JP2004259287A - Information processor, card member, and information processing system - Google Patents

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正博 神永
Takashi Endo
隆 遠藤
Masaru Oki
優 大木
Taku Tsukamoto
卓 塚元
Hiroshi Watase
弘 渡瀬
Chiaki Terauchi
千晶 寺内
Kunihiko Nakada
邦彦 中田
Nobutaka Nagasaki
信孝 長崎
Satoshi Taira
聡 平
Yuichiro Nariyoshi
雄一郎 成吉
Yasuko Fukuzawa
寧子 福澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a card member and a card system having high security. <P>SOLUTION: This information processor is allowed to consume, in response to a power consumption state in a signal line for transmitting a signal from the information processor, power separated from the power consumption state. Another embodiment has at least the information processor, and a signal line connected to the information processor and can encrypt a signal from the information processor between the information processor and the signal line; and the information processor can decrypt the signal encrypted and transmitted from the signal line. A still another embodiment has at least the information processor, an information storage device and a signal line connected to at least the information processor; storage of information at least into the information storage device is carried out by encrypting the information to be stored; and the information processor can decrypt the information stored in the information storage device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本願発明は、高いセキュリティを持つ情報処理装置および情報記憶装置に関するものである。更には、本願発明は、カード部材および情報処理システムに関するものである。当該カード部材としては、特にICカード(スマートカード)に代表される、1チップのCPU(Central Processing Unit)を情報処理装置として内蔵するものをあげることが出来る。   The present invention relates to an information processing device and an information storage device having high security. Further, the present invention relates to a card member and an information processing system. Examples of the card member include a card member having a one-chip CPU (Central Processing Unit) typified by an IC card (smart card) as an information processing device.

ICカードに代表される高いセキュリティを持ったマイクロコンピュータチップでは、勝手に書き換えられない情報の保持や秘密情報である暗号鍵を使って秘匿すべきデータの暗号化や暗号文の復号化を行うことがある。   A microcomputer chip with high security typified by an IC card holds information that cannot be rewritten without permission, and encrypts data to be concealed and decrypts ciphertext using an encryption key that is secret information. There is.

マイクロコンピュータの基本構成は、図1に示すように、中央演算装置8001、記憶装置8002、そして各部の情報のやりとりを行うための道である信号線8003を有している。中央処理装置8001は、論理演算や算術演算などを行う装置であり、記憶装置8002は、プログラムやデータを格納する装置である。記憶装置8002は、例えばROM(Read Only Memory)やRAM(Randum Access Memory)、EEPROM(Electrical Erasable Programmable ReadOnly Memory)、FRAM(Ferromagnetic Randum Access Memory)などを用いて構成される。ROMは、変更できないメモリであり、主にプログラムを格納するメモリである。RAMは自由に書き換えができるメモリであるが、電源の供給が中断されると、記憶している内容が消去される。従ってデバイスに電源の供給が中断されると、RAMの内容は、保持できなくなる。EEPROM、FRAMは、電源の供給が中断されてもその内容を保持することができるメモリである。   As shown in FIG. 1, the basic configuration of the microcomputer includes a central processing unit 8001, a storage device 8002, and a signal line 8003 which is a path for exchanging information of each unit. The central processing unit 8001 is a device that performs a logical operation or an arithmetic operation, and the storage device 8002 is a device that stores programs and data. The storage device 8002 includes, for example, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), and a FRAM (Ferromagnetic Anywhere). The ROM is a memory that cannot be changed, and is a memory that mainly stores programs. The RAM is a memory that can be freely rewritten, but when power supply is interrupted, stored contents are erased. Therefore, when the power supply to the device is interrupted, the contents of the RAM cannot be retained. EEPROMs and FRAMs are memories that can retain the contents even when power supply is interrupted.

例えば接触型ICカードに供されるコンピュータの本体の例を、図2に示す。図2にはこの半導体装置のチップ51の端子配置のみを示している。当該コンピュータの本体は、カードの中央の横に配置されたCOTと呼ばれるチップである。図2には端子配置の例が示されている。即ち、ICカードは、Vcc(供給電源)、GND(グランド)、RST(リセット)、 I/O(入出力)、およびCLK(クロック)の端子を持つ。前記チップはこれらの信号を外部から、即ち、例えば端末機から、供給されることによって稼動する。尚、前記端末機自体は基本的に通例のカード・システムのものを用いて十分である。この場合、消費電力はVccとGNDとの信号を観察することによって測定することができる。この消費電力の測定については、John Wiley & sons社、W. Rankl W. Effing著1997年「Smart Card Hanbook」の8.5.1.1 Passive protective mechanisms(263ページ)に記載されている(非特許文献1)。   For example, FIG. 2 shows an example of a computer main body provided for a contact type IC card. FIG. 2 shows only the terminal arrangement of the chip 51 of the semiconductor device. The main body of the computer is a chip called COT arranged at the center of the card. FIG. 2 shows an example of the terminal arrangement. That is, the IC card has terminals for Vcc (supply power), GND (ground), RST (reset), I / O (input / output), and CLK (clock). The chip operates by receiving these signals externally, ie, for example, from a terminal. It should be noted that it is sufficient to use a conventional card system for the terminal itself. In this case, the power consumption can be measured by observing the signals of Vcc and GND. The measurement of this power consumption is described in John Wiley & sons, W.C. Rankl W. This is described in Effing, "Smart Card Handbook", 1997, 8.5.1.1 Passive protective mechanisms (page 263) (Non-Patent Document 1).

John Wiley & sons社、W. Rankl W. Effing著1997年「Smart Card Hanbook」の8.5.1.1 Passive protective mechanisms(263ページ)John Wiley & sons, W.C. Rankl W. Effing, 1997, "Smart Card Handbook", 8.5.5.1 Passive protective mechanisms (page 263).

本願発明の課題は、高いセキュリティを持つ情報処理装置を提供せんとするものである。当該情報処理装置としてはコンピュータシステム、わけてもマイクロコンピュータシステムを代表例としてあげることが出来る。   An object of the present invention is to provide an information processing apparatus having high security. A typical example of the information processing apparatus is a computer system, especially a microcomputer system.

更には、本願発明は、高いセキュリティを持つ、ICカード(スマートカード)に代表されるカード部材、およびカード・システムを提供するものである。   Further, the present invention provides a card member represented by an IC card (smart card) and a card system having high security.

本願発明のより技術的な課題を示せば、それは、マイクロコンピュータチップでのデータ処理と消費電力との関連性を減少させることである。特にICカードは、重要な情報を格納したり、カードの中で暗号処理を行うために用いられている。それは、プログラムや重要な情報がICカード用チップの中に密閉されているためである。ICカードでの暗号の解読は、暗号に対するアルゴリズムの解読の困難さと同程度と考えられていた。しかし、ICカードが暗号処理を行っている際の消費電力を観測し、この消費電力の状態を解析することにより、暗号処理の内容や暗号鍵が推定される可能性が示唆されている。この消費電力を観測する方法は、暗号に対するアルゴリズムの直接的な解読する方法よりも容易であると目されている。   A more technical problem of the present invention is to reduce the relationship between data processing in a microcomputer chip and power consumption. In particular, an IC card is used for storing important information and performing an encryption process in the card. This is because programs and important information are sealed in the IC card chip. Decryption of a cipher with an IC card was considered to be as difficult as deciphering an algorithm for the cipher. However, it is suggested that the contents of the encryption processing and the encryption key may be estimated by observing the power consumption when the IC card performs the encryption processing and analyzing the state of the power consumption. This method of observing power consumption is expected to be easier than a method of directly decrypting an algorithm for encryption.

従って、消費電力とチップの処理との関連性が薄れれば、観測した消費電力の波形からICカードチップ内での処理や暗号鍵の推測が困難になる。本願発明の着眼点は、マイクロコンピュータの消費電力と処理されるデータとの関連を減少させることである。その手段の主なものは、消費電力の差を生み出す原因の一つである信号線(例えば、バスラインや、RAM内のビット線、ワード線等)の充放電を均一にするか、又は、元のデータと異なるものにすることによるものである。   Therefore, if the relationship between the power consumption and the processing of the chip becomes weak, it becomes difficult to estimate the processing in the IC card chip and the encryption key from the observed waveform of the power consumption. The point of the present invention is to reduce the relation between the power consumption of the microcomputer and the data to be processed. The main means is to make charging and discharging of signal lines (for example, bus lines, bit lines in RAM, word lines, etc.) one of the causes of the difference in power consumption uniform, or This is due to the fact that it differs from the original data.

以下にまず、本願発明の背景となる消費電力の観測による、処理信の解読の可能性について説明する。このことが理解されれば、本願発明の趣旨が容易に理解されよう。   First, the possibility of deciphering a processing signal based on observation of power consumption, which is the background of the present invention, will be described. If this is understood, the gist of the present invention will be easily understood.

上述の消費電力の測定の骨子は次の通りである。ICカード用チップの有するCMOS(Complemetary Metal−Oxide−Semiconductor) のゲート回路は、出力状態が1から0あるいは0から1に変わった時に電力を消費する。特に信号線は大きな配線容量を持つため、当該ゲート回路は、バスのデータ値が1から0あるいは0から1に変わると、その充放電のために大きな電力を消費する。そのため、こうした消費電力を観測すれば、ICカード用チップの中での情報処理の内容が解読される可能性がある。   The outline of the power consumption measurement described above is as follows. 2. Description of the Related Art A gate circuit of a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) included in an IC card chip consumes power when the output state changes from 1 to 0 or from 0 to 1. In particular, since the signal line has a large wiring capacitance, the gate circuit consumes a large amount of power for charging and discharging when the data value of the bus changes from 1 to 0 or from 0 to 1. Therefore, if such power consumption is observed, the contents of the information processing in the IC card chip may be decoded.

図3は、ICカード用チップの1サイクルでの消費電力の波形を示したものである。処理している諸データの値に依存して、消費電力の諸波形が1101や1102のように異なる。このような複数の消費電力に対する波形の差は、信号線を流れるデータや中央演算装置で処理しているデータ等に依存して生じる。   FIG. 3 shows a waveform of power consumption in one cycle of the IC card chip. Various waveforms of power consumption differ like 1101 and 1102 depending on the values of various data being processed. Such a difference in waveform with respect to a plurality of power consumptions occurs depending on data flowing through a signal line, data being processed by a central processing unit, and the like.

現在、ICカード用チップの信号線の制御方式には、大別して二つの種類がある。一つはスタティック信号線制御方式であり、もう一つがプリチャージ信号線制御方式である。   At present, there are roughly two types of control methods for signal lines of an IC card chip. One is a static signal line control method, and the other is a precharge signal line control method.

スタティック信号線制御方式は、バスに乗っているデータのクリアは行わないものである。一方、プリチャージ信号線制御方式は、一回の処理が終わる毎にデータをクリアするために、信号線のデータを全て1または0にしてから次のデータを乗せる制御方式である。尚、プリチャージを信号値の1か0のどちらにするかは、論理回路が順論理か、逆論理かで異なる。しかし、その動作の本質は変わらない。   In the static signal line control method, data on the bus is not cleared. On the other hand, the precharge signal line control method is a control method in which the data on the signal line is all set to 1 or 0 and then the next data is loaded in order to clear the data each time one process is completed. Whether the precharge is made to have a signal value of 1 or 0 depends on whether the logic circuit is forward logic or reverse logic. However, the essence of the operation does not change.

上述の基本動作の説明から明らかなように、この制御方式の違いにより、消費電力の波形が異なる。消費電力波形の違いから、どちらの制御方式を用いているかを判断する事ができる。   As is clear from the above description of the basic operation, the power consumption waveform is different due to the difference in the control method. From the difference in the power consumption waveform, it is possible to determine which control method is used.

信号線の制御方式がわかれば、暗号鍵は決まっているため、処理するデータを変更して、消費電力を観測することにより、暗号鍵のビット値の影響が観測できる可能性が生ずる。また、これらの消費電力の波形を分析することにより、暗号鍵を推定できる可能性が生ずる。   If the control method of the signal line is known, since the encryption key is determined, the influence of the bit value of the encryption key may be observed by changing the data to be processed and observing the power consumption. In addition, there is a possibility that the encryption key can be estimated by analyzing the waveform of the power consumption.

本願発明の基本となる考え方をまず説明し、次いで、本願に開示される主な発明の諸形態を列挙する。本願発明の基本となる考え方は大きくは次の4つの方法に大別される。   First, the basic concept of the present invention will be described, and then the main aspects of the invention disclosed in the present application will be listed. The basic idea of the present invention is roughly divided into the following four methods.

<1.信号線の電力の消費の均一化>
第1の方法は、例えば情報処理装置における、例えばメモリの駆動方式やデータ内容に基づく消費電力の差を減少させる方法である。具体的には、この方法は、マイクロコンピュータ内部の信号線での電力の消費の他にも、例えば簡単には、前記信号線での電力消費に対応して、これとは別に充放電装置にて電力の消費を行うことによって、伝達される各信号列毎の消費電力の差を減少させるものである。
<1. Equalizing power consumption of signal lines>
The first method is a method of reducing a difference in power consumption based on, for example, a driving method of a memory or data content in an information processing apparatus. Specifically, in addition to the power consumption on the signal line inside the microcomputer, for example, this method simply corresponds to the power consumption on the signal line and separately supplies the charging / discharging device with the signal line. By consuming power in this manner, the difference in power consumption between each transmitted signal sequence is reduced.

<2.信号線内のデータの暗号化>
第2の方法は、例えば情報処理装置において、信号線にのせるデータを暗号化し、当該信号線での電力消費を撹乱する方法である。即ち、この方法は、マイクロコンピュータ内部の信号線にデータを乗せる際に、データの暗号化を行い、データを受信する装置に入力する際にこのデータの復号化を行うものである。こうして、前記信号線での電力消費を撹乱することが出来る。
<2. Encryption of data in signal line>
The second method is a method in which, for example, in an information processing apparatus, data on a signal line is encrypted, and power consumption on the signal line is disturbed. That is, in this method, data is encrypted when data is put on a signal line inside the microcomputer, and the data is decrypted when the data is input to a device that receives data. Thus, power consumption in the signal line can be disturbed.

<3.記憶情報の暗号化>
第3の方法は、例えば情報処理装置において、暗号化したデータを記憶部に格納する方法である。即ち、この方法は、例えばマイクロコンピュータの記憶装置に暗号化したデータを格納し、このデータの演算等を行う際に復号化して利用することにより、信号線での電力消費を撹乱するものである。
<3. Encryption of stored information>
A third method is a method of storing encrypted data in a storage unit in, for example, an information processing device. That is, in this method, for example, encrypted data is stored in a storage device of a microcomputer, and the data is decrypted and used when performing an operation or the like of the data, thereby disturbing power consumption in a signal line. .

<4.データ転送順序の交換>
第4の方法は、例えば情報処理装置において、データ転送順序を変更する方法である。即ち、マイクロコンピュータの記憶装置に格納されているデータを信号線に載せて転送する際に、転送の順序を入れ替えることにより、信号線での電力消費を撹乱するものである。
<4. Exchange of data transfer order>
The fourth method is a method of changing the data transfer order in, for example, an information processing device. That is, when data stored in the storage device of the microcomputer is transferred on the signal line, the power consumption on the signal line is disturbed by changing the transfer order.

尚、必要に応じて、上記4つの発明の形態を組み合わせて、併用することが出来る。また、このような諸形態の併用によって、より有効に半導体装置の高セキュリティを確保することが出来る。この併用の諸例を例示すれば次のごとき方法である。   The above four embodiments can be combined and used as needed. In addition, high security of the semiconductor device can be more effectively ensured by using such various forms in combination. The following method is an example of this combination.

それらは、(1)信号線の電力の消費を均一化しつつ信号線内データの暗号化する方法、(2)信号線の電力の消費を均一化しつつ記憶情報の暗号化を図る方法、(3)電力の消費の均一化を図りつつデータ転送順序の交換する方法、(4)信号線内データの暗号化しつつ記憶情報の暗号化を図る方法、(5)信号線内データの暗号化しつつデータ転送順序の交換する方法、(6)記憶情報の暗号化を図りつつデータ転送順序の交換する方法である。   They are (1) a method of encrypting data in a signal line while equalizing power consumption of a signal line, (2) a method of encrypting storage information while equalizing power consumption of a signal line, and (3). ) A method of exchanging the data transfer order while making the power consumption uniform, (4) A method of encrypting the stored information while encrypting the data in the signal line, and (5) A data while encrypting the data in the signal line. (6) A method of exchanging the data transfer order while encrypting the stored information.

更に、2つ以上の方法を併用することも可能である。即ち、それらは(7)信号線内データの暗号化しつつ信号線の電力の消費の均一化を図り、且つ記憶情報の暗号化を図る方法、(8)信号線内データの暗号化しつつ信号線の電力の消費の均一化を図り、且つデータ転送順序の交換する方法、(9)信号線内データの暗号化しつつ記憶情報の暗号化を図り且つデータ転送順序の交換する方法、(10)記憶情報の暗号化を図りつつデータ転送順序の交換し且つ信号線の電力の消費の均一化する方法である。更には、それは(11)信号線の電力の消費の均一化、信号線内データの暗号化、記憶情報の暗号化、およびデータ転送順序の交換する方法である。   Further, two or more methods can be used in combination. That is, they are: (7) a method of making the power consumption of the signal line uniform while encrypting the data in the signal line and encrypting the stored information; and (8) a method of encrypting the data in the signal line while encrypting the data in the signal line. (9) A method of achieving equalization of power consumption and exchanging data transfer order, (9) A method of encrypting storage information and exchanging data transfer order while encrypting data in a signal line, and (10) Storage. This is a method for exchanging the data transfer order while at the same time encrypting the information and making the power consumption of the signal lines uniform. Further, it is a method of (11) equalizing power consumption of signal lines, encrypting data in signal lines, encrypting stored information, and exchanging a data transfer order.

以下、前記の4つの基本形態を柱として、それぞれの諸形態について詳細に説明する。   Hereinafter, various forms will be described in detail with the above four basic forms as pillars.

(1)信号線の電力の消費の均一化
本願の発明思想の第1は、前述の通り、例えば、メモリの駆動方式やデータ内容に基づく消費電力の差を減少させる方法である。
(1) Equalization of Power Consumption of Signal Lines As described above, the first aspect of the present invention is a method of reducing a difference in power consumption based on, for example, a memory driving method and data contents.

この方法は、先に例示したマイクロコンピュータ内部の信号線での電力の消費の他にも、前記信号線でのディジタル・データの転送に伴う電力消費に対応する電力の消費を行なわせる手段、例えば簡単には、電荷の充放電する手段、装置を設けるものである。この充放電装置によって、前記信号線でのディジタル・データの転送に伴う電力消費に対応する電力を消費させ、上記伝達信号列によらずその消費電力の差を減少させるものである。即ち、当該マイクロコンピュータにおける信号線で消費される電力と、充放電装置において消費される電力の和を同一にするのである。各記憶装置の信号線に対する両消費電力の和が常に同一であれば、仮にデバイスの消費電力のデータが取り出せても、内部情報を知る事は非常に困難となる。   In this method, in addition to the power consumption in the signal line inside the microcomputer exemplified above, means for causing power consumption corresponding to the power consumption accompanying the transfer of digital data on the signal line to be performed, for example, In brief, a means and a device for charging and discharging electric charges are provided. This charge / discharge device consumes power corresponding to the power consumption associated with the transfer of digital data on the signal line, and reduces the difference in power consumption regardless of the transmission signal sequence. That is, the sum of the power consumed by the signal line of the microcomputer and the power consumed by the charging / discharging device is made equal. If the sum of the two power consumptions for the signal lines of each storage device is always the same, it is very difficult to know the internal information even if the power consumption data of the device can be extracted.

尚、以下、電荷の充放電する手段、装置を単に充放電装置と称する。以下に説明するように、当該充放電装置として、例えばダミーデータ線を用いて構成することも出来る。   Hereinafter, the means and device for charging and discharging electric charges will be simply referred to as a charging and discharging device. As described below, the charge / discharge device may be configured using, for example, a dummy data line.

本願発明に係わる一例では、上述の考え方に基づき、マイクロコンピュータ内部の2つのデータ処理装置を接続している信号線を介してデータの転送を行う際、このデータのディジタル信号に応じて、ビットを反転して充放電装置に入力し、当該信号線で消費される電力と、当該充放電装置で消費される電力の両者を同一にする。制御信号発生装置が発生する信号に応じて、定常消費電流発生装置を作動させることにより、当該信号線に乗せるデータを、充放電装置での消費電力と当該信号線で消費される電力が常に一定になるように、マイクロコンピュータチップの消費電力と処理しているデータの関連を減少させる。   In one example according to the present invention, based on the above-described concept, when data is transferred via a signal line connecting two data processing devices inside a microcomputer, bits are transferred in accordance with a digital signal of the data. The power is inverted and input to the charging / discharging device, and the power consumed by the signal line and the power consumed by the charging / discharging device are made the same. By operating the steady current consumption generator in response to the signal generated by the control signal generator, the data to be carried on the signal line is changed so that the power consumed by the charge / discharge device and the power consumed by the signal line are always constant. The relationship between the power consumption of the microcomputer chip and the data being processed is reduced.

尚、前記2つのデータ処理装置は、具体的には、例えば、ROM、 PROM、EPROM、EEPROM、RAM、FRAM等を有して構成されている。   The two data processing devices are specifically configured to include, for example, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, and a FRAM.

以下、信号線の制御方式の相違への対応を含めて本形態を説明する。即ち、入力されるビットデータは、信号線の制御方式によって異なる。   Hereinafter, the present embodiment will be described including the correspondence to the difference in the control method of the signal line. That is, the input bit data differs depending on the control method of the signal line.

いわゆる、CMOS回路では、ビット反転、すなわち、データが0から1または、1から0に変化する時、特に電力が消費される。このように、信号線では、ビット反転が起きるときに消費電力が大きくなる。従って、本願発明では、当該記憶装置に設けた充放電装置によって、前記ビット反転の回数に応じて充放電装置でも同様の電力消費を行うようにする。こうして、信号線で消費される電力と、充放電装置で消費される電力の両者の和が一定になり、信号線を流れるデータとマイクロコンピュータチップの消費電力との関連性を緩和する事ができる。   In a so-called CMOS circuit, power is consumed particularly when bit inversion is performed, that is, when data changes from 0 to 1 or from 1 to 0. Thus, the power consumption of the signal line increases when bit inversion occurs. Therefore, according to the present invention, the charge / discharge device provided in the storage device causes the charge / discharge device to perform the same power consumption according to the number of times of the bit inversion. Thus, the sum of the power consumed by the signal line and the power consumed by the charging / discharging device becomes constant, and the relationship between the data flowing through the signal line and the power consumption of the microcomputer chip can be reduced. .

信号線におけるビット反転個数は、信号線の制御方式によってことなる。信号線の制御方式は、前述の通り、スタッティック信号線制御方式とプリチャージ信号線制御方式とがある。その各々について説明する。   The number of bit inversions in the signal line depends on the control method of the signal line. As described above, the signal line control method includes a static signal line control method and a precharge signal line control method. Each of them will be described.

まず、スタティック信号線制御方式の場合を考える。この場合、データはクリアされず、前のデータが信号線に残っている。実際の装置では、信号線は実質的に、コンデンサと同じ機能を持っている。従って、ここで前述の「残っている」というのは、物理的には、電荷が残っているという意味である。従って、前に信号線に乗っていたデータの値を記憶しておけば、次に乗るデータに応じて、消費電力がどのように変わるかがわかる。   First, consider the case of the static signal line control method. In this case, the data is not cleared, and the previous data remains on the signal line. In an actual device, the signal line has substantially the same function as a capacitor. Therefore, the “remaining” described above physically means that electric charges remain. Therefore, by storing the value of the data previously on the signal line, it is possible to know how the power consumption changes in accordance with the next data.

この消費電力と充放電装置で消費される電力を同一にするためには、信号線で電力消費が行われるときには充放電装置に入力するデータは変化させず、信号線で電力消費が行われないときには、充放電装置に入力するデータを変化させ、両者の消費電力の合計が、常に一定になるようにする。この場合、消費電力は、内部処理のうち信号線を介さないものの消費電力を除いて、単一の信号線において常にビット反転が起こっている状態と同一になり、内部処理データと無関係となるため、内部処理データと消費電力の関連性を減少させることができる。   In order to make the power consumption equal to the power consumed by the charge / discharge device, when power consumption is performed on the signal line, data input to the charge / discharge device is not changed, and power consumption is not performed on the signal line. In some cases, data input to the charging / discharging device is changed so that the total power consumption of both devices is always constant. In this case, the power consumption is the same as the state in which bit inversion always occurs on a single signal line except for the power consumption of the internal processing that does not pass through the signal line, and becomes irrelevant to the internal processing data. In addition, the relationship between the internal processing data and the power consumption can be reduced.

一方、プリチャージ信号線制御方式においては、データの転送毎にデータが毎回クリアされる。従って、信号線での消費電力は、信号線に直前に乗っていたデータによらず、次に乗るデータを二進法表示したときに現れる1の個数に比例する。尚、逆論理なら信号線での消費電力は0の個数に比例する。   On the other hand, in the precharge signal line control method, data is cleared every time data is transferred. Therefore, the power consumption of the signal line is proportional to the number of 1s that appear when the next data to be ridden is displayed in binary notation, regardless of the data that was immediately before the signal line. In the case of reverse logic, the power consumption in the signal line is proportional to the number of zeros.

従って、プリチャージ信号線制御方式の場合に、この消費電力と充放電装置で消費される電力を同一にするためには、データを信号線に乗せると同時に、このデータのビット反転値分を充放電装置に流す事である。こうして、信号線で消費される電力と、充放電装置で消費される電力の両者の消費電力の合計が、常に一定になるようにする。この場合も、マイクロコンピュータの消費電力は、内部処理のうち信号線を介さないものの消費電力を除いて、単一の信号線において常にビット反転が起こっている状態と同一になり、内部処理データと無関係となるため、内部処理データと消費電力の関連性を減少させることができる。   Therefore, in the case of the precharge signal line control method, in order to make the power consumption equal to the power consumed by the charging / discharging device, the data is loaded on the signal line and the bit inversion value of the data is charged at the same time. It is to flow to the discharge device. Thus, the sum of the power consumed by the signal line and the power consumed by the charge / discharge device is always kept constant. Also in this case, the power consumption of the microcomputer is the same as the state in which bit inversion always occurs on a single signal line, except for the power consumption of the internal processing that does not pass through the signal line. Since it becomes irrelevant, the relationship between internal processing data and power consumption can be reduced.

多くのマイクロコンピュータチップの内部では、スタティック信号線制御方式と、プリチャージ信号線制御方式とが混在している。従って、マイクロコンピュータチップ全体の消費電力変化と処理データとの関連性を減少させるには、前述の両方法を用いた情報処理装置を合わせて用いる必要がある。   In many microcomputer chips, a static signal line control method and a precharge signal line control method are mixed. Therefore, in order to reduce the relationship between the power consumption change of the entire microcomputer chip and the processing data, it is necessary to use an information processing apparatus using both of the above methods.

(2)信号線に乗せるデータの暗号化
次に、信号線に乗せるデータを暗号化する方法について説明する。この方法によれば、信号線での消費電力は、実際のデータに基づく消費電力とは別のものになっている。従って、仮に、半導体装置より消費電力のデータが取り出せても、半導体装置の内部情報を知る事は困難となる。
(2) Encryption of Data on Signal Line Next, a method of encrypting data on the signal line will be described. According to this method, the power consumption of the signal line is different from the power consumption based on actual data. Therefore, even if power consumption data can be extracted from the semiconductor device, it is difficult to know the internal information of the semiconductor device.

本発明の形態では、マイクロコンピュータ内部の2つのデータ処理装置(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、RAM、FRAM等を有して構成されている)を接続している信号線を介してデータの転送を行う際、データを転送する側は定められた暗号化方式によって暗号化を行う暗号化装置によって暗号化したデータを転送する。一方、データを受信する装置は、この暗号化されたデータを復号化する復号化装置によって当該暗号化データを復号して処理を行う。このような処理によれば、信号線は元のデータと異なるデータによる充放電を行うので、内部処理データと消費電力の関連性を減少させることができる。この方法による効果は、信号線の制御方式がスタティック方式であるかプリチャージ方式であるかにかかわらず期待することができる。   In the embodiment of the present invention, data transfer is performed via a signal line connecting two data processing devices (including a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, and an FRAM) inside a microcomputer. When performing the data transfer, the data transfer side transfers the data encrypted by the encryption device that performs encryption according to the determined encryption method. On the other hand, the device that receives the data decrypts the encrypted data with a decryption device that decrypts the encrypted data and performs processing. According to such a process, the signal line performs charging and discharging with data different from the original data, so that the relationship between the internal processing data and the power consumption can be reduced. The effect of this method can be expected regardless of whether the control method of the signal line is the static method or the precharge method.

(3)記憶情報の暗号化
第3は、記憶装置に記憶させるデータを暗号化して格納する方法である。この方法は、例えば、読み出し専用のメモリであるROMにデータを書き込む際に定められた暗号化方式によってデータを暗号化してから格納する。このデータをデータ処理装置等で利用する際には、この暗号化されたデータを定められた方式によって復号化する復号化装置によって復号してからデータ処理装置に入力する。この方法では、信号線に乗る転送データは、暗号化されたデータとなり、信号線は元のデータと異なるデータによる充放電を行うので、内部処理データと消費電力の関連性を減少させることができる。この方法による効果は、信号線の制御方式がスタティック方式であるかプリチャージ方式であるかにかかわらず期待することができる。
(3) Encryption of Storage Information A third method is to encrypt and store data to be stored in a storage device. In this method, for example, data is encrypted by a predetermined encryption method when writing data to a ROM that is a read-only memory, and then stored. When this data is used in a data processing device or the like, the encrypted data is decrypted by a decryption device that decrypts the encrypted data according to a predetermined method, and then input to the data processing device. In this method, the transfer data on the signal line becomes encrypted data, and the signal line performs charging and discharging with data different from the original data, so that the relationship between internal processing data and power consumption can be reduced. . The effect of this method can be expected regardless of whether the control method of the signal line is the static method or the precharge method.

