、６１５及び６１７を有する。比較
器６２１、６２３、６２５及び６２７は、バス６０１上
の仮想アドレスの所定数の最上位ビットが対応する仮想
アドレス・レジスタ６１１、６１３、６１５及び６１７
の内容と一致するか否かを判断する。マルチプレクサ６
５０は物理アドレス・レジスタ６４１、６４３、６４５
及び６４７のうちの１つから所定数の最上位ビットを供
給する。マルチプレクサ６５０により選択された物理ア
ドレス・レジスタは、一致を検出した比較器６２１、６
２３、６２５及び６２７に対応する。マルチプレクサ６
５０により選択されたこれらの最上位物理アドレス・ビ
ットは、バス６０２を介して物理アドレスの最上位ビッ
トに供給される。従って、ＴＬＢ１３７は物理アドレス
の所定ビット数の物理アドレスを同一ビット数の仮想ア
ドレスに置換する。仮想アドレス・レジスタ及びこれに
対応する比較器及び物理アドレス・レジスタにより使用
可能にされた可能置換数は、レジスタ及びＴＬＢにより
占有されたスペース量をアクセスするためにオペレーシ
ョン・コード空間を考慮することによってのみ、制限さ
れる。従来技術では、仮想アドレス・レジスタ６１１、
６１３、６１５及び６１７と、物理アドレス・レジスタ
６４１、６４３、６４５及び６４７とは、ソフトウェア
により入れ替え可能である。従ってリアル・タイム・オ
ペレーティング・システムは、仮想アドレス又は物理ア
ドレスのマッピングの制御を有する。

【００５２】本発明において、仮想アドレス・レジスタ
のうちの１つ及び対応する物理アドレスは、製造時に固
定される。好ましい実施例において、このレジスタ対は
複数の金属層におけるプログラム可能なマスクであっ
て、ロックド・ページをＴＬＢ１３７を含む集積回路の
製造の際に選択可能にするが、製造後は改変不可能にす
る。図８は固定仮想アドレス・レジスタ６１１、及びこ
れに対応する固定物理アドレス・レジスタ６４１を示
す。好ましい実施例において、固定仮想アドレス・レジ
スタ６１１に記憶された固定仮想アドレスは、固定物理
アドレス・レジスタ６４１に記憶された物理アドレスに
等しい。好ましい実施例において、再配置から保護され
るべき臨界的なコードは、この仮想アドレス・レジスタ
に含まれる物理アドレスの境界内にあるフラッシュＥＰ
ＲＯＭ１４１に記憶される。固定仮想アドレス・レジス
タ６１１か、又は固定物理アドレス・レジスタ６４１に
対する書き込みの試行は、これらのレジスタがハードウ
ェアにより固定されているので、失敗に帰する。これら
のレジスタを改変する試みにより、障害及び誤りが発生
していないのが好ましい。代わって、固定仮想アドレス
・レジスタ６１１も固定物理アドレス・レジスタ６４１
も命令セット・アーキテクチャを介してアクセス可能で
ある。固定仮想アドレス・レジスタ６１１又は固定物理
アドレス・レジスタ６４１が固定されている理由は改造
を防止することなので、命令セット・アーキテクチャを
介するアクセスが常に必要とされない。

【００５３】本発明の更なる構成を図８に示す。比較器
６２１からの一致表示は直接マルチプレクサ６５０に供
給されることに注意すべきである。比較器６２１からの
一致表示は、それぞれのＡＮＤゲート６３３、６３５及
び６３７に対する非反転入力を形成する。これらのＡＮ
Ｄゲート６３３、６３５及び６３７は、それぞれ、反転
入力に比較器６２１からの一致表示を受け取っている。
従って、比較器６２１からの一致表示は、他の比較器か
らマルチプレクサ６５０へ一致表示の供給を禁止する。
これは、無許可のＲＴＯＳをメモリの再配置部分からラ
ンさせようと試行する間に、セキュリティ質問に応答す
るのに代わって、無許可の者が元のＲＴＯＳを抜け出す
のを阻止する。固定仮想アドレス・レジスタ６１１の物
理メモリ・アドレス、及び固定物理アドレス・レジスタ
６４１に対するメモリ・アクセスを再配置することはで
きないが、しかし元のＲＴＯＳの物理アドレスに向け
る。

