JP2014170255A - Secure boot method - Google Patents

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Takashi Oyama
貴司 大山
Akira Ueda
亮 上田
Akio Koga
章郎 古賀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which there is possibility of reliability deterioration of secure boot due to alteration in an initialization code 1006 or a virtual computer code 1012 by a hacker etc. with malicious intent, in the conventional configuration.SOLUTION: A virtual computer code 1012 is attained by virtual computer hardware 1008 and a virtual computer control code 1009, and an initialization code 1006 or the virtual computer control code 1009 is preliminarily encrypted and stored in a storage device 1004. Intended alteration by a malicious hacker becomes difficult by setting a secure area of RAM 1003 and decrypting the initialization code 1006 or the virtual computer control code 1009 to load it to the secure area of the RAM 1003 in a sequence of secure boot.

Description

本発明は、セキュアブートを実現するための方法およびシステムに関するものである。   The present invention relates to a method and system for realizing secure boot.

従来のセキュアブートとしては、システムをブートする前に初期化コードと仮想計算機コードを認証する方法があった（例えば、特許文献１参照）。図１０と図１１は、前記特許文献１に記載された従来のセキュアブートを実現するための方法を示すものである。
図１０において、ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭ１００２に記憶されたブートコード１００５を実行する。ブートコード１００５は、記憶装置１００４に記憶された初期化コード１００６の認証を行う。初期化コード１００６の認証が失敗した場合は、ブートの停止を行う。初期化コード１００６の認証が成功した場合は、初期化コード１００６をＲＡＭ１００３にロードして、ブートコード１００５からＲＡＭ１００３にロードされた初期化コード１００６にジャンプし、初期化コード１００６を実行する。次に、初期化コード１００６は仮想計算機コード１０１２の認証を行う。仮想計算機コード１０１２の認証が失敗した場合は、ブートの停止を行う。仮想計算機コード１０１２の認証が成功した場合は、仮想計算機コード１０１２をＲＡＭ１００３にロードして、ＲＡＭ１００３にロードされた仮想計算機コード１０１２にジャンプし、仮想計算機コード１０１２を実行する。 As a conventional secure boot, there is a method of authenticating an initialization code and a virtual machine code before booting the system (see, for example, Patent Document 1). 10 and 11 show a method for realizing the conventional secure boot described in Patent Document 1. FIG.
In FIG. 10, the CPU 1001 executes the boot code 1005 stored in the ROM 1002. The boot code 1005 authenticates the initialization code 1006 stored in the storage device 1004. If the authentication of the initialization code 1006 fails, the boot is stopped. If the authentication of the initialization code 1006 is successful, the initialization code 1006 is loaded into the RAM 1003, the jump is made from the boot code 1005 to the initialization code 1006 loaded into the RAM 1003, and the initialization code 1006 is executed. Next, the initialization code 1006 authenticates the virtual machine code 1012. If the authentication of the virtual machine code 1012 fails, the boot is stopped. When the authentication of the virtual machine code 1012 is successful, the virtual machine code 1012 is loaded into the RAM 1003, jumps to the virtual machine code 1012 loaded in the RAM 1003, and executes the virtual machine code 1012.

図１１は、セキュアブートを実行することによって立ち上がったシステムのソフトウェア構成を示す図である。ハードウェア２００５は、図１０のＣＰＵ１００１、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３および記憶装置１００４を含む。仮想計算機コード２００６は、図１０の仮想計算機コード１０１２と同一であり、ハイパーバイザとも呼ばれ、複数の異なるＯＳを並列に実行できるようにするプログラムである。ＯＳ２００３は、Ｌｉｎｕｘなどの一般的なＯＳであり、ＯＳ２００３の管理下でアプリ２００１を実行する。また、秘匿性と完全性が確保されたセキュアモードにおいて、セキュアＯＳ２００４の管理下でセキュアアプリ２００２を実行することが出来る。セキュアモードにおいて実行すべきプログラムとしては、ＤＲＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｉｇｈｔｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）ソフトウェアなどがある。   FIG. 11 is a diagram illustrating a software configuration of a system that has been started up by executing secure boot. The hardware 2005 includes the CPU 1001, the ROM 1002, the RAM 1003, and the storage device 1004 in FIG. The virtual machine code 2006 is the same as the virtual machine code 1012 in FIG. 10 and is also called a hypervisor, and is a program that allows a plurality of different OSs to be executed in parallel. The OS 2003 is a general OS such as Linux, and executes the application 2001 under the management of the OS 2003. Further, the secure application 2002 can be executed under the management of the secure OS 2004 in the secure mode in which secrecy and integrity are ensured. Examples of programs to be executed in the secure mode include DRM (Digital Rights Management) software.