(4)データ転送順序の交換
第4は、信号線に乗せるデータの転送順序を元とは異なるものにする方法である。この方法は、例えば、転送するデータが、毎クロックおきに、A、B、C、D、Eの順序で転送されるところを、E、A、B、D、Cの順序で転送する。このデータの転送順序は勿論一例である。この方法により、信号線の充放電のパターンは、本来の順序通りに行われない。従って、信号線は元のデータと異なるデータによる充放電を行うので、内部処理データと消費電力の関連性を減少させることができる。この方法の効果は、信号線の制御方式がスタティック方式であるかプリチャージ方式であるかにかかわらず期待することができる。
(4) Exchange of Data Transfer Order A fourth method is to change the transfer order of data to be put on a signal line from the original. According to this method, for example, data to be transferred is transferred in the order of A, B, C, D, and E at every clock, but is transferred in the order of E, A, B, D, and C. This data transfer order is, of course, an example. With this method, the charge / discharge pattern of the signal line is not performed in the original order. Therefore, the signal line performs charging and discharging with data different from the original data, so that the relationship between the internal processing data and the power consumption can be reduced. The effect of this method can be expected regardless of whether the control method of the signal line is the static method or the precharge method.

以下に本願発明の主な諸形態を列挙する。   The main modes of the present invention are listed below.

本願発明の第1の形態は、情報処理装置と、当該第1の情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置よりの信号を伝達する前記信号線での電力の消費状態に対応して、この電力消費状態とは別の電力の消費が可能とされていることを特徴とする情報処理装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus and a signal line connected to the first information processing apparatus, and a power consumption state of the signal line transmitting a signal from the information processing apparatus. The information processing apparatus is characterized in that power consumption different from the power consumption state is enabled in response to the power consumption.

第2の形態は、第1の情報処理装置と、第2の情報処理装置と、その両者を結ぶ信号線とを有し、前記第1もしくは第2の情報処理装置の少なくとも一方よりの信号を伝達する前記信号線での第1の電力の消費状態に対応して第2の電力の消費状態が定められ、且つ前記信号線での第1の電力の消費と前記第2の電力の消費とが互いに相反する期間に可能とされていることを特徴とする情報処理装置
である。
A second embodiment has a first information processing device, a second information processing device, and a signal line connecting the two, and transmits a signal from at least one of the first and second information processing devices. A second power consumption state is determined corresponding to a first power consumption state in the signal line to be transmitted, and a first power consumption and a second power consumption in the signal line are determined. Are enabled during periods of conflict with each other.

第3の形態は、情報処理装置と、当該情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置の信号を伝達する前記信号線での第1の電力の消費状態に対応して第2の電力の消費状態が定められ、且つ前記信号線での第1の電力の消費と前記第2の電力の消費との和が所望値となされるごとく構成されたことを特徴とする情報処理装置である。   A third mode has an information processing device and a signal line connected to the information processing device, and corresponds to a first power consumption state of the signal line transmitting a signal of the information processing device. Information characterized in that a second power consumption state is determined, and that the sum of the first power consumption and the second power consumption in the signal line is set to a desired value. Processing device.

第4の形態は、情報処理装置と、当該情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置の信号を伝達する前記信号線での第1の電力の消費状態に対応して第2の電力の消費状態が定められ、且つ前記信号線での第1の電力の消費がなされる期間では、前記第2の電力の消費がなされず、前記信号線での第1の電力の消費がなされない期間では第2の電力の消費が可能とされていることを特徴とする情報処理装置である。   A fourth mode has an information processing device and a signal line connected to the information processing device, and corresponds to a first power consumption state of the signal line transmitting a signal of the information processing device. During a period in which the second power consumption state is determined and the first power consumption is performed on the signal line, the second power is not consumed and the first power consumption on the signal line is not performed. The information processing apparatus is characterized in that the second power can be consumed during a period in which the power is not consumed.

第5の形態は、情報処理装置と、当該情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置のディジタル信号を伝達する前記信号線での信号値の反転に対応して電力の消費が可能とされていることを特徴とする情報処理装置である。   A fifth mode has an information processing device and a signal line connected to the information processing device, and the power of the signal is inverted in response to the inversion of the signal value on the signal line that transmits the digital signal of the information processing device. An information processing apparatus characterized in that it can be consumed.

第6の形態は、第1の情報処理装置と、第2の情報処理装置と、その両者を結ぶ信号線と、前記第1もしくは第2の情報処理装置の少なくとも一方よりのディジタル信号に基づく前記信号線での第1の電力の消費状態に対応して、前記信号線での転送信号の信号値の反転に対応して第2の電力の消費がなされる手段を有することを特徴とする情報処理装置である。   According to a sixth aspect, a first information processing device, a second information processing device, a signal line connecting the two, and a digital signal from at least one of the first or second information processing device. Means for consuming the second power in response to the inversion of the signal value of the transfer signal in the signal line in response to the first power consumption state in the signal line; Processing device.

第7の形態は、情報処理装置と、当該情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置と前記信号線との間において、前記情報処理装置よりの信号を暗号化が可能であり且つ前記信号線より暗号化されて転送される信号を復号化することが可能なことを特徴とする情報処理装置である。   A seventh embodiment includes an information processing device and a signal line connected to the information processing device, and a signal from the information processing device can be encrypted between the information processing device and the signal line. And an information processing apparatus capable of decoding a signal encrypted and transferred from the signal line.

第8の形態は、第1の情報処理装置と、第2の情報処理装置と、その両者を結ぶ信号線とを有し、前記第1の情報処理装置あるいは第2の情報処理装置の少なくとも1者と前記信号線との間において、前記第1の情報処理装置あるいは第2の情報処理装置よりの信号を暗号化し、且つ前記信号線より転送されてくる信号を復号化することが可能なことを特徴とする情報処理装置である。   An eighth aspect has a first information processing device, a second information processing device, and a signal line connecting the two, and at least one of the first information processing device and the second information processing device. Between the user and the signal line, it is possible to encrypt a signal from the first information processing device or the second information processing device, and to decode a signal transferred from the signal line. An information processing apparatus characterized by the following.

第9の形態は、第1の情報処理装置と、第2の情報処理装置と、その両者を結ぶ信号線とを有し、前記第1の情報処理装置よりの信号を暗号化し、当該暗号化された第1の情報処理装置よりの信号を復号化して第2の情報処理装置に入力し、且つ前記第2の情報処理装置の出力を暗号化し、当該暗号化された第2の情報処理装置よりの信号を復号化して第1の情報処理装置に入力することが可能なことを特徴とする情報処理装置である。   A ninth embodiment has a first information processing device, a second information processing device, and a signal line connecting the two, encrypts a signal from the first information processing device, and performs the encryption. Decrypts the input signal from the first information processing apparatus and inputs the decrypted signal to the second information processing apparatus, and encrypts the output of the second information processing apparatus. The information processing device is characterized in that the signal can be decoded and input to the first information processing device.

第10の形態は、情報処理装置と、情報記憶装置と、少なくとも前記情報処理装置につながれた信号線とを有し、少なくとも前記情報記憶装置への情報の格納は当該格納すべき情報を暗号化してなされ、且つ前記情報記憶装置に格納された情報の復号化が可能なことを特徴とする情報処理装置である。   A tenth aspect has an information processing device, an information storage device, and at least a signal line connected to the information processing device, and at least storing information in the information storage device encrypts the information to be stored. An information processing apparatus characterized by being capable of decoding information stored in the information storage device.

第11の形態は、情報処理装置と、情報記憶装置と、少なくとも前記情報処理装置につながれた信号線とを有し、少なくとも前記情報記憶装置への情報の格納は当該格納すべき情報を暗号化してなされ、且つ前記情報記憶装置に格納された情報を復号化して、前記信号線を介して前記情報処理装置に入力が可能なことを特徴とする情報処理装置である。   An eleventh aspect has an information processing device, an information storage device, and at least a signal line connected to the information processing device, and at least storing information in the information storage device encrypts the information to be stored. An information processing apparatus characterized in that the information stored in the information storage apparatus is decoded and input to the information processing apparatus via the signal line.

第12の形態は、情報処理装置と、当該情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置よりの出力される信号列が、その順序を異にして前記信号線を伝達され、且つ前記信号列の異にされた順序を復元が可能なことを特徴とする情報処理装置である。   A twelfth aspect has an information processing device and a signal line connected to the information processing device, and a signal sequence output from the information processing device is transmitted through the signal line in a different order. And an information processing apparatus capable of restoring the changed order of the signal sequence.

第13の形態は、情報処理装置と、当該第1の情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置よりの信号を伝達する前記信号線での電力の消費状態に対応して、この電力消費状態とは別の電力の消費が可能とされていることを特徴とするカード部材である。   A thirteenth mode has an information processing device and a signal line connected to the first information processing device, and corresponds to a power consumption state of the signal line transmitting a signal from the information processing device. The card member is characterized in that power consumption different from the power consumption state is enabled.

尚、本願は、それらの列挙は避けるが、ここに掲げた例以外に、前記の諸情報処理装置あるいは前記の諸情報記憶装置を有する諸カード部材を提供出来るものである。更には、本願は、後述する情報処理装置あるいは前記の諸情報記憶装置を有する諸カード部材を提供出来るものである。   The present application can provide various card members having the above-mentioned various information processing devices or the above-mentioned various information storage devices, in addition to the examples given here, while avoiding their listing. Furthermore, the present application can provide various card members having an information processing device or various information storage devices described below.

第14の形態は、端末機と、前記端末機に接続可能なカード部材とを少なくとも有し、前記カード部材は、情報処理装置と、当該第1の情報処理装置につながれた信号線とを有し、前記情報処理装置よりの信号を伝達する前記信号線での電力の消費状態に対応して、この電力消費状態とは別の電力の消費が可能とされていることを特徴とするカード・システムである。   A fourteenth aspect has at least a terminal and a card member connectable to the terminal, wherein the card member has an information processing device and a signal line connected to the first information processing device. And a card which is capable of consuming power different from the power consumption state in response to the power consumption state of the signal line transmitting a signal from the information processing device. System.

尚、本願は、その列挙は避けるが、ここの掲げた例以外に、前記情報処理装置あるいは前記情報記憶装置を有する諸カード・システムを提供出来るものである。更には、本願は、後述する情報処理装置あるいは前記の諸情報記憶装置を有する諸カード・システムを提供出来るものである。   In addition, this application can provide various card systems having the information processing device or the information storage device other than the examples listed here, although the list is avoided. Further, the present application can provide an information processing device to be described later or various card systems having the above-described various information storage devices.

加えて、本願発明の更なる諸形態を列挙する。これらによって、本願発明の諸形態をより具体的に理解されるであろう。   In addition, further embodiments of the present invention are listed. From these, various aspects of the present invention will be more specifically understood.

第15の形態は、二つのデータ処理装置A、Bとこれらを接続する信号線(制御信号によってバスラインのデータをクリアしない制御方式で制御される信号線:スタティック信号線)と、制御信号発生装置を有するマイクロコンピュータにおいて、該データ処理装置A、B間において該信号線を介して情報の転送を行う際、該信号線で消費される電力と、充放電装置で消費される電力の和が一定になるように、制御信号発生装置からの信号に応じて、データ処理装置Aから出力されたデータ(DATA)と、直前に該信号線に乗っているデータ(PBD)と、直前に充放電装置に入力されたデータ(CDD)に対して、以下の表1にしたがって、充放電装置への入力を行い、信号線には、データ処理装置Aから出力されたデータ(DATA)を入力する為に該データ処理装置Aに接続された電力発生装置Cを有することを特徴とする情報処理装置である。   In a fifteenth embodiment, two data processing devices A and B and a signal line connecting them (a signal line controlled by a control method that does not clear data on a bus line by a control signal: a static signal line), a control signal generation In a microcomputer having a device, when information is transferred between the data processing devices A and B via the signal line, the sum of the power consumed by the signal line and the power consumed by the charge / discharge device is In accordance with the signal from the control signal generator, the data (DATA) output from the data processing device A, the data (PBD) immediately on the signal line, and the charge / discharge immediately before The data (CDD) input to the device is input to the charging / discharging device according to the following Table 1, and the data (DATA) output from the data processing device A is provided on the signal line. An information processing apparatus characterized by having a power generating apparatus C connected to the data processing device A to enter.

Figure 2004259287
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尚、ここで、理解を容易とする為、本願明細書において、「電力発生装置」との用語を用いるが、これは、前述したように、信号線での電力の消費の他にも、前記信号線でのデータの転送に伴う電力消費に対応する電力の消費を行なわせる手段である。即ち、上記用語における「電力発生」とは信号線の電力の消費を均一化し、伝送する信号列によらず、基本的に同じ電力の消費を行うとの意味である。この装置が一般的に「電力を発生する」意でないことを注記して置く。   Here, in order to facilitate understanding, the term “power generation device” is used in the specification of the present application, but as described above, in addition to the power consumption in the signal line, This is a means for consuming power corresponding to power consumption associated with data transfer on the signal line. That is, "power generation" in the above term means that the power consumption of the signal line is made uniform and basically the same power is consumed regardless of the signal sequence to be transmitted. Note that this device does not generally "generate power".

第16の形態は、二つのデータ処理装置A、Bとこれらを接続する信号線(制御信号によってバスラインのデータをクリアしない制御方式で制御される信号線:スタティック信号線)と、制御信号発生装置を有するマイクロコンピュータにおいて、該データ処理装置A、B間において該信号線を介して情報の転送を行う際、該信号線で消費される電力と、充放電装置で消費される電力の和が一定になるように、制御信号発生装置からの信号に応じて、データ処理装置Aから出力されたデータ(DATA)と、直前に該信号線に乗っているデータ(PBD)と、直前に充放電装置に入力されたデータ(CDD)に対して、上記の表1にしたがって、充放電装置への入力を行い、信号線には、データ処理装置Aから出力されたデータ(DATA)を入力する為に該データ処理装置A、Bそれぞれに接続された電力発生装置C、D(CとDが同一である場合を含む)を有することを特徴とする情報処理装置である。   In a sixteenth mode, two data processing devices A and B and a signal line connecting them (a signal line controlled by a control method that does not clear data on a bus line by a control signal: a static signal line), a control signal generation In a microcomputer having a device, when information is transferred between the data processing devices A and B via the signal line, the sum of the power consumed by the signal line and the power consumed by the charge / discharge device is In accordance with the signal from the control signal generator, the data (DATA) output from the data processing device A, the data (PBD) immediately on the signal line, and the charge / discharge immediately before The data (CDD) input to the device is input to the charging / discharging device according to Table 1 above, and the data (DATA) output from the data processing device A is connected to the signal line. The data processing device A to enter, respectively connected power generator C B, which is an information processing apparatus characterized by having a D (C and D including the case is the same).

第17の形態は、第1のデータ処理装置と、第2のデータ処理装置と、この両者を接続する信号線と、プリチャージ信号の制御手段と、前記信号線で消費される第1の電力と、当該信号線での電力消費とは別の第2の電力を消費する手段とを少くなくとも有し、前記第1あるいは第2のデータ処理装置は前記第2の電力を消費する手段に接続され、且つ前記第2あるいは第1のデータ処理装置は前記プリチャージ信号の制御手段に接続され、前記第1と第2のデータ処理装置間において前記信号線を介して信号の転送を行う際、前記第1の電力消費と前記第2の電力消費の和が所定値となされるごとく構成されたことを特徴とする情報処理装置である。   According to a seventeenth mode, a first data processing device, a second data processing device, a signal line connecting them, a precharge signal control unit, and a first power consumed by the signal line are provided. And at least means for consuming a second power different from the power consumption of the signal line, wherein the first or second data processing device has a means for consuming the second power. And the second or first data processing device is connected to the control means for the precharge signal, and performs signal transfer between the first and second data processing devices via the signal line. , An information processing apparatus characterized in that the sum of the first power consumption and the second power consumption is set to a predetermined value.

第18の形態は、データ処理装置Aと、データ処理装置Bと、これらを接続する信号線と該信号線をプリチャージするためのプリチャージ信号線制御装置を有するマイクロコンピュータにおいて、該データ記憶装置は、該プリチャージ信号線制御装置に接続され、さらに相補的プリチャージバス制御装置にも接続され、該プリチャージバス制御装置は、該データ信号線に接続され、該相補的プリチャージバス制御装置は、充放電装置に接続され、該データ信号線での消費電力と、該充放電装置で消費される電力の和が一定になるように該データ信号線のプリチャージ直後にバスに流すデータをビット反転して該充放電装置に入力する該相補的プリチャージバス制御装置を有することを特徴とする情報処理装置である。   An eighteenth embodiment is directed to a microcomputer including a data processing device A, a data processing device B, a signal line connecting these devices, and a precharge signal line control device for precharging the signal line. Is connected to the precharge signal line controller, and is also connected to a complementary precharge bus controller, the precharge bus controller being connected to the data signal line, the complementary precharge bus controller Is connected to the charging / discharging device, and transmits data flowing to the bus immediately after precharging the data signal line so that the sum of power consumption in the data signal line and power consumed in the charging / discharging device becomes constant. An information processing device comprising the complementary precharge bus control device for inverting a bit and inputting the inverted signal to the charge / discharge device.

第19の形態は、二つのデータ処理装置A、Bと、これらを接続する信号線と該信号線をプリチャージするプリチャージ信号線制御装置とを有する情報処理装置において、信号線の途中に反転装置を有し、反転装置を挟んで、同一の配線容量を持つ正論理と負論理の信号線から構成される信号線を有することを特徴とする情報処理装置である。   A nineteenth embodiment is an information processing apparatus having two data processing devices A and B, a signal line connecting the data processing devices A and B, and a precharge signal line control device for precharging the signal line. An information processing apparatus, comprising: a signal line including positive logic and negative logic signal lines having the same wiring capacitance with an inverting device interposed therebetween.

第20の形態は、データ処理装置Aとデータ処理装置Bとこれらを結ぶ信号線とを有する情報処理装置において、信号線とデータ処理装置Bのデータを暗号化するための暗号化装置、復号化装置をデータ処理装置Aと信号線との間に有する事を特徴とする情報処理装置である。   According to a twentieth aspect, in an information processing apparatus including a data processing device A, a data processing device B, and a signal line connecting the data processing device A and the data processing device B, an encryption device for encrypting the data of the signal line and the data processing device B is provided. An information processing apparatus characterized in that the apparatus is provided between a data processing apparatus A and a signal line.

第21の形態は、データ処理装置Aとデータ処理装置Bとこれらを結ぶ信号線を有する情報処理装置において、信号線とデータ処理装置B内のデータを暗号化・復号化するための暗号化・復号化装置をデータ処理装置Aと信号線との間およびデータ処理装置Bと信号線の間に有する事を特徴とする情報処理装置である。   According to a twenty-first aspect, in an information processing apparatus having a data processing device A, a data processing device B, and a signal line connecting the data processing device A and the data processing device B, an encryption / decryption process for encrypting / decrypting the signal line and data in the data processing device B is performed. An information processing apparatus comprising a decoding device between a data processing device A and a signal line and between a data processing device B and a signal line.

以下は、わけても本願の情報記憶装置に関する主な発明の諸形態である。   The following are, in particular, various embodiments of the main invention relating to the information storage device of the present application.

第21の形態は、データ処理装置と情報記憶装置と、これらを結ぶ信号線を有する情報処理装置において、データ処理装置と信号線の間に暗号化装置を有し、信号線と情報記憶装置との間に複号化装置を有することを特徴とした、情報処理装置である。   According to a twenty-first aspect, in an information processing apparatus having a data processing device, an information storage device, and a signal line connecting the data processing device and the information storage device, an encryption device is provided between the data processing device and the signal line. An information processing device characterized by having a decryption device between them.

第22の形態は、複数の情報を格納可能で、格納された複数の情報の格納場所を番地によって区別し、記録・読み出しが可能な情報記憶装置において、情報を格納する際に情報を暗号化する暗号化装置と、情報を読み出す際の複号化装置とを有する事を特徴とする情報記憶装置である。   According to a twenty-second aspect, a plurality of pieces of information can be stored, storage locations of the plurality of pieces of stored information are distinguished by addresses, and information is encrypted when information is stored in a recordable / readable information storage device. An information storage device comprising: an encryption device that performs encryption and a decryption device that reads information.

第23の形態は、データ処理装置と、情報をあらかじめ暗号化して記憶している情報記憶装置と、情報記憶装置とデータ処理装置を結ぶ信号線と、暗号化された情報を複号化する複号化装置とを有することを特徴とした、情報処理装置である。   The twenty-third mode is a data processing device, an information storage device that stores information by encrypting information in advance, a signal line connecting the information storage device and the data processing device, and a decoding device that decrypts the encrypted information. An information processing device characterized by having an encoding device.

第24の形態は、記憶装置と、記憶装置を含むデータ処理装置と、それらを結ぶ信号線に接続され、記憶装置と記憶装置を含むデータ処理装置との間の情報転送を制御する情報転送制御装置装置において、転送元の情報が格納された番地を記憶するためのアドレスレジスタと、転送先の番地を記憶するためのアドレスレジスタと、転送する情報の数をカウントするための数値を格納するカウンタと、カウンタの値をデクリメントするための演算回路と、記憶装置間で転送するデータを一時的に保存するデータバッファと、アドレスレジスタの値を更新するための演算回路と、転送アドレスの転送順番をランダム化する回路を有することを特徴とする情報転送制御装置である。   A twenty-fourth aspect is an information transfer control which is connected to a storage device, a data processing device including the storage device, and a signal line connecting the storage device, and controls information transfer between the storage device and the data processing device including the storage device. In the device, an address register for storing an address where information of a transfer source is stored, an address register for storing an address of a transfer destination, and a counter for storing a numerical value for counting the number of information to be transferred An arithmetic circuit for decrementing the value of the counter, a data buffer for temporarily storing data to be transferred between the storage devices, an arithmetic circuit for updating the value of the address register, and a transfer order of the transfer address. An information transfer control device having a randomizing circuit.

以上、本願発明の関する主な発明の諸形態を説明したが、更に、本願発明においては、前記充放電装置として、データを配送する信号線と同等の配線容量を持つダミー信号線を有することものを用いることが出来る。更には、前記充放電装置として、データを配送する信号線と同等のプリチャージダミー信号線を有するものを用いることが出来る。   The main aspects of the present invention related to the present invention have been described above. Further, in the present invention, the charge / discharge device includes a dummy signal line having a wiring capacity equivalent to a signal line for delivering data. Can be used. Furthermore, a device having a precharge dummy signal line equivalent to a signal line for delivering data can be used as the charge / discharge device.

また、鍵情報を用いる形態は、起動時に暗号化に用いる鍵情報を自動的に設定する暗号化キー自動設定装置を用いることが出来る。あるいは、鍵情報を用いる形態は、暗号化に用いる鍵情報を定期的に自動再設定する暗号化キー自動再設定装置を用いることが出来る。   In the mode using key information, an automatic encryption key setting device that automatically sets key information used for encryption at the time of startup can be used. Alternatively, in a mode using key information, an automatic encryption key resetting apparatus that automatically resets key information used for encryption periodically can be used.

また、暗号化の鍵情報の一部として、記憶装置の番地情報を用いる暗号化・復号化装置を用いることが出来る。更には、暗号化複号化装置として、暗号化の鍵情報を設定・変更する手段を有する暗号化複号化装置としても良い。   Further, an encryption / decryption device that uses the address information of the storage device as a part of the encryption key information can be used. Further, the encryption / decryption device may be an encryption / decryption device having means for setting and changing encryption key information.

また、本願発明の情報処理装置は、暗号化に用いた鍵情報及び暗号化の方式などの複号化に必要な暗号情報を記憶する領域を有するデータ処理装置Bと、データ処理装置B内に記憶された暗号情報に基づいて複号化を行う複号化装置を用いて構成することが出来る。また、暗号化・複号化装置として、記憶装置を複数の領域に分割し、領域ごとに暗号化の有無を指定するための暗号化領域指定装置を有し、暗号化するか否かを記憶装置の領域に応じて指定可能な暗号化・複号化装置を用いて構成することが出来る。また、暗号化・複号化装置として、特定のデータパタンに対しては暗号化を行わない暗号化・複号化装置を用いて構成することが出来る。   Further, the information processing device of the present invention includes a data processing device B having an area for storing key information used for encryption and encryption information necessary for decryption such as an encryption method, and a data processing device B. It can be configured using a decryption device that performs decryption based on the stored encryption information. In addition, as an encryption / decryption device, the storage device is divided into a plurality of regions, and an encryption region designation device is provided for designating the presence or absence of encryption for each region. It can be configured using an encryption / decryption device that can be specified according to the area of the device. Also, the encryption / decryption device can be configured using an encryption / decryption device that does not perform encryption for a specific data pattern.

また、本願発明の情報処理装置は、起動時に暗号化に用いる鍵情報を自動的に設定する暗号化キー自動設定装置を用いて構成することが出来る。更には、暗号化に用いる鍵情報を定期的に自動再設定する暗号化キー自動再設定装置をを用いて構成することが出来る。   Further, the information processing apparatus according to the present invention can be configured using an automatic encryption key setting apparatus that automatically sets key information used for encryption at the time of startup. Furthermore, the present invention can be configured using an encryption key automatic resetting device that automatically resets key information used for encryption periodically.

また、本願発明の情報処理装置は、複数の情報を格納可能で、格納された複数の情報の格納場所を番地によって区別し、記録・読み出しが可能な情報記憶装置において、情報を格納する際に情報を暗号化する暗号化装置と、情報を読み出す際の複号化装置とを用いることが出来る。更には、暗号化・復号化装置の暗号化鍵を自動的に初期化する暗号化鍵自動設定装置を用いることが出来る。また、本願発明の情報処理装置は、暗号化を行う記憶領域を指定する暗号化領域指定レジスタと、暗号化領域指定レジスタの値と、番地情報を参照して、暗号化暗号化を行うか否かの判定を行い、特定の記憶領域の情報のみを暗号化することを可能とする暗号化領域判定装置を用いることが出来る。   Further, the information processing apparatus of the present invention can store a plurality of pieces of information, distinguishes storage locations of the plurality of pieces of stored information by addresses, and stores information in a recordable / readable information storage device. An encryption device for encrypting information and a decryption device for reading information can be used. Furthermore, an automatic encryption key setting device that automatically initializes the encryption key of the encryption / decryption device can be used. Further, the information processing apparatus of the present invention refers to an encryption area designation register for designating a storage area to be encrypted, a value of the encryption area designation register, and address information to determine whether or not to perform encryption. It is possible to use an encrypted area determination device that makes the determination as to whether or not only the information in the specific storage area can be encrypted.

本願発明は、高いセキュリティを持つ情報処理装置を提供することが出来る。本願発明は、高いセキュリティを持つ情報記憶装置を提供することが出来る。更には、本願発明は、高いセキュリティを持つカード部材、および情報処理システムを提供することが出来る。   The present invention can provide an information processing device having high security. The present invention can provide an information storage device having high security. Further, the present invention can provide a card member having high security and an information processing system.

図5は発明の第1の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。勿論、図5は情報処理装置の当該発明に係わる部分の主要部のみを例示している。当該情報処理装置の他の部分は通例の構成を用いて十分である。   FIG. 5 is a basic configuration diagram illustrating an outline of an information processing apparatus for describing the first embodiment of the present invention. Of course, FIG. 5 illustrates only the main part of the portion of the information processing apparatus according to the present invention. The other parts of the information processing apparatus suffice to use the usual configuration.

本実施の形態の例の情報処理装置は、データ処理装置A(ROM)0101(Read Only Memory:リード・オンリー・メモリ)とデータ処理装置B(CPU)0102(Central Processing Unit:中央処理装置)とが信号線(バスライン)0113にて接続されている。そして、情報処理装置A側に電力発生装置C 0114が設けられている。   The information processing device of the example of the present embodiment includes a data processing device A (ROM) 0101 (Read Only Memory), a data processing device B (CPU) 0102 (Central Processing Unit: central processing device), Are connected by a signal line (bus line) 0113. The power generation device C 0114 is provided on the information processing device A side.

この電力発生装置Cの例は、排他的論理和演算装置(EXOR)0103、0104、インバータ0105、PMOSゲート回路0107、NMOSゲート回路0108、抵抗器R0109、コンデンサC 0110、データの一時記憶用のラッチ回路(フリップフロップ)などを有して図のように構成されている。尚、リード・オンリー・メモリはデータ読み出し専用のメモリで、データの書き込みはできない。データの一時記憶用のラッチ回路は0111、0112を有して構成されている。   Examples of the power generation device C include exclusive OR operation devices (EXOR) 0103 and 0104, an inverter 0105, a PMOS gate circuit 0107, an NMOS gate circuit 0108, a resistor R0109, a capacitor C 0110, and a latch for temporarily storing data. It has a circuit (flip-flop) and the like and is configured as shown in the figure. Note that the read-only memory is a memory dedicated to reading data, and cannot write data. The latch circuit for temporarily storing data includes 0111 and 0112.

尚、ここでデータ処理装置(ROM)等の表示は、ROMを主として構成したデータ処理装置を意味している。他の情報処理装置(RAM)も同様である。   Here, the display of the data processing device (ROM) or the like means a data processing device mainly including a ROM. The same applies to other information processing devices (RAM).

また、この例において、抵抗器R 0109の抵抗値は、信号線の抵抗値に等しいものとし、コンデンサC0110の静電容量は、信号線の信号容量に等しいものとする。ここでは説明を簡単にするため、信号線のサイズは1ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。尚、信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   In this example, the resistance value of the resistor R 0109 is equal to the resistance value of the signal line, and the capacitance of the capacitor C0110 is equal to the signal capacitance of the signal line. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the size of the signal line is 1 bit and the CPU is an 8-bit processor. Note that the size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

まず、本願発明を用いない通例の半導体記憶装置では、信号線を介する消費電力の観測から、半導体装置の内部情報をいかに推定できるのかを説明する。この説明によって本願発明の有効性が十分に理解されるであろう。   First, how a conventional semiconductor memory device not using the present invention can estimate internal information of a semiconductor device from observation of power consumption via a signal line will be described. This description will fully understand the effectiveness of the present invention.

データ処理装置A(ROM) 0101内に記憶されているデータをデータ処理装置B(CPU)0102に転送する場合、これを信号線(バスライン)0113に乗せて転送しなければならない。   When data stored in the data processing device A (ROM) 0101 is transferred to the data processing device B (CPU) 0102, the data must be transferred on a signal line (bus line) 0113.