【００５４】本発明により、ＲＴＯＳを再配置する不正
試行が発生しても、実際のアドレス変換は行われない。
従って、元のＲＴＯＳがこのメモリ領域に配置されると
きは常に、診断プログラムは、元の物理位置をアクセス
しているという保証のもとに署名位置を読み出すことが
できる。従って、診断プログラムは、ＲＴＯＳが損なわ
れているか否かを判断し、かつ適切な修復措置を取るこ
とができる。この修復措置は、先に説明した修復措置の
いずれかを含むものであってもよい。

【００５５】図１に示すセット・トップ・ボックス・シ
ステム１００は、付加的な潜在セキュリティ問題を含
む。ＤＲＡＭ１４３は、復号されたけれども、伸張され
なかった映像データ・ストリームを記憶する。この映像
データは、圧縮映像ＦＩＦＯバッファ２８０に記憶され
る。このデータがディジタル媒体プロセッサ１３０から
ＤＲＡＭ１４３へ転送されているとき、又はＤＲＡＭ１
４３からディジタル媒体プロセッサ１３０へ転送されて
いるときに、無許可の者がこのデータを傍受することは
可能である。これらのデータ転送は、ディジタル媒体プ
ロセッサ１３０とＤＲＡＭ１４３との間の他のデータ・
トラヒックによりインタリーブされるが、しかし圧縮さ
れた映像データを分離するように実施することもでき
る。映像は圧縮されているので、このデータを記憶する
ためには最小量のメモリが必要とされる。いくつかのコ
ンテントプロバイダは、このような傍受からこれらプロ
バイダの映像プログラムを保護したい。この点で映像デ
ータ・ストリームの傍受は、複数の同一かつ直接見るこ
とができる映像のコピーの発生を可能にすることに注意
すべきである。

【００５６】図９はこのような無許可の傍受を阻止する
処理をフロー・チャート形式により示す。映像データ・
ストリームを受信した後（処理ブロック７０１）、ディ
ジタル媒体プロセッサ１３０は、映像データ・ストリー
ムを復号する（処理ブロック７０２）。この復号は、ユ
ーザがこの映像データ・ストリームを見るのが許可され
るのを保証するために、セキュリティ手順の対象にされ
る。このソース・プログラム復号に続き、ディジタル媒
体プロセッサ１３０は、映像データ・ストリームを再び
暗号化する（処理ブロック７０３）。この例では、簡略
化ＤＥＳアルゴリズムのような比較的に簡単な暗号化を
使用する。暗号鍵は、好ましくは、チップ識別レジスタ
１３３に記憶されているチップ識別番号から得られる。
この暗号化データは、圧縮映像ＦＩＦＯバッファ２８０
に記憶される（処理ブロック７０４）。適当な時点で、
映像データは、圧縮映像ＦＩＦＯバッファ２８０から再
び読み出される（処理ブロック７０５）。次いで、再び
読み出されたデータは、チップ識別番号から抽出された
暗号鍵を使用して復号される（処理ブロック７０６）。
そこで、このデータは更なる処理に対して準備完了とな
る（処理ブロック７０７）。

【００５７】この技術は、特定のディジタル媒体プロセ
ッサ１３０によってのみ圧縮映像ＦＩＦＯバッファ２８
０に一時的に記憶された圧縮映像データ・ストリームを
読み出すことができるという利点がある。チップ識別番
号は特定のディジタル媒体プロセッサに固有である。こ
の映像データは、他の同様のセット・トップ・ボックス
・システム１００であっても、コードを解読することな
く、他の手段により見ることはできない。これは、大抵
のコンテント・プロバイダにより適当なセキュリティと
信じられている。加えて、暗号化及び復号化はユーザに
対して透過性である。特定のアプリケーションの最小必
要条件を以外に唯一必要とすることは、ディジタル媒体
プロセッサ１３０内で利用可能な付加的な小さな処理能
力である。

【００５８】他の潜在的な問題は、ハードウェア・デバ
ッガ／エミュレータから発生する。通常、ディジタル媒
体プロセッサ１３０の半導体製造者は、オペレーティン
グ・システム開発者を含め、アプリケーション・プログ
ラム開発者に更にハードウェア・デバッガ／エミュレー
タ・システムを販売することになる。一般的に、設計に
よるこのようなハードウェア・デバッガ／エミュレータ
・システムは、「個人」エリアを含む全てのメモリに対
して制限なしのアクセスを有する。従って、当該技術分
野において知られた形式のハードウェア・デバッガ／エ
ミュレータ・システムは、セット・トップ・ボックス・
システム１００のセキュリティの無許可違反を可能にす
る。

