JP2003523549A - アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される一連の有効オペレーションの安全性を確保する方法 - Google Patents

アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される一連の有効オペレーションの安全性を確保する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される同一形式の一連の有効オペレーションの安全性を確保する方法に関する。電流の統計的な解析による保護データに対する不正アクセスを防止するために、本発明による方法は、その一連の有効オペレーションに、同一形式の１つ又はいくつかのダミーオペレーションをランダムに導入するステップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される一連のオ
ペレーションの安全性を確保する方法に関する。 更に詳細には、本発明は、アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行
される同一形式の一連の有効オペレーションの安全性を、有効オペレーションの
実行に伴う物理現象を電子回路の外部から観察することを妨げる寄生情報を介在
させることにより、確保する方法に関する。 本発明において、アルゴリズムは、タスクを成し遂げるために必要な一連の作
用として理解されたい。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の適用分野は、主に暗号技術の分野である。暗号技術は、情報を隠す科
学と定義することもできる。暗号技術は、構成素子やオペレティングシステムの
物理的安全性と共に、ＩＣカードの安全性の本質的な要素を構成している。暗号
技術は、通信文の暗号化と解読のための技術である暗号作成解読技術を、秘密コ
ードを破る技術である暗号解析技術とを含む。
【０００３】 ＩＣカードでは、暗号技術は、情報の秘密性を確保するために、又は、ＩＣカ
ードもしくは利用者の認証又は更に通信文の署名のために、様々な機構を実現し
ている。 暗号技術を実現している全手段は、暗号システムを形成している。そのような
暗号システムは、秘密情報、特にデジタル通信文の暗号化と解読のための秘密情
報を含んでいる。
【０００４】 この秘密情報の中に、デジタル通信文の暗号化と解読のため使用される秘密協
定のパラメータである暗号化キーと解読キーとが記載されている場合も有る。 これら暗号化キーと解読キーを使用するには、それら暗号化キーと解読キーを
特徴付けるいくつかのデータ転送がしばしば必要である。暗号化キーと解読キー
が暗号システムで使用されるとき、デジタルキーとそのほかの秘密情報が、様々
なメモリ又は処理レジスタとモジュールとの間を転送される。レジスタ間、モジ
ュール間、又はレジスタとモジュールとの間の転送は、秘密情報の断片を運ぶ電
流又は磁界が出現することで、外に現れる。その秘密情報の断片が、例えば、暗
号化キーと解読キーに係る場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
暗号システムは、外部世界から見えてしまう問題を持っている。実際、回路の
異なる部分間の情報交換により生じる電気信号又は磁界を測定すれば、暗号化シ
ステム又は解読システムによるデータ保護に係る秘密情報の断片にアクセスでき
る場合もある。 例えば、その電気信号の１つは、回路の電源コンタクトが内部であるか外部で
あるかに係りなく、回路の電源コンタクトに見い出すことができる。
【０００６】 従って、デジタルキーは、電気的又は磁気的な信号の測定を蓄積し、その測定
を統計的に解析することにより、発見できる可能性がある。 一般的に言うならば、電子回路は、その電子回路が遂行するオペレーションに
関係して電気消費をする。従って、この電気消費を測定することによって、電子
回路内の「隠された情報」を見つけ出すことができる。この問題は、どのような
安全確保された構成要素、特に、ＩＣカードの構成要素でも生じる。
【０００７】 それ故、レジスタ間の秘密データの転送のような、同一又は類似の頻繁に行わ
れるオペレーションを含むアルゴリズムを電子回路が実行するとき、そして、そ
のオペレーションを一つずつ細かく観察することにより秘密情報を発見できる場
合、上述した電気信号の測定の統計的解析により、電子回路の安全性が阻害され
ることもある。
【０００８】 本発明の目的は、上述した問題の解決策を提案することである。
【０００９】 本発明の目的のために、本発明は、様々なレジスタ間のデータ転送での電気信
号を解析しても気づかれなくする、アルゴリズムを実行する過程で電子回路によ
り遂行される一連のオペレーションの安全性を確保する方法が提供せんとするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、アルゴリズムを実行する過程で
電子回路により遂行される同一形式の一連の有効オペレーションにダミーオペレ
ーションを挿入する。このダミーオペレーションは、有効オペレーションに非常
に似ている。各ダミーオペレーションは、アルゴリズムに実行ごとにランダムな
ラインに挿入される。かくして、比較可能な電流測定値を得ることが非常に困難
になる。
【００１１】 ダミーオペレーションは、命令の実行に伴う観察可能な物理的パラメータ（電
流消費、磁気放射など）が、有効オペレーションと同一又は見かけ上非常に類似
した特徴を有するオペレーションのように構成することもできる。これら物理的
パラメータは特に、回路の電流又は電圧の供給端子で検出できる。この方法では
、本ダミーオペレーションは、サンプルごとには検出不能であり、従って、どん
な統計的な解析も防ぐことができ、又は、少なくとも非常に困難にすることがで
きる。
【００１２】 従って、本発明は、各有効オペレーションがアルゴリズムの１ステップに対応