ここに、信号線(バスライン)0113のデータ転送に要する消費電力を観測する観測者がいた場合、当該観測者は、本願発明に係わる電力発生装置Cがなければ、次のような事実を観測することが出来る。即ち、データが、仮に「01000101001」という並びだったとすると、0から1、1から0にビット反転するときに発生する消費電力を観測することにより、「反転、反転、未反転、未反転、反転、反転、反転、反転、未反転、反転」という事がわかる。   Here, if there is an observer observing the power consumption required for data transfer of the signal line (bus line) 0113, the observer observes the following facts without the power generation device C according to the present invention. You can do it. That is, assuming that the data is arranged in the order of “01010001001”, by observing the power consumption that occurs when bits are inverted from 0 to 1 and from 1 to 0, “inversion, inversion, uninversion, uninversion, inversion, , Inversion, inversion, inversion, non-inversion, and inversion. "

この消費電力の観測結果に基づく「反転と未反転」のデータ列は、当該データ列の直前のデータビットの値によって次の2つの状態であることが判明する。即ち、前記データの直前のデータビットの値が不明である場合、次の2つの状態である。
(1)直前のデータが0と仮定した場合、当該データ列は01000101001であることになる。
(2)直前のデータが1と仮定した場合、当該データ列は10111010110であることになる。
The “inverted and non-inverted” data sequence based on the power consumption observation result is determined to be in the following two states based on the value of the data bit immediately before the data sequence. That is, when the value of the data bit immediately before the data is unknown, there are the following two states.
(1) Assuming that the immediately preceding data is 0, the data string is 01000101001.
(2) Assuming that the immediately preceding data is 1, the data string is 10111010110.

このように、消費電力の観測による分析は、本来は2の12乗、即ち4096通りあるデータ列が、僅か上記の2通りにまで減少する。従って、極めて多く存在する情報の可能性がわずか2つの可能性まで推測され、従って、存在するのが僅か2つの可能性であれば、その可能性より内部情報を十分把握することが可能となる。   As described above, in the analysis based on the observation of the power consumption, a data string originally having 2 to the 12th power, that is, 4096 kinds of data strings is reduced to only the above two kinds. Therefore, the possibility of the information which exists very much is estimated up to only two possibilities. Therefore, if there are only two possibilities, the internal information can be sufficiently grasped from the possibility. .

本願発明はこうした消費電力の分析を阻止するひとつの方策を提供するものである。   The present invention provides one measure for preventing such power consumption analysis.

尚、ここで、本願発明の情報処理装置の動作の説明をするに先立って、本願発明に係わる電力発生装置の例について説明する。勿論、例示する電力発生装置以外にも具体的構成を考えることは可能である。以下に事例についても同様である。   Here, prior to describing the operation of the information processing apparatus of the present invention, an example of a power generating apparatus according to the present invention will be described. Of course, a specific configuration other than the illustrated power generation device can be considered. The same applies to the following cases.

図5で点線で囲った部分0115は、本電力発生装置の論理演算を行う回路領域を示す。符号0203と0204は排他的論理和を行う回路である。符号0205は反転回路で、「0」の入力に対しては「1」を出力する回路である。   A portion 0115 surrounded by a dotted line in FIG. 5 indicates a circuit region where a logical operation of the power generation device is performed. Reference numerals 0203 and 0204 are circuits for performing an exclusive OR operation. Reference numeral 0205 denotes an inverting circuit which outputs “1” in response to an input of “0”.

この回路の論理式表示は、次のようになる。   The logical expression of this circuit is as follows.

R=not(CDD exor (PBD exor DATA))
この論理式の出力は前述の表1の如くになる。このことは、排他的論理和(exor)が表2となることから、容易に理解出来る。
R = not (CDD exor (PBD exor DATA))
The output of this logical expression is as shown in Table 1 above. This can be easily understood from the exclusive OR (exor) shown in Table 2.

尚、ここで、CDDは考察するデータ信号の直前に、充放電装置に入力されたデータ、PBDは考察するデータ信号の直前に、当該信号線に乗っているデータ、更にDATAはデータ処理装置Aから出力されたデータである。   Here, CDD is the data input to the charging / discharging device immediately before the data signal to be considered, PBD is the data on the signal line immediately before the data signal to be considered, and DATA is the data processing device A. This is the data output from.

Figure 2004259287
Figure 2004259287

又、PBDあるいはCDDのデータの一時記憶方法として、図6に例示するフリップフロップをあげることが出来る。ここで、NAND(902、903、904、905)は、表3に従って出力する演算装置である。NOT(901)はビットを反転する装置で、図4におけるビット反転回路と同じものである。 As a method for temporarily storing PBD or CDD data, a flip-flop illustrated in FIG. 6 can be given. Here, the NANDs (902, 903, 904, 905) are arithmetic units that output according to Table 3. NOT (901) is a device for inverting bits, and is the same as the bit inversion circuit in FIG.

Figure 2004259287
Figure 2004259287

図6にデータの一時記憶用のフリップフロップ回路は、制御信号が1の時、PBDはバスのデータを出力し、制御信号が0のとき、PBDはそれ以前の値を保つ。本フリップフロップ回路のより具体的な使用形態は後述される。   In the flip-flop circuit for temporarily storing data shown in FIG. 6, when the control signal is 1, the PBD outputs the data on the bus, and when the control signal is 0, the PBD keeps its previous value. A more specific usage form of the flip-flop circuit will be described later.

実際、制御信号をCS(Control Signal)、バスラインのデータをBUSと表示するならば、このフリップフロップ回路の動作は、次の4つの論理式で表すことが出来る。
x=BUS nand CS
y=(not BUS) nand CS
PBD=x nand PBD
z=y nand PBD
今、制御信号CSが1であるとすると、nandはビットを反転するから、上述の論理式は次の通りとなる。
x=not BUS
y=BUS
z=y nand PBD
PBD=x nand z
従って、BUSが1であれば、0 nand z=1より、PBD=1となる。BUSが0であれば、z=0 nand PBD=1、PBD=(notBUS) nand 1=BUS=0となる。こうして、PBDはBUSと一致する。
Actually, if the control signal is indicated as CS (Control Signal) and the data of the bus line is indicated as BUS, the operation of this flip-flop circuit can be expressed by the following four logical expressions.
x = BUS nand CS
y = (not BUS) and CS
PBD = x nd PBD
z = y nd PBD
Now, assuming that the control signal CS is 1, since nand inverts the bit, the above logical expression is as follows.
x = not BUS
y = BUS
z = y nd PBD
PBD = x and z
Therefore, if BUS is 1, PBD = 1 since 0 nd z = 1. If BUS is 0, z = 0 nd PBD = 1, PBD = (notBUS) nd 1 = BUS = 0. Thus, PBD coincides with BUS.

一方、制御信号が0の時は、xもyも1であるから、PBDは前の値を保持する。   On the other hand, when the control signal is 0, since both x and y are 1, the PBD holds the previous value.

<本願発明の第1の実施の形態での動作>
次に本例の情報処理装置における、データ転送の処理を、図1を参酌して、具体的に説明する。
<Operation in First Embodiment of the Present Invention>
Next, a data transfer process in the information processing apparatus of the present example will be specifically described with reference to FIG.

ROM0101からプログラムの一部である命令[EXOR R2、R4]が信号線0113を通してCPUに転送される場合を考える。これが、16進数で、[CA 24]という機械語に対応するものとする。このデータは信号線に流される際、11001010001000100というビットパターンとなる。   Consider a case where an instruction [EXOR R2, R4], which is a part of a program, is transferred from the ROM 0101 to the CPU through the signal line 0113. This is a hexadecimal number corresponding to the machine language [CA 24]. When this data is sent to the signal line, it becomes a bit pattern of 11001010001000100.

先ず、次の初期条件を仮定して考察する。第1にこのデータの直前に信号線に乗ったデータが0であると仮定する。また、第2に定常消費電力発生装置Cのコンデンサは、充電状態にあるとする。即ち、この状態はデータ1が乗っている状態に対応する。更に、第3にCPUからデータがバスに乗ったということを知らせる制御信号が、ラッチ0111、0112に入力されるものとする。   First, consider the following initial conditions. First, it is assumed that the data on the signal line immediately before this data is 0. Second, it is assumed that the capacitor of the steady-state power generation device C is in a charged state. That is, this state corresponds to the state where data 1 is on. Thirdly, it is assumed that a control signal for notifying that data has got on the bus from the CPU is input to the latches 0111 and 0112.

[(1)信号列の最初の「1」の転送=データ「0」より「1」の変換動作]
まず、最初の1が乗る際に、信号線0113は充電され、当該信号線0113に1が乗っている状態となる。このとき、同じデータが定常消費電力発生装置C0114に入力される。このとき、電力発生装置C0114がどのように動作するかを詳細に説明する。
[(1) Transfer of the first "1" in the signal sequence = conversion operation of "1" from data "0"]
First, when the first 1 gets on, the signal line 0113 is charged, and the 1 is on the signal line 0113. At this time, the same data is input to the steady power consumption generator C0114. At this time, how the power generation device C0114 operates will be described in detail.

CPUからのデータ1は排他的論理和演算装置0103に入力される。同時に、CPUからデータの出力信号を受けて、ラッチ回路0112は、保持していた信号線0113に直前に乗っていた値0を排他的論理演算装置0103に入力する。このとき、排他的論理演算装置0103は、以下の前述の表2にしたがって演算を行うので、0と1の排他的論理和は1となる。この値が、排他的論理和演算装置0104に入力される。   Data 1 from the CPU is input to the exclusive OR operation unit 0103. At the same time, upon receiving a data output signal from the CPU, the latch circuit 0112 inputs the value 0 immediately before the held signal line 0113 to the exclusive logical operation device 0103. At this time, since the exclusive logical operation device 0103 performs the operation according to Table 2 below, the exclusive OR of 0 and 1 becomes 1. This value is input to the exclusive OR operation device 0104.

CPUからのデータの出力信号を受けて、ラッチ回路0111は、保持しているコンデンサ0110のデータ(電荷)1を排他的論理和演算装置0104に入力するので、排他的論理和演算装置0104は、表2にしたがって、0を出力する。この値は、インバータ0105に入力され、前述の表3にしたがって値1を出力する。   Upon receiving the data output signal from the CPU, the latch circuit 0111 inputs the held data (charge) 1 of the capacitor 0110 to the exclusive OR operation device 0104. 0 is output according to Table 2. This value is input to the inverter 0105, and outputs the value 1 according to Table 3 described above.

この1という値が、PMOSゲート0107に入力される。PMOSは、ゲート電圧がLOWのときのみ通電するので、この場合は通電しない。一方、インバータ0105から出力された値1は、NMOSゲート0108に入力されている。これにより、ゲート0108が通電し、コンデンサ0111が放電を行う。これによって信号線0113とコンデンサ0111における電力消費量の和は信号線を1本充電したときと同じになる。   This value of 1 is input to the PMOS gate 0107. The PMOS is energized only when the gate voltage is LOW, and is not energized in this case. On the other hand, the value 1 output from the inverter 0105 is input to the NMOS gate 0108. As a result, the gate 0108 conducts, and the capacitor 0111 discharges. As a result, the sum of the power consumption in the signal line 0113 and the capacitor 0111 becomes the same as when one signal line is charged.

[(2)データが「1」より「1」への変換動作]
次のデータは、1で、直前の信号線0113のデータも1である。コンデンサは充電状態である。このときの定常消費電力発生装置の動作は以下のようになる。
[(2) Conversion operation of data from “1” to “1”]
The next data is 1, and the data of the immediately preceding signal line 0113 is also 1. The capacitor is charged. The operation of the steady power consumption generator at this time is as follows.

まず、情報処理装置B(CPU)0102からのデータ1が乗る際は、信号線0113は既に充電状態にあり、信号線0113は充電されない。このとき、同じデータが定常消費電力発生装置C0114に入力される。情報処理装置B(CPU)0102からのデータ1は排他的論理和演算装置0104に入力される。
同時に、情報処理装置B(CPU)0102からデータの出力信号を受けて、ラッチ回路0112は、保持していた信号線0113に直前に乗っていた値1を排他的論理演算装置0103に入力する。このとき、排他的論理演算装置0103は、表2にしたがって演算を行うので、1と1の排他的論理和は、0となる。この値が、排他的論理和演算装置0104に入力される。
First, when the data 1 from the information processing device B (CPU) 0102 rides, the signal line 0113 is already in a charged state, and the signal line 0113 is not charged. At this time, the same data is input to the steady power consumption generator C0114. Data 1 from the information processing device B (CPU) 0102 is input to the exclusive OR operation device 0104.
At the same time, upon receiving a data output signal from the information processing device B (CPU) 0102, the latch circuit 0112 inputs the value 1 immediately before the held signal line 0113 to the exclusive logical operation device 0103. At this time, since the exclusive logical operation device 0103 performs the operation according to Table 2, the exclusive OR of 1 and 1 is 0. This value is input to the exclusive OR operation device 0104.

情報処理装置B(CPU)0102からのデータの出力信号を受けて、ラッチ回路0111は、保持しているコンデンサ0110のデータ(電荷)1を排他的論理和演算装置0104に入力するので、排他的論理和演算装置0104は、表2にしたがって、1を出力する。この値は、インバータ0105に入力され、表3にしたがって値0を出力する。   In response to the data output signal from the information processing device B (CPU) 0102, the latch circuit 0111 inputs the held data (charge) 1 of the capacitor 0110 to the exclusive OR operation device 0104. The logical sum operation unit 0104 outputs 1 according to Table 2. This value is input to the inverter 0105 and outputs a value 0 according to Table 3.

この0という値が、PMOSゲート0107に入力される。このPMOSは、ゲート電圧がLowのときのみ通電する。従って、この場合は通電状態になり、Vddが供給され、コンデンサ0110が充電される。一方、インバータ0105から出力された値0は、NMOSゲート0108に入力されている。これにより、このNMOSゲート0108が通電しない。ここでコンデンサ0110は1ビット分の電力を消費し、これによって信号線0113とコンデンサ0110における電力消費量の和は信号線を1本充電したときと同じになる。   This value of 0 is input to the PMOS gate 0107. This PMOS is energized only when the gate voltage is Low. Therefore, in this case, the power is turned on, Vdd is supplied, and the capacitor 0110 is charged. On the other hand, the value 0 output from the inverter 0105 is input to the NMOS gate 0108. As a result, the NMOS gate 0108 does not conduct. Here, the capacitor 0110 consumes one bit of power, so that the sum of power consumption in the signal line 0113 and the capacitor 0110 becomes the same as when one signal line is charged.

[(3)データが「1」より「0」への変換動作]
次のデータは、0である。信号線0113のデータは1であり、コンデンサ0110は放電した状態にある。このときの電力発生装置0114の動作は次のようになる。
[(3) Conversion operation of data from “1” to “0”]
The next data is 0. The data of the signal line 0113 is 1, and the capacitor 0110 is in a discharged state. The operation of the power generation device 0114 at this time is as follows.

まず、情報処理装置B(CPU)0102からのデータ0が乗る際は、信号線0113は充電状態にあるので、信号線0113では放電が行われる。信号線0113上の電荷は放電によって1ビット分の電力を消費する。このとき、同じデータ0が定常消費電力発生装置C0114に入力される。情報処理装置B(CPU)0102からのデータ0は排他的論理和演算装置0103に入力される。同時に、情報処理装置B(CPU)0102からデータの出力信号を受けて、ラッチ回路0112は、保持していた信号線0113に直前に乗っていた値1を排他的論理演算装置0103に入力する。このとき、排他的論理演算装置0103は、表2にしたがって演算を行うので、0と1の排他的論理和は、1となる。この値が、排他的論理和演算装置0104に入力される。   First, when the data 0 from the information processing apparatus B (CPU) 0102 rides, the signal line 0113 is in a charged state, and thus the signal line 0113 is discharged. The electric charge on the signal line 0113 consumes 1-bit power by discharging. At this time, the same data 0 is input to the steady power consumption generator C0114. Data 0 from the information processing device B (CPU) 0102 is input to the exclusive OR operation device 0103. At the same time, upon receiving a data output signal from the information processing device B (CPU) 0102, the latch circuit 0112 inputs the value 1 immediately before the held signal line 0113 to the exclusive logical operation device 0103. At this time, since the exclusive logical operation device 0103 performs the operation according to Table 2, the exclusive OR of 0 and 1 becomes 1. This value is input to the exclusive OR operation device 0104.

情報処理装置B(CPU)0102からのデータの出力信号を受けて、ラッチ回路0111は、保持しているコンデンサ0110のデータ(電荷)0を排他的論理和演算装置0104に入力するので、排他的論理和演算装置0104は、表2にしたがって、1を出力する。この値は、インバータ0105に入力され、表3にしたがって値0を出力する。   Upon receiving a data output signal from the information processing device B (CPU) 0102, the latch circuit 0111 inputs the data (charge) 0 of the capacitor 0110 held therein to the exclusive OR operation device 0104, so that the exclusive operation is performed. The logical sum operation unit 0104 outputs 1 according to Table 2. This value is input to the inverter 0105 and outputs a value 0 according to Table 3.

この0という値が、PMOSゲート0107に入力される。このPMOSは、ゲート電圧がLowのときのみ通電する。従って、この場合は通電状態になり、Vddが供給され、コンデンサ0110の充電が行われる。一方、インバータ0105から出力された値0は、NMOSゲート0108に入力されている。これにより、このNMOSゲート0108が通電しない。これによって信号線0113とコンデンサ0110における電力消費量の和は信号線を1本充電したときと同じになる。   This value of 0 is input to the PMOS gate 0107. This PMOS is energized only when the gate voltage is Low. Accordingly, in this case, the power is turned on, Vdd is supplied, and the capacitor 0110 is charged. On the other hand, the value 0 output from the inverter 0105 is input to the NMOS gate 0108. As a result, the NMOS gate 0108 does not conduct. As a result, the sum of the power consumption in the signal line 0113 and the capacitor 0110 becomes the same as when one signal line is charged.

以下、全く同様の流れで、表1の全ての場合を導くことができる。図7の(b)は、先の命令コード「1100101000100100」に対するデータの流れとコンデンサの状態を示している。   Hereinafter, all the cases shown in Table 1 can be derived in exactly the same flow. FIG. 7B shows the flow of data and the state of the capacitor with respect to the instruction code “1100101000100100”.

このようにして、全てのパターンについて、信号線0113とコンデンサ0110の消費電力の和は、信号線0113の1ビット充放電において消費される電力と同じである。従って、デバイスの消費電力を調べることによって信号線0113に乗ったデータを推測することが困難となる。   In this way, for all patterns, the sum of the power consumption of the signal line 0113 and the capacitor 0110 is the same as the power consumed in 1-bit charging / discharging of the signal line 0113. Therefore, it is difficult to estimate data on the signal line 0113 by checking the power consumption of the device.

こうして製造された情報処理装置を内蔵する半導体集積回路装置を、カード部材に適用して、高セキュリティのカード部材を提供することが出来る。カード部材における半導体集積回路装置のの配置は、図2に示したものと基本的に同様である。カード部材としては接触型と非接触型があるが、本願発明はいずれの方式にも当然適用することが出来る。   By applying the semiconductor integrated circuit device incorporating the information processing device manufactured as described above to a card member, a high-security card member can be provided. The arrangement of the semiconductor integrated circuit device on the card member is basically the same as that shown in FIG. Although there are a contact type and a non-contact type as a card member, the present invention can be naturally applied to any type.

そして、前記チップはこれらの信号を外部から、即ち、例えば端末機から、供給されることによって稼動する。   The chip operates by receiving these signals from the outside, that is, for example, from a terminal.

尚、前記端末機自体は基本的に通例のカード・システムのものを用いて十分である。以下、簡単にカード・システムの動作を例示する。図3はこのカード・システムの概念を例示する。   It should be noted that it is sufficient to use a conventional card system for the terminal itself. The operation of the card system will be briefly described below. FIG. 3 illustrates the concept of this card system.

ICカード52の中にはチップ51があって、リーダライタ53とデータのやりとりを行う例を示している。リーダライタのなかには、コントロールプロセッサ54およびデータベースとなる磁気ディスク55などが存在する。まず、リーダライタ53からICカード52に対して、IDの問い合わせが行われる。まず、リーダライタ53からICカード52に対して、ID(IDENTIFICATION)、例えば、当該カードの管理責任者を特定する為の氏名コードまたは認識コードの問い合わせが行われる。図3にはこの状態を(1)として示した。この氏名コードまたは認識コードはICチップの中にある所定のエリアに格納されている。 ICカードは氏名コードをリーダライタに返答する。図3にはこの状態を(2)として示した。リーダライタはデータベース53にある氏名コードを検索して、データベース上の鍵コードを獲得する。   An example is shown in which an IC card 52 has a chip 51 and exchanges data with a reader / writer 53. The reader / writer includes a control processor 54 and a magnetic disk 55 serving as a database. First, the reader / writer 53 inquires the IC card 52 about the ID. First, an inquiry is made from the reader / writer 53 to the IC card 52 for an ID (IDENTIFICATION), for example, a name code or an identification code for specifying a person in charge of the card. FIG. 3 shows this state as (1). This name code or recognition code is stored in a predetermined area in the IC chip. The IC card replies the name code to the reader / writer. FIG. 3 shows this state as (2). The reader / writer retrieves the name code in the database 53 and acquires the key code on the database.

リーダライタは乱数をICカードに送る。この乱数は、例えばリーダライタ内のMPUで回路的に発生される。LAN等でサーバ側から乱数を供給することも出来る。ICカードは、乱数を受け取った時点で、コマンドによってリーダライタから指示を受け、乱数を鍵コード発生部に従って発生した鍵コードによって暗号化した乱数を作成する。   The reader / writer sends a random number to the IC card. This random number is generated in a circuit by, for example, an MPU in a reader / writer. A random number can be supplied from the server side via a LAN or the like. Upon receiving the random number, the IC card receives an instruction from the reader / writer by a command, and creates a random number encrypted by the key code generated by the key code generation unit.

一方、リーダライタはICカードと同様にデータベースから得た鍵コードを使用して、ICカードへ送ったのと同じ乱数を暗号化する。これによって得られた暗号化された乱数の結果と先のICカードからの暗号化された乱数を照合して、一致がとれれば、ICカードとリーダライタの相互認識が完了して、ICカードの正当性が認められる。   On the other hand, the reader / writer encrypts the same random number sent to the IC card using the key code obtained from the database in the same manner as the IC card. The result of the encrypted random number thus obtained is compared with the encrypted random number from the preceding IC card, and if a match is obtained, mutual recognition between the IC card and the reader / writer is completed, and the IC card Legitimacy is recognized.

このようにして、本システムでは、この鍵コードがリーダライタに伝えられるとリーダライタは磁気ディスクの中のIDを検索して、正しく登録された鍵コードによるIDであると認識する。   In this way, in the present system, when this key code is transmitted to the reader / writer, the reader / writer searches the ID in the magnetic disk and recognizes that the ID is based on the correctly registered key code.

生成されたICカードの鍵コード(IDコード)は、氏名コードまたは認識コードとともにデータベースに格納される。   The generated key code (ID code) of the IC card is stored in the database together with the name code or the recognition code.

生成された鍵コードは電子マネーとしてICカードが使用される時の本人認証や偽造チェックやICカードとリーダライタの相互認証に使用することが出来る。   The generated key code can be used for personal authentication and forgery check when the IC card is used as electronic money, and for mutual authentication between the IC card and the reader / writer.

上記システムは、例えば、一般商店での支払や、チケットの購入、定期券での改札、免許証のチェック、テレフォンカードによる電話等々多くの分野に応用することが出来る。   The above-described system can be applied to many fields such as payment at a general store, purchase of a ticket, ticketing with a commuter pass, checking of a license, telephone using a telephone card, and the like.

以上のようなカード部材ならびにカード・システムは、以下に述べる発明の諸形態を用いて実施可能なことは言うまでもない。   It goes without saying that the card member and the card system as described above can be implemented by using various aspects of the invention described below.

続いて、本願発明に係わる情報処理装置の実施の諸形態を説明する。   Next, various embodiments of the information processing apparatus according to the present invention will be described.

図8は発明の第2の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要の基本構成図である。本例は、情報処理装置間の信号の伝達が双方向に行われ、且つ電力発生装置を双方の情報処理装置に共有して設けられた例である。   FIG. 8 is a schematic basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a second embodiment of the present invention. This example is an example in which signals are transmitted bidirectionally between information processing devices, and the power generation device is shared by both information processing devices.

本実施例の情報処理装置では、情報処理装置A(CPU)0201と情報処理装置B(RAM) 0202(Pandom Access Memory:データの読み書きができるメモリ)とが信号線(バスライン)0213によってつながれている。そして、情報処理装置A(CPU)0201と情報処理装置B(RAM)0202に対して電力発生装置C0114が設けられている。   In the information processing apparatus of this embodiment, an information processing apparatus A (CPU) 0201 and an information processing apparatus B (RAM) 0202 (Pandom Access Memory: a memory capable of reading and writing data) are connected by a signal line (bus line) 0213. I have. A power generation device C0114 is provided for the information processing device A (CPU) 0201 and the information processing device B (RAM) 0202.

電力発生装置C0114は、排他的論理和演算装置(EXOR)0203、0204、インバータ0205、NMOSゲート回路0207、PMOSゲート回路0208、抵抗器R0209、コンデンサC 0210、データの一時記憶用のラッチ回路(フリップフロップ)0211、0212を有する。ここで、抵抗器R0209の抵抗値は、信号線の抵抗値に等しいものとし、コンデンサC0210の静電容量は、信号線の信号容量に等しいものとする。ここでは簡単のため、信号線のサイズは1ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。尚、信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分である。   The power generation device C0114 includes an exclusive OR operation device (EXOR) 0203, 0204, an inverter 0205, an NMOS gate circuit 0207, a PMOS gate circuit 0208, a resistor R0209, a capacitor C0210, and a latch circuit (flip-flop) for temporarily storing data. P) 0211 and 0212. Here, it is assumed that the resistance value of the resistor R0209 is equal to the resistance value of the signal line, and the capacitance of the capacitor C0210 is equal to the signal capacitance of the signal line. Here, for simplicity, the size of the signal line is 1 bit, and the CPU is an 8-bit processor. Note that the size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

本実施の形態においては、前述の情報処理装置の第1の実施の形態の構成を一部そのまま用いている。特に、情報処理装置A(CPU)0201から、情報処理装置B(RAM)0202にデータを信号線0213によって転送する場合は、第1の実施の形態の情報処理装置の例におけるROMから、RAMにデータを転送する際の定常消費電力発生装置の動作と全く同じ動作を行う。   In the present embodiment, a part of the configuration of the first embodiment of the information processing apparatus described above is used as it is. In particular, when data is transferred from the information processing device A (CPU) 0201 to the information processing device B (RAM) 0202 via the signal line 0213, the data is transferred from the ROM in the example of the information processing device of the first embodiment to the RAM. The operation is exactly the same as the operation of the steady power consumption generator when transferring data.

本例において特徴的なのは、情報処理装置間の信号の伝達が双方向に行われることである。即ち、それは、第1の実施の形態の情報処理装置の例のように一方的なデータ転送ではなく、情報処理装置A(CPU)0201から情報処理装置B (RAM)0202へのデータ転送だけでなく、情報処理装置B(RAM)0202から情報処理装置A(CPU)0201へのデータ転送も行うということである。   What is characteristic in this example is that signals are transmitted bidirectionally between information processing apparatuses. That is, it is not a one-sided data transfer as in the example of the information processing apparatus of the first embodiment, but only a data transfer from the information processing apparatus A (CPU) 0201 to the information processing apparatus B (RAM) 0202. That is, data transfer from the information processing apparatus B (RAM) 0202 to the information processing apparatus A (CPU) 0201 is also performed.

従って、これに伴って定常消費電力発生装置0114が、その双方のデータ転送に際してその機能を果たすように接続されている。   Accordingly, the steady-state power consumption generator 0114 is connected so as to fulfill its function when transferring both data.

本例においては、情報処理装置A(CPU)0201が、情報処理装置B(RAM)0202に対してデータの読み出し信号を送り、それを受けて情報処理装置B(RAM)0202がデータを信号線0213に乗せると同時に、排他的論理和演算装置0203にもデータを送信する。これ以後の動作は、第1の実施の形態の情報処理装置の例において、情報処理装置A(ROM)0101から、情報処理装置B(CPU)0102にデータを転送する際の定常消費電力発生装置0114の動作と全く同じである。従って、その動作の詳細説明は省略する。   In this example, the information processing apparatus A (CPU) 0201 sends a data read signal to the information processing apparatus B (RAM) 0202, and the information processing apparatus B (RAM) 0202 transmits the data read signal to the signal line. At the same time, the data is also transmitted to the exclusive OR operation device 0203. Subsequent operations are the same as those of the information processing apparatus according to the first embodiment. In the example of the information processing apparatus according to the first embodiment, a steady power consumption generation apparatus for transferring data from the information processing apparatus A (ROM) 0101 to the information processing apparatus B (CPU) 0102. The operation is exactly the same as the operation of 0114. Therefore, detailed description of the operation is omitted.

図8においては、情報処理装置A(CPU)0201と定常消費電力発生装置C0114との距離が、情報処理装置B(RAM)0202と定常消費電力発生装置C0114との間の距離よりも短く図示されている。しかし、実際の構成では、ほぼ同じ距離に位置させ、情報処理装置A(CPU)0201あるいは情報処理装置B(CPU)0202と定常消費電力発生装置C0114とのデータのやりとりを行う信号線は、情報処理装置A(CPU)0201あるいは情報処理装置B(CPU)0202と信号線0213との間の信号線よりも短いものとする。このとき、消費電力を調べることによっては、信号線0213に乗ったデータを推測することが困難となる。   In FIG. 8, the distance between information processing device A (CPU) 0201 and steady power consumption generating device C0114 is shorter than the distance between information processing device B (RAM) 0202 and steady power consumption generating device C0114. ing. However, in an actual configuration, the signal line for exchanging data between the information processing apparatus A (CPU) 0201 or the information processing apparatus B (CPU) 0202 and the stationary power consumption generation apparatus C 0114 is located at substantially the same distance, It is assumed that the length is shorter than the signal line between the processing device A (CPU) 0201 or the information processing device B (CPU) 0202 and the signal line 0213. At this time, it is difficult to estimate the data on the signal line 0213 by examining the power consumption.