特開２００９−５４１６４号公報JP 2009-54164 A

しかしながら、従来の構成では、初期化コード１００６または仮想計算機コード１０１２が悪意のあるハッカーなどによって改竄されることにより、セキュアブートの信頼性低下が懸念される。例えば、記憶装置１００４に記憶された初期化コード１００６または仮想計算機コード１０１２の認証が成功したとしても、ＲＡＭ１００３にロードする前に、記憶装置１００４に記憶された初期化コード１００６または仮想計算機コード１０１２を改竄されることが懸念される。また、ＲＡＭ１００３にロードした初期化コード１００６または仮想計算機コード１０１２が改竄されることも懸念される。   However, in the conventional configuration, the initialization code 1006 or the virtual machine code 1012 is falsified by a malicious hacker or the like, and there is a concern that the reliability of secure boot may be reduced. For example, even if the initialization code 1006 or the virtual machine code 1012 stored in the storage device 1004 is successfully authenticated, the initialization code 1006 or the virtual machine code 1012 stored in the storage device 1004 is loaded before the RAM 1003 is loaded. There are concerns about tampering. There is also a concern that the initialization code 1006 or virtual machine code 1012 loaded in the RAM 1003 may be falsified.

本発明は、従来の課題を解決するもので、強固なセキュアブートを実現するための方法およびシステムを提供することを目的とする。   The present invention solves the conventional problems, and an object thereof is to provide a method and a system for realizing a strong secure boot.

上記課題を解決するための、請求項１に記載の発明は、ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、初期化コードを検証するステップと、初期化コードをＲＡＭにロードするステップと、前記初期化コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とする方法である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法であって、前記初期化コードにジャンプして実行するステップより後に、前記ＲＡＭのセキュア領域を設定するステップと、仮想計算機制御コードを検証するステップと、前記仮想計算機制御コードを前記ＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、前記仮想計算機制御コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とする方法である。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a step of executing a boot code of the ROM, a step of verifying the initialization code, a step of loading the initialization code into the RAM, and the initialization And jumping to code to execute.
The invention according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein after the step of jumping to the initialization code and executing, the step of setting a secure area of the RAM, and the virtual machine control code A method comprising: verifying; loading the virtual machine control code into a secure area of the RAM; and jumping to the virtual machine control code and executing the virtual machine control code.

請求項３に記載の発明は、ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、ＲＡＭのセキュア領域を設定するステップと、初期化コードを検証するステップと、初期化コードを前記ＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、前記初期化コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とする方法である。
請求項４に記載の発明は、前記初期化コードにジャンプして実行するステップより後に、前記ＲＡＭとは異なるＲＡＭのセキュア領域を設定するステップと、仮想計算機制御コードを検証するステップと、前記仮想計算機制御コードを前記ＲＡＭとは異なるＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、前記仮想計算機制御コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とする方法である。 According to a third aspect of the present invention, the step of executing the ROM boot code, the step of setting the secure area of the RAM, the step of verifying the initialization code, and loading the initialization code into the secure area of the RAM And a step of jumping to the initialization code and executing the method.
According to a fourth aspect of the present invention, after the step of jumping to the initialization code and executing, a step of setting a secure area in a RAM different from the RAM, a step of verifying a virtual machine control code, and the virtual A method comprising: loading a computer control code into a secure area of a RAM different from the RAM; and jumping to the virtual computer control code and executing the computer control code.

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の方法であって、前記初期化コードにジャンプして実行するステップより後に、仮想計算機制御コードを検証するステップと、前記仮想計算機制御コードを前記ＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、前記仮想計算機制御コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とする方法である。
請求項６に記載の発明は、前記初期化コードは暗号化されており、前記初期化コードにジャンプして実行するステップより前に、前記初期化コードを復号するステップを有することを特徴とする方法である。 The invention according to claim 5 is the method according to claim 3, wherein after the step of jumping to the initialization code and executing the virtual computer control code, the virtual computer control code is verified. The method includes a step of loading into a secure area of the RAM, and a step of jumping to the virtual machine control code and executing the code.
The invention according to claim 6 is characterized in that the initialization code is encrypted, and has a step of decrypting the initialization code before the step of jumping to the initialization code and executing it. Is the method.

請求項７に記載の発明は、前記仮想計算機制御コードは暗号化されており、前記仮想計算機制御コードにジャンプして実行するステップより前に、前記仮想計算機制御コードを復号するステップを有することを特徴とする方法である。
請求項８に記載の発明は、ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、初期化コードを検証するステップと、初期化コードをＲＡＭにロードするステップと、前記初期化コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とするプログラムである。 The invention according to claim 7 includes the step of decrypting the virtual machine control code before the step of jumping to the virtual machine control code and executing the virtual machine control code, wherein the virtual machine control code is encrypted. It is a characteristic method.
The invention according to claim 8 includes a step of executing a boot code of the ROM, a step of verifying the initialization code, a step of loading the initialization code into the RAM, and a step of jumping to the initialization code and executing it The program characterized by having.