して、アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される同一形式の一連
の有効オペレーションの安全性を確保する方法であって、その一連の有効オペレ
ーションに、同一形式の１つ又はいくつかのダミーオペレーションをランダムに
導入するステップを有することを特徴とする方法に関する。
【００１３】 有効オペレーションと同一形式のダミーオペレーションは、有効オペレーショ
ンの検出を困難にするために有効オペレーションと同一又は十分に似て見える物
理的な特徴をダミーオペレーションが有するならば、当該アプリケーションに従
い様々な形をとることができる。限定的ではないが、例えば、ダミーオペレーシ
ョンは、計算の実際の実行でもよい。その場合、メモリに計算結果を記録しない
か、又は、当該オペレーションのためには動作しないメモリに計算結果を記録す
る。 かくして、偽計算又はオペレーションの偽部分集合が、ダミーオペレーション
により導入される。
【００１４】 本発明は、例えばＩＣカードのような、アルゴリズムを実行する電子装置であ
って、以下に述べる選択的な特徴を持つ、上記した方法を実施することを特徴と
する電子装置に関する。
【００１５】
【発明の実施の態様】
本発明の様々な特徴及び効果は、本発明による方法の好ましい実施の態様を示
す以下の説明からより明らかになる。しかし、実施の態様は、あくまで例示であ
り、本発明を何ら限定するものではない。
【００１６】 本発明による方法の好ましい実施の態様によれば、或る数のダミーオペレーシ
ョンが、アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される同一形式の有
効オペレーション間に挿入される。これらダミーオペレーションは、ランダムに
導入される。そして、ダミーオペレーションは、アルゴリズムに伴うどんな有効
オペレーションにも導入できる。 また、１つ又はいくつかのダミーオペレーションを、アルゴリズムに伴う最初
の有効オペレーションの前に、又は、アルゴリズムに伴う最後の有効オペレーシ
ョンの後に、置くこともできる。更に、いくつかの連続するダミーオペレーショ
ンを置くこともできる。
【００１７】 同一アルゴリズムの実行ごとに電流測定が異なるように、アルゴリズムの実行
ごとに新たなランダムなオペレーションが導入される。 しかしながら、好ましい実施の態様において、本発明による方法は、２つのオ
ペレーションが連続する有効オペレーションであるか連続するダミーオペレーシ
ョンであるか有効オペレーションとダミーオペレーションとであるかに関係なく
、２つのオペレーションの実行の間に一定した時間間隔を維持する追加ステップ
を有する。かくして、アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される
有効オペレーションに伴う電気信号の時間を調べても、ダミーオペレーションの
挿入がはっきりとはわからない。
【００１８】 最後に、一連の有効オペレーションに導入されるダミーオペレーションの数は
、アルゴリズムを新たに実行する毎、一定であることが、必須ではないが好まし
い。この場合、従って、アルゴリズムの全実行時間が、アルゴリズムの実行毎、
同一となる。従って、ダミーオペレーションが導入されていることが、最初の解
析ではわからないので、一連の有効オペレーションに対して更に優れた安全性を
与えることができる。
【００１９】 本発明によれば、アルゴリズムの或る部分のみにランダムなオペレーションを
分布させることも可能である。更に、本発明による方法は、オペレーションが順
序づけれているアルゴリズム、すなわち、変更できない順番に有効オペレーショ
ンが並べられたアルゴリズムにも、適用できる。 本発明の好ましい実施の態様における導入されるダミーオペレーションの数は
、遂行されるオペレーションの合計数に対して２％程度である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各有効オペレーションがアルゴリズムの１ステップに対応し
    て、アルゴリズムを実行する過程で電子回路により遂行される同一形式の一連の
    有効オペレーションの安全性を確保する方法であって、その一連の有効オペレー
    ションに、同一形式の１つ又はいくつかのダミーオペレーションをランダムに導
    入するステップを有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 連続する２つの有効オペレーション又は連続する２つのダミ
    ーオペレーション又は連続する有効オペレーションとダミーオペレーションとの
    ２つのオペレーションの実行の間に一定した時間間隔を維持する追加ステップを
    有することを特徴とする、請求項１に記載の同一形式の一連の有効オペレーショ
    ンの安全性を確保する方法。
  3. 【請求項３】 一連の有効オペレーションに導入されるダミーオペレーショ
    ンの数は、アルゴリズムを新たに実行する毎、一定であることを特徴とする、請
    求項１に記載の同一形式の一連の有効オペレーションの安全性を確保する方法。
  4. 【請求項４】 暗号作成解読技術の分野での請求項１から請求項３のいずれ
    か１項に記載の方法の使用。
  5. 【請求項５】 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の安全性を確保
    する方法を実施することを特徴とする、アルゴリズムを実行するための電子装置
    。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の安全性を確保
    する方法を実施することを特徴とする、アルゴリズムを実行するための電子装置
    を備えるＩＣカード。
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