図9は発明の第2の実施の形態の変形例を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は、情報処理装置間の信号の伝達が双方向に行われ、且つ電力発生装置が双方の情報処理装置に対応して設けられた例である。   FIG. 9 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for describing a modification of the second embodiment of the present invention. This example is an example in which a signal is transmitted bidirectionally between information processing devices, and a power generation device is provided corresponding to both information processing devices.

本実施例の情報処理装置は、情報処理装置A(CPU)0251、情報処理装置B(RAM) 0252が信号線(バスライン)0263によってつながれている。そして、前記双方の情報処理装置に対して電力発生装置C0115、および電力発生装置D0116が配されている。   In the information processing apparatus of this embodiment, an information processing apparatus A (CPU) 0251 and an information processing apparatus B (RAM) 0252 are connected by a signal line (bus line) 0263. Then, a power generation device C0115 and a power generation device D0116 are provided for both of the information processing devices.

電力発生装置C0115は、排他的論理和演算装置(EXOR)0253、0254、インバータ0255、PMOSゲート回路0257、NMOSゲート回路0258、抵抗器R 0259、コンデンサC0260、データの一時記憶用のラッチ回路(フリップフロップ)0261、0262を有して構成される。電力発生装置Dは、排他的論理和演算装置(EXOR)0264、0265、インバータ 0266、PMOSゲート回路0268、NMOSゲート回路0269、抵抗器R0270、コンデンサC0271、データの一時記憶用のラッチ回路(フリップフロップ)0272、0273を有して構成される。   The power generation device C0115 includes an exclusive OR operation device (EXOR) 0253, 0254, an inverter 0255, a PMOS gate circuit 0257, an NMOS gate circuit 0258, a resistor R 0259, a capacitor C0260, a latch circuit for temporarily storing data (flip-flop). P) 0261 and 0262. The power generation device D includes an exclusive OR operation device (EXOR) 0264, 0265, an inverter 0266, a PMOS gate circuit 0268, an NMOS gate circuit 0269, a resistor R0270, a capacitor C0271, a latch circuit for temporarily storing data (a flip-flop ) 0272 and 0273.

次に、次の条件を仮定してその動作を考察する。抵抗器R0259の抵抗値は、信号線の抵抗値に等しいものとし、コンデンサC0260の静電容量は、信号線の信号容量に等しいものとする。   Next, the operation is considered under the following conditions. The resistance value of the resistor R0259 is equal to the resistance value of the signal line, and the capacitance of the capacitor C0260 is equal to the signal capacitance of the signal line.

ここでは簡単のため、信号線のサイズは1ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。尚、信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分である。   Here, for simplicity, the size of the signal line is 1 bit, and the CPU is an 8-bit processor. Note that the size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

本例においては、第1の実施の形態の情報処理装置の例の構成を一部そのまま用いている。特に、情報処理装置A(CPU)0251から、情報処理装置B(RAM)0252にデータを信号線0263によって転送する場合は、第1の実施の形態の情報処理装置の例において、情報処理装置A(ROM)0101から、情報処理装置B(CPU)0102にデータを転送する際の定常消費電力発生装置の動作と全く同じ動作を行う。従って、その詳細説明は省略する。   In this example, a part of the configuration of the example of the information processing apparatus according to the first embodiment is used as it is. In particular, when data is transferred from the information processing device A (CPU) 0251 to the information processing device B (RAM) 0252 via the signal line 0263, the information processing device A in the example of the information processing device of the first embodiment is used. It performs exactly the same operation as the operation of the steady power consumption generator when data is transferred from the (ROM) 0101 to the information processing device B (CPU) 0102. Therefore, the detailed description is omitted.

本例で特徴的なのは、第1の実施の形態における情報処理装置の実施例のように一方的なデータ転送ではなく、情報処理装置間の信号の伝達が双方向に行われることである。即ち、この例では、情報処理装置A(CPU)0251から情報処理装置B(RAM)0252へのデータ転送だけでなく、情報処理装置B(RAM)0252から情報処理装置A(CPU)0251へのデータ転送も行う。本実施例においては、情報処理装置A(CPU)0251が、情報処理装置B(RAM)0252に対してデータの読み出し信号を送り、それを受けて情報処理装置B(RAM)0252がデータを信号線0263に乗せると同時に、定常消費電力発生装置D0116における、排他的論理和演算装置0264にもデータを送信する。定常消費電力発生装置D0116は、定常消費電力発生装置C0115と同一のものである。そして、これ以後の動作は、第1の実施の形態における情報処理装置の実施例において、情報処理装置A(ROM)0101から、情報処理装置B(CPU)0102にデータを転送する際の定常消費電力発生装置の動作と全く同じである。このとき、消費電力を調べることによって信号線0263に乗ったデータを推測することが困難となる。   What is characteristic in this example is that signal transmission between the information processing apparatuses is performed bidirectionally, instead of unilateral data transfer as in the example of the information processing apparatus in the first embodiment. That is, in this example, not only data transfer from the information processing apparatus A (CPU) 0251 to the information processing apparatus B (RAM) 0252, but also transfer of data from the information processing apparatus B (RAM) 0252 to the information processing apparatus A (CPU) 0251. It also performs data transfer. In the present embodiment, the information processing device A (CPU) 0251 sends a data read signal to the information processing device B (RAM) 0252, and the information processing device B (RAM) 0252 receives the At the same time as putting the data on the line 0263, the data is also transmitted to the exclusive OR operation device 0264 in the steady power consumption generator D0116. The stationary power consumption generator D0116 is the same as the stationary power consumption generator C0115. Then, the subsequent operations are the same as those in the example of the information processing apparatus according to the first embodiment, except for the steady consumption when data is transferred from the information processing apparatus A (ROM) 0101 to the information processing apparatus B (CPU) 0102. The operation is exactly the same as that of the power generation device. At this time, it is difficult to estimate the data on the signal line 0263 by checking the power consumption.

図10は発明の第3の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。   FIG. 10 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a third embodiment of the invention.

本実施例の基本的構造は、第1の実施の形態と同様である。本例は、ダミー信号線を用いる例である。即ち、本例では、第1の実施の形態に例示した抵抗器0109とコンデンサ0110の部分が、ダミー信号線0309に置き換えられている。   The basic structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment. In this example, a dummy signal line is used. That is, in this example, the portion of the resistor 0109 and the capacitor 0110 illustrated in the first embodiment is replaced with the dummy signal line 0309.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(ROM)0301とデータ処理装置B(CPU)0302とが信号線(バスライン)0312でつながれている。そして、データ処理装置A(ROM)0301に対して、電力発生装置C0117が設けられている。電力発生装置C0117は、排他的論理和演算装置(EXOR)0303、0304、インバータ0305、PMOSゲート回路0307、NMOSゲート回路0308、ダミー信号線0309、データの一時記憶用のラッチ回路(フリップフロップ)0310、0311を有して構成される。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (ROM) 0301 and a data processing device B (CPU) 0302 are connected by a signal line (bus line) 0312. Further, a power generation device C0117 is provided for the data processing device A (ROM) 0301. The power generation device C0117 includes an exclusive OR operation device (EXOR) 0303, 0304, an inverter 0305, a PMOS gate circuit 0307, an NMOS gate circuit 0308, a dummy signal line 0309, a latch circuit (flip-flop) 0310 for temporarily storing data. , 0311.

ここで、ダミー信号線0309の静電容量は、信号線0312の静電容量に等しいものとし、抵抗値は、信号線0312のそれと実質的に同じであるものとする。即ち、ダミー信号線0309は信号線0312と全く同一の信号線を用いると考えてよい。ここでは説明を簡単にのため、信号線のサイズは1ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。尚、信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   Here, the capacitance of the dummy signal line 0309 is assumed to be equal to the capacitance of the signal line 0312, and the resistance value is substantially the same as that of the signal line 0312. That is, it may be considered that the dummy signal line 0309 uses exactly the same signal line as the signal line 0312. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the size of the signal line is 1 bit and the CPU is an 8-bit processor. Note that the size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

本例では、前記ダミー信号線0309の静電容量が、第1の実施の形態に例示した抵抗器0109とコンデンサ0110の部分と同等の役割を果たす。従って、本例の動作は基本的に第1の実施の形態における情報処理装置の実施の形態と同様である。従って、その詳細説明は省略する。   In this example, the capacitance of the dummy signal line 0309 plays a role equivalent to that of the resistor 0109 and the capacitor 0110 illustrated in the first embodiment. Therefore, the operation of this example is basically the same as that of the information processing apparatus according to the first embodiment. Therefore, the detailed description is omitted.

図11は発明の第4の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はプリチャージ信号線制御方式であって、且つ電力発生装置を有する例である。   FIG. 11 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a fourth embodiment of the invention. This is an example of a precharge signal line control method and having a power generation device.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(ROM)0401とデータ処理装置B(CPU)0402が信号線0408によってつながれている。そして、電力発生装置C0118がデータ処理装置A(ROM)0401側に設けられている。そして、本例は、プリチャージ方式の制御であるので、プリチャージ信号線制御装置0407を有している。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (ROM) 0401 and a data processing device B (CPU) 0402 are connected by a signal line 0408. The power generation device C0118 is provided on the data processing device A (ROM) 0401 side. In addition, since the present example is a control of a precharge method, it has a precharge signal line control device 0407.

プリチャージ信号線制御装置0407は、二つのPMOSゲート回路0409、0410を有し、そのゲート部には、データ処理装置B(CPU)0402からのデータ制御信号が入力される。ソース側には、Vddが接続されており、データ処理装置B(CPU)0402からの制御信号に応じて信号線0408及び電力発生装置C0118にVddを供給する。電力発生装置C0118は、NMOSゲート回路0404、抵抗器(R)0405、コンデンサC0406、論理積演算回路0411を有する。ここで、抵抗器R0405の抵抗値は、信号線の抵抗値に等しいものとし、コンデンサC 0406の静電容量は、信号線の信号容量に等しいものとする。ここでは説明を簡単にのため、信号線のサイズは1ビットであるものとし、CPUは8ビットプロセッサであるとする。信号線のサイズは、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   The precharge signal line control device 0407 has two PMOS gate circuits 0409 and 0410, and a data control signal from the data processing device B (CPU) 0402 is input to the gate portion. Vdd is connected to the source side, and supplies Vdd to the signal line 0408 and the power generation device C0118 according to a control signal from the data processing device B (CPU) 0402. The power generation device C0118 includes an NMOS gate circuit 0404, a resistor (R) 0405, a capacitor C0406, and an AND operation circuit 0411. Here, it is assumed that the resistance value of the resistor R0405 is equal to the resistance value of the signal line, and the capacitance of the capacitor C0406 is equal to the signal capacitance of the signal line. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the size of the signal line is 1 bit and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line is not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

データ処理装置A(ROM)0401内に記憶されているデータをデータ処理装置B(CPU)0402に転送する場合、データ信号を信号線(バスライン)0408に乗せて転送しなければならない。   When transferring data stored in the data processing device A (ROM) 0401 to the data processing device B (CPU) 0402, the data signal must be transferred on a signal line (bus line) 0408.

ここで、信号線(バスライン)0408のデータ転送に要する消費電力を観測する観測者がいた場合を考えてみる。今、データが、仮に「01000101001」という並びだったとする。そして、定常電力発生装置C0118がない場合、プリチャージ信号線制御装置0407の働きによって、前記のデータ値が0から1に変化するときに発生する消費電力を観測することにより、このデータ列が、「01000101001」であることが直接わかる。尚、ここでは、正論理で考えるものとした。すなわち、信号線の電位がLOWのとき、データ値は、0であり、HIGHのときにデータ値1に対応する。勿論、負論理の場合にも同じようにデータ値が1から0に変化するときに発生する消費電力を観測することにより、データ列を推測することが出来る。   Here, consider a case where there is an observer who observes the power consumption required for data transfer of the signal line (bus line) 0408. Now, suppose that the data is tentatively arranged as "01010001001". When there is no steady-state power generation device C0118, the power sequence generated when the data value changes from 0 to 1 is observed by the operation of the precharge signal line control device 0407. It can be seen directly that it is "01010001001". Here, it is assumed that positive logic is used. That is, when the potential of the signal line is LOW, the data value is 0, and when the potential of the signal line is HIGH, the data value corresponds to 1. Of course, in the case of negative logic as well, the data string can be estimated by observing the power consumption that occurs when the data value changes from 1 to 0.

本願発明はこうした消費電力の分析を阻止するひとつの方策を提供するものである。本例のデータ転送の処理は次の通りである。   The present invention provides one measure for preventing such power consumption analysis. The data transfer process of this example is as follows.

ROM0401からプログラムの一部である命令[EXOR R2、R4]が信号線0408を通してデータ処理装置B(CPU)0402に転送される場合を考える。これが、16進数で、[CA 24]という機械語に対応するものとする。このデータは信号線に流される際、「1100101000100100」というビットパターンとなる。   It is assumed that an instruction [EXOR R2, R4], which is a part of a program, is transferred from the ROM 0401 to the data processing device B (CPU) 0402 through the signal line 0408. This is a hexadecimal number corresponding to the machine language [CA 24]. When this data is sent to the signal line, it becomes a bit pattern of “1100101000100100”.

データ処理装置B(CPU)0402が制御信号を発信すると、プリチャージ信号線制御装置0407の二つのPMOS0409、0410のゲートが通電してVddを信号線0408に供給して1(HIGH)にクリアする。更に、当該電位は、電力発生装置C0118のコンデンサ0406を充電する。まず、最初のデータ(MD−DATA)1が乗る際に、信号線の放電が行われ、電力が消費される。このとき、同じデータ(MD−DATA)1とMACK信号が電力発生装置C0118に入力される。   When the data processing device B (CPU) 0402 transmits a control signal, the gates of the two PMOSs 0409 and 0410 of the precharge signal line control device 0407 are energized to supply Vdd to the signal line 0408 and clear it to 1 (HIGH). . Further, the potential charges the capacitor 0406 of the power generation device C0118. First, when the first data (MD-DATA) 1 is loaded, the signal line is discharged and power is consumed. At this time, the same data (MD-DATA) 1 and the MACK signal are input to the power generation device C0118.

このとき、定常電力発生装置C0118がどのように動作するかを詳細に述べる。   At this time, how the stationary power generation device C0118 operates will be described in detail.

前記のデータ列の最初の値「1」の場合、データ処理装置A(ROM)0401からのデータ(MD−DATA)1が準備される。この最初の値「1」の準備によって、データ処理装置A(ROM)0401はMACK信号を出力する。MACK信号は、出力が確定すると1であり、確定していない状態では0となる。   In the case of the first value "1" of the data string, data (MD-DATA) 1 from the data processing device A (ROM) 0401 is prepared. By preparing the first value “1”, the data processing device A (ROM) 0401 outputs a MACK signal. The MACK signal is 1 when the output is determined, and becomes 0 when the output is not determined.

MACK信号が論理積演算装置0411に入力され、同時にデータ(MD−DATA)1が、信号線0408に乗る。そして、さらに、データ(MD−DATA)1は論理積演算装置0411に入力される。   The MACK signal is input to the logical product operation device 0411, and at the same time, data (MD-DATA) 1 is loaded on the signal line 0408. Then, the data (MD-DATA) 1 is further input to the AND operation device 0411.

MD−DATA、MACK信号が共に1であるから、論理積演算装置0411の出力は1である。そして、この値は、NMOSゲート回路0404に入力される。NMOSゲート回路0404は、入力1(HIGH)に対しては通電するので、コンデンサ0406は放電を行う。一方、信号線0408上の値は変化しないので、信号線0408での充放電は行われない。   Since both the MD-DATA and MACK signals are “1”, the output of the AND operation unit 0411 is “1”. Then, this value is input to the NMOS gate circuit 0404. Since the NMOS gate circuit 0404 conducts electricity to the input 1 (HIGH), the capacitor 0406 discharges. On the other hand, since the value on the signal line 0408 does not change, charging / discharging on the signal line 0408 is not performed.

充放電を行なわない信号線0408においては電力消費はなく、一方、放電を行なうコンデンサ0406では電力の消費がなされる。従って、その両者の和は、信号線1本の充電で消費される消費電力に等しい。   No power is consumed in the signal line 0408 which does not perform charging / discharging, whereas power is consumed in the capacitor 0406 which performs discharging. Therefore, the sum of the two is equal to the power consumed by charging one signal line.

次に、前記のデータ列の第2の値「1」の場合、データ1が信号線0407に乗る。このときには既に信号線0407はプリチャージされ1にクリアされているので、再び上で説明したのと同じ動作が行われ、信号線0408における消費電力と、コンデンサ0406における消費電力の和は、信号線一本の充電で消費される消費電力に等しい。   Next, in the case of the second value "1" of the data string, data 1 is on the signal line 0407. At this time, since the signal line 0407 has been precharged and cleared to 1, the same operation as described above is performed again, and the sum of the power consumption of the signal line 0408 and the power consumption of the capacitor 0406 becomes the signal line It is equal to the power consumed by one charge.

次に、前記のデータ列の第3の値「0」の場合、データ(MD−DATA)0が信号線0408に乗る。このときは、既に信号線0408はプリチャージされ1にクリアされているので、値「1」から「0」への変化に伴って電力消費が行われる。MD−DATA0とMACK信号1は、論理積演算装置0411に入力される。論理積演算装置0411の出力値は0となり、この値は、NMOSゲート回路0404に入力される。NMOSゲート回路0404は、入力0(LOW)に対しては通電しないので、コンデンサ0406での電力消費は行われない。   Next, in the case of the third value "0" of the data string, data (MD-DATA) 0 is on the signal line 0408. At this time, since the signal line 0408 has already been precharged and cleared to 1, power consumption is performed according to the change from the value “1” to “0”. MD-DATA0 and the MACK signal 1 are input to the AND operation device 0411. The output value of the logical product operation unit 0411 becomes 0, and this value is input to the NMOS gate circuit 0404. Since the NMOS gate circuit 0404 does not conduct electricity to the input 0 (LOW), the power consumption of the capacitor 0406 is not performed.

データ値「1」から「0」への変化がある前記信号線では電力の消費があり、一方、コンデンサ0406では電力の消費がない。従って、その両者の消費電力の和は、信号線1本の充電で消費される消費電力に等しい。   The signal line where the data value changes from “1” to “0” consumes power, while the capacitor 0406 consumes no power. Therefore, the sum of the power consumption of the two is equal to the power consumption consumed by charging one signal line.

以下同様の動作を行うので、常に信号線0408における消費電力と、コンデンサ0406における消費電力の和は、信号線一本の充電で消費される消費電力
に等しい。
Since the same operation is performed thereafter, the sum of the power consumption in the signal line 0408 and the power consumption in the capacitor 0406 is always equal to the power consumption in charging one signal line.

上述の信号線0408でのデータ「1100101000100100」に対するコンデンサ0406の状態を、相互に対応させて図7の(a)に示す。   The state of the capacitor 0406 for the data “1100101000100100” on the signal line 0408 is shown in FIG.

図12は発明の第5の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はプリチャージ信号線制御方式であって、且つ電力発生装置としていわゆるダミー信号線を用いた例である。   FIG. 12 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a fifth embodiment of the present invention. This is an example of a precharge signal line control method, and uses a so-called dummy signal line as a power generation device.

本実施例の基本的構造は、第4の実施の形態と同様であって、抵抗器とコンデンサの部分が、ダミー信号線に置き換えられただけである。本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(ROM)0501、データ処理装置B(CPU)0502、プリチャージ信号線制御装置0505、信号線(バスライン)0506、定常電力発生装置C0119を有する。ここで、ダミー信号線0507の静電容量は、信号線0506の静電容量に等しいものとし、抵抗値は、信号線0506のそれと同じであるものとする。即ち、ダミー信号線 0507と信号線0506とは実質的に同一の信号線を用いる。尚、定常電力発生装置C0119は、NMOSゲート回路0504、ダミー信号線0507、論理積演算装置0503を有する。   The basic structure of this embodiment is the same as that of the fourth embodiment, except that the resistor and the capacitor are replaced by dummy signal lines. The information processing apparatus of this embodiment includes a data processing device A (ROM) 0501, a data processing device B (CPU) 0502, a precharge signal line control device 0505, a signal line (bus line) 0506, and a steady power generation device C0119. . Here, it is assumed that the capacitance of the dummy signal line 0507 is equal to the capacitance of the signal line 0506, and the resistance value is the same as that of the signal line 0506. That is, the dummy signal line 0507 and the signal line 0506 use substantially the same signal line. Note that the stationary power generation device C0119 includes an NMOS gate circuit 0504, a dummy signal line 0507, and a logical product operation device 0503.

ここでは簡単のため、信号線のサイズは1ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   Here, for simplicity, the size of the signal line is 1 bit, and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

動作は基本的に前述の第1の実施の形態の情報処理装置の実施例と同様である。従って、その詳細説明は省略する。   The operation is basically the same as that of the example of the information processing apparatus according to the first embodiment. Therefore, the detailed description is omitted.

図13は発明の第6の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はプリチャージ信号線制御方式であって、且つ反転装置を有する例である。   FIG. 13 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a sixth embodiment of the invention. This example is a precharge signal line control method and an example having an inversion device.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)5001とデータ処理装置B(RAM)5002とが、各々信号線5007、5006につながれている。そして、両信号線5007と5006の間に反転装置5003が設けられている。更に、本例はプリチャージ信号線制御装置5008を有する。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 5001 and a data processing device B (RAM) 5002 are connected to signal lines 5007 and 5006, respectively. An inverting device 5003 is provided between the signal lines 5007 and 5006. Further, this example includes a precharge signal line control device 5008.

反転装置5003は、4つのCMOSインバータ5004、5005、5009、5010、PMOSゲート回路5011、5013、NMOSゲート回路5014、5012を有して構成されている。尚、信号線5006と信号線5007の静電容量並びに抵抗値は実質的に同一であるものとする。   The inversion device 5003 includes four CMOS inverters 5004, 5005, 5009, and 5010, PMOS gate circuits 5011 and 5013, and NMOS gate circuits 5014 and 5012. Note that the capacitance and the resistance of the signal line 5006 and the signal line 5007 are substantially the same.

データ処理装置A(CPU)5001から、データ処理装置B(RAM)5002にデータを転送する際、データ処理装置A(CPU)5001は、制御信号をプリチャージバス制御装置5008に発信する。この信号によって、プリチャージバス制御装置5008内のPMOSゲート及びNMOSゲートを通電する。
そして、電位Vddが信号線 5007、5006を充電してHIGHの状態にする。更に、データ処理装置A(CPU)5001からの制御信号がインバータ5010、NMOSゲート回路5012に入力され、PMOSゲート回路5011、NMOSゲート回路5012が通電状態になる。この後、データ処理装置A(CPU)5001からデータが送信される。
When transferring data from the data processing device A (CPU) 5001 to the data processing device B (RAM) 5002, the data processing device A (CPU) 5001 transmits a control signal to the precharge bus control device 5008. With this signal, the PMOS gate and the NMOS gate in the precharge bus control device 5008 are energized.
Then, the potential Vdd charges the signal lines 5007 and 5006 to be in a HIGH state. Further, a control signal from the data processing device A (CPU) 5001 is input to the inverter 5010 and the NMOS gate circuit 5012, and the PMOS gate circuit 5011 and the NMOS gate circuit 5012 are turned on. Thereafter, data is transmitted from data processing apparatus A (CPU) 5001.

データ処理装置A(CPU)5001からのデータが0のとき、信号線5007が放電する。この値はインバータ5004によって1に変換され、信号線5006に信号を送る。しかし、前述の通り、既に信号線5006は充電されているので充放電は起きない。そして、この値1がデータ処理装置B(RAM)5002に入力される。この値「1」は、データ処理装置A(CPU)5001が送ったデータ「0」とは反転している。   When data from the data processing device A (CPU) 5001 is 0, the signal line 5007 is discharged. This value is converted to 1 by the inverter 5004 and a signal is sent to the signal line 5006. However, as described above, since the signal line 5006 is already charged, no charge / discharge occurs. Then, the value 1 is input to the data processing device B (RAM) 5002. This value “1” is inverted from the data “0” sent by the data processing device A (CPU) 5001.

逆にデータ処理装置A(CPU)5001からのデータが、1であった場合は、信号線5007では充放電が起きず、信号線5006で放電が生ずる。データ処理装置B(RAM)5002からデータ処理装置A(CPU)5001にデータが送られる場合も同様である。信号線5006と信号線5007の静電容量並びに抵抗値は実質的に同一であるから、全ての場合において、信号線5006、5007での充放電の総和は信号線5006あるいは5007の充放電で生ずる電力が消費され、総和は一定となる。   Conversely, when the data from the data processing device A (CPU) 5001 is 1, no charging / discharging occurs on the signal line 5007 and a discharge occurs on the signal line 5006. The same applies when data is sent from the data processing device B (RAM) 5002 to the data processing device A (CPU) 5001. Since the capacitance and the resistance of the signal line 5006 and the signal line 5007 are substantially the same, in all cases, the total of the charging and discharging of the signal lines 5006 and 5007 is caused by the charging and discharging of the signal line 5006 or 5007. Power is consumed and the sum is constant.

次に、第7の実施の形態より第22の実施の形態の諸形態は、信号線に乗せるデータを暗号化する諸例である。   Next, various embodiments of the seventh embodiment to the twenty-second embodiment are examples of encrypting data carried on a signal line.

図14は発明の第7の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は暗号化装置を用いて信号線に乗せるデータの暗号化を図る基本的な例である。   FIG. 14 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a seventh embodiment of the present invention. This example is a basic example of encrypting data to be put on a signal line using an encryption device.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)0601とデータ処理装置B(RAM)0602とが信号線(バスライン)0605によってつながれている。そして、データ処理装置A(CPU)0601と信号線(バスライン)0605との間に暗号化装置および復号化装置を有する。本例の暗号化装置としては排他的論理和演算装置0603及び、復号化装置としては排他的論理和演算装置0604が用いられている。尚、こうした暗号化装置および復号化装置として他の構成の諸装置を用いることが出来ることは言うまでもない。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 0601 and a data processing device B (RAM) 0602 are connected by a signal line (bus line) 0605. Further, an encryption device and a decryption device are provided between the data processing device A (CPU) 0601 and the signal line (bus line) 0605. An exclusive OR operation device 0603 is used as the encryption device of this example, and an exclusive OR operation device 0604 is used as the decryption device. It goes without saying that various devices having other configurations can be used as the encryption device and the decryption device.

ここでは説明を容易にするのため、信号線0605のサイズは8ビットとし、データ処理装置A(CPU)0601は8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   Here, for ease of explanation, it is assumed that the size of the signal line 0605 is 8 bits and the data processing device A (CPU) 0601 is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

又、ここでは、信号線0605の制御方式はスタティック信号線制御方式であるとして説明する。尚、本実施の形態の思想の効果は、プリチャージ信号線制御方式においても同じである。   Here, the control method of the signal line 0605 is described as a static signal line control method. The effect of the concept of the present embodiment is the same in the precharge signal line control method.

本例の暗号化装置は、固定された8ビットの鍵(Key)とCPUからの8ビットのデータとのビット毎の排他的論理演算装置である。一方、本例の復号化装置も同じ鍵とデータとのビット毎の排他的論理和演算装置である。尚、鍵(Key)自体は通例の技術で十分である。   The encryption device of this example is an exclusive logical operation device for each bit of a fixed 8-bit key (Key) and 8-bit data from the CPU. On the other hand, the decryption device of this example is also an exclusive OR operation device for each bit of the same key and data. In addition, the key (Key) itself is sufficient with a conventional technique.

第1の発明の実施の形態の実施例で述べたように、スタティック信号線制御方式の場合は、信号線に直前に乗っていた値とのビット反転数に比例して電力消費が行われる。以下、1ビットに対する消費電力をPと表示する。   As described in the embodiment of the first embodiment of the present invention, in the case of the static signal line control method, power consumption is performed in proportion to the number of bit inversions with the value immediately before the signal line. Hereinafter, the power consumption for one bit is represented by P.

例えば、データ処理装置A(CPU)0601からデータ「0110100」を送信したとする。信号線0605に直前に乗っていたデータが、「11010101」であるとすると、ビット反転数は5である。従って、この信号線0605で消費される電力は5Pである。   For example, assume that data “0110100” is transmitted from data processing apparatus A (CPU) 0601. Assuming that the data immediately before the signal line 0605 is “11010101”, the bit inversion number is 5. Therefore, the power consumed by this signal line 0605 is 5P.

データ処理装置A(CPU)0601から、データ「10110111」を信号線0605を通してデータ処理装置B(RAM)0602に転送し、これを再び、データ処理装置B(RAM)0602よりデータ処理装置A(CPU)0601に戻す過程を考える。この場合、信号線0605に直前に乗っていたデータは、「00010101」であると仮定する。又、鍵(Key)は、「10101110」であるものとする。   The data “10110111” is transferred from the data processing device A (CPU) 0601 to the data processing device B (RAM) 0602 through the signal line 0605, and is transferred from the data processing device B (RAM) 0602 to the data processing device A (CPU) again. ) Consider the process of returning to 0601. In this case, it is assumed that the data immediately before the signal line 0605 is “00010101”. It is assumed that the key is “10101110”.

暗号化装置、復号化装置がない場合、信号線のデータは、「00010101」より「10110111」と変化する。従って、この場合、ビット反転数3に対応して、消費電力は3Pである。   If there is no encryption device and no decryption device, the data of the signal line changes from “00010101” to “10110111”. Accordingly, in this case, the power consumption is 3P corresponding to the number of bit inversions of three.

しかし、本例の場合、暗号化装置、即ち排他的論理和演算装置0603の働きにより、信号線0605に乗るデータは、鍵(Key)「10101110」と情報処理装置A(CPU)0601からのデータ「10110111」とのビット毎の排他的論理和となる。即ち、その結果は「00011001」である。   However, in the case of this example, the data on the signal line 0605 is generated by the encryption device, that is, the exclusive OR operation device 0603, and the data from the information processing device A (CPU) 0601 is transmitted to the key (Key) “10101110”. Exclusive OR for each bit with “10110111”. That is, the result is “00011001”.