請求項９に記載の発明は、ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、初期化コードを検証するステップと、初期化コードをＲＡＭにロードするステップと、前記初期化コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とする集積回路である。
請求項１０に記載の発明は、ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、初期化コードを検証するステップと、初期化コードをＲＡＭにロードするステップと、前記初期化コードにジャンプして実行するステップとを有することを特徴とするシステムである。 The invention according to claim 9 includes a step of executing a boot code of the ROM, a step of verifying the initialization code, a step of loading the initialization code into the RAM, and a step of jumping to the initialization code and executing it And an integrated circuit.
The invention according to claim 10 includes a step of executing a boot code of the ROM, a step of verifying the initialization code, a step of loading the initialization code into the RAM, and a step of jumping to the initialization code and executing it It is a system characterized by having.

本発明によれば、仮想計算機コード１０１２を仮想計算機ハード１００８と仮想計算機制御コード１００９で実現し、あらかじめ初期化コード１００６または仮想計算機制御コード１００９を暗号化して記憶装置１００４に保存しておく。また、セキュアブートのシーケンスにおいて、ＲＡＭ１００３のセキュア領域を設定し、初期化コード１００６または仮想計算機制御コード１００９を復号してＲＡＭ１００３のセキュア領域にロードすることによって、悪意のあるハッカーなどによる意図した改竄が困難になる効果がある。   According to the present invention, the virtual machine code 1012 is realized by the virtual machine hardware 1008 and the virtual machine control code 1009, and the initialization code 1006 or the virtual machine control code 1009 is encrypted in advance and stored in the storage device 1004. Further, in the secure boot sequence, the secure area of the RAM 1003 is set, the initialization code 1006 or the virtual machine control code 1009 is decrypted and loaded into the secure area of the RAM 1003, so that an intended falsification by a malicious hacker or the like can be performed. It has the effect of becoming difficult.

本発明の実施の形態１におけるセキュアブートのブロック図Block diagram of secure boot in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態２におけるセキュアブートのブロック図Block diagram of secure boot in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３におけるセキュアブートのブロック図Block diagram of secure boot in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態３における２つのＲＡＭを利用した場合の説明図Explanatory drawing when using two RAMs in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態３における１つのＲＡＭを利用した場合の説明図Explanatory drawing when one RAM is used in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態１におけるセキュアブートのシーケンス図Secure boot sequence diagram according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態２におけるセキュアブートのシーケンス図Secure boot sequence diagram in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３におけるセキュアブートのシーケンス図Secure boot sequence diagram in Embodiment 3 of the present invention 本発明のセキュアブートのソフトウェア構成図Software configuration diagram of secure boot of the present invention 従来発明のセキュアブートのブロック図Block diagram of the secure boot of the conventional invention 従来発明のセキュアブートのソフトウェア構成図Software configuration diagram of secure boot of the conventional invention

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるセキュアブートのブロック図であり、１００１はＣＰＵ、１００２はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、１００３はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、１００４はハードディスクやフラッシュなどの記憶装置、１００５はＲＯＭ１００２に記憶したブートコード、１００６は記憶装置１００４に記憶した初期化コード１００６である。ブートコード１００５は、システムがブートした際に最初に実行するソフトウェアである。初期化コード１００６は、ブートコード１００５から呼び出されるソフトウェアであり、ハードウェアの初期化などを実行するソフトウェアである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of secure boot according to the first embodiment of the present invention, in which 1001 is a CPU, 1002 is a ROM (Read Only Memory), 1003 is a RAM (Random Access Memory), and 1004 is a storage such as a hard disk or a flash memory. 1005 is a boot code stored in the ROM 1002, and 1006 is an initialization code 1006 stored in the storage device 1004. The boot code 1005 is software that is executed first when the system is booted. The initialization code 1006 is software called from the boot code 1005, and is software that executes hardware initialization and the like.