【００５９】ハードウェア・デバッガ／エミュレータ・
システムに関する次の改変は、この潜在的なセキュリテ
ィ問題に対するガードとなる。ハードウェア・デバッガ
／エミュレータ・システムは、処理モード及びロー・モ
ードの２モードにより動作する。処理モードでは、ハー
ドウェア・デバッガ／エミュレータが特定の処理又はア
プリケーション・プログラムのみをアクセスする。ロー
・モードでは、全てのシステム・アクセスが可能にされ
る。

【００６０】図１０はハードウェア・デバッガ／エミュ
レータにおけるモードを選択する処理を示すフロー・チ
ャートである。ハードウェア・デバッガ／エミュレータ
の開始すると（処理ブロック８０１）、処理８００は、
フラッシュＥＰＲＯＭ１４１に記憶されているＲＴＯＳ
２１０の署名部２１１を読み出す（処理ブロック８０
１）。次に、処理８００は、ブートＲＯＭ１３５からＲ
ＴＯＳ公開署名キー２０３を読み出す（処理ブロック８
０３）。次の処理８００は、ＲＴＯＳ２１０の署名部２
１１を検証する（処理ブロック８０４）。この検証に続
いて、処理８００は、検証した署名部を試験してＲＴＯ
Ｓ２１０が安全アプリケーションをサポートしているか
否かを判断する（判断ブロック８０５）。以上で説明し
たように、ディジタル媒体プロセッサ１３０は、セット
・トップ・ボックスのセキュリティを必要としないアプ
リケーションに実施可能とされる。このようなアプリケ
ーションにおいて、検証された署名部２１１は、ＲＴＯ
Ｓを安全確認する必要がないことを表示する。該当する
場合は、処理８００は、他のステップをバイパスして、
ロー・モードによりハードウェア・デバッガ／エミュレ
ータを活性にする（処理ブロック８０６）。

【００６１】ＲＴＯＳが安全アプリケーションをサポー
トするときは（判断ブロック８０５）、処理８００は、
チップ識別レジスタ１３３に記憶されているチップ識別
番号が安全アプリケーション用のロー・モードを可能に
する可能チップ識別番号のサブセットのものか否かを判
断するチェックを行う（判断ブロック８０７）。いくつ
かのプログラム開発者、特にＲＴＯＳ開発者は、ハード
ウェア・デバッガ／エミュレータのロー・モードにアク
セスする必要がある。本発明は、チップ識別番号の可能
な符号化のうちの１ビット若しくは複数ビット、又はあ
るサブセットをその使用をサポートするハードウェア・
デバッガ／エミュレータ用に確保することを意図してい
る。従って、限定された一定数のディジタル媒体プロセ
ッサ１３０のみが以上で述べたセキュリティをサポート
する環境においてハードウェア・デバッガ／エミュレー
タのロー・モード動作を可能にする。ディジタル媒体プ
ロセッサ１３０の製造者は、信頼されたプログラム開発
者にのみこれら特定の識別チップを供給する。

【００６２】チップ識別番号がロー・モード動作を許可
しないときは（判断ブロック８０７）、処理８００は、
ハードウェア・デバッガ／エミュレータにおける開発に
より特定の処理又はアプリケーション・プログラムから
トークンを読み出す。次いで、処理８００は、このトー
クンが正しいと検証されたか否かを判断する（判断ブロ
ック８０９）。この処理は、以上で述べた秘密鍵暗号化
及び公開鍵復号を使用して行ってもよく、又は他の検証
手順を用いてもよい。トークンが検証されなかったとき
は（判断ブロック８０９）、処理８００は、適当な修復
措置を取る（処理ブロック８１０）。取り得る種々の形
式の修復措置は既に説明した。トークンが検証されると
（判断ブロック８０９）、処理８００はハードウェア・
デバッガ／エミュレータを活性にする（処理ブロック８
１１）。処理モードにおいて、ハードウェア・デバッガ
／エミュレータは、検証トークンに対応する特定の処理
又はアプリケーション・プログラムのみをアクセスでき
る。