このとき、信号線0605のデータは、信号線0605に直前に乗っていたデータ「00010101」より前述の排他的論理和の出力「00011001」に変化することとなる。従って、この場合は、ビット反転数2に対応して、電力消費は2Pとなる。この電力消費は、暗号化装置、復号化装置がなく、本来消費されるはずの3Pとは異なる値である。   At this time, the data of the signal line 0605 changes from the data “00010101” immediately before the signal line 0605 to the output “00011001” of the exclusive OR described above. Therefore, in this case, the power consumption is 2P, corresponding to the number of bit inversions 2. This power consumption is a value different from 3P that should be consumed because there is no encryption device and no decryption device.

データ処理装置B(RAM)0602には、暗号化された値「00011001」が格納される。この暗号化された値を再び信号線0605を通してデータ処理装置A(CPU)0601に返す時を考察してみる。   The data processing device B (RAM) 0602 stores the encrypted value “00011001”. Let us consider the case where this encrypted value is returned to the data processing device A (CPU) 0601 again via the signal line 0605.

データ処理装置B(RAM)0602より信号線0605に出力されるデータは、「00011001」より「00011001」となって変化しない。従って、信号線0605は充放電せず、電力消費は行われない。   Data output from the data processing device B (RAM) 0602 to the signal line 0605 does not change from "00011001" to "00011001". Therefore, the signal line 0605 is not charged / discharged and power is not consumed.

この信号線0605よりの値は、復号化装置、即ち、排他的論理和演算装置0604の働きにより、信号線0605よりのデータ「00011001」と鍵「10101110」との排他的論理和「10110111」がデータ処理装置A(CPU)0601に入力される。同一の数の排他的論理和は、0になるので、データ処理装置A(CPU)は矛盾なく演算が可能である。しかも信号線0605での充放電による消費電力は、本来のデータとは異なる。従って、消費電力を基礎として、元のデータを推測することが困難となる。
図15は発明の第8の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る例であるが、更に、暗号化あるいは復号化する際、鍵(Key)として乱数を用いる例である。本例では、データ処理装置より伝達するデータと乱数を用いて暗号化をはかり、一方、データ処理装置に伝達されるデータと前記と同様の乱数を用いて復号化を図るのである。
The value from the signal line 0605 is converted into the exclusive OR “10110111” of the data “00011001” and the key “10101110” from the signal line 0605 by the operation of the decoding device, that is, the exclusive OR operation device 0604. The data is input to the data processing device A (CPU) 0601. Since the exclusive OR of the same number becomes 0, the data processing device A (CPU) can perform the operation without contradiction. In addition, power consumption due to charging and discharging in the signal line 0605 is different from the original data. Therefore, it is difficult to estimate the original data based on the power consumption.
FIG. 15 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining an eighth embodiment of the present invention. This example is an example in which data to be carried on a signal line is encrypted. In the encryption or decryption, a random number is used as a key (Key). In this example, encryption is performed using the data transmitted from the data processing device and a random number, and decryption is performed using the data transmitted to the data processing device and the same random number as described above.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)0701とデータ処理装置B(RAM)0702とが信号線(バスライン)0705でつながれている。データ処理装置A(CPU)0701と信号線0705の間に暗号化装置および復号化装置を有する。暗号化装置としては排他的論理和演算装置0703及び、復号化装置としては排他的論理和演算装置0704が用いられる。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 0701 and a data processing device B (RAM) 0702 are connected by a signal line (bus line) 0705. An encryption device and a decryption device are provided between the data processing device A (CPU) 0701 and the signal line 0705. An exclusive OR operation device 0703 is used as an encryption device, and an exclusive OR operation device 0704 is used as a decryption device.

そして、これらの暗号化装置および復号化装置に対する鍵として、乱数を用いる例である。従って、本例は乱数発生装置(RNG)0706、および暗号化装置0703および復号化装置0708への鍵バッファ0707、0708が準備されている。乱数発生装置自体等は通例のものを用いて十分である。   In this example, a random number is used as a key for the encryption device and the decryption device. Therefore, in this example, a random number generator (RNG) 0706 and key buffers 0707 and 0708 for the encryption device 0703 and the decryption device 0708 are prepared. As the random number generator itself and the like, a conventional one is sufficient.

乱数発生装置0706は、情報処理装置起動時のリセット信号(Reset)を受けて稼動し、8ビットの乱数を生成して停止し、再びリセット信号が入力されるまで停止したままである。また、鍵バッファ0707、 0708は、前述の8ビットの乱数を格納するもので、8つのフリップフロップを有して構成されている。   The random number generator 0706 operates in response to a reset signal (Reset) when the information processing apparatus is started, generates an 8-bit random number, stops, and remains stopped until a reset signal is input again. The key buffers 0707 and 0708 store the above-described 8-bit random numbers, and have eight flip-flops.

ここでは説明のため、信号線0705のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。また、信号線0705の制御方式はスタティック信号線制御方式であるものとする。尚、本実施の形態の効果はプリチャージ信号線制御方式においても同じである。   Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 0705 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general. The control method of the signal line 0705 is a static signal line control method. The effect of the present embodiment is the same in the precharge signal line control method.

暗号化装置0703は、固定された8ビットの鍵(Key)とデータ処理装置A(CPU)0701からの8ビットのデータとのビット毎の排他的論理演算を行なう装置である。又、復号化装置0704も同じ鍵とデータとのビット毎の排他的論理和演算を行なう装置である。   The encryption device 0703 is a device that performs an exclusive logical operation for each bit of the fixed 8-bit key (Key) and the 8-bit data from the data processing device A (CPU) 0701. The decryption device 0704 is also a device that performs an exclusive OR operation of the same key and data for each bit.

リセット時に乱数生成装置0706を起動させて新たな8ビット鍵を設定する部分を除いて本実施例は、本発明の第6の実施の形態の実施例と同じで良い。従って、鍵バッファに乱数の鍵が設定されて以後の動作も第6の実施の形態の実施例と基本的に同様である。従って信号線での充放電による消費電力は本来のデータとは異なるものであり、さらに、暗号化に用いている鍵がリセット毎に変化するので、消費電力から元のデータを推測することがより困難となる。   This example may be the same as the example of the sixth exemplary embodiment of the present invention, except that the random number generation device 0706 is activated at the time of reset and a new 8-bit key is set. Therefore, the operation after the random number key is set in the key buffer is basically the same as that of the example of the sixth embodiment. Therefore, the power consumed by charging / discharging in the signal line is different from the original data, and since the key used for encryption changes every reset, it is more difficult to estimate the original data from the power consumption. It will be difficult.

図16は発明の第9の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る別な例であり、更に暗号化装置が暗号鍵自動設定装置を有する例である。本例は特に暗号化の鍵情報の提供源に特徴がある。   FIG. 16 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a ninth embodiment of the invention. This example is another example of encrypting data to be carried on a signal line, and is an example in which the encryption device has an automatic encryption key setting device. This embodiment is particularly characterized by a source of encryption key information.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)0801とデータ処理装置B(RAM)0802とがデータ信号線0806によってつながれている。暗号化装置としての排他的論理和演算装置0803、復号化装置としての排他的論理和演算装置0804、そして、鍵バッファ0805が設けられている。更に、データ処理装置A(CPU)0801とデータ処理装置B(RAM)0802とに対してアドレス信号線上位4ビット0807、アドレス信号線下位4ビット0808が設けられる。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 0801 and a data processing device B (RAM) 0802 are connected by a data signal line 0806. An exclusive OR operation device 0803 as an encryption device, an exclusive OR operation device 0804 as a decryption device, and a key buffer 0805 are provided. Further, an upper 4-bit address signal line 0807 and a lower 4-bit address signal line 0808 are provided for the data processing device A (CPU) 0801 and the data processing device B (RAM) 0802.

ここでは説明のため、データ信号線0806のサイズは8ビットとし、アドレス信号線0807、0808のサイズも同じ8ビットであり、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。また、データ信号線0806及びアドレス信号線0807、0808の制御方式はスタティック信号線制御方式であるものとする。プリチャージ信号線制御方式においても本例の効果は同じである。   Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the data signal line 0806 is 8 bits, the size of the address signal lines 0807 and 0808 is also 8 bits, and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general. The control method of the data signal line 0806 and the address signal lines 0807 and 0808 is a static signal line control method. The effect of this example is the same in the precharge signal line control method.

暗号化装置0803は、固定された8ビットの鍵(Key)とデータ処理装置A(CPU)0801からの8ビットのデータとのビット毎の排他的論理演算を行なう装置である。復号化装置も同じ鍵とデータとのビット毎の排他的論理和演算を行なう装置である。鍵バッファ0805の上位4ビットは固定された鍵であり、下位4ビットは、アドレス信号線の下位4ビットが格納されるものとする。   The encryption device 0803 is a device that performs an exclusive logical operation for each bit of the fixed 8-bit key (Key) and the 8-bit data from the data processing device A (CPU) 0801. The decryption device is also a device that performs an exclusive OR operation of the same key and data for each bit. The upper 4 bits of the key buffer 0805 are a fixed key, and the lower 4 bits store the lower 4 bits of the address signal line.

図16の鍵バッファ0805にこの旨を図示している。以下、鍵の固定部分の4ビットは、D(16進数表現)であるものとする。   This is illustrated in the key buffer 0805 of FIG. Hereinafter, it is assumed that the four bits of the fixed part of the key are D (hexadecimal notation).

データ処理装置A(CPU)0801がデータ処理装置B(RAM)0802のあるアドレスにデータを転送する場合を考える。今、データ処理装置B(RAM)0802は、アドレスF0からアドレスFFまでとする。尚、ここで、この値は本質的ではない。データ処理装置A(CPU)0801は、表4に示す以下のデータを、アドレスF4から順に転送する。   It is assumed that data processing apparatus A (CPU) 0801 transfers data to a certain address of data processing apparatus B (RAM) 0802. Now, assume that the data processing device B (RAM) 0802 ranges from address F0 to address FF. Here, this value is not essential. The data processing device A (CPU) 0801 transfers the following data shown in Table 4 in order from the address F4.

Figure 2004259287
Figure 2004259287

データ処理装置A(CPU)0801からデータ5Dが転送される直前にデータ信号線0806に乗っていたデータは、CFであるとする。データ5Dの転送が行われると、アドレス信号線には、F4が乗り、データ処理装置B(RAM)0802の転送位置が確定する。   It is assumed that the data on the data signal line 0806 immediately before the data 5D is transferred from the data processing device A (CPU) 0801 is CF. When the transfer of the data 5D is performed, F4 rides on the address signal line, and the transfer position of the data processing device B (RAM) 0802 is determined.

データ5Dは、排他的論理和演算装置0803に入り、固定鍵4ビットD(16進数表現)と、アドレスF4の下位4ビットの4との排他的論理和5Dexor D4 = 01011101 exor 11010100(2進数表現)=10001001(2進数表現)= 89(16進数表現)が送信される。即ち、[固定鍵4ビット/アドレス下位4ビット]と[データ上位4ビット/データ下位4ビット]のビット毎の排他的論理和演算を行うことによって暗号化が行われた上で送信される。   The data 5D enters the exclusive OR operation unit 0803, and exclusive ORs 5Dexor D4 of the fixed key 4 bits D (hexadecimal notation) and 4 of the lower 4 bits of the address F4 = 01101101 exor 11010100 (binary notation) ) = 10001001 (binary representation) = 89 (hexadecimal representation) is transmitted. That is, the encrypted data is transmitted by performing an exclusive OR operation for each bit of [fixed key 4 bits / address lower 4 bits] and [data upper 4 bits / data lower 4 bits] and then transmitted.

この89(尚、この値は16進数表現である。)が、データ信号線0806に乗ったときに消費される電力は、3Pとなる。それは、データが、CF(11001111)より89(10001001)と変化するので、ビット反転値が3であることによる。尚、ここで用いているPは、本発明の第7の実施の形態において用いた記号である。即ち、Pは1ビットに対する消費電力である。   The power consumed when this 89 (this value is expressed in hexadecimal) is on the data signal line 0806 is 3P. This is because the bit inversion value is 3 because the data changes from CF (11001111) to 89 (10001001). Note that P used here is the symbol used in the seventh embodiment of the present invention. That is, P is power consumption for one bit.

以下同様のプロセスを経て、信号線0806に乗るデータは、CF(11001111)より89(10001001)へ、更にこの情報は75(01110101)、更に28(00101000)へと変化する。   Through the same process, the data on the signal line 0806 changes from CF (11001111) to 89 (10001001), and this information changes to 75 (01110101) and further to 28 (00101000).

この変化に対応する信号線0805における消費電力は、3Pより6Pへ、更に2Pと変化する。   The power consumption on the signal line 0805 corresponding to this change changes from 3P to 6P and further changes to 2P.

これは本来の変化、CF(11001111)より5D(01011101)、更にA0(10100000)よりFE(11111110)への変化とは異なっている。即ち消費電力の変化として見れば、3Pより7Pへ、更に5Pへの変化に対応する。従って、半導体装置の消費電力の測定から、内部のデータを推測することが困難となる。   This is different from the original change, that is, the change from CF (11001111) to 5D (01011101), and further from A0 (10100000) to FE (11111110). That is, when viewed as a change in power consumption, it corresponds to a change from 3P to 7P and further to 5P. Therefore, it is difficult to estimate the internal data from the measurement of the power consumption of the semiconductor device.

図17は発明の第10の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る別な例であるが、更に暗号化あるいは復号化装置がその設定手段を有する例である。   FIG. 17 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a tenth embodiment of the present invention. This example is another example of encrypting data to be carried on a signal line, but is an example in which an encryption or decryption device further has a setting unit.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)0901とデータ処理装置B(RAM)0902とが信号線0907によってつながれている。本例は、暗号化装置としての排他的論理和演算装置0903、復号化装置としての排他的論理和演算装置0904を有し、且つ8ビットの鍵データを保持する鍵バッファ0905を有する。ここでは説明のため、信号線0907のサイズは8ビットとし、データ処理装置A(CPU)0901は8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 0901 and a data processing device B (RAM) 0902 are connected by a signal line 0907. This example has an exclusive OR operation device 0903 as an encryption device, an exclusive OR operation device 0904 as a decryption device, and a key buffer 0905 that holds 8-bit key data. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 0907 is 8 bits and the data processing device A (CPU) 0901 is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

また、鍵バッファ0905は、データ処理装置A(CPU)0901に接続されている。そして、この鍵バッファ0905に、データ処理装置A(CPU)0901から書き込みを行うことができ、且つこの鍵バッファ0905はデータ処理装置B(RAM)0902からの出力データの暗号化、入力データの復号化に用いられる。   The key buffer 0905 is connected to the data processing device A (CPU) 0901. Then, data can be written into the key buffer 0905 from the data processing device A (CPU) 0901, and the key buffer 0905 can encrypt the output data from the data processing device B (RAM) 0902 and decrypt the input data. Used for chemical conversion.

データ処理装置A(CPU)0901から鍵の書き換えを行うことができることを除いて、その他の構成は本発明の第6の実施の形態における実施例と同様である。従って、その詳細説明は省略する。   Except that the key can be rewritten from the data processing device A (CPU) 0901, the other configuration is the same as that of the example in the sixth embodiment of the present invention. Therefore, the detailed description is omitted.

ここで前述の鍵バッファ0905の具体的な例を図40に例示する。尚、ここに例示した鍵バッファは、例えば、以下に本願発明の実施の形態として例示する図25、図28および図29などの鍵バッファ、1607、1406、1407、1607の実装例として適宜用い得ることは言うまでもない。   Here, a specific example of the key buffer 0905 is illustrated in FIG. Note that the key buffer illustrated here can be appropriately used as an example of mounting the key buffers 1607, 1406, 1407, and 1607 shown in FIGS. 25, 28, and 29, which will be described below as embodiments of the present invention. Needless to say.

図40を用いて上述の鍵バッファを説明する。本例は、1ビットのシフトレジスタ1461、1462、1463、1464、1465、1466、1467、および1468、1ビットの排他的論理和演算装置1470、1471、1472、および乱数発生装置(RNG)1469からなる。   The above-described key buffer will be described with reference to FIG. In this example, 1-bit shift registers 1461, 1462, 1463, 1464, 1465, 1466, 1467, and 1468, 1-bit exclusive-OR units 1470, 1471, 1472, and a random number generator (RNG) 1469 Become.

シフトレジスタ1461、1462、1463、1464、1465,1466、1467、および1468には、初期ビットが格納されているものとする。ここでは、説明のため、順に並べたとき10101110となるものとしておく。一回のビットシフトを行う度に乱数発生装置1469は1ビットの欄数を発生するものとする。乱数は1ビットづつ発生し、例えば、011となったとする。この時、この鍵バッファが発生する8ビット値の列は、以下のようになる。
10101110−−>01011100−−>10111101−−>011
11111
この8ビットの振る舞いは、非常に乱数に近いことが知られている。一般に、正しい乱数の発生には時間がかかることが多い。しかし、本例のそれは、1ビットの乱数を用いるだけで、8ビットの(疑似)乱数列を生成することができる。従って、本例の乱数発生の手段によって、極めて高速な処理が可能となる。このように高速動作の疑似乱数発生手段によって、極めて実用的な情報処理装置を提供することが出来る。
It is assumed that shift registers 1461, 1462, 1463, 1464, 1465, 1466, 1467, and 1468 store initial bits. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the numbers are 10101110 when arranged in order. It is assumed that the random number generator 1469 generates a 1-bit column number each time one bit shift is performed. It is assumed that a random number is generated one bit at a time and becomes, for example, 011. At this time, the sequence of 8-bit values generated by the key buffer is as follows.
10101110->01011100->101111101-> 011
11111
It is known that this 8-bit behavior is very close to a random number. Generally, it often takes time to generate a correct random number. However, in this example, an 8-bit (pseudo) random number sequence can be generated only by using a 1-bit random number. Therefore, extremely high-speed processing can be performed by the random number generating means of this embodiment. As described above, an extremely practical information processing apparatus can be provided by the pseudo-random number generating means operating at high speed.

図18は発明の第11の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る別な例である。更に、本例は鍵選択装置(マルチプレクサ)を用いて鍵(Key)を選択する例である。   FIG. 18 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining an eleventh embodiment of the present invention. This example is another example of encrypting data to be carried on a signal line. Further, this example is an example in which a key (Key) is selected using a key selection device (multiplexer).

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1001とデータ処理装置B(RAM)1002とがデータ信号線1009でつながれている。暗号化装置として排他的論理和演算装置1003、復号化装置として排他的論理和演算装置1004が用いられる。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 1001 and a data processing device B (RAM) 1002 are connected by a data signal line 1009. An exclusive OR operation device 1003 is used as an encryption device, and an exclusive OR operation device 1004 is used as a decryption device.

鍵選択装置(マルチプレクサ)1006、1014、鍵テーブル1007、1015、鍵バッファ1008、1013、鍵番号転送用信号線1010を有する。尚、前記鍵テーブル1007、1015は固定されたもので、書き換えできないものとする。そして、鍵テーブル1007、1015にはKey0とKey1が格納されている。勿論、本願発明において、鍵テーブルとして書き換え可能な鍵テーブルを用いることも可能である。鍵選択装置1006は鍵バッファ1008に接続され、暗号化装置1003に対して用いられる。鍵選択装置1014は鍵バッファ1013に接続され、復号化装置1004に対して用いられる。鍵番号転送用信号線1010によって鍵番号が転送される。   It has key selection devices (multiplexers) 1006 and 1014, key tables 1007 and 1015, key buffers 1008 and 1013, and a key number transfer signal line 1010. The key tables 1007 and 1015 are fixed and cannot be rewritten. The key tables 1007 and 1015 store Key0 and Key1. Of course, in the present invention, a rewritable key table can be used as the key table. The key selection device 1006 is connected to the key buffer 1008 and used for the encryption device 1003. The key selection device 1014 is connected to the key buffer 1013 and used for the decryption device 1004. The key number is transferred by the key number transfer signal line 1010.

ここでは説明を容易にするのため、信号線1009のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   Here, for ease of explanation, it is assumed that the size of the signal line 1009 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

本例によれば、ユーザ(例えばICカードのアプリケーションを制作する企業)は、鍵テーブル1007のどの鍵を用いて暗号化するのかを、鍵選択ビットバッファ1011に指定することで選択できる。以下、鍵選択ビットバッファ1011に格納された値をSKEYBITと呼ぶ。   According to this example, a user (for example, a company that produces an application for an IC card) can select which key in the key table 1007 to use for encryption by designating it in the key selection bit buffer 1011. Hereinafter, the value stored in the key selection bit buffer 1011 is referred to as SKEYBIT.

鍵選択装置1006は、鍵選択ビットバッファ1011に格納されたSKEYBITを参照して、鍵テーブル1007中から用いるべきKeyを取り出し、鍵バッファ1008に格納する。ここで、SKEYBITが0であれば、鍵選択装置(マルチプレクサ)1006は、鍵テーブル1007のKey0を選択し、鍵バッファ1008に格納し、もしSKEYBITが1であれば、鍵テーブル1007のKey1を選択し、鍵バッファ1008に格納する。   The key selection device 1006 refers to the SKEYBIT stored in the key selection bit buffer 1011, extracts a Key to be used from the key table 1007, and stores it in the key buffer 1008. Here, if SKEYBIT is 0, the key selection device (multiplexer) 1006 selects Key0 in the key table 1007 and stores it in the key buffer 1008. If SKEYBIT is 1, selects Key1 in the key table 1007. Then, it is stored in the key buffer 1008.

データ処理装置A(CPU)1001が、データ処理装置B(RAM)1002にデータを転送する際、排他的論理和演算装置1003によって鍵バッファ1011に格納されている8ビットの鍵データとデータ処理装置A(CPU)1001からの8ビットのデータとの排他的論理和がとられる。そして、この値がデータ信号線1010に乗せられて、データ処理装置B(RAM)1002に転送される。同時に、鍵選択ビットバッファ1011に格納されているSKEYBITの値を鍵番号転送用信号線1010を通してデータ処理装置B(RAM)1002に転送される。このとき、データ処理装置B(RAM)1002内のデータは、表5に示される形で格納される。   When the data processing device A (CPU) 1001 transfers data to the data processing device B (RAM) 1002, the exclusive-OR operation device 1003 stores the 8-bit key data stored in the key buffer 1011 and the data processing device The exclusive OR with the 8-bit data from A (CPU) 1001 is obtained. Then, this value is put on the data signal line 1010 and transferred to the data processing device B (RAM) 1002. At the same time, the value of SKEYBIT stored in the key selection bit buffer 1011 is transferred to the data processing device B (RAM) 1002 through the key number transfer signal line 1010. At this time, the data in the data processing device B (RAM) 1002 is stored in the form shown in Table 5.

Figure 2004259287
Figure 2004259287

これは、DATAが、鍵番号がSKEYBITとなる鍵によって暗号化されていることを示している。鍵選択ビットバッファ1011内のSKEYBITがプログラム等によって書き換えられた場合は、別の鍵によって暗号化される。例えば、データ処理装置B(RAM)の内部データは、次のようなものになる。
1 EF
0 A3
1 3E
1 54
0 3D
これらのデータを、再びデータ処理装置A(CPU)1001に戻して用いるときには、次の動作を行なう。これら暗号化データを転送する前に、データ処理装置B(RAM)1002より、鍵番号転送用信号線1010を通して鍵選択ビットを鍵選択装置1014に転送する。鍵選択装置1014は、鍵選択ビットに応じて鍵テーブル1015に格納された鍵を選択し、鍵バッファ1013に転送する。その上でデータ処理装置A(CPU)1001は、データ処理装置B(RAM)1002に対してデータを要求し、データ処理装置B(RAM)1002の該当データをデータ信号線1009に乗せる。更に、排他的論理和演算装置1004によって該当データと鍵バッファ1013に格納された鍵との排他的論理和をとり、データ処理装置A(CPU)1001に入力する。データの暗号化に用いた鍵番号に応じて復号化が行われるので、データ処理装置A(CPU)1001では矛盾なく処理が行われる。
This indicates that DATA is encrypted with a key whose key number is SKEYBIT. When SKEYBIT in the key selection bit buffer 1011 is rewritten by a program or the like, it is encrypted by another key. For example, the internal data of the data processing device B (RAM) is as follows.
1 EF
0 A3
13E
1 54
0 3D
When returning these data to data processing apparatus A (CPU) 1001 for use, the following operation is performed. Before transferring these encrypted data, a key selection bit is transferred from the data processing device B (RAM) 1002 to the key selection device 1014 through the key number transfer signal line 1010. The key selection device 1014 selects a key stored in the key table 1015 according to the key selection bit, and transfers the key to the key buffer 1013. Then, the data processing device A (CPU) 1001 requests data from the data processing device B (RAM) 1002 and puts the corresponding data of the data processing device B (RAM) 1002 on the data signal line 1009. Further, an exclusive OR operation of the corresponding data and the key stored in the key buffer 1013 is performed by the exclusive OR operation device 1004 and input to the data processing device A (CPU) 1001. Since the decryption is performed according to the key number used for encrypting the data, the data processing apparatus A (CPU) 1001 performs the processing without contradiction.

図19は発明の第12の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は、信号線のデータを暗号化して伝達するひとつの例である。更には、本例は記憶装置を複数の領域に分割し、領域毎に暗号化するか否かを指定して、暗号化、復号化する方法である。   FIG. 19 is a basic configuration diagram for explaining an outline of an information processing apparatus for explaining a twelfth embodiment of the invention. This example is one example in which data of a signal line is encrypted and transmitted. Further, this example is a method of dividing a storage device into a plurality of areas, and specifying whether or not to encrypt each area, and performing encryption and decryption.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置51101と情報記憶装置51102とがデータバス51107によってつながれている。データ処理装置51101に暗号化装置51103および複号化装置51104が設けられている。そして、本例では、暗号化判定回路7312によって暗号するか否かを判定して、この情報を暗号化装置51103および複号化装置51104に与えられる。この動作の為、暗号鍵記憶装置51106、暗号化領域指定レジスタ7311、暗号化判定回路7312、AND回路51112などが設けられている。更に、本例は情報記憶装置とデータ処理装置の間にはアドレスバス51108を有する。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device 51101 and an information storage device 51102 are connected by a data bus 51107. The data processing device 51101 is provided with an encryption device 51103 and a decryption device 51104. Then, in this example, whether or not to encrypt is determined by the encryption determination circuit 7312, and this information is provided to the encryption device 51103 and the decryption device 51104. For this operation, an encryption key storage device 51106, an encryption area designation register 7311, an encryption determination circuit 7312, an AND circuit 51112, and the like are provided. Furthermore, this example has an address bus 51108 between the information storage device and the data processing device.

ここで、情報記憶装置51102自体の構成は、通例に従って十分である。情報記憶装置の記憶領域は、記憶領域のアドレス値によって複数の領域に分類され、それぞれの領域に対して暗号化を行うか否かを、暗号化領域指定レジスタ7311で指定する。暗号化判定回路7312は、アドレスバス51108に現れるアドレス値と、暗号化領域指定レジスタ7311の値によって、暗号化を行うか判定する。   Here, the configuration of the information storage device 51102 itself is sufficient as usual. The storage area of the information storage device is classified into a plurality of areas according to the address value of the storage area, and whether or not to encrypt each area is specified by the encryption area specification register 7311. The encryption determination circuit 7312 determines whether to perform encryption based on the address value appearing on the address bus 51108 and the value of the encryption area designation register 7311.

図20は、暗号化判定回路のひとつの実施例を示す。この暗号化判定回路の例では、メモリを分割する際の上位pビット分を参照し、メモリアレイの領域をpビットのそれぞれの状態で識別し、2^pの領域に分割する。暗号化領域指定レジスタ7311は、2^pビットの長さを持ち、各ビットはメモリアレイ上の1つの領域と対応し、暗号化を行うか否かを制御する。   FIG. 20 shows one embodiment of the encryption judgment circuit. In this example of the encryption judgment circuit, the upper p bits at the time of dividing the memory are referred to, the area of the memory array is identified in each state of p bits, and the memory array is divided into 2 ^ p areas. The encryption area designation register 7311 has a length of 2 ^ p bits, and each bit corresponds to one area on the memory array, and controls whether or not to perform encryption.

暗号化領域指定レジスタ7311の各ビットと、該ビットに相当するアドレス領域を表すビットパタンに対して、ビットがすべて1となるようにNOTを挟んだのち、暗号化領域指定レジスタの該当ビットとの論理積をとる。この論理積が1のときは、暗号化を行い、0の時は暗号化を行わない。暗号化領域指定レジスタ7311の各ビットに対して同様の回路を作り、その後論理積すべてのビットの論理和を論理和演算装置7314で取る。この論理和が1のときは、暗号化を行い、0の時は暗号化を行わないようにする。   For each bit of the encryption area specification register 7311 and a bit pattern representing an address area corresponding to the bit, a NOT is inserted so that all the bits become 1, and then the corresponding bit of the encryption area specification register is set. Perform a logical conjunction. When the logical product is 1, encryption is performed, and when the logical product is 0, encryption is not performed. A similar circuit is created for each bit of the encryption area designation register 7311, and then the logical sum of all the bits of the logical product is calculated by the logical sum operation device 7314. When the logical sum is 1, encryption is performed, and when it is 0, encryption is not performed.

暗号化判定回路7312の出力は、暗号鍵とのANDが論理積演算装置51112で計算され、暗号化装置51103複号化装置51104にそれそれ送られる。論理積演算装置51112の出力は、暗号化を行う際には、暗号鍵と同じ値になるが、暗号化を行わないときには、0となる。暗号化装置51103は、暗号鍵として0が与えられると、入力と出力が等しくなるので、暗号化を行わないのと等価になる。   The AND of the output of the encryption determination circuit 7312 with the encryption key is calculated by the logical product operation unit 51112 and sent to the encryption device 51103 and the decryption device 51104. The output of the AND operation device 51112 has the same value as the encryption key when performing encryption, but becomes 0 when not performing encryption. When 0 is given as the encryption key, the input and output of the encryption device 51103 become equal, which is equivalent to not performing encryption.