図６は、本発明の実施の形態１におけるセキュアブートの処理の流れを示すフローチャートである。システムがブートした際に、ステップＳ１００１でＲＯＭ１００２のブートコード１００５を実行する。ステップＳ１００２でブートコード１００５が記憶装置１００４の暗号化された初期化コード１００６を検証する。暗号の具体例として、ＡＥＳアルゴリズムを用いる方法がある。また、検証の具体例として、例えばブートコード１００５が暗号化された初期化コード１００６のハッシュ値を計算し、あらかじめブートコード１００５が保持しておいた期待ハッシュ値と比較し、ハッシュ値が同一であれば認証が成功したとみなす方法がある。ステップＳ１００３で、暗号化された初期化コード１００６が正しくない場合はステップＳ１００８でブートを停止する。ステップＳ１００３で、暗号化された初期化コード１００６が正しい場合は、ステップＳ１００４で暗号化された初期化コード１００６を復号する。復号の具体例として、ブートコード１００５の一部にＡＥＳプログラムと鍵を保持しておき、実行する方法がある。ステップＳ１００５で、ブートコード１００５が初期化コード１００６をＲＡＭ１００３にロードし、ステップＳ１００６でブートコード１００５がＲＡＭ１００３の初期化コード１００６にジャンプする。ステップＳ１００７で初期化コード１００６を実行し、ハードウェアの初期化などを行う。   FIG. 6 is a flowchart showing a flow of secure boot processing according to Embodiment 1 of the present invention. When the system boots, the boot code 1005 in the ROM 1002 is executed in step S1001. In step S1002, the boot code 1005 verifies the encrypted initialization code 1006 of the storage device 1004. As a specific example of encryption, there is a method using an AES algorithm. As a specific example of verification, for example, the hash value of the initialization code 1006 in which the boot code 1005 is encrypted is calculated, and compared with the expected hash value held in advance by the boot code 1005. If there is, there is a method to consider that the authentication is successful. If the encrypted initialization code 1006 is not correct in step S1003, the boot is stopped in step S1008. If the encrypted initialization code 1006 is correct in step S1003, the initialization code 1006 encrypted in step S1004 is decrypted. As a specific example of decryption, there is a method in which an AES program and a key are held in a part of the boot code 1005 and executed. In step S1005, the boot code 1005 loads the initialization code 1006 into the RAM 1003. In step S1006, the boot code 1005 jumps to the initialization code 1006 in the RAM 1003. In step S1007, the initialization code 1006 is executed to perform hardware initialization and the like.

かかる構成によれば、あらかじめ初期化コード１００６を暗号化して記憶装置１００４に保存しておくことによって、悪意のあるハッカーなどによる意図した改竄が困難になる効果がある。記憶装置１００４上の初期化コード１００６は暗号化による秘匿性が確保される。なお、システムは必ずＲＯＭ１００２上のブートコード１００５から起動するため、ブートコード１００５の完全性が担保され、悪意のあるハッカーなどによる意図した改竄が困難になる効果がある。   According to such a configuration, by encrypting the initialization code 1006 in advance and storing it in the storage device 1004, there is an effect that it is difficult for the malicious hacker or the like to make the intended alteration. The initialization code 1006 on the storage device 1004 is secured by encryption. Note that since the system is always started from the boot code 1005 on the ROM 1002, the integrity of the boot code 1005 is ensured, and there is an effect that it is difficult to perform falsification intended by a malicious hacker or the like.

なお、本実施の形態において、検証方法としてハッシュを利用したが、例えばデジタル署名などコードの完全性を検証する方法であれば何でもよい。また、暗号化された初期化コード１００６を検証しているが、初期化コード１００６を復号してから検証してもよい。また、初期化コード１００６が正しくない場合はステップＳ１００８でブートを停止するが、ブートを停止しなくてもよいし、再ブートしてもよいし、初期化コード１００６が正しくないことを示すフラグをレジスタに設定しておき、システムがブート後にレジスタを参照してからシステムを停止してもよい。また、暗号の具体例として、ＡＥＳアルゴリズムを利用したが、秘匿性を向上させる方法であれば何でもよい。   In this embodiment, a hash is used as a verification method. However, any method may be used as long as it verifies the integrity of a code such as a digital signature. Further, although the encrypted initialization code 1006 is verified, the verification may be performed after the initialization code 1006 is decrypted. If the initialization code 1006 is incorrect, the boot is stopped in step S1008. However, the boot may not be stopped, the reboot may be performed, or a flag indicating that the initialization code 1006 is incorrect is set. It may be set in a register, and the system may be stopped after the system refers to the register after booting. In addition, although the AES algorithm is used as a specific example of encryption, any method that improves confidentiality may be used.

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるセキュアブートのブロック図である。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
１００７はハッシュ検証や暗復号処理を行う暗号エンジン、１００８はハイパーバイザとも呼ばれ、複数の異なるＯＳを並列に実行できるようにするハードウェアである仮想計算機ハード、１００９は仮想計算機ハード１００８を制御するためのソフトウェアである仮想計算機制御コードである。 (Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram of secure boot in the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as those in FIG.
1007 is a cryptographic engine that performs hash verification and encryption / decryption processing, 1008 is also called a hypervisor, and is a virtual computer hardware that is hardware that enables a plurality of different OSs to be executed in parallel, and 1009 controls the virtual computer hardware 1008 It is a virtual machine control code which is software for the above.