【００６３】この処理はユーザの全ての必要条件を満足
させる。安全でないアプリケーションであるディジタル
媒体プロセッサ１３０を使用するプログラム開発者は、
ハードウェア・デバッガ／エミュレータの機能に対して
完全なアクセスを有する。安全なアプリケーションであ
るディジタル媒体プロセッサ１３０を使用するプログラ
ム開発者は、限定されたアクセスを有する。これらプロ
グラム開発者の殆どは、安全ＲＴＯＳを使用し、かつこ
れらに対応する秘密鍵により暗号化されたトークンによ
り識別されたときに、これら自身のプログラムに対して
のみアクセスを有する。ＲＴＯＳ開発者は、正しいチッ
プ識別番号を有する特定のディジタル媒体プロセッサの
みを除いて、完全なシステム・アクセスを有する。従っ
て、ディジタル媒体プロセッサ１３０の製造者は、セッ
ト・トップ・ボックス・システム１００のセキュリティ
を保護するために、適正なレベルの制御を有することが
できる。

【００６４】本出願のセキュリティ発明は、コンピュー
タ・セキュリティを必要とする特定形式のシステム、即
ちセット・トップ・ボックスに関連して説明された。当
該技術分野において習熟している者は、これらセキュリ
ティ技術の使用がこの例に限定されないことを認識すべ
きである。特に、いくつかの機能がある程度のセキュリ
ティを有することを要求する殆どのコンピュータ・シス
テムは、これらの技術を採用することが可能である。

【００６５】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。

【００６６】（１） 安全計算システムにおいて、少な
くとも１つのプログラム用のプログラム・コードを記憶
した不揮発性メモリであって、前記プログラム・コード
は所定の秘密鍵により暗号化された検証コードを含む前
記不揮発性メモリと、集積回路上に配置されたプログラ
ム制御によりデータ操作するデータ・プロセッサであっ
て、電力の初期印加毎に所定のアドレスに記憶されてい
るプログラムを実行する前記データ・プロセッサと、前
記集積回路上に配置された読み出し専用メモリであっ
て、前記所定の秘密鍵に対応する公開鍵を記憶し、かつ
前記所定のアドレスで開始する初期化プログラムを記憶
する前記読み出し専用メモリであって、前記初期化プロ
グラムは、前記データ・プロセッサに（１）前記不揮発
性メモリに記憶されている前記少なくとも１つのプログ
ラムの前記検証コードを復号するために前記公開鍵を用
いるようにさせ、かつ（２）前記プログラムのセキュリ
ティの検証、又は前記プログラムのセキュリティの検証
不合格を表示させる複数の命令を含む前記読み出し専用
メモリとを備えた安全計算システム。

【００６７】（２） 前記不揮発性メモリに記憶された
前記少なくとも１つのプログラムは、前記安全計算シス
テム用のリアル・タイム・オペレーティング・システムを
含む第１項記載の安全計算システム。

【００６８】（３） 前記不揮発性メモリに記憶された
前記少なくとも１つのプログラムは、前記安全計算シス
テム用のリアル・タイム・オペレーティング・システム、
及び前記リアル・タイム・オペレーティング・システムと
協調するアプリケーション・プログラムを含み、前記ア
プリケーション・プログラムは所定の第２の秘密鍵によ
り暗号化された第２の検証コードを含み、前記読み出し
専用メモリは、前記所定の第２の秘密鍵に対応する第２
の公開鍵を記憶し、かつ前記初期化プログラムは、更に
前記データ・プロセッサに（１）前記不揮発性メモリに
記憶されている前記アプリケーション・プログラムの前
記第２の検証コードを復号するために前記第２の公開鍵
を採用させ、かつ（２）前記アプリケーション・プログ
ラムのセキュリティの検証又は前記アプリケーション・
プログラムのセキュリティの非検証を表示させる複数の
命令を含む第１項記載の安全計算システム。

【００６９】（４） 前記不揮発性メモリに記憶された
前記少なくとも１つのプログラムは、前記安全計算シス
テム用のリアル・タイム・オペレーティング・システム及
び前記リアル・タイム・オペレーティング・システムと協
調する複数のアプリケーション・プログラムを含み、前
記アプリケーション・プログラムのそれぞれは、所定の
対応する秘密鍵により暗号化された対応する検証コード
を含み、前記読み出し専用メモリは前記所定の秘密鍵の
それぞれに対応する公開鍵を記憶し、かつ前記初期化プ
ログラムは更に前記データ・プロセッサに（１）前記不
揮発性メモリに記憶された前記複数のアプリケーション
・プログラムのそれぞれの前記検証コードを復号するた
めに前記対応する公開鍵を用いるようにさせ、かつ
（２）前記複数のアプリケーション・プログラムのそれ
ぞれのセキュリティの検証、又は前記アプリケーション
・プログラムのそれぞれのセキュリティの検証不合格を
表示させる複数の命令を含む第１項記載の安全計算シス
テム。