読み出し時の複号化の手順は、書き込みと同様、アドレスの値と暗号化領域指定レジスタ7311の値によって、複号化を行う際の暗号鍵を0とするか暗号鍵の値にするかを制御し、複号化を行う。   The decryption procedure at the time of reading, as in the case of writing, depends on the value of the address and the value of the encryption area designation register 7311 to determine whether the encryption key at the time of decryption is 0 or the value of the encryption key. Control and perform decryption.

このようにして、情報記憶装置をアドレスによって複数領域に分割して、それぞれの領域ごとに暗号化の有無が設定できる。暗号化を施された領域では、データバス51107に現れるビットパタンや情報記憶装置に記録されるデータのビットパタンは実際のデータとは異なるため、情報記憶装置へのデータの書き込み・読み込み時の消費電流パタンやバスで消費される電流パタンから実際のデータを推測する事が困難となる。   In this manner, the information storage device is divided into a plurality of areas by address, and the presence or absence of encryption can be set for each area. In the encrypted area, the bit pattern appearing on the data bus 51107 and the bit pattern of the data recorded in the information storage device are different from the actual data, so that the consumption when writing / reading data to / from the information storage device is performed. It is difficult to estimate actual data from current patterns and current patterns consumed by buses.

図21は発明の第13の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化複号化を図る別な例である。本例は特定のデータパターンに対しては暗号化を行わない例である。   FIG. 21 is a basic configuration diagram for explaining an outline of an information processing apparatus for explaining a thirteenth embodiment of the present invention. This example is another example for encrypting and decrypting data to be carried on a signal line. This example is an example in which a specific data pattern is not encrypted.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1101とデータ処理装置B(RAM)1102とが信号線1109でつながれている。暗号化装置としては排他的論理和演算装置1103、復号化装置としては排他的論理和演算装置1104が設けられている。この暗号化装置および復号化装置に対する鍵選択の為にラッチ回路1105、8ビットの暗号化禁止データバッファ1106、復号化禁止データバッファ1113、鍵テーブル1107、1112、鍵選択装置1108、1111、など設けられている。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 1101 and a data processing device B (RAM) 1102 are connected by a signal line 1109. An exclusive OR operation device 1103 is provided as an encryption device, and an exclusive OR operation device 1104 is provided as a decryption device. A latch circuit 1105, an 8-bit encryption prohibition data buffer 1106, a decryption prohibition data buffer 1113, a key table 1107, 1112, a key selection device 1108, 1111, etc. are provided for selecting a key for the encryption device and the decryption device. Have been.

ここで、復号化禁止データバッファ1113の内部のデータは、暗号化禁止データバッファ1106内部のデータと同じデータが格納されている。また、鍵テーブル1107と1112とは全く同じ鍵データが格納されている。   Here, the same data as the data inside the encryption prohibited data buffer 1106 is stored in the data inside the decryption prohibited data buffer 1113. The key tables 1107 and 1112 store exactly the same key data.

ここでは説明のため、信号線0705のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 0705 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

鍵テーブル1107には、暗号化用の鍵(Key)及び、0が格納されているものとする。暗号化禁止データバッファ1106及び、復号化禁止データバッファ1113には、禁止データ(FDATA)及び、FDATAと暗号化鍵(Key)との排他的論理和の値が格納されている。このFDATAとKeyの排他的論理和の値をCO−FDATAと呼ぶ。CO−FDATAが必要な理由は、次のようである。データとKeyとの排他的論理和がFDATAに一致してしまった場合、この暗号化データをデータ処理装置B(RAM)1102からデータ処理装置A(CPU)1101に戻したときに、暗号化がなされたままデータ処理装置A(CPU)1101に入力され、処理が矛盾するからである。   It is assumed that the key table 1107 stores an encryption key (Key) and 0. The encryption prohibition data buffer 1106 and the decryption prohibition data buffer 1113 store prohibition data (FDATA) and the value of the exclusive OR of FDATA and the encryption key (Key). The value of the exclusive OR of FDATA and Key is called CO-FDATA. The reason why CO-FDATA is required is as follows. If the exclusive OR of the data and the Key matches FDATA, when the encrypted data is returned from the data processing device B (RAM) 1102 to the data processing device A (CPU) 1101, encryption is performed. This is because the data is input to the data processing device A (CPU) 1101 as it is and the processing is inconsistent.

鍵(Key)との排他的論理和がFDATAに一致するのは、CO−FDATAだけであるから、暗号化禁止データバッファ1106及び復号化禁止データバッファ1113に格納しなければならないデータは、禁止データ(FDATA)及びCO−FDATAだけである。   Since the exclusive OR with the key (Key) matches FDATA only in CO-FDATA, the data that must be stored in the encryption prohibited data buffer 1106 and the decryption prohibited data buffer 1113 is the prohibited data. (FDATA) and CO-FDATA only.

データ処理装置A(CPU)1101からデータ処理装置B(RAM)1102に信号線1109を通してデータを転送する際、該データは、鍵選択装置1108及び、ラッチ回路1105に入力される。ラッチ回路1105は、鍵選択装置1108からデータ保持解除信号の値(OUTDATA−BIT)が1になるまで、該デ−タを保持し続け、OUTDATA−BITが1になると、保持を解除し、排他的論理和演算装置1103に入力される。鍵選択装置1108に入力されたデータは、暗号化禁止データバッファ1106に保持されている8ビットの暗号化禁止データ(FDATA)及びCO−FDATAと比較される。そして、鍵選択装置1108に入力されたデータがそのいずれか一方と同じであれば、鍵テーブル1107より値0を選択して保持し、ラッチ回路1105にOUTBIT−DATA1を送るとともに、排他的論理和演算装置1103に値0を送信する。任意のビット値xと0との排他的論理和がxに等しいので、このときには該データは暗号化されずに信号線1109に乗せられ、データ処理装置B(RAM)に入力される。   When data is transferred from the data processing device A (CPU) 1101 to the data processing device B (RAM) 1102 via the signal line 1109, the data is input to the key selection device 1108 and the latch circuit 1105. The latch circuit 1105 continues to hold the data until the value (OUTDATA-BIT) of the data holding release signal from the key selection device 1108 becomes 1, and when the OUTDATA-BIT becomes 1, the latch circuit 1105 releases the holding and exclusive. Is input to the logical OR operation device 1103. The data input to the key selection device 1108 is compared with 8-bit encryption prohibition data (FDATA) and CO-FDATA held in the encryption prohibition data buffer 1106. If the data input to the key selection device 1108 is the same as one of them, the value 0 is selected and held from the key table 1107, OUTBIT-DATA1 is sent to the latch circuit 1105, and exclusive OR is performed. The value 0 is transmitted to the arithmetic unit 1103. Since the exclusive OR of an arbitrary bit value x and 0 is equal to x, at this time, the data is put on the signal line 1109 without being encrypted and input to the data processing device B (RAM).

一方、FDATAまたはCO−FDATAと該データが同一でない場合は、鍵テーブルより値Keyを選択して保持し、ラッチ回路1105にOUTBIT−DATA1を送るとともに、排他的論理和演算装置1103に値Keyを送信する。このとき、該データは暗号化されて信号線1109に乗せられ、データ処理装置B(RAM)に入力される。逆に情報処理装置B(RAM)のデータをデータ処理装置A(CPU)に転送するときには、そのまま信号線1109に乗せて転送を行う。このときも、以上と同様のプロセスでデータとFDATAまたはCO−FDATAが一致したときには復号化されず、不一致のときには同じKeyによる復号化がなされ、矛盾なく処理が行われる。   On the other hand, when the data is not the same as FDATA or CO-FDATA, the value Key is selected and held from the key table, OUTBIT-DATA1 is sent to the latch circuit 1105, and the value Key is sent to the exclusive OR operation device 1103. Send. At this time, the data is encrypted, put on the signal line 1109, and input to the data processing device B (RAM). Conversely, when transferring data from the information processing device B (RAM) to the data processing device A (CPU), the data is transferred as it is onto the signal line 1109. Also at this time, if the data and FDATA or CO-FDATA match in the same process as described above, decoding is not performed, and if they do not match, decoding is performed using the same Key, and processing is performed without contradiction.

図22は発明の第14の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータを暗号化する別な例である。更には本例はデータを伝達する両データ処理装置と信号線の間の双方に暗号化および復号化装置を挿入する例である。   FIG. 22 is a basic configuration diagram illustrating an outline of an information processing apparatus for describing a fourteenth embodiment of the present invention. This example is another example of encrypting data to be put on a signal line. Further, this embodiment is an example in which an encryption and decryption device is inserted between both data processing devices for transmitting data and a signal line.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1301とデータ処理装置B(RAM)1302とが信号線1307でつながれている。暗号化装置としては排他的論理和演算装置1303、1305、復号化装置としては排他的論理和演算装置1304、1306が用いられる。排他的論理和演算装置1303、1304、1305、1306は、全て同一の鍵 Key とデータとの排他的論理和を計算して出力するものである。データ処理装置A(CPU)1301から出力されたデータは、排他的論理和演算装置1303によって暗号化され、信号線1307を通してデータ処理装置B(RAM)1302に転送される。しかし、一方、データ処理装置B(RAM)1302に入力される前に排他的論理和演算装置1306によって復号された後、データ処理装置B(RAM)1302に入力される。   In the information processing apparatus of this embodiment, a data processing device A (CPU) 1301 and a data processing device B (RAM) 1302 are connected by a signal line 1307. XOR devices 1303 and 1305 are used as encryption devices, and XOR devices 1304 and 1306 are used as decryption devices. The exclusive-OR operation devices 1303, 1304, 1305, and 1306 all calculate and output the exclusive-OR of the same key Key and data. Data output from the data processing device A (CPU) 1301 is encrypted by the exclusive OR operation device 1303 and transferred to the data processing device B (RAM) 1302 through the signal line 1307. However, on the other hand, the data is decoded by the exclusive OR operation unit 1306 before being input to the data processing device B (RAM) 1302, and then input to the data processing device B (RAM) 1302.

本発明の第6の実施の形態とは異なり、本実施例においては、データ処理装置B(RAM)1302内のデータは、暗号化されていない元のデータとなる。また、データ処理装置B(RAM)1302内のデータがデータ処理装置A(CPU)1301に転送されるときには、排他的論理和演算装置1305によって暗号化が行われ、信号線1307を通してデータ処理装置A(CPU)1301に転送されるが、データ処理装置A(CPU)1301に入力される前に排他的論理和演算装置1304によって復号された後、データ処理装置A(CPU)1301に入力される。   Unlike the sixth embodiment of the present invention, in this embodiment, the data in the data processing device B (RAM) 1302 is the original data that has not been encrypted. When data in the data processing device B (RAM) 1302 is transferred to the data processing device A (CPU) 1301, the data is encrypted by the exclusive OR operation device 1305, and the data processing device A is transmitted through the signal line 1307. The data is transferred to the (CPU) 1301, but before being input to the data processing device A (CPU) 1301, it is decoded by the exclusive OR operation device 1304 and then input to the data processing device A (CPU) 1301.

このとき、信号線における充放電は、本発明の第6の実施の形態における情報処理装置におけるものと全く同じである。   At this time, the charge and discharge in the signal line are exactly the same as those in the information processing device according to the sixth embodiment of the present invention.

図23は発明の第15の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る別な例である。本例はデータ処理装置と信号線の間に暗号化および復号化装置ならびに鍵情報を設定する装置を挿入する例である。   FIG. 23 is a basic configuration diagram illustrating an outline of an information processing apparatus for describing a fifteenth embodiment of the present invention. This example is another example of encrypting data to be carried on a signal line. In this example, an encryption / decryption device and a device for setting key information are inserted between a data processing device and a signal line.

本実施例の情報処理装置は、本発明の第6の実施の形態の情報処理装置の実施例を双方向化したものである。本例は、データ処理装置A(CPU)1401、データ処理装置B(RAM)1402、信号線1410、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1403、1411及び、復号化装置としての排他的論理和演算装置1404、1412、乱数発生装置(RNG)1409、鍵バッファ1405、1406、1407、1408を有する。   The information processing apparatus according to the present embodiment is a bidirectional version of the example of the information processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In this example, a data processing device A (CPU) 1401, a data processing device B (RAM) 1402, a signal line 1410, exclusive OR operation devices 1403 and 1411 as encryption devices, and exclusive logic as a decryption device It has sum operation devices 1404 and 1412, a random number generation device (RNG) 1409, and key buffers 1405, 1406, 1407 and 1408.

乱数発生装置1409は、情報処理装置起動時のリセット信号(Reset)を受けて稼動し、8ビットの乱数を生成して停止し、再びリセット信号が入力されるまで停止したままである。また、鍵バッファは、8ビットの乱数を格納するもので、8つのフリップフロップから構成される。ここでは説明のため、信号線1410のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。また、信号線1410の制御方式はスタティック信号線制御方式であるものとする。尚、プリチャージ信号線制御方式においても本例の効果は同じである。   The random number generation device 1409 operates upon receiving a reset signal (Reset) at the time of activation of the information processing device, generates and stops an 8-bit random number, and remains stopped until a reset signal is input again. The key buffer stores an 8-bit random number and is composed of eight flip-flops. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 1410 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general. The control method of the signal line 1410 is a static signal line control method. The effect of this example is the same in the precharge signal line control method.

リセット時に乱数生成装置1409を起動させて新たな8ビット鍵を設定する部分を除いて本実施例は、本発明の第13の実施の形態における情報処理装置と同じものである。従って、鍵バッファに乱数の鍵が設定されて以後の動作も同様である。動作の詳細説明は省略する。   This example is the same as the information processing apparatus according to the thirteenth embodiment of the present invention except for the part that activates the random number generation apparatus 1409 at the time of reset and sets a new 8-bit key. Therefore, the operation after the random number key is set in the key buffer is the same. Detailed description of the operation is omitted.

本例においても、当然、信号線での充放電による消費電力は本来のデータとは異なるものであり、さらに、暗号化に用いている鍵がリセット毎に変化するので、消費電力から元のデータを推測することが困難となる。   Also in this example, of course, the power consumption due to charging / discharging on the signal line is different from the original data, and the key used for encryption changes at each reset. Is difficult to guess.

図24は発明の第16の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る別な例である。本例は暗号化に用いる鍵情報の一部として記憶装置の番地情報を用いる例である。   FIG. 24 is a basic configuration diagram illustrating an outline of an information processing apparatus for describing a sixteenth embodiment of the present invention. This example is another example of encrypting data to be carried on a signal line. This example is an example in which address information of a storage device is used as a part of key information used for encryption.

本実施例の情報処理装置は、基本的に本発明の第7の実施の形態の情報処理装置を双方向化したものである。本例は、データ処理装置A(CPU)1501、データ処理装置B(RAM)1502、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1503、1505、復号化装置としての排他的論理和演算装置1504、1506、鍵バッファ1507、データ信号線1510、アドレス信号線上位4ビット1508、アドレス信号線下位4ビット1509を有する。ここでは説明のため、データ信号線1510のサイズは8ビットとし、アドレス信号線1508、1509のサイズも同じ8ビットであり、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。また、データ信号線1510及びアドレス信号線1508、1509の制御方式はスタティック信号線制御方式であるものとする。プリチャージ信号線制御方式においても本例の効果は同じである。   The information processing apparatus according to the present embodiment is basically a bidirectional version of the information processing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In this example, a data processing device A (CPU) 1501, a data processing device B (RAM) 1502, exclusive OR operation devices 1503 and 1505 as encryption devices, an exclusive OR operation device 1504 as a decryption device, 1506, a key buffer 1507, a data signal line 1510, upper 4 bits of an address signal line 1508, and lower 4 bits of an address signal line 1509. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the data signal line 1510 is 8 bits, the size of the address signal lines 1508 and 1509 is also 8 bits, and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general. It is assumed that the control method of the data signal line 1510 and the address signal lines 1508 and 1509 is a static signal line control method. The effect of this example is the same in the precharge signal line control method.

暗号化装置は、固定された8ビットの鍵(Key)とCPUからの8ビットのデータとのビット毎の排他的論理演算装置であり、復号化装置も同じ鍵とデータとのビット毎の排他的論理和演算装置である。鍵バッファ1507の上位4ビットは固定された鍵であり、下位4ビットは、アドレス信号線下位4ビット1509のデータが格納されるものとする。   The encryption device is a bitwise exclusive logical operation device of a fixed 8-bit key (Key) and 8-bit data from the CPU, and the decryption device is also a bitwise exclusive operation of the same key and data. Logical OR operation device. The upper 4 bits of the key buffer 1507 are a fixed key, and the lower 4 bits store data of the lower 4 bits 1509 of the address signal line.

データ処理装置A(CPU)からデータが転送される場合の動作は、本発明の第7の実施の形態の情報処理装置において説明したものと同じである。   The operation when data is transferred from the data processing device A (CPU) is the same as that described in the information processing device according to the seventh embodiment of the present invention.

しかし、データ信号線1510に暗号化されたまま入力されるのではなく、鍵バッファ1507に格納されている暗号化鍵を用いて復号化されてからデータ処理装置B(RAM)1502に入力される。逆に、データ処理装置B(RAM)1502の内部のデータをデータ処理装置A(CPU)1501に転送するときには、データ処理装置A(CPU)1501から、対応するアドレスがアドレス線1508、1509によって転送され、その値を用いて鍵バッファ1507の値が決定される。そして、この鍵バッファ1507の値とデータとの排他的論理和が、データ信号線1510に乗せられる。排他的論理和演算装置1504によって、この値と暗号化に用いた鍵バッファ1507の鍵との排他的論理和をとることによって復号し、データ処理装置A(CPU)に入力される。このとき、信号線における充放電の動作は、前述の第7の実施の形態の情報処理装置の実施例におけるものと全く同じである。   However, the data is not input to the data signal line 1510 while being encrypted, but is input to the data processing device B (RAM) 1502 after being decrypted using the encryption key stored in the key buffer 1507. . Conversely, when data inside the data processing device B (RAM) 1502 is transferred to the data processing device A (CPU) 1501, the corresponding address is transferred from the data processing device A (CPU) 1501 via the address lines 1508 and 1509. The value of the key buffer 1507 is determined using the value. Then, the exclusive OR of the value of the key buffer 1507 and the data is put on the data signal line 1510. The exclusive OR operation device 1504 decrypts the value by taking the exclusive OR of this value and the key of the key buffer 1507 used for encryption, and inputs the result to the data processing device A (CPU). At this time, the operation of charging and discharging the signal line is exactly the same as that in the example of the information processing apparatus according to the seventh embodiment.

図25は発明の第17の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る別な例である。更には本例はデータ処理装置と信号線の間に暗号化および復号化装置を挿入し、且つ暗号化に用いる鍵情報を自動的に再設定する例である。   FIG. 25 is a basic configuration diagram illustrating an outline of an information processing apparatus for describing a seventeenth embodiment of the present invention. This example is another example of encrypting data to be carried on a signal line. Further, this example is an example in which an encryption / decryption device is inserted between a data processing device and a signal line, and key information used for encryption is automatically reset.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1601、データ処理装置B(RAM)1602、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1603、1605、復号化装置としての排他的論理和演算装置1604、1606、8ビットの鍵を格納する鍵バッファ1607、乱数生成装置(RNG)1608、5ビット入力1出力の論理和演算装置1609、5ビットの大きさを持つカウンタ1610、信号線1611から構成される。カウンタ1610は、クロック信号(CLK)のエッジの立ち上がりに合わせてカウントを行い、5ビットより大きな部分は無視される。ここでは説明のため、信号線1611のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   The information processing apparatus according to the present embodiment includes a data processing device A (CPU) 1601, a data processing device B (RAM) 1602, exclusive OR operation devices 1603 and 1605 as encryption devices, and exclusive logic as a decryption device. Sum operation units 1604 and 1606, a key buffer 1607 for storing an 8-bit key, a random number generation unit (RNG) 1608, a 5-bit input / one output OR operation unit 1609, a counter 1610 having a 5-bit size, a signal line 1611. The counter 1610 counts according to the rising edge of the clock signal (CLK), and a portion larger than 5 bits is ignored. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 1611 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

データ処理装置A(CPU)1601からデータ処理装置B(RAM)1602にデータを転送する場合、データ処理装置A(CPU)1601は、クロック信号に同期してデータを転送する。クロック信号が発信されると、カウンタ1610はカウントを始める。論理和演算装置1609は、カウンタの各ビット全てに対する論理和を乱数生成装置1608に送信する。乱数生成装置1608は、該論理和の値が0であれば、8ビットの乱数を生成し、該8ビット乱数を鍵バッファ1607に送信して停止する。このとき、カウンタの値が全て0になったときのみ、乱数生成装置1608は、0を受け取るので、鍵は32クロック毎に暗号化、復号化に用いる鍵を交換することになる。鍵バッファ1607は、排他的論理和演算装置1603、1604、1605、1606全てに同一の鍵を供給する。   When transferring data from the data processing device A (CPU) 1601 to the data processing device B (RAM) 1602, the data processing device A (CPU) 1601 transfers data in synchronization with a clock signal. When the clock signal is transmitted, the counter 1610 starts counting. The logical sum operation device 1609 transmits the logical sum of all the bits of the counter to the random number generation device 1608. If the value of the logical sum is 0, the random number generation device 1608 generates an 8-bit random number, transmits the 8-bit random number to the key buffer 1607, and stops. At this time, the random number generation device 1608 receives 0 only when all the values of the counter become 0, so that the key exchanges the key used for encryption and decryption every 32 clocks. The key buffer 1607 supplies the same key to all of the exclusive OR operation units 1603, 1604, 1605, and 1606.

データ処理装置A(CPU)からデータをデータ処理装置B(RAM)に信号線1611を通して転送する際、まず、排他的論理和演算装置1603にて鍵バッファ1607の値とデータとの排他的論理和を信号線1611に乗せて転送する。この暗号化されたデータは、データ処理装置B(RAM)に入る前に同じ鍵バッファ1607の値との排他的論理和が取られるので、復号されて元のデータ値になり、データ処理装置B(RAM)1602に入力される。データ処理装置B(RAM)1602のデータをデータ処理装置A(CPU)1601に転送する場合も同様である。   When data is transferred from the data processing device A (CPU) to the data processing device B (RAM) through the signal line 1611, first, the exclusive OR operation device 1603 performs an exclusive OR operation on the value of the key buffer 1607 and the data. On the signal line 1611 for transfer. This encrypted data is subjected to an exclusive OR operation with the value of the same key buffer 1607 before entering the data processing device B (RAM). (RAM) 1602. The same applies to the case where the data of the data processing device B (RAM) 1602 is transferred to the data processing device A (CPU) 1601.

図26は発明の第18の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る別な例である。本例はデータ処理装置A(CPU)1701から鍵の書き換えを行うことができる例である。   FIG. 26 is a basic configuration diagram illustrating an outline of an information processing apparatus for describing an eighteenth embodiment of the present invention. This example is another example of encrypting data to be carried on a signal line. This example is an example in which the key can be rewritten from the data processing device A (CPU) 1701.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1701、データ処理装置B(RAM)1702、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1703、1705、復号化装置としての排他的論理和演算装置1704、1706、8ビットを格納する鍵バッファ1707、信号線1709から構成される。ここでは説明のため、信号線1709のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   The information processing apparatus according to the present embodiment includes a data processing apparatus A (CPU) 1701, a data processing apparatus B (RAM) 1702, exclusive OR operation apparatuses 1703 and 1705 as encryption apparatuses, and exclusive logic as a decryption apparatus. It comprises sum operation devices 1704 and 1706, a key buffer 1707 for storing 8 bits, and a signal line 1709. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 1709 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

鍵バッファ1707はCPU1701に接続されており、CPU1701から鍵バッファ1707の内容を変更することが可能である。鍵バッファ1707に保持された鍵情報は、データ処理装置A(CPU)1701からの出力データの暗号化、入力データの復号化に用いられる。データ処理装置A(CPU)1701から鍵の書き換えを行うことができることを除いて、その他の構成は本発明の第15の実施の形態における実施例と同様である。   The key buffer 1707 is connected to the CPU 1701, and the contents of the key buffer 1707 can be changed from the CPU 1701. The key information held in the key buffer 1707 is used for encrypting output data from the data processing device A (CPU) 1701 and decrypting input data. Except that the key can be rewritten from the data processing device A (CPU) 1701, the other configuration is the same as the example in the fifteenth embodiment of the present invention.

図27は発明の第19の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータを暗号化し、且つ復号化してデータを格納する例である。   FIG. 27 is a basic configuration diagram for explaining an outline of an information processing apparatus for explaining a nineteenth embodiment of the present invention. This example is an example of encrypting and decrypting data to be put on a signal line and storing the data.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1301、データ処理装置B(RAM)1302、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1303、復号化装置としての排他的論理和演算装置1306、信号線1307から構成されている。排他的論理和演算装置1303、1306は、全て同一の鍵Keyとデータとの排他的論理和を計算して出力するものである。   The information processing apparatus of this embodiment includes a data processing apparatus A (CPU) 1301, a data processing apparatus B (RAM) 1302, an exclusive OR operation apparatus 1303 as an encryption apparatus, and an exclusive OR operation as a decryption apparatus. The device 1306 includes a signal line 1307. The exclusive OR operation devices 1303 and 1306 calculate and output the exclusive OR of the same key Key and data.

データ処理装置A(CPU)1301から出力されたデータは、排他的論理和演算装置1303によって暗号化され、信号線1307を通してデータ処理装置B(RAM)1302に転送されるが、データ処理装置B(RAM)1302に入力される前に排他的論理和演算装置1306によって復号された後、データ処理装置B(RAM)1302に入力される。   The data output from the data processing device A (CPU) 1301 is encrypted by the exclusive OR operation device 1303 and transferred to the data processing device B (RAM) 1302 through the signal line 1307. The data is decoded by the exclusive OR operation unit 1306 before being input to the (RAM) 1302, and then input to the data processing device B (RAM) 1302.

本発明の第6の実施の形態とは異なり、本実施例においては、データ処理装置B(RAM)1302内のデータは、暗号化されていない元のデータとなる。このとき、データ処理装置A(CPU)1301から、データ処理装置B(RAM)1302に送られる情報は、信号線上では暗号化されている。従って、信号線の充放電電流からは、送られた情報を推測することは困難になる。   Unlike the sixth embodiment of the present invention, in this embodiment, the data in the data processing device B (RAM) 1302 is the original data that has not been encrypted. At this time, information sent from the data processing device A (CPU) 1301 to the data processing device B (RAM) 1302 is encrypted on the signal line. Therefore, it is difficult to estimate the transmitted information from the charge / discharge current of the signal line.

図28は発明の第20の実施の形態を説明する為の情報処理装置の概要を説明する基本構成図である。本例は本例は信号線に乗せるデータを暗号化し、且つ復号化してデータを格納する例である。更には、本例は乱数を用いた鍵をもちいた例である。   FIG. 28 is a basic configuration diagram illustrating an outline of an information processing apparatus for describing a twentieth embodiment of the invention. This example is an example in which data to be put on a signal line is encrypted and decrypted and stored. Further, this example is an example using a key using a random number.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1401、データ処理装置B(RAM) 1402、信号線1410、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1403及び、復号化装置としての排他的論理和演算装置1412、乱数発生装置(RNG)1409、鍵バッファ1406、1407から構成される。   The information processing apparatus according to the present embodiment includes a data processing device A (CPU) 1401, a data processing device B (RAM) 1402, a signal line 1410, an exclusive OR operation device 1403 as an encryption device, and a decryption device. It comprises an exclusive OR operation unit 1412, a random number generation unit (RNG) 1409, and key buffers 1406 and 1407.

乱数発生装置1409は、情報処理装置起動時のリセット信号(Reset)を受けて稼動し、8ビットの乱数を生成して停止し、再びリセット信号が入力されるまで停止したままである。また、鍵バッファは、8ビットの乱数を格納するもので、8つのフリップフロップから構成される。ここでは説明のため、信号線1410のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。また、信号線1410の制御方式はスタティック信号線制御方式であるものとする。プリチャージ信号線制御方式においても本例の効果は同じである。   The random number generation device 1409 operates upon receiving a reset signal (Reset) at the time of activation of the information processing device, generates and stops an 8-bit random number, and remains stopped until a reset signal is input again. The key buffer stores an 8-bit random number and includes eight flip-flops. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 1410 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general. The control method of the signal line 1410 is a static signal line control method. The effect of this example is the same in the precharge signal line control method.

リセット時に乱数生成装置1409を起動させて新たな8ビット鍵を設定する部分を除いて本実施例は、本発明の第19の実施の形態における情報処理装置の実施例と同じものである。従って、鍵バッファに乱数の鍵が設定されて以後の動作も同様である。従って信号線での充放電による消費電力は本来のデータとは異なるものであり、さらに、暗号化に用いている鍵がリセット毎に変化するので、消費電力から元のデータを推測することが困難となる。   This example is the same as the example of the information processing apparatus according to the nineteenth embodiment of the present invention, except that the random number generating apparatus 1409 is activated at the time of reset and a new 8-bit key is set. Therefore, the operation after the random number key is set in the key buffer is the same. Therefore, the power consumption due to charge / discharge in the signal line is different from the original data, and since the key used for encryption changes at each reset, it is difficult to estimate the original data from the power consumption. It becomes.