図９は、本発明の実施の形態２におけるセキュアブートを実行することによって立ち上がったシステムのソフトウェア構成を示す図である。図９において、図１１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。ハードウェア２００５は、図２のＣＰＵ１００１、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、記憶装置１００４および暗号エンジン１００７を含む。仮想計算機ハード２００６は、図２の仮想計算機ハード１００８に相当する。   FIG. 9 is a diagram showing a software configuration of a system that is started up by executing a secure boot in the second embodiment of the present invention. 9, the same components as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The hardware 2005 includes the CPU 1001, the ROM 1002, the RAM 1003, the storage device 1004, and the cryptographic engine 1007 in FIG. The virtual machine hardware 2006 corresponds to the virtual machine hardware 1008 in FIG.

図７は、本発明の実施の形態２におけるセキュアブートの処理の流れを示すフローチャートである。システムがブートした際に、ステップＳ２００１でＲＯＭ１００２のブートコード１００５を実行する。ステップＳ２００２でブートコード１００５が暗号エンジン１００７を使って記憶装置１００４の初期化コード１００６を検証する。暗号エンジン１００７は、例えば初期化コード１００６に対する期待ハッシュ値を保持しており、初期化コード１００６のハッシュ値を生成して比較することにより検証する。ステップＳ２００３で、初期化コード１００６が正しくない場合はステップＳ２０１３でブートを停止する。ステップＳ２００３で、初期化コード１００６が正しい場合は、ステップＳ２００４でブートコード１００５が初期化コード１００６をＲＡＭ１００３にロードする。ステップＳ２００５でブートコード１００５がＲＡＭ１００３の初期化コード１００６にジャンプする。ステップＳ２００６で初期化コード１００６を実行する。ステップＳ２００７で初期化コード１００６がＲＡＭ１００３のセキュア領域を設定する。ＲＡＭ１００３には、特定のＣＰＵ、デバイス、ＯＳ、アプリが特定のアドレスにアクセス可能なように、ＲＡＭアクセス制限機能が付いており、例えばセキュアモードのセキュアアプリ２００２とセキュアＯＳ２００４のみがアクセス可能なセキュア領域を設定することが出来る。具体的な設定方法として、例えばＲＡＭアクセス制限機能が持つセキュア領域を設定可能な専用レジスタに、セキュア領域の先頭アドレスと末尾アドレスを設定する方法がある。ステップＳ２００８で初期化コード１００６が暗号エンジン１００７を使って記憶装置１００４の仮想計算機制御コード１００９を検証する。ステップＳ２００９で、仮想計算機制御コード１００９が正しくない場合はステップＳ２０１３でブートを停止する。ステップＳ２００９で、仮想計算機制御コード１００９が正しい場合は、ステップＳ２０１０で、初期化コード１００６が仮想計算機制御コード１００９をＲＡＭ１００３のセキュア領域にロードし、ステップＳ２０１１で初期化コード１００６がＲＡＭ１００３のセキュア領域の仮想計算機制御コード１００９にジャンプする。ステップＳ２０１２で仮想計算機制御コード１００９を実行し、仮想計算機ハード１００８を動かす。   FIG. 7 is a flowchart showing a flow of secure boot processing according to Embodiment 2 of the present invention. When the system boots, the boot code 1005 in the ROM 1002 is executed in step S2001. In step S2002, the boot code 1005 verifies the initialization code 1006 of the storage device 1004 using the cryptographic engine 1007. The cryptographic engine 1007 holds an expected hash value for the initialization code 1006, for example, and verifies the generated hash value of the initialization code 1006 and compares it. If the initialization code 1006 is not correct in step S2003, the boot is stopped in step S2013. If the initialization code 1006 is correct in step S2003, the boot code 1005 loads the initialization code 1006 into the RAM 1003 in step S2004. In step S2005, the boot code 1005 jumps to the initialization code 1006 of the RAM 1003. In step S2006, the initialization code 1006 is executed. In step S2007, the initialization code 1006 sets the secure area of the RAM 1003. The RAM 1003 has a RAM access restriction function so that a specific CPU, device, OS, and application can access a specific address. For example, a secure area that can be accessed only by the secure application 2002 and the secure OS 2004 in secure mode. Can be set. As a specific setting method, for example, there is a method of setting the start address and the end address of the secure area in a dedicated register that can set the secure area of the RAM access restriction function. In step S2008, the initialization code 1006 verifies the virtual machine control code 1009 of the storage device 1004 using the cryptographic engine 1007. If the virtual machine control code 1009 is not correct in step S2009, the boot is stopped in step S2013. If the virtual machine control code 1009 is correct in step S2009, the initialization code 1006 loads the virtual machine control code 1009 into the secure area of the RAM 1003 in step S2010, and the initialization code 1006 is stored in the secure area of the RAM 1003 in step S2011. Jump to the virtual machine control code 1009. In step S2012, the virtual machine control code 1009 is executed to move the virtual machine hardware 1008.