【００７０】（５） 前記読み出し専用メモリに記憶さ
れた前記初期化プログラムは、前記データ・プロセッサ
に前記不揮発性メモリに記憶された前記プログラムのセ
キュリティの検証不合格により、前記プログラムのオペ
レーションを無能化させる複数の命令を含む第１項記載
の安全計算システム。

【００７１】（６） データ及び／又は対応する複数の
アドレスにおける複数の命令を記憶するメモリと、前記
メモリにおけるデータ及び／又は命令をアクセスするた
めに第１の所定数のビットの仮想アドレスを発生するア
ドレス発生器と、前記アドレス発生器に接続され、前記
第１の所定数のビットより少ない第２の所定数のビット
の固定仮想アドレス・レジスタ、前記第２の所定数のビ
ットの複数の書き込み可能仮想アドレス・レジスタ、前
記アドレス発生器及び前記固定仮想アドレス・レジスタ
に接続され、前記第１の固定アドレス・レジスタの内容
を前記仮想アドレスの前記第２の所定数のビットと比較
して一致を表示する第１の比較器、対応する仮想アドレ
ス・レジスタ及び前記アドレス発生器にそれぞれ接続さ
れ、前記対応する仮想アドレス・レジスタの内容を前記
仮想アドレスの前記第２の所定数のビットと比較して一
致を表示する複数の第２の比較器、前記第２の所定数の
ビットの固定物理アドレス・レジスタ、前記第２の所定
数のビットの複数の書き込み可能物理アドレス・レジス
タ、及び前記メモリ、前記アドレス発生器、前記第１の
比較器、前記第２の比較器のそれぞれ、前記固定物理ア
ドレス・レジスタ、及び前記複数の書き込み可能物理ア
ドレス・レジスタのそれぞれに接続されたマルチプレク
サであって、前記比較器のうちの１つによる一致に応答
して、前記一致する比較器に対応する物理レジスタの内
容を前記仮想アドレスの最上位ビットに置き換えて前記
メモリ・アクセス用の前記メモリに供給される物理アド
レスを形成する前記マルチプレクサを有するテーブル・
ルック・アサイド・バッファとを備えた安全計算システ
ム。

【００７２】（７） 前記マルチプレクサは、前記第２
の比較器のうちのいずれかによる一致の表示に係わら
ず、前記第１の比較器による一致の表示に応答して前記
固定物理レジスタの内容を前記仮想アドレスの最上位ビ
ットと置き換える第６項記載の安全計算システム。

【００７３】（８） 前記固定仮想アドレス・レジスタ
及び前記固定物理アドレス・レジスタは、製造において
マスク・プログラマブルである第６項記載の安全計算シ
ステム。

【００７４】（９） 前記複数の書き込み可能仮想アド
レス・レジスタ及び前記複数の書き込み可能物理アドレ
ス・レジスタは、前記安全計算システムによる命令の実
行により、書き込み可能であり、前記固定仮想アドレス
・レジスタ及び前記固定物理アドレス・レジスタは、前
記安全計算システムによる命令の実行により、表面的に
書き込み可能であり、前記命令により前記固定仮想アド
レス・レジスタか又は前記固定物理アドレス・レジスタ
に対する書き込みの試行は、前記レジスタの内容を改変
することに失敗し、かつ誤りなしメッセージ又は障害を
発生する第１項記載の安全計算システム。

【００７５】（１０） 単一の集積回路上に配置された
データ・プロセッサであって、固有のチップ識別番号を
記憶するチップ識別読み出し専用レジスタを含む前記デ
ータ・プロセッサと、前記データ・プロセッサに対して双
方向に接続されてデータを記憶するメモリとを備え、前
記データ・プロセッサは、暗号鍵として前記チップ識別
番号の少なくとも一部を用いてデータを暗号化し、前記
メモリに前記暗号化したデータを記憶し、前記メモリか
ら前記記憶したデータを再読み出し、かつ復号鍵として
前記チップ識別番号の少なくとも一部を用いて前記再読
み出しデータを復号するようにプログラムされている安
全計算システム。