図29は発明の第21の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る例である。更には、本例は乱数を用いて鍵情報を設定する例である。   FIG. 29 is a diagram showing a basic configuration of an information processing apparatus for explaining a twenty-first embodiment of the present invention. This example is an example of encrypting data to be put on a signal line. Further, this example is an example in which key information is set using random numbers.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)1601、データ処理装置B(RAM)1602、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1603、復号化装置としての排他的論理和演算装置1606、8ビットの鍵を格納する鍵バッファ1607、乱数生成装置(RNG)1608、5ビット入力1出力の論理和演算装置1609、5ビットの大きさを持つカウンタ1610、信号線1611から構成される。カウンタ1610は、クロック信号(CLK)のエッジの立ち上がりに合わせてカウントを行い、5ビットより大きな部分は無視される。ここでは説明のため、信号線1611のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   The information processing apparatus according to the present embodiment includes a data processing device A (CPU) 1601, a data processing device B (RAM) 1602, an exclusive OR operation device 1603 as an encryption device, and an exclusive OR operation as a decryption device. It comprises a device 1606, a key buffer 1607 for storing an 8-bit key, a random number generator (RNG) 1608, a 5-bit input 1-output logical sum operation device 1609, a 5-bit counter 1610, and a signal line 1611. You. The counter 1610 counts according to the rising edge of the clock signal (CLK), and a portion larger than 5 bits is ignored. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 1611 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

本例では、データ処理装置A(CPU)1601からデータ処理装置B(RAM)1602にデータを転送する場合、データ処理装置A(CPU)1601は、クロック信号に同期してデータを転送する。クロック信号が発信されると、カウンタ1610はカウントを始める。論理和演算装置1609は、カウンタの各ビット全てに対する論理和を乱数生成装置1608に送信する。乱数生成装置1608は、該論理和の値が0であれば、8ビットの乱数を生成し、該8ビット乱数を鍵バッファ1607に送信して停止する。このとき、カウンタの値が全て0になったときのみ、乱数生成装置1608は、0を受け取るので、鍵は32クロック毎に暗号化、復号化に用いる鍵を交換することになる。鍵バッファ1607は、排他的論理和演算装置1603、 1606全てに同一の鍵を供給する。   In this example, when data is transferred from the data processing device A (CPU) 1601 to the data processing device B (RAM) 1602, the data processing device A (CPU) 1601 transfers the data in synchronization with a clock signal. When the clock signal is transmitted, the counter 1610 starts counting. The logical sum operation device 1609 transmits the logical sum of all the bits of the counter to the random number generation device 1608. If the value of the logical sum is 0, the random number generation device 1608 generates an 8-bit random number, transmits the 8-bit random number to the key buffer 1607, and stops. At this time, the random number generation device 1608 receives 0 only when all the values of the counter become 0, so that the key exchanges the key used for encryption and decryption every 32 clocks. The key buffer 1607 supplies the same key to all the exclusive OR operation units 1603 and 1606.

データ処理装置A(CPU)からデータをデータ処理装置B(RAM)に信号線1611を通して転送する際、まず、排他的論理和演算装置1603にて鍵バッファ1607の値とデータとの排他的論理和を信号線1611に乗せて転送する。この暗号化されたデータは、データ処理装置B(RAM)に入る前に同じ鍵バッファ1607の値との排他的論理和が取られるので、復号されて元のデータ値になり、データ処理装置B(RAM)1602に入力される。信号線1611での充放電による消費電力は、本来のデータとは異なるものであり、さらに、暗号化に用いている鍵が定期的に変化する。従って、信号線1611での消費電力から元のデータを推測することが困難となる。   When data is transferred from the data processing device A (CPU) to the data processing device B (RAM) through the signal line 1611, first, the exclusive OR operation device 1603 performs an exclusive OR operation on the value of the key buffer 1607 and the data. On the signal line 1611 for transfer. This encrypted data is subjected to an exclusive OR operation with the value of the same key buffer 1607 before entering the data processing device B (RAM). (RAM) 1602. The power consumed by charging and discharging on the signal line 1611 is different from the original data, and the key used for encryption changes periodically. Therefore, it is difficult to estimate the original data from the power consumption of the signal line 1611.

図30は発明の第22の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例は信号線に乗せるデータの暗号化を図る例である。更には、本例は鍵情報の設定、変更が出来る装置を有する例である。   FIG. 30 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for describing a twenty-second embodiment of the present invention. This example is an example of encrypting data to be put on a signal line. Further, this example is an example having a device capable of setting and changing key information.

本実施例の情報処理装置は、データ処理装置A(CPU)、データ処理装置B(RAM)、暗号化装置としての排他的論理和演算装置1703、復号化装置としての排他的論理和演算装置1706、8ビットを格納する鍵バッファ1707、信号線1709から構成される。ここでは説明のため、信号線1709のサイズは8ビットとし、CPUは8ビットプロセッサであるものとする。信号線のサイズ、CPUのビット数は、本発明において本質的ではない。従って、前述の条件の説明で、本願発明一般を説明して十分納得されるものである。   The information processing apparatus of this embodiment includes a data processing device A (CPU), a data processing device B (RAM), an exclusive OR operation device 1703 as an encryption device, and an exclusive OR operation device 1706 as a decryption device. , A key buffer 1707 for storing 8 bits, and a signal line 1709. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the size of the signal line 1709 is 8 bits and the CPU is an 8-bit processor. The size of the signal line and the number of bits of the CPU are not essential in the present invention. Therefore, the above description of the conditions is sufficient to explain the present invention in general.

鍵バッファ1707はデータ処理装置A(CPU)1701に接続されており、データ処理装置A(CPU)1701から鍵バッファ 1707の内容を変更することが可能である。鍵バッファ1707に保持された鍵情報は、データ処理装置A(CPU)1701からデータ処理装置B(RAM)へ信号線1709を通じて送られるデータの暗号化および複号化の双方に使われる。データ処理装置A(CPU)1701から鍵の書き換えを行うことができることを除いて、その他の構成は本発明の第19の実施の形態と同様である。従って、その動作の詳細説明は省略する。   The key buffer 1707 is connected to the data processing device A (CPU) 1701, and can change the contents of the key buffer 1707 from the data processing device A (CPU) 1701. The key information held in the key buffer 1707 is used for both encryption and decryption of data sent from the data processing device A (CPU) 1701 to the data processing device B (RAM) via the signal line 1709. Except that the key can be rewritten from the data processing device A (CPU) 1701, the other configuration is the same as that of the nineteenth embodiment of the present invention. Therefore, detailed description of the operation is omitted.

尚、以下の第23より第29までの発明の実施の形態はいわゆる半導体記憶装置あるいはより大きい情報処理装置に含まれる半導体記憶装置の部分に本願発明の基本思想を適用した例である。従って、以下の第23より第29までの発明の実施の形態を、例えば、いわゆるマイクロコンピュータ・システムに含まれる記憶部に適用することが出来る。更には、こうした大きな半導体装置システムの記憶部に本例の如き方法を適用し、更に、全体システムの情報の処理に際して、上記した本願諸発明を合わせて適用することも当然可能である。   The following twenty-third to twenty-ninth embodiments of the present invention are examples in which the basic idea of the present invention is applied to a semiconductor memory device or a semiconductor memory device included in a larger information processing device. Therefore, the following twenty-third to twenty-ninth embodiments can be applied to, for example, a storage unit included in a so-called microcomputer system. Further, it is naturally possible to apply the method as in this example to the storage section of such a large semiconductor device system, and further apply the various inventions of the present application to the processing of information of the entire system.

図31は発明の第23の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。第23の実施例の情報記憶装置7001は、いわゆる半導体記憶装置の例である。   FIG. 31 is a basic configuration diagram of an information processing device for explaining a twenty-third embodiment of the invention. The information storage device 7001 of the twenty-third embodiment is an example of a so-called semiconductor storage device.

本半導体記憶装置は、基本的な半導体記憶装置と同様に、メモリセルアレイ7
002、アドレスデコーダ7005、およびデータバス7007を有して構成される。そして、本例は、信号の暗号化の為に、暗号化装置7003、複号化装置7004、暗号鍵記憶装置7006を有する。
This semiconductor memory device has a memory cell array 7 similar to a basic semiconductor memory device.
002, an address decoder 7005, and a data bus 7007. The present example includes an encryption device 7003, a decryption device 7004, and an encryption key storage device 7006 for signal encryption.

ここで、メモリセルアレイ7002の構成自体は、通例に従って十分である。メモリセルは多くの例は1トランジスタ、1キャパシタンスで構成される。更にまた、その他の形態もとることが出来る。   Here, the configuration itself of the memory cell array 7002 is sufficient as usual. In many cases, the memory cell is constituted by one transistor and one capacitance. Furthermore, other forms are possible.

図32はメモリセルアレイ7002の代表的な例を示す回路図である。図32に点線で囲った領域66が1つのメモリセルに当たる領域である。各メモリセル66は各ビット線65によってそれぞれセンスアンプ60、61に接続される。一方、各ワード線64によってそれぞれワード線ドライバ62、63に接続されている。こうした半導体メモリ装置に対して本願発明に技術思想を適用して、セキュリティに関して極めて有用な効果を奏する。尚、図32に示したセンスアンプ60、61の出力は、例えば図31のメモリセルアレー7002の読み出しデータとなる。一方、メモリセルアレイ7002の書き込みデータに従い、ビット線66を通して、ワード線により選択されたメモリセル66のキャパシタンスを充放電する。尚、以下に示すメモリセルアレーを用いた本願発明の実施の諸形態に本例のメモリセルアレーを用いて十分である。勿論、本願発明の他の実施の形態として、メモリセルアレーを他の形態のものを用い得ることは言うまでもない。   FIG. 32 is a circuit diagram showing a typical example of the memory cell array 7002. A region 66 surrounded by a dotted line in FIG. 32 is a region corresponding to one memory cell. Each memory cell 66 is connected to a sense amplifier 60, 61 by a bit line 65, respectively. On the other hand, each word line 64 is connected to word line drivers 62 and 63, respectively. By applying the technical idea to the present invention to such a semiconductor memory device, an extremely useful effect regarding security can be obtained. The outputs of the sense amplifiers 60 and 61 shown in FIG. 32 are, for example, read data from the memory cell array 7002 in FIG. On the other hand, according to the write data in the memory cell array 7002, the capacitance of the memory cell 66 selected by the word line is charged and discharged through the bit line 66. It should be noted that the memory cell array of this example is sufficient for various embodiments of the present invention using the memory cell array described below. Of course, it goes without saying that as another embodiment of the present invention, a memory cell array of another form can be used.

以下に本例の動作の詳細を説明する。メモリアレイ7002へのデータの書き込みは、次のような動作である。データが、データバス7007より暗号化装置7003に送られる。そして、暗号化装置7003では、暗号鍵記憶装置(鍵バッファ)7006内の情報を参照して、暗号化装置7003によって、データが暗号化される。一方、アドレスバス7008で指定されたアドレスが、アドレスデコーダ7005によりでコード化され、ワード選択信号としてメモリセルアレイ7002に送られる。メモリセルアレーでは、このコード化されたアドレスによって、データを書き込むべきメモリセルが選択される。そして、メモリセルには、暗号化処理装置7003により暗号化されたデータが書き込まれる。   Hereinafter, the operation of the present example will be described in detail. Writing data to the memory array 7002 is performed as follows. Data is sent from the data bus 7007 to the encryption device 7003. Then, in the encryption device 7003, the data is encrypted by the encryption device 7003 with reference to the information in the encryption key storage device (key buffer) 7006. On the other hand, the address specified by the address bus 7008 is coded by the address decoder 7005 and sent to the memory cell array 7002 as a word selection signal. In the memory cell array, a memory cell to which data is to be written is selected according to the coded address. Then, data encrypted by the encryption processing device 7003 is written in the memory cell.

また、メモリセルアレイ7002からのデータの読み出しは、、次のような動作である。アドレスバス7008で指定されたアドレスが、アドレスデコーダ7005によりデコードされ、ワード選択信号としてメモリセルアレイ7002に送られる。そして、ワード選択信号によって選択されたメモリセルの内容が読み出される。読み出されたメモリセルの内容は、複号化装置7004に送られる。複号化装置7004は、暗号鍵格納装置(鍵バッファ)7006より取り出した暗号鍵情報を参照して、複号化する。こうして、復号化されたデータはデータバス7007に出力する。尚、ここで、暗号鍵記憶装置7006の鍵情報は、その外部より書き換えることが出来る。本願明細書における本実施例以外の例における暗号鍵記憶装置に関しても同様のことが言える。   Reading data from the memory cell array 7002 is performed as follows. The address specified by the address bus 7008 is decoded by the address decoder 7005 and sent to the memory cell array 7002 as a word select signal. Then, the contents of the memory cell selected by the word selection signal are read. The content of the read memory cell is sent to the decoding device 7004. The decryption device 7004 performs decryption by referring to the encryption key information extracted from the encryption key storage device (key buffer) 7006. The decoded data is output to the data bus 7007. Here, the key information of the encryption key storage device 7006 can be rewritten from outside. The same can be said for the encryption key storage device in an example other than the present embodiment in the specification of the present application.

このようにこの発明のひとつの実施例では、データバス7007から送られてきたデータをメモリセルアレイ7002に格納する前に暗号化が施され、メモリセルアレイ7002からデータを読み出す際には複号化が施されてデータバス7007に出力される。   As described above, in one embodiment of the present invention, data sent from the data bus 7007 is encrypted before being stored in the memory cell array 7002, and decryption is performed when data is read from the memory cell array 7002. And output to the data bus 7007.

従って、メモリセルアレイを含む半導体装置においても、これまで説明してきた諸情報処理装置と同等に扱える。この結果、メモリセル上に実際に記録されるデータのビットパタンは、記憶させようとしたデータとは異なるため、セル上のデータの書き込み・読み込み時の消費電流パタンからセル上のデータを推測する事が困難になる。   Therefore, even a semiconductor device including a memory cell array can be handled in the same manner as the various information processing devices described above. As a result, since the bit pattern of the data actually recorded on the memory cell is different from the data to be stored, the data on the cell is estimated from the current consumption pattern when writing / reading the data on the cell. Things become difficult.

このように、通例のメモリセルを有する半導体記憶装置に対しても、本願の発明諸思想を適用することが出来る。本例ならびに以下の諸例に限らないことは言うまでもない。尚、上述の例では、一般的なマトリクス状のメモリアレの行の選択についてのアドレスを言及した。しかし、当該メモリアレーの列に対して本例の発明思想を適用することが出来る。更に、メモリアレーの行列の双方に本願の発明思想を適用することも出来る。   As described above, the present invention can be applied to a semiconductor memory device having ordinary memory cells. It goes without saying that the present invention is not limited to this example and the following examples. In the above-described example, the address for selecting a row of a general matrix memory array has been described. However, the inventive idea of the present embodiment can be applied to the columns of the memory array. Further, the inventive idea of the present application can be applied to both the rows and columns of the memory array.

これを背景として、以下の実施の諸形態において、いわゆる半導体記憶装置を情報処理装置と称する。従って、本願明細書において、情報処理装置はいわゆる半導体記憶装置をも含むものである。   Against this background, a so-called semiconductor memory device is referred to as an information processing device in the following embodiments. Therefore, in the specification of the present application, the information processing device includes a so-called semiconductor memory device.

図33は発明の第24の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はいわゆる半導体記憶装置の例である。本例は暗号化に当って、暗号化鍵を用いる。   FIG. 33 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for describing a twenty-fourth embodiment of the invention. This example is an example of a so-called semiconductor memory device. In this example, an encryption key is used for encryption.

本実施例の情報記憶装置は、通例の半導体記憶装置と同様に、メモリセルアレイ7002、アドレスデコーダ7005およびデータバス7007を有する。そして、本例は、信号の暗号化および復号化の為、暗号化装置7003、複号化装置7004、暗号鍵記憶装置7006、暗号鍵記憶装置の鍵と、アドレス情報の一部から新たな暗号化鍵を生成するためのEOR回路7109を有する。ここで、メモリセルアレイ7002の構成は、通例に従って十分である。   The information storage device of this embodiment includes a memory cell array 7002, an address decoder 7005, and a data bus 7007, as in a general semiconductor storage device. Then, in this example, for encrypting and decrypting a signal, a new encryption is performed from the encryption device 7003, the decryption device 7004, the encryption key storage device 7006, the key of the encryption key storage device, and a part of the address information. An EOR circuit 7109 for generating the encryption key is provided. Here, the configuration of the memory cell array 7002 is sufficient as usual.

メモリアレイ7002へのデータの書き込みは、次のような動作である。データが、データバス7007より暗号鍵記憶装置7006に送られる。そして、暗号鍵記憶装置7006では、暗号鍵記憶装置7006内の情報とアドレスバス7008の情報を排他的論理和演算装置7109で合成する。こうして得られる暗号鍵を用いて、データバス7007から送られたデータは暗号化装置7003によって暗号化される。一方、アドレスバス7008で指定されたアドレスが、アドレスデコーダ7005によりでコード化され、ワード選択信号としてメモリセルアレイ7002に送られる。   Writing data to the memory array 7002 is performed as follows. Data is sent from the data bus 7007 to the encryption key storage device 7006. Then, in the encryption key storage device 7006, the information in the encryption key storage device 7006 and the information on the address bus 7008 are combined by the exclusive OR operation device 7109. Using the encryption key thus obtained, the data sent from the data bus 7007 is encrypted by the encryption device 7003. On the other hand, the address specified by the address bus 7008 is coded by the address decoder 7005 and sent to the memory cell array 7002 as a word selection signal.

メモリセルアレーでは、このコード化されたアドレスによって、データを書き込むべきメモリセルが選択される。こうして、メモリセルには、暗号化処理装置7003により暗号化されたデータが書き込まれる。   In the memory cell array, a memory cell to which data is to be written is selected according to the coded address. Thus, data encrypted by the encryption processing device 7003 is written to the memory cell.

また、メモリセルアレイからのデータの読み込みは、、次のような動作である。アドレスバス7008で指定されたアドレスが、アドレスデコーダ7005によりでコードされ、ワード選択信号としてメモリセルアレイ7002に送られる。そして、ワード選択信号によって選択されたメモリセルの内容が読み出される。読み出されたメモリセルの内容は、複号化装置7004に送られる。複号化装置7004は、暗号鍵記憶装置(鍵バッファ)7006内の情報とアドレスバス7008の情報を、EOR回路7109で合成して得られる暗号鍵を用いて、メモリセルから読み出された内容を複号化する。こうして、復号化されたデータはデータバス7007に出力する。   Reading data from the memory cell array is as follows. The address specified by the address bus 7008 is coded by the address decoder 7005 and sent to the memory cell array 7002 as a word selection signal. Then, the contents of the memory cell selected by the word selection signal are read. The content of the read memory cell is sent to the decoding device 7004. The decryption device 7004 uses the encryption key obtained by synthesizing the information in the encryption key storage device (key buffer) 7006 and the information on the address bus 7008 by the EOR circuit 7109 to read out the content read from the memory cell. Is decrypted. The decoded data is output to the data bus 7007.

このように、データバス7007から送られてきたデータをメモリセルアレイ7002に格納する前に暗号化が施され、一方、メモリセルアレイからデータを読み出す際には複号化が施されてデータバス7007に出力される。従って、半導体記憶装置は普通の情報記憶装置と同等に扱える。この結果、セル上に記録されるデータのビットパタンは記憶させようとしたデータとは異なるため、セル上のデータの書き込み・読み込み時の消費電流パタンからセル上の実際のデータが容易に推測する事が困難になる。   As described above, the data sent from the data bus 7007 is encrypted before being stored in the memory cell array 7002, while the data is read from the memory cell array and is decrypted and stored in the data bus 7007. Is output. Therefore, the semiconductor storage device can be handled in the same manner as a normal information storage device. As a result, since the bit pattern of the data recorded on the cell is different from the data to be stored, the actual data on the cell can be easily estimated from the current consumption pattern when writing / reading the data on the cell. Things become difficult.

図34は発明の第25の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はいわゆる半導体記憶装置の例である。本例は暗号化に当って、暗号化鍵を用いるが、この暗号化鍵を自動初期化するものである。   FIG. 34 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for explaining a twenty-fifth embodiment of the invention. This example is an example of a so-called semiconductor memory device. In this example, an encryption key is used for encryption, but this encryption key is automatically initialized.

本実施例の情報記憶装置は、図31の実施例の暗号鍵記憶装置7006に、暗号化鍵自動初期化装置7210を接続し、この暗号化鍵自動初期化装置7210で暗号鍵を初期化するようにしたものである。本例のその他の構成は前述の例と同様であるので、その詳細説明は省略する。   In the information storage device of the present embodiment, an encryption key automatic initialization device 7210 is connected to the encryption key storage device 7006 of the embodiment of FIG. 31, and the encryption key is initialized by the encryption key automatic initialization device 7210. It is like that. Other configurations of this example are the same as those of the above-described example, and thus detailed description thereof will be omitted.

暗号化鍵自動初期化装置7210は、通例の乱数発生装置を使用して、初期値を設定する構成になっている。情報処理装置が起動もしくはリセットスタートした際に、暗号化鍵自動初期化装置7210は、乱数により暗号鍵を自動生成し、暗号鍵記憶装置7006に暗号鍵を設定する。このことにより、起動もしくはリセットスタートのたびに暗号鍵が変更され、同一のデータを格納した場合でも、起動毎にセル上のデータの書き込み、読み込み時の消費電流パタンが変化する。従って、消費電流パタンからセル上の実際のデータが容易に推測する事が困難になる。   The automatic encryption key initialization device 7210 is configured to set an initial value using a usual random number generation device. When the information processing apparatus is started or reset-started, the encryption key automatic initialization device 7210 automatically generates an encryption key using a random number and sets the encryption key in the encryption key storage device 7006. As a result, the encryption key is changed every time the apparatus is started or reset, and even when the same data is stored, the current consumption pattern at the time of writing and reading data on the cell changes each time the apparatus is started. Therefore, it is difficult to easily estimate the actual data on the cell from the current consumption pattern.

図35は発明の第26の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はいわゆる半導体記憶装置の例である。本例は暗号化に当って、暗号化を行うか否かを制御を行なうものである。   FIG. 35 is a basic configuration diagram of an information processing device for describing a twenty-sixth embodiment of the invention. This example is an example of a so-called semiconductor memory device. In the present embodiment, whether or not to perform encryption is controlled.

本実施例の情報記憶装置は、メモリセルアレイ7002、アドレスデコーダ7005、暗号化装置7003、複号化装置7004、暗号鍵記憶装置7006、暗号化領域指定レジスタ7311、暗号化判定回路7312を有する。ここで、メモリセルアレイ7002の構成は、通例に従って十分である。   The information storage device of this embodiment includes a memory cell array 7002, an address decoder 7005, an encryption device 7003, a decryption device 7004, an encryption key storage device 7006, an encryption area designation register 7311, and an encryption determination circuit 7312. Here, the configuration of the memory cell array 7002 is sufficient as usual.

メモリアレイ7002はアドレス値によって複数の領域に分類され、それぞれの領域に対して暗号化を行うか否かを、暗号化領域指定レジスタ7311で指定する。暗号化判定回路7312は、アドレスバス7008に現れるアドレス値と、暗号化領域指定レジスタ7311の値によって、暗号化を行うか判定する。   The memory array 7002 is classified into a plurality of areas according to the address value, and the encryption area specification register 7311 specifies whether to encrypt each area. The encryption determination circuit 7312 determines whether to perform encryption based on the address value appearing on the address bus 7008 and the value of the encryption area designation register 7311.

図20に、本例で用いる暗号化判定回路のひとつの実施例を示す。この例は前述したものと同様である。この暗号化判定回路の実施例では、メモリを分割する際の上位pビット分を参照し、メモリアレイの領域をpビットのそれぞれの状態で識別し、2^pの領域に分割する。暗号化領域指定レジスタ7311は、2^pビットの長さを持ち、各ビットはメモリアレイ上の1つの領域と対応し、暗号化を行うか否かを制御する。   FIG. 20 shows one embodiment of the encryption judgment circuit used in this embodiment. This example is the same as described above. In this embodiment of the encryption judging circuit, the memory array is identified in each state of p bits by referring to the upper p bits at the time of dividing the memory, and divided into 2 ^ p regions. The encryption area designation register 7311 has a length of 2 ^ p bits, and each bit corresponds to one area on the memory array, and controls whether or not to perform encryption.

暗号化領域指定レジスタ7311の各ビットと、当該ビットに相当するアドレス領域を表すビットパタンに対して、ビットがすべて1となるようにNOTを挟んだのち、暗号化領域指定レジスタの該当ビットとの論理積をとる。この論理積が1のときは、暗号化を行い、0の時は暗号化を行わない。暗号化領域指定レジスタ7311の各ビットに対して同様の回路を作り、その後論理積すべてのビットの論理和をOR回路7314で取る。この論理和が1のときは、暗号化を行い、0の時は暗号化を行わないようにする。   Each bit of the encryption area designation register 7311 and a bit pattern representing an address area corresponding to the bit are interleaved with NOT so that all the bits become 1, and then the corresponding bit of the encryption area designation register is set. Perform a logical conjunction. When the logical product is 1, encryption is performed, and when the logical product is 0, encryption is not performed. A similar circuit is created for each bit of the encryption area designation register 7311, and then the logical sum of all the bits of the logical product is obtained by the OR circuit 7314. When the logical sum is 1, encryption is performed, and when it is 0, encryption is not performed.

つぎに、暗号化判定回路7312の出力と、暗号鍵のANDを論理積演算装置7313で論理積を計算する。論理積演算装置7313の出力は、暗号化を行う際には、暗号鍵と同じ値になるが、暗号化を行わないときには、0を出力する。暗号化装置7003は、暗号鍵として0が与えられると、入力と出力が等しくなるので、暗号化を行わないのと等価になる。   Next, the logical product of the output of the encryption determining circuit 7312 and the AND of the encryption key is calculated by the logical product calculating device 7313. The output of the AND operation device 7313 has the same value as the encryption key when performing encryption, but outputs 0 when not performing encryption. When 0 is given as the encryption key, the input and output of the encryption device 7003 become equal, which is equivalent to not performing encryption.

読み出し事の複号化の手順は、書き込みと同様、アドレスの値と暗号化領域指定レジスタ7311の値によって、複号化を行う際の暗号鍵を0とするか暗号鍵の値にするかを制御し、複号化を行う。   The procedure of decryption of the reading is the same as in the writing, based on the value of the address and the value of the encryption area designation register 7311, whether the encryption key at the time of decryption is set to 0 or the value of the encryption key. Control and perform decryption.

このようにして、メモリセルアレイをアドレスによって複数領域に分割して、それぞれの領域ごとに暗号化の有無が設定できる。暗号化を施された領域では、セル上に記録されるデータのビットパタンは記憶させようとしたデータとは異なるため、セル上のデータの書き込み、読み込み時の消費電流パタンからセル上の実際のデータが容易に推測する事が困難になる。   In this way, the memory cell array is divided into a plurality of areas by the address, and the presence or absence of encryption can be set for each area. In the encrypted area, the bit pattern of the data recorded on the cell is different from the data to be stored. The data becomes difficult to guess easily.

第27の実施の形態より第28の実施の形態はいわゆる半導体記憶装置とその他の情報処理装置を一つの装置内に有する例である。   The twenty-seventh to twenty-eighth embodiments are examples in which a so-called semiconductor storage device and another information processing device are included in one device.

図36は発明の第27の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。   FIG. 36 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for describing a twenty-seventh embodiment of the present invention.

本例では、情報記憶装置7052には予め暗号化されたデータが格納されているものとして、これ以降の動作を説明する。尚、この暗号化されたデータの格納は、これまでに説明した諸方法によって行うことが出来る。 本実施例の情報記憶装置は、データ処理装置7051、情報記憶装置7052がデータバス7057でつながれている。そして、データ処理装置7051とデータバス7057の間に複号化装置7053および複号化装置で暗号を複号化するための鍵情報を格納した鍵バッファ7056が設けられている。   In this example, the subsequent operation will be described assuming that the information storage device 7052 stores data that has been encrypted in advance. The storage of the encrypted data can be performed by the various methods described above. In the information storage device of this embodiment, a data processing device 7051 and an information storage device 7052 are connected by a data bus 7057. Further, between the data processing device 7051 and the data bus 7057, there are provided a decryption device 7053 and a key buffer 7056 storing key information for decrypting the encryption by the decryption device.

ここで、復号化装置、鍵バッファ自体はこれまで説明したもので十分である。 尚、前述したように、情報記憶装置7052には、複号化装置7053と鍵バッファ7056に格納された暗号化鍵により復号できる形式で暗号化された情報が予め格納されている。暗号化された情報は、データバス7057により複号化装置7053に送られ、複号化装置7053により複号化される。そして、復号化されたデータが複号化装置7053よりデータ処理装置7051に送られる。   Here, the decryption device and the key buffer itself described above are sufficient. As described above, the information storage device 7052 stores in advance information encrypted in a format that can be decrypted by the decryption device 7053 and the encryption key stored in the key buffer 7056. The encrypted information is sent to the decryption device 7053 via the data bus 7057, and is decrypted by the decryption device 7053. Then, the decrypted data is sent from the decryption device 7053 to the data processing device 7051.

従って、情報記憶装置や信号線を流れる情報は、データ処理装置で使用される情報とは異なるビットパタンを有しており、情報記憶装置7052やデータバス7057での消費電流パタンから情報を推測する事が困難となる。   Therefore, the information flowing through the information storage device and the signal line has a bit pattern different from the information used in the data processing device, and the information is estimated from the current consumption pattern in the information storage device 7052 and the data bus 7057. Things become difficult.

図37は発明の第28の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はデータの復号化に当って、暗号化鍵を用いる例である。   FIG. 37 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for describing a twenty-eighth embodiment of the present invention. This example is an example in which an encryption key is used to decrypt data.

本例では、情報記憶装置7052には予め暗号化されたデータが格納されているものとして、これ以降の動作を説明する。尚、この暗号化されたデータの格納は、これまでに説明した諸方法によって行うことが出来る。   In this example, the subsequent operation will be described assuming that the information storage device 7052 stores data that has been encrypted in advance. The storage of the encrypted data can be performed by the various methods described above.

本実施例の情報記憶装置は、データ処理装置7051、情報記憶装置7052がデータバス7057でつながれている。そして、データ処理装置7051とデータバス7057の間に複号化装置7053および複号化装置で暗号を複号化するための鍵情報を格納した鍵バッファ7056、およびアドレスバス7058が設けられている。ここで、復号化装置、鍵バッファ自体はこれまで説明したもので十分である。   In the information storage device of this embodiment, a data processing device 7051 and an information storage device 7052 are connected by a data bus 7057. Further, between the data processing device 7051 and the data bus 7057, a decryption device 7053, a key buffer 7056 storing key information for decrypting encryption by the decryption device, and an address bus 7058 are provided. . Here, the decryption device and the key buffer itself described above are sufficient.

複号化装置7053は、複号化する際の暗号化鍵として、情報記憶装置7052の格納アドレスの一部分と、鍵バッファ7056に格納された暗号鍵とのEORを計算したものを暗号化鍵として使用する。情報記憶装置7052には、複号化装置7053により復号可能な形式で暗号化された情報が予め格納されている。   The decryption device 7053 calculates the EOR of a part of the storage address of the information storage device 7052 and the encryption key stored in the key buffer 7056 as an encryption key at the time of decryption. use. Information encrypted in a format that can be decrypted by the decryption device 7053 is stored in the information storage device 7052 in advance.