かかる構成によれば、ＲＡＭ１００３のセキュア領域の設定し、仮想計算機制御コード１００９をＲＡＭ１００３のセキュア領域にロードすることによって、悪意のあるハッカーなどによる意図した改竄が困難になる効果がある。ＲＡＭ１００３上の仮想計算機制御コード１００９は、セキュアモードのセキュアアプリ２００２として動作し、秘匿性と完全性が確保される。   According to such a configuration, setting a secure area of the RAM 1003 and loading the virtual machine control code 1009 into the secure area of the RAM 1003 has an effect that it is difficult to perform falsification intended by a malicious hacker or the like. The virtual machine control code 1009 on the RAM 1003 operates as the secure application 2002 in the secure mode, and confidentiality and integrity are ensured.

なお、本実施の形態において、記憶装置１００４上の初期化コード１００６、仮想計算機制御コード１００９は暗号化してもよく、その場合は実施の形態１と同様の復号処理が行われる。また、暗号エンジン１００７でハッシュ検証や暗号処理を行ったが、ブートコード１００５や初期化コード１００６がソフトウェアで保持して実行してもよい。また、暗号エンジン１００７が期待ハッシュ値を保持しているが、記憶装置１００４に記憶してもよい。その場合、期待ハッシュ値を暗号化または署名付与してもよい。また、ＲＡＭ１００３はＲＡＭアクセス制限機能が付いているとしたが、ＲＡＭアクセス制限機能をＲＡＭ１００３とは独立させて、別の構成としてもよい。また、先頭アドレスと末尾アドレスでセキュア領域を設定しているが、先頭アドレスとサイズなど領域を設定できるパラメータであれば何でもよい。また、ＲＡＭ１００３のセキュア領域の設定は、仮想計算機制御コード１００９をロードする前であれば、いつ行ってもよい。   In this embodiment, the initialization code 1006 and the virtual machine control code 1009 on the storage device 1004 may be encrypted. In this case, the same decryption process as that in the first embodiment is performed. Further, although the hash verification and encryption processing are performed by the encryption engine 1007, the boot code 1005 and the initialization code 1006 may be held and executed by software. Further, although the cryptographic engine 1007 holds the expected hash value, it may be stored in the storage device 1004. In that case, the expected hash value may be encrypted or signed. Further, although the RAM 1003 has a RAM access restriction function, the RAM access restriction function may be configured separately from the RAM 1003. Further, although the secure area is set by the head address and the end address, any parameters may be used as long as the area can be set such as the head address and size. The secure area of the RAM 1003 may be set at any time before the virtual machine control code 1009 is loaded.

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３におけるセキュアブートのブロック図である。図３において、図２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
１０１０は、ＣＰＵ１００１とは別のＣＰＵである。１０１１は、ＲＡＭ１００３とは別のＲＡＭである。 (Embodiment 3)
FIG. 3 is a block diagram of secure boot in the third embodiment of the present invention. 3, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Reference numeral 1010 denotes a CPU different from the CPU 1001. Reference numeral 1011 denotes a RAM different from the RAM 1003.