【００７６】（１１） 前記データは映像データのスト
リームである第１０項記載の安全計算システム。

【００７７】（１２） 安全計算の方法において、秘密
鍵によってプログラム用の検証トークンを暗号化するス
テップと、前記秘密鍵に対応する公開鍵を記憶するステ
ップと、安全計算システム用のデバッガ／エミュレータ
の各初期化により、前記プログラムが安全なプログラム
か又は安全でないプログラムかを判断するステップと、
前記プログラムが安全なプログラムであれば、前記デバ
ッガ／エミュレータにおける第１の動作モードを選択し
て前記プログラムに対するアクセスを可能にさせ、一方
前記安全計算システムの少なくとも１つのセキュリティ
機能に対するアクセスを禁止するステップと、前記プロ
グラムが非安全プログラムであれば、前記デバッガ／エ
ミュレータにおける第２の動作モードを選択して前記安
全計算システムの全ての機能に対するアクセスを可能に
するステップとを備えた安全計算の方法。

【００７８】（１３） 前記安全計算システム内のデー
タ・プロセッサに固有のチップ識別番号を記憶するステ
ップと、前記プログラムが安全プログラムであれば、前
記データ・プロセッサの前記固有のチップ識別番号が可
能チップ識別番号の所定のサブセット内にあるか否かを
判断する試験を行うステップと、前記データ・プロセッ
サの前記固有のチップ識別番号が前記可能チップ識別番
号の前記所定のサブセット内にあれば、前記デバッガ／
エミュレータにおける前記第２の動作モードを選択する
ステップと、前記データ・プロセッサの前記固有のチッ
プ識別番号が前記可能チップ識別番号の所定のサブセッ
ト内になければ、前記デバッガ／エミュレータにおける
前記第１の動作モードを選択するステップとを更に備え
た第１２項記載の安全計算の方法。

【００７９】（１４） 前記プログラムが前記安全計算
システムのデータ・プロセッサ用のオペレーティング・
システムであり、アプリケーション・プログラムの少な
くとも検証トークンを第２の秘密鍵により暗号化するス
テップと、前記第２の秘密鍵に対応する第２の公開鍵を
記憶するステップと、復号鍵として前記公開鍵を用いて
前記アプリケーション・プログラムを復号するステップ
と、復号された前記アプリケーション・プログラムのセ
キュリティについて検証又は検証不合格を表示するステ
ップと、復号された前記アプリケーション・プログラム
が安全と検証されるときは、前記デバッガ／エミュレー
タにおける前記第１の動作モードを選択するステップと
を更に備えた第１２項記載の安全計算の方法。

【００８０】（１５） 秘密鍵により暗号化されたプロ
グラム、好ましくは、リアル・タイム・オペレーティング・
システム２１０を記憶する安全計算システム１００。デ
ータ・プロセッサと同一の集積回路上にあり、かつ外部
からアクセスできないブートＲＯＭ１３５が初期化プロ
グラム、及び前記秘密鍵に対応する公開鍵を含む。初期
化では、前記ブートＲＯＭが前記プログラムの少なくと
も検証部を復号する。検証合格では、通常動作が使用可
能にされる。検証不合格では、このシステムが使用不能
にされるか、又はそのアプリケーション・プログラムが
使用不能にされる。メモリにおける予め定めた再配置不
可能な物理アドレスに診断プログラムが記憶される。こ
のプログラムは、固定仮想アドレス・レジスタ６１１及
び対応する固定物理アドレス・レジスタ６４１を有する
特殊なテーブル・ルック・アサイド・バッファ１３７を
使用して再配置不可能にされる。この安全計算システム
は、暗号鍵７０３としてチップ識別番号の少なくとも一
部を使用して圧縮映像データを暗号化することにより、
ファースト・イン・ファースト・アウト・メモリ・バッ
ファに記憶された圧縮映像データの不正使用を防止す
る。映像伸張に必要なときは、データをメモリ７０５か
ら再読み出して復号する。プログラム開発において一般
的に採用されているデバッガ／エミュレータ・ツール
は、プログラム用に少なくとも検証トークンを暗号化す
るために使用される秘密暗号鍵により保護される。デバ
ッガ／エミュレータの各初期化では、安全計算システム
は秘密暗号鍵８０５を復号してこのプログラムが安全か
又は安全でないかを表示する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の安全計算システムの一実施例のブロッ
ク図。