データ処理装置7051がアドレスバス7058にアドレス情報を出力すると、情報格納装置7052は、データバスに暗号化された状態のデータをそのままデータバス7057に出力する。複号化装置7053には、情報記憶装置7052の格納アドレスの一部分と、鍵バッファ7056に格納された暗号鍵とのEORをEOR回路7054により計算された複号化鍵が暗号化された情報とが、鍵として送られる。そして、この鍵によって、データバス7057上の情報を複号化して、データ処理装置7051へ送る。   When the data processing device 7051 outputs the address information to the address bus 7058, the information storage device 7052 outputs the data encrypted to the data bus to the data bus 7057 as it is. The decryption device 7053 stores the EOR of a part of the storage address of the information storage device 7052 and the encryption key stored in the key buffer 7056 with the information obtained by encrypting the decryption key calculated by the EOR circuit 7054. Is sent as the key. Then, the information on the data bus 7057 is decrypted by this key and sent to the data processing device 7051.

この場合、情報記憶装置7052やデータバス7057を流れる情報は、データ処理装置7051で使用される情報とは異なるビットパタンを有している。又、格納アドレスごとに暗号化の鍵情報が異なるため、消費電力が同じ値であっても、アドレスによって異なるビットパタンに暗号化されている。この為、情報記憶装置や信号線でのの消費電流パタンから情報を推測する事が前記第27の実施の形態に係る発明よりも更に困難となる。 図38は発明の第29の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はいわゆる半導体記憶装置とその他の情報処理装置を有する例である。   In this case, the information flowing through the information storage device 7052 and the data bus 7057 has a bit pattern different from the information used in the data processing device 7051. In addition, since the encryption key information differs for each storage address, even if the power consumption is the same value, encryption is performed in different bit patterns depending on the address. Therefore, it is more difficult to infer information from the current consumption pattern in the information storage device and the signal lines than in the invention according to the twenty-seventh embodiment. FIG. 38 is a diagram showing the basic configuration of an information processing apparatus for explaining a twenty-ninth embodiment of the present invention. This example is an example having a so-called semiconductor storage device and another information processing device.

本実施例の情報記憶装置は、データ処理装置7051、情報記憶装置7052がデータバス7057でつながれている。そして、データ処理装置7051とデータバス7057の間に複号化装置7053および複号化装置で暗号を複号化するための鍵情報を格納した鍵バッファ7056、およびアドレスバス7058が設けられている。更に、記憶領域のどの領域のデータを暗号化するかを指定する為に、AND回路1112、暗号化領域指定レジスタ7311、暗号化判定回路7312を有する。ここで、情報記憶装置7052の構成は、通例に従って十分である。又、復号化装置、鍵バッファ自体など個別の手段は、例えばこれまで説明したもので十分である。   In the information storage device of this embodiment, a data processing device 7051 and an information storage device 7052 are connected by a data bus 7057. Further, between the data processing device 7051 and the data bus 7057, a decryption device 7053, a key buffer 7056 storing key information for decrypting encryption by the decryption device, and an address bus 7058 are provided. . In addition, an AND circuit 1112, an encryption area specification register 7311, and an encryption determination circuit 7312 are provided to specify which area of the storage area is to be encrypted. Here, the configuration of the information storage device 7052 is sufficient as usual. In addition, individual means such as the decryption device and the key buffer itself, for example, those described so far are sufficient.

本実施の形態に特徴的な暗号化領域の指定に関する動作を主に説明する。   The operation relating to the specification of the encryption area characteristic of the present embodiment will be mainly described.

それぞれの記憶領域に対して暗号化を行ったか否かを、暗号化領域指定レジスタ7311で指定する。暗号化判定回路7312は、アドレスバス7058に現れるアドレス値と、暗号化領域指定レジスタ7311の値によって、復号化を行うか判定する。暗号化判定回路の構成は、前述の図20と同一である。情報記憶装置7052には、複号化装置7053により復号可能な形式で暗号化された情報が予め格納されている。データ処理装置7051がアドレスバス7058にアドレス情報を出力すると、情報格納装置7052は、データバスに暗号化された状態のデータを出力する。暗号化判定回路7312は、アドレスバス7058に出力されたアドレス値の一部と、暗号化領域指定レジスタ7311の値を参照して、該アドレスのデータが暗号化されているか否かを判定し、暗号化されている場合は1を、暗号化されていない場合は0を返す。   Whether or not each storage area has been encrypted is designated by an encryption area designation register 7311. The encryption determination circuit 7312 determines whether to perform decryption based on the address value appearing on the address bus 7058 and the value of the encryption area designation register 7311. The configuration of the encryption determination circuit is the same as that of FIG. Information encrypted in a format that can be decrypted by the decryption device 7053 is stored in the information storage device 7052 in advance. When the data processing device 7051 outputs address information to the address bus 7058, the information storage device 7052 outputs the encrypted data to the data bus. The encryption determination circuit 7312 refers to a part of the address value output to the address bus 7058 and the value of the encryption area designation register 7311 to determine whether or not the data at the address is encrypted. If it is encrypted, it returns 1; if it is not encrypted, it returns 0.

暗号化判定回路7312の出力は、AND回路1112にて鍵バッファ7056とANDが取られる。その結果、複号化装置7053には、暗号化されているアドレス領域をアクセスした場合は、鍵バッファ7056の内容が渡り、暗号化されていないアドレス領域をアクセスした場合は、0が渡る。複号化装置7053はEOR回路になっているため、0が渡されると入力された値をそのままデータ処理装置7051へ渡す。したがって、暗号化された領域のデータは鍵バッファ7056の値を用いて正しく複号化される一方、暗号化されていない領域のデータはそのままデータ処理装置7051に渡される。暗号化を施された領域では、データバス7057に現れるビットパタンや情報記憶装置7052に記録されるデータのビットパタンは実際のデータとは異なるため、情報記憶装置7052の読み込み時の消費電流パタンやデータバス7057で消費される電流パタンから実際のデータを推測する事が困難となる。   The output of the encryption determination circuit 7312 is ANDed with the key buffer 7056 by the AND circuit 1112. As a result, the contents of the key buffer 7056 are passed to the decryption device 7053 when the encrypted address area is accessed, and 0 is passed when the unencrypted address area is accessed. Since the decryption device 7053 is an EOR circuit, when 0 is passed, the input value is passed to the data processing device 7051 as it is. Therefore, the data in the encrypted area is correctly decrypted using the value of the key buffer 7056, while the data in the unencrypted area is passed to the data processing device 7051 as it is. In the encrypted area, the bit pattern appearing on the data bus 7057 and the bit pattern of the data recorded in the information storage device 7052 are different from the actual data. It is difficult to estimate actual data from the current pattern consumed by the data bus 7057.

図39は発明の第30の実施の形態を説明する為の情報処理装置の基本構成図である。本例はいわゆる半導体記憶装置とその他の情報処理装置を有する半導体装置システムの例である。   FIG. 39 is a basic configuration diagram of an information processing apparatus for describing a thirtieth embodiment of the invention. This example is an example of a semiconductor device system having a so-called semiconductor memory device and another information processing device.

本実施例のランダム転送制御装置は、転送元のアドレスを記憶するアドレスレジスタ18002と、転送先のアドレスを記憶するアドレスレジスタ18003と、転送元、転送先レジスタを切り替えるためのマルチプレクサ18004と、転送先、転送元アドレスレジスタの値を更新するための加算器18005と、アドレスレジスタと乱数とEORを取り、転送アドレスの転送順番をランダム化するための排他的論理和演算装置18007と、排他的論理和演算装置18007で転送順番を変えるための排他的論理和演算に用いる乱数値を生成するための乱数発生装置18006と、転送回数をカウントするためのカウンタ18009と、順番を変えて生成されたアドレスを一時的に保管するアドレスバッファ18008と、転送されるデータを一時的に保管するデータバッファ18011、転送順番をランダムかしたときのアドレスを保存するアドレスレジスタ、これらの各回路を制御して転送を実行する制御回路18012とにより構成されている。まず転送元アドレスが転送元アドレスレジスタ18002に、転送先アドレスが転送先アドレスレジスタ18003に、転送バイト数がカウンタ18009にセットされる。ここで、カウンタにセットされる転送バイト数の初期値は2の累乗の値をとる。転送元アドレスレジスタ18002転送先アドレスレジスタ18003、に初期値としてセットされる値は、転送バイト数で余剰を計算したときに、0となる値である必要がある。次に、制御装置18012の転送動作を順を追って説明する。   The random transfer control device of the present embodiment includes an address register 18002 for storing a source address, an address register 18003 for storing a destination address, a multiplexer 18004 for switching between a source and a destination register, An adder 18005 for updating the value of the transfer source address register, an exclusive OR operation device 18007 for taking the address register, the random number, and the EOR to randomize the transfer order of the transfer address, and an exclusive OR. An arithmetic unit 18007 generates a random number used for an exclusive OR operation for changing the transfer order, a random number generator 18006 for generating a random number value, a counter 18009 for counting the number of transfers, and an address generated by changing the order. An address buffer 18008 for temporarily storing data to be transferred, Temporarily stores the data buffer 18011 to data, it is constituted by an address register for storing the address when lend random transfer order, the control circuit 18012 to perform transfer by controlling each of these circuits. First, the transfer source address is set in the transfer source address register 18002, the transfer destination address is set in the transfer destination address register 18003, and the number of transfer bytes is set in the counter 18009. Here, the initial value of the number of transfer bytes set in the counter is a power of two. The value set as the initial value in the transfer source address register 18002 and the transfer destination address register 18003 needs to be a value that becomes 0 when the surplus is calculated based on the number of transfer bytes. Next, the transfer operation of the control device 18012 will be described step by step.

STEP 0:まず制御回路18012から乱数発生回路18006へ乱数発生要求が送られ、乱数発生回路18006では、転送前に転送バイト数よりも小さな値の乱数を生成し保持する。   STEP 0: First, a random number generation request is sent from the control circuit 18012 to the random number generation circuit 18006, and the random number generation circuit 18006 generates and holds a random number having a value smaller than the number of transfer bytes before transfer.

STEP 1:つぎに、制御回路8012からマルチプレクサ18004に対して、転送元アドレスレジスタ18002を選択するように選択信号が送られ、マルチプレクサをとおった転送元アドレスは、乱数発生回路18006に保持された乱数値との排他的論理和演算を排他的論理和演算装置18007で行い、アドレスバッファ18008に格納される。   STEP 1: Next, a selection signal is sent from the control circuit 8012 to the multiplexer 18004 to select the source address register 18002, and the source address passed through the multiplexer is stored in the random number generation circuit 18006. The exclusive OR operation with the numerical value is performed by the exclusive OR operation device 18007 and stored in the address buffer 18008.

STEP 2:制御回路18012は、アドレスバッファ18008のアドレス値をアドレスバスに出力し、アドレスバス18032に乗ったアドレス値の内容がデータバス18031に載ったのち、制御回路18012は、ラッチ信号をデータバッファ18011に送って、データバッファ18011にデータバスの値を格納する。加算回路18005では、転送元アドレスレジスタの値に1を加算する計算が行われている。加算が終わったら、制御回路18012から転送元アドレスレジスタに対するラッチ信号を制御して、転送元アドレスレジスタに加算回路の出力を格納する。   STEP 2: The control circuit 18012 outputs the address value of the address buffer 18008 to the address bus, and after the content of the address value on the address bus 18032 is loaded on the data bus 18031, the control circuit 18012 outputs the latch signal to the data buffer. 18011 to store the value of the data bus in the data buffer 18011. In the addition circuit 18005, calculation for adding 1 to the value of the transfer source address register is performed. After the addition, the control circuit 18012 controls the latch signal for the transfer source address register, and stores the output of the adder circuit in the transfer source address register.

STEP3:つぎに、制御回路18012は制御回路18012からマルチプレクサ18004に対して、転送先アドレスレジスタ18003を選択するように選択信号が送られ、マルチプレクサをとおった転送先アドレスは、乱数発生回路18006に保持された乱数値とのEOR演算をEOR回路18007で行い、アドレスバッファ18008に格納される。   STEP3: Next, the control circuit 18012 sends a selection signal from the control circuit 18012 to the multiplexer 18004 so as to select the transfer destination address register 18003, and the transfer destination address passing through the multiplexer is held in the random number generation circuit 18006. The EOR circuit 18007 performs an EOR operation on the obtained random number value and stores the result in the address buffer 18008.

STEP 4:制御回路18012は、アドレスバッファ18008のアドレス値をアドレスバス18032へ、データバッファ18011のデータ値をデータバス18031に出力するように制御信号を送る。さらにアドレスバス18032のアドレスに、データバス18031上のデータを書き込むように制御信号を発行する。   STEP 4: The control circuit 18012 sends a control signal to output the address value of the address buffer 18008 to the address bus 18032 and to output the data value of the data buffer 18011 to the data bus 18031. Further, a control signal is issued to write the data on the data bus 18031 to the address on the address bus 18032.

STEP 5:加算回路18005では、転送先アドレスレジスタの値に1を加算する計算が行われている。加算が終わったら、制御回路18012は転送先アドレスレジスタ18003に対するラッチ信号を制御して、転送先アドレスレジスタ18003に加算回路18005の出力を格納する。   STEP 5: The addition circuit 18005 calculates that 1 is added to the value of the transfer destination address register. After the addition is completed, the control circuit 18012 controls the latch signal for the transfer destination address register 18003 and stores the output of the addition circuit 18005 in the transfer destination address register 18003.

STEP 6:カウンタ18009の値に-1を加算回路18010で加算し、1減算する。制御回路18012は、カウンタ18009へラッチ信号を送り、加算回路18010の演算結果をカウンタ18009に格納する。   STEP 6: −1 is added to the value of the counter 18009 by the addition circuit 18010, and 1 is subtracted. The control circuit 18012 sends a latch signal to the counter 18009, and stores the operation result of the adding circuit 18010 in the counter 18009.

STEP 7:つぎに制御回路は、カウンタ18009の内容が0か否かを検査し、非ゼロの場合は、STEP 1からの処理を繰り返す。   STEP 7: Next, the control circuit checks whether or not the content of the counter 18009 is 0. If the content is not zero, the control circuit repeats the processing from STEP 1.

以上の動作により、乱数値の違いにより、同一の内容を同一のアドレスに対して転送する場合でも、乱数発生回路で生成される乱数値が異なることで、データの転送順が異なり、動作時の消費電流パタンが毎転送ごとに異なることとなり、消費電流パタンから同一のデータを転送しているか否かを推測する事が困難になる。   With the above operation, even when the same content is transferred to the same address due to the difference in the random number value, the data transfer order is different due to the different random number value generated by the random number generation circuit, and the The current consumption pattern differs for each transfer, and it becomes difficult to estimate whether or not the same data is being transferred from the current consumption pattern.

図1はマイクロコンピュータの基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a microcomputer. 図2はICカードにおける半導体集積回路装置の配置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of the semiconductor integrated circuit device in the IC card. 図3はカード・システムの概要を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of the card system. 図4は通例のICカード用半導体装置における1サイクルの消費電力を示す電流波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a current waveform indicating power consumption in one cycle in a conventional semiconductor device for an IC card. 図5は本願情報処理装置の第1の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 5 is a basic configuration diagram showing the first embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図6はデータの一時記憶の為のフリップフロップの例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a flip-flop for temporarily storing data. 図7は信号線の状態と電力消費の為のコンデンサの状態を示す図であり、同図の(a)はプリチャージ方式の場合、同図の(b)はスタティック方式の場合の諸例を示すものである。FIG. 7 is a diagram showing the state of the signal line and the state of the capacitor for power consumption. FIG. 7A shows various examples in the case of the precharge system, and FIG. 7B shows various examples in the case of the static system. It is shown. 図8は本願情報処理装置の第2の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 8 is a basic configuration diagram showing a second embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図9は本願情報処理装置の第2の実施の形態の別な例を示す基本構成図である。FIG. 9 is a basic configuration diagram showing another example of the second embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図10は本願情報処理装置の第3の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 10 is a basic configuration diagram showing a third embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図11は本願情報処理装置の第4の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 11 is a basic configuration diagram showing a fourth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図12は本願情報処理装置の第5の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 12 is a basic configuration diagram showing a fifth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図13は本願情報処理装置の第6の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 13 is a basic configuration diagram showing a sixth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図14は本願情報処理装置の第7の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 14 is a basic configuration diagram showing a seventh embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図15は本願情報処理装置の第8の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 15 is a basic configuration diagram showing an eighth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図16は本願情報処理装置の第9の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 16 is a basic configuration diagram showing a ninth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図17は本願情報処理装置の第10の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 17 is a basic configuration diagram showing a tenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図18は本願情報処理装置の第11の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 18 is a basic configuration diagram showing an eleventh embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図19は本願情報処理装置の第12の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 19 is a basic configuration diagram showing a twelfth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図20は暗号化判定回路の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the encryption determination circuit. 図21は本願情報処理装置の第13の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 21 is a basic configuration diagram showing a thirteenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図22は本願情報処理装置の第14の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 22 is a basic configuration diagram showing a fourteenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図23は本願情報処理装置の第15の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 23 is a basic configuration diagram showing a fifteenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図24は本願情報処理装置の第16の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 24 is a basic configuration diagram showing a sixteenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図25は本願情報処理装置の第17の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 25 is a basic configuration diagram showing a seventeenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図26は本願情報処理装置の第18の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 26 is a basic configuration diagram showing an eighteenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図27は本願情報処理装置の第19の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 27 is a basic configuration diagram showing a nineteenth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図28は本願情報処理装置の第20の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 28 is a basic configuration diagram showing a twentieth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図29は本願情報処理装置の第21の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 29 is a basic configuration diagram showing a twenty-first embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図30は本願情報処理装置の第22の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 30 is a basic configuration diagram showing a twenty-second embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図31は本願情報処理装置の第23の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 31 is a basic configuration diagram showing a twenty-third embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図32はメモリセルアレーのひとつの例を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing one example of a memory cell array. 図33は本願情報処理装置の第24の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 33 is a basic configuration diagram showing a twenty-fourth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図34は本願情報処理装置の第25の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 34 is a basic configuration diagram showing a twenty-fifth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図35は本願情報処理装置の第26の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 35 is a basic configuration diagram showing a twenty-sixth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図36は本願情報処理装置の第27の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 36 is a basic configuration diagram showing a twenty-seventh embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図37は本願情報処理装置の第28の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 37 is a basic configuration diagram showing a twenty-eighth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図38は本願情報処理装置の第29の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 38 is a basic configuration diagram showing a twenty-ninth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図39は本願情報処理装置の第30の実施の形態を示す基本構成図である。FIG. 39 is a basic configuration diagram showing a thirtieth embodiment of the information processing apparatus of the present application. 図40は鍵バッファの実装例を示す図である。FIG. 40 is a diagram illustrating a mounting example of the key buffer.

符号の説明Explanation of reference numerals

8001は中央演算処理装置、8002は記憶装置、51は半導体チップ、52はカード部材、53はリーダライタ、54はコントロールプロセッサ、55は磁気ディスク、0101、0401、0501は情報処理装置(ROM)、0102、0201、0251、0301、0402、0502は情報処理装置(CPU)、0202、0252、0302は情報処理装置(RAM)、1101、1301、1401、1501、1601、1701、1301、1401、1601、1701はデータ処理装置(CPU)、1102、1302、1402、1502、1602、1702、1302、1402、1602、1702はデータ処理装置(RAM)、0113、0213、0263、0312、0408、0506は信号線、0114、0115、0116、0117、0118、0119は電力発生装置、0309、0507はダミー信号線、0407、0505、5008はプリチャージ信号制御装置、5003は反転装置、51101はデータ処理装置、51102は情報記憶装置、51107、7007はデータバス、51108、7008はアドレスバス、7002はメモリセルアレイである。
8001 is a central processing unit, 8002 is a storage device, 51 is a semiconductor chip, 52 is a card member, 53 is a reader / writer, 54 is a control processor, 55 is a magnetic disk, 0101, 0401, 0501 are information processing devices (ROM), 0102, 0201, 0251, 0301, 0402, 0502 are information processing devices (CPU), 0202, 0252, 0302 are information processing devices (RAM), 1101, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701, 1301, 1401, 1601, 1701 is a data processing device (CPU), 1102, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1302, 1402, 1602, and 1702 are data processing devices (RAM), 0113, 0213, 0263, 0312, 0408, and 0506 are signal lines. 0114, 0115, 0116, 0117, 0118, and 0119 are power generators, 0309 and 0507 are dummy signal lines, 0407, 0505, and 5008 are precharge signal controllers, 5003 is an inverting device, 51101 is a data processing device, and 51102 is information. A storage device, 51107 and 7007 are data buses, 51108 and 7008 are address buses, and 7002 is a memory cell array.

Claims (11)

情報処理装置と、当該第1の情報処理装置につながれた信号線とを少なくとも有し、前記情報処理装置よりの信号を伝達する前記信号線での電力の消費状態に対応して、この電力消費状態とは別の電力の消費が可能とされていることを特徴とする情報処理装置。 An information processing device and at least a signal line connected to the first information processing device, the power consumption corresponding to a power consumption state of the signal line transmitting a signal from the information processing device. An information processing apparatus wherein power consumption different from a state is enabled. 情報処理装置と、当該情報処理装置につながれた信号線とを少なくとも有し、前記情報処理装置の信号を伝達する前記信号線での第1の電力の消費状態に対応して第2の電力の消費状態が定められ、且つ前記信号線での第1の電力の消費と前記第2の電力の消費との和が所望値となされるごとく構成されたことを特徴とする情報処理装置。 An information processing device, and at least a signal line connected to the information processing device, and a second power consumption corresponding to a first power consumption state of the signal line transmitting a signal of the information processing device. An information processing apparatus, wherein a consumption state is determined, and the information processing apparatus is configured such that the sum of the first power consumption and the second power consumption in the signal line has a desired value. 情報処理装置と、当該情報処理装置につながれた信号線とを少なくとも有し、前記情報処理装置よりの出力される信号列が、その順序を異にして前記信号線を伝達され、且つ前記信号列の異にされた順序を復元が可能なことを特徴とする情報処理装置。 An information processing device, and at least a signal line connected to the information processing device, a signal sequence output from the information processing device is transmitted through the signal line in a different order, and the signal sequence An information processing apparatus characterized by being able to restore the changed order. 第1のデータ処理装置と、第2のデータ処理装置と、この両者を接続する信号線と、制御信号発生手段と、前記信号線で消費される第1の電力と、当該信号線での電力消費とは別の第2の電力を消費する手段とを少くなくとも有し、前記第1あるいは第2のデータ処理装置は前記第2の電力を消費する手段に接続され、前記制御信号発生手段よりの制御信号によって当該信号線に搭載された信号をクリアしない制御方式で制御され、前記第1と第2のデータ処理装置間において前記信号線を介して信号の転送を行う際、前記第1の電力消費と前記第2の電力消費の和が所定値になるように、前記制御信号発生手段からの信号に応じて、前記第1あるいは第2のデータ処理装置から出力された信号と、当該信号の転送の直前に前記信号線に乗っている信号と、当該信号の転送の直前に充放電装置に入力された信号に対して、排他的論理和を求め、その出力信号を前記第2の電力を消費する手段への入力が可能なことを特徴とする情報処理装置。 A first data processing device, a second data processing device, a signal line connecting the two, a control signal generating means, a first power consumed by the signal line, and a power on the signal line At least means for consuming a second power different from the power consumption, wherein the first or second data processing device is connected to the second power consuming means, and the control signal generating means Is controlled by a control method that does not clear the signal mounted on the signal line by the control signal. When the signal is transferred between the first and second data processing devices via the signal line, the first A signal output from the first or second data processing device in response to a signal from the control signal generating means, such that a sum of the power consumption of the second power consumption and the second power consumption becomes a predetermined value; Get on the signal line just before signal transfer The exclusive OR is obtained for a signal that has been input and a signal input to the charging / discharging device immediately before the transfer of the signal, and the output signal can be input to the second power consuming means. An information processing apparatus characterized by the above-mentioned. 第1のデータ処理装置と、第2のデータ処理装置と、この両者を接続する信号線と、制御信号発生手段と、前記信号線で消費される第1の電力と、当該信号線での電力消費とは別の第2の電力を消費する手段とを少くなくとも有し、前記第1および第2のデータ処理装置は各々前記第2の電力を消費する第1の手段および前記第2の電力を消費する第2の手段に接続され、前記制御信号発生手段よりの制御信号によって当該信号線に搭載された信号をクリアしない制御方式で制御され、前記第1と第2のデータ処理装置間において前記信号線を介して信号の転送を行う際、前記第1の電力消費と前記第2の電力消費の和が所定値になるように、前記制御信号発生手段からの信号に応じて、前記第1あるいは第2のデータ処理装置から出力された信号と、当該信号の転送の直前に前記信号線に乗っている信号と、当該信号の転送の直前に充放電装置に入力された信号に対して、排他的論理和を求め、その出力信号を前記第2の電力を消費する手段への入力が可能なことを特徴とする情報処理装置。 A first data processing device, a second data processing device, a signal line connecting the two, a control signal generating means, a first power consumed by the signal line, and a power on the signal line At least means for consuming a second power different from consumption, wherein the first and second data processing devices each have a first means for consuming the second power and a second means for consuming the second power. Connected to a second means for consuming power, controlled by a control signal from the control signal generation means in a control method that does not clear a signal mounted on the signal line, and provided between the first and second data processing devices. When transferring a signal via the signal line in the above, according to a signal from the control signal generating means, so that a sum of the first power consumption and the second power consumption becomes a predetermined value. Output from the first or second data processing device The exclusive OR of the signal, the signal on the signal line immediately before the transfer of the signal, and the signal input to the charging / discharging device immediately before the transfer of the signal is obtained, and the output signal is obtained. An information processing apparatus wherein an input to the second power consuming means is possible. 前記第2の電力を消費する第2の手段はダミー信号線を有することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the second unit that consumes the second power has a dummy signal line. 第1のデータ処理装置と、 第2のデータ処理装置と、この両者を接続する信号線と、プリチャージ信号の制御手段と、前記信号線で消費される第1の電力と、当該信号線での電力消費とは別の第2の電力を消費する手段とを少くなくとも有し、前記第1あるいは第2のデータ処理装置は前記第2の電力を消費する手段に接続され、且つ前記第2あるいは第1のデータ処理装置は前記プリチャージ信号の制御手段に接続され、前記第1と第2のデータ処理装置間において前記信号線を介して信号の転送を行う際、前記第1の電力消費と前記第2の電力消費の和が所定値となされるごとく構成されたことを特徴とする情報処理装置。 A first data processing device, a second data processing device, a signal line connecting the two, a precharge signal control means, a first power consumed by the signal line, At least means for consuming a second power different from the power consumption of the first, the first or second data processing device is connected to the means for consuming the second power, and The second or first data processing device is connected to the control means for the precharge signal, and transfers the first power when the signal is transferred between the first and second data processing devices via the signal line. An information processing apparatus characterized in that the sum of the power consumption and the second power consumption is set to a predetermined value. 第1のデータ処理装置と、第2のデータ処理装置と、これらを接続する信号線と前記信号線をプリチャージするためのプリチャージ信号線制御装置を少なくとも有し、前記第1のデータ処理装置は、前記プリチャージ信号線制御装置に接続され、さらに相補的プリチャージバス制御装置にも接続され、前記プリチャージバス制御装置は、前記信号線に接続され、前記相補的プリチャージバス制御装置は前記信号線での第1の電力消費とは別の第2の電力を消費する手段に接続され、前記データ信号線での第1の消費電力と前記第2の消費電力の和が所定値になるように、前記信号線のプリチャージ直後にバスに流すデータをビット反転して第2の電力を消費する手段に入力されることを有することを特徴とする情報処理装置。 A first data processing device, a second data processing device, a signal line connecting them, and a precharge signal line control device for precharging the signal line; Is connected to the precharge signal line control device, and further connected to a complementary precharge bus control device, wherein the precharge bus control device is connected to the signal line, and the complementary precharge bus control device is Connected to means for consuming a second power different from the first power consumption in the signal line, wherein a sum of the first power consumption and the second power consumption in the data signal line is a predetermined value. An information processing apparatus characterized in that data to be sent to a bus is bit-inverted and input to a second power consuming means immediately after precharging of the signal line. 前記第2の電力を消費する第2の手段はプリチャージダミー信号線を有することを特徴とする請求項7及び8のいずれかに記載の情報処理装置。 9. An information processing apparatus according to claim 7, wherein said second means consuming said second power has a precharge dummy signal line. 記憶装置と、記憶装置を含むデータ処理装置と、それらを結ぶ信号線と、記憶装置と記憶装置を含むデータ処理装置との間の情報転送を制御する情報転送制御装置装置とを少なくとも有し、前記情報転送制御装置装置が、転送元の情報が格納された番地を記憶するためのアドレスレジスタと、転送先の番地を記憶するためのアドレスレジスタと、転送する情報の数をカウントするための数値を格納するカウンタと、カウンタの値をデクリメントするための演算回路と、記憶装置間で転送するデータを一時的に保存するデータバッファと、アドレスレジスタの値を更新するための演算回路と、転送アドレスの転送順番をランダム化する回路を有することを特徴とする情報処理装置。 A storage device, a data processing device including the storage device, a signal line connecting them, and at least an information transfer control device device that controls information transfer between the storage device and the data processing device including the storage device, An address register for storing the address where the information of the transfer source is stored, an address register for storing the address of the transfer destination, and a numerical value for counting the number of information to be transferred; And an arithmetic circuit for decrementing the value of the counter, a data buffer for temporarily storing data to be transferred between the storage devices, an arithmetic circuit for updating the value of the address register, and a transfer address. An information processing apparatus comprising a circuit for randomizing the transfer order of the information. 情報処理装置と、当該第1の情報処理装置につながれた信号線とを少なくとも有し、前記情報処理装置よりの信号を伝達する前記信号線での電力の消費状態に対応して、この電力消費状態とは別の電力の消費が可能とされていることを特徴とするカード部材。
An information processing device and at least a signal line connected to the first information processing device, the power consumption corresponding to a power consumption state of the signal line transmitting a signal from the information processing device. A card member characterized by being able to consume power different from the state.
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