図８は、本発明の実施の形態３におけるセキュアブートの処理の流れを示すフローチャートである。
システムがブートした際に、ＣＰＵ１００１がステップＳ３００１でＲＯＭ１００２のブートコード１００５を実行する。ステップＳ３００２でブートコード１００５がＲＡＭ１００３のセキュア領域を設定する。ステップＳ３００３でブートコード１００５が暗号エンジン１００７を使って記憶装置１００４の暗号化された初期化コード１００６を検証する。ステップＳ３００４で、初期化コード１００６が正しくない場合はステップＳ３０１６でブートを停止する。ステップＳ３００４で、初期化コード１００６が正しい場合は、ステップＳ３００５でブートコード１００５が暗号エンジン１００７を使って初期化コード１００６を復号する。ステップＳ３００６で、ブートコード１００５が初期化コード１００６をＲＡＭ１００３のセキュア領域にロードし、ステップＳ３００７でブートコード１００５がＲＡＭ１００３のセキュア領域の初期化コード１００６にジャンプする。ステップＳ３００８で初期化コード１００６を実行し、ステップＳ３００９で初期化コード１００６がＲＡＭ（別）１０１１のセキュア領域を設定する。ステップＳ３０１０で初期化コード１００６が暗号エンジン１００７を使って記憶装置１００４の仮想計算機制御コード１００９を検証する。ステップＳ３０１１で、仮想計算機制御コード１００９が正しくない場合はステップＳ３０１６でブートを停止する。ステップＳ３０１１で、仮想計算機制御コード１００９が正しい場合は、ステップＳ３０１２で、ＣＰＵ１００１がＣＰＵ（別）１０１０に制御を移し、ステップＳ３０１３で、初期化コード１００６が仮想計算機制御コード１００９をＲＡＭ（別）１０１１のセキュア領域にロードし、ステップＳ３０１４で初期化コード１００６がＲＡＭ（別）１０１１のセキュア領域の仮想計算機制御コード１００９にジャンプする。ステップＳ３０１５で仮想計算機制御コード１００９を実行し、仮想計算機ハード１００８を動かす。 FIG. 8 is a flowchart showing a flow of secure boot processing according to Embodiment 3 of the present invention.
When the system boots, the CPU 1001 executes the boot code 1005 in the ROM 1002 in step S3001. In step S3002, the boot code 1005 sets a secure area of the RAM 1003. In step S3003, the boot code 1005 verifies the encrypted initialization code 1006 of the storage device 1004 using the cryptographic engine 1007. If the initialization code 1006 is not correct in step S3004, booting is stopped in step S3016. If the initialization code 1006 is correct in step S3004, the boot code 1005 decrypts the initialization code 1006 using the cryptographic engine 1007 in step S3005. In step S3006, the boot code 1005 loads the initialization code 1006 into the secure area of the RAM 1003. In step S3007, the boot code 1005 jumps to the initialization code 1006 in the secure area of the RAM 1003. In step S3008, the initialization code 1006 is executed. In step S3009, the initialization code 1006 sets the secure area of the RAM (separate) 1011. In step S3010, the initialization code 1006 verifies the virtual machine control code 1009 of the storage device 1004 using the cryptographic engine 1007. If the virtual machine control code 1009 is not correct in step S3011, the boot is stopped in step S3016. If the virtual machine control code 1009 is correct in step S3011, the CPU 1001 transfers control to the CPU (separate) 1010 in step S3012, and the initialization code 1006 stores the virtual machine control code 1009 in the RAM (separate) 1011 in step S3013. In step S3014, the initialization code 1006 jumps to the virtual machine control code 1009 in the secure area of the RAM (separate) 1011. In step S3015, the virtual machine control code 1009 is executed to move the virtual machine hardware 1008.

かかる構成によれば、あらかじめ初期化コード１００６または仮想計算機制御コード１００９を暗号化して記憶装置１００４に保存しておく。また、ＲＡＭ１００３またはＲＡＭ（別）１０１１のセキュア領域を設定し、初期化コード１００６または仮想計算機制御コード１００９を復号してＲＡＭ１００３またはＲＡＭ（別）１０１１のセキュア領域にロードすることによって、悪意のあるハッカーなどによる意図した改竄が困難になる効果がある。   According to this configuration, the initialization code 1006 or the virtual machine control code 1009 is encrypted and stored in the storage device 1004 in advance. Further, a malicious hacker is configured by setting a secure area of the RAM 1003 or the RAM (separate) 1011, decrypting the initialization code 1006 or the virtual machine control code 1009 and loading it into the secure area of the RAM 1003 or the RAM (separate) 1011. This has the effect of making it difficult to make the intended alteration.

なお、本実施の形態において、図４に示す通り、ＲＡＭ１００３に対して初期化コード１００６をロードし、ＲＡＭ（別）１０１１に対して仮想計算機制御コード１００９をロードしているが、図５に示す通り、ＲＡＭ１００３に対して初期化コード１００６と仮想計算機制御コード１００９をロードしてもよい。また、ステップＳ３０１２で、ＣＰＵ１００１がＣＰＵ（別）１０１０に制御を移したが、制御を移すタイミングはいつ行ってもよく、制御を移さずに１つのＣＰＵで処理を行ってもよい。また、ＣＰＵ（別）１０１０の起動タイミングは、ＣＰＵ１００１がＣＰＵ（別）１０１０に制御を移す前であればいつでもよい。また、ＣＰＵ（別）１０１０は１つとしたが、複数あってもよい。また、ＣＰＵ１００１とＣＰＵ（別）１０１０は同一製品でも、異なった製品でもよい。また、ＲＡＭ１００３とＲＡＭ（別）１０１１は同一製品でも、異なった製品でもよい。また、初期化コード１００６をロードする前であれば、ＲＡＭ１００３のセキュア領域の設定はいつでもよい。また、仮想計算機制御コード１００９をロードする前であれば、ＲＡＭ
（別）１０１１のセキュア領域の設定はいつでもよい。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, the initialization code 1006 is loaded into the RAM 1003, and the virtual machine control code 1009 is loaded into the RAM (separate) 1011. As described above, the initialization code 1006 and the virtual machine control code 1009 may be loaded into the RAM 1003. In step S3012, the CPU 1001 transfers control to the CPU (separate) 1010. However, the timing for transferring control may be performed anytime, and processing may be performed by one CPU without transferring control. The activation timing of the CPU (separate) 1010 may be any time before the CPU 1001 transfers control to the CPU (separate) 1010. Further, although there is one CPU (separate) 1010, there may be a plurality of CPUs. Further, the CPU 1001 and the CPU (separate) 1010 may be the same product or different products. Further, the RAM 1003 and the RAM (separate) 1011 may be the same product or different products. Further, as long as the initialization code 1006 is not loaded, the secure area of the RAM 1003 may be set at any time. If the virtual machine control code 1009 is not loaded, the RAM
(Another) 1011 may be set at any time in the secure area.