【図２】図１に示したディジタル媒体プロセッサのブー
ト読み出し専用メモリの例示的なメモリ・マップ図。

【図３】図１に示したセット・トップ・ボックスの不揮
発性メモリの例示的なメモリ・マップ図。

【図４】図１に示した読み出し書き込みメモリの例示的
なメモリ・マップ図。

【図５】図１に示したディジタル媒体プロセッサのオペ
レーティング・システム検証を含む初期動作のフロー・
チャート。

【図６】図１に示したセット・トップ・ボックスのアプ
リケーションを検証する処理のフロー・チャート。

【図７】ダウンロードされたアプリケーション・プログ
ラムを検証する処理のフロー・チャート。

【図８】図１のディジタル媒体プロセッサのあるページ
のメモリの仮想メモリ再配置を阻止するテーブル・ルッ
ク・アサイド・バッファの概要ブロック図。

【図９】ランダム・アクセス・メモリに一時記憶された
圧縮映像データを暗号化及び復号する処理のフロー・チ
ャート。

【図１０】ハードウェア・デバッガ／エミュレータにお
いてモードを選択する処理のフロー・チャート。

【符号の説明】

１００ セット・トップ・ボックス・システム １３０ ディジタル媒体プロセッサ １３１ 中央処理装置 １３３ チップ識別レジスタ １３５ ブートＲＯＭ １３７ ＴＬＢ（ルック・アサイド・バッファ） １４１ フラッシュＥＰＲＯＭ １４３ ＤＲＡＭ ２１０ ＲＴＯＳ（リアル・タイム・オペレーティング
・システム） ６１１ 固定仮想アドレス・レジスタ ６２１、６２３、６２５、６２７ 比較器 ６４１ 固定物理アドレス・レジスタ ６５０ マルチプレクサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/24 Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ 7/167 7/167 (31)優先権主張番号 ０８７２３０ (32)優先日 平成10年５月29日(1998．5．29) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 ドナルド イー．ステイス アメリカ合衆国 テキサス，リチャードソ ン，クレストーバー ドライブ 328

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 安全計算システムにおいて、 少なくとも１つのプログラム用のプログラム・コードを
   記憶した不揮発性メモリであって、前記プログラム・コ
   ードは所定の秘密鍵により暗号化された検証コードを含
   む前記不揮発性メモリと、 集積回路上に配置されたプログラム制御によりデータ操
   作するデータ・プロセッサであって、電力の初期印加毎
   に所定のアドレスに記憶されているプログラムを実行す
   る前記データ・プロセッサと、 前記集積回路上に配置された読み出し専用メモリであっ
   て、前記所定の秘密鍵に対応する公開鍵を記憶し、かつ
   前記所定のアドレスで開始する初期化プログラムを記憶
   する前記読み出し専用メモリであって、前記初期化プロ
   グラムは、前記データ・プロセッサに（１）前記不揮発
   性メモリに記憶されている前記少なくとも１つのプログ
   ラムの前記検証コードを復号するために前記公開鍵を用
   いるようにさせ、かつ（２）前記プログラムのセキュリ
   ティの検証、又は前記プログラムのセキュリティの検証
   不合格を表示させる複数の命令を含む前記読み出し専用
   メモリとを備えた安全計算システム。
2. 【請求項２】 安全計算の方法において、 秘密鍵によってプログラム用の検証トークンを暗号化す
   るステップと、 前記秘密鍵に対応する公開鍵を記憶するステップと、 安全計算システム用のデバッガ／エミュレータの各初期
   化により、前記プログラムが安全なプログラムか又は安
   全でないプログラムかを判断するステップと、 前記プログラムが安全なプログラムであれば、前記デバ
   ッガ／エミュレータにおける第１の動作モードを選択し
   て前記プログラムに対するアクセスを可能にさせ、一方
   前記安全計算システムの少なくとも１つのセキュリティ
   機能に対するアクセスを禁止するステップと、 前記プログラムが非安全プログラムであれば、前記デバ
   ッガ／エミュレータにおける第２の動作モードを選択し
   て前記安全計算システムの全ての機能に対するアクセス
   を可能にするステップとを備えた安全計算の方法。