本発明は、秘匿性と完全性が確保された強固なセキュアブートを実現するための方法およびシステムを提供できる点が有用である。
本発明が適応可能な機器の例として、パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオデッキ、ハードディスクレコーダー、携帯電話、カーナビゲーションシステム、固定電話、コピー機、タッチパネルつきモバイル端末、ゲーム機などが挙げられる。 The present invention is useful in that it can provide a method and a system for realizing a strong secure boot in which secrecy and integrity are ensured.
Examples of devices to which the present invention can be applied include personal computers, televisions, video decks, hard disk recorders, mobile phones, car navigation systems, landline phones, copy machines, mobile terminals with touch panels, and game machines.

１００１ ＣＰＵ
１００２ ＲＯＭ
１００３ ＲＡＭ
１００４ 記憶装置
１００５ ブートコード
１００６ 初期化コード
１００７ 暗号エンジン
１００８ 仮想計算機ハード
１００９ 仮想計算機制御コード
１０１０ ＣＰＵ（別）
１０１１ ＲＡＭ（別）
１０１２ 仮想計算機コード 1001 CPU
1002 ROM
1003 RAM
1004 Storage device 1005 Boot code 1006 Initialization code 1007 Cryptographic engine 1008 Virtual machine hardware 1009 Virtual machine control code 1010 CPU (separate)
1011 RAM (separate)
1012 Virtual computer code

Claims (10)

ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、
初期化コードを検証するステップと、
初期化コードをＲＡＭにロードするステップと、
前記初期化コードにジャンプして実行するステップと
を有することを特徴とする方法。 Executing the ROM boot code;
Verifying the initialization code;
Loading initialization code into RAM;
Jumping to and executing the initialization code. 請求項１に記載の方法であって、
前記初期化コードにジャンプして実行するステップより後に、
前記ＲＡＭのセキュア領域を設定するステップと、
仮想計算機コードを検証するステップと、
前記仮想計算機コードを前記ＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、
前記仮想計算機コードにジャンプして実行するステップと、
を有することを特徴とする方法。 The method of claim 1, comprising:
After the step of jumping to the initialization code and executing it,
Setting a secure area of the RAM;
Verifying the virtual machine code;
Loading the virtual machine code into a secure area of the RAM;
Jumping to and executing the virtual machine code;
A method characterized by comprising: ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、
ＲＡＭのセキュア領域を設定するステップと、
初期化コードを検証するステップと、
初期化コードを前記ＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、
前記初期化コードにジャンプして実行するステップと
を有することを特徴とする方法。 Executing the ROM boot code;
Setting a secure area in RAM;
Verifying the initialization code;
Loading initialization code into a secure area of the RAM;
Jumping to and executing the initialization code. 請求項３に記載の方法であって、
前記初期化コードにジャンプして実行するステップより後に、
前記ＲＡＭとは異なるＲＡＭのセキュア領域を設定するステップと、
仮想計算機コードを検証するステップと、
前記仮想計算機コードを前記ＲＡＭとは異なるＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、
前記仮想計算機コードにジャンプして実行するステップと、
を有することを特徴とする方法。 The method of claim 3, comprising:
After the step of jumping to the initialization code and executing it,
Setting a secure area in a RAM different from the RAM;
Verifying the virtual machine code;
Loading the virtual machine code into a secure area in a RAM different from the RAM;
Jumping to and executing the virtual machine code;
A method characterized by comprising: 請求項３に記載の方法であって、
前記初期化コードにジャンプして実行するステップより後に、
仮想計算機コードを検証するステップと、
前記仮想計算機コードを前記ＲＡＭのセキュア領域にロードするステップと、
前記仮想計算機コードにジャンプして実行するステップと、
を有することを特徴とする方法。 The method of claim 3, comprising:
After the step of jumping to the initialization code and executing it,
Verifying the virtual machine code;
Loading the virtual machine code into a secure area of the RAM;
Jumping to and executing the virtual machine code;
A method characterized by comprising: 請求項１から５に記載の方法であって、
前記初期化コードは暗号化されており、
前記初期化コードにジャンプして実行するステップより前に、
前記初期化コードを復号するステップを有することを特徴とする方法。 A method according to claims 1 to 5, comprising
The initialization code is encrypted;
Before jumping to the initialization code and executing it,
A method comprising the step of decoding the initialization code. 請求項１から６に記載の方法であって、
前記仮想計算機コードは暗号化されており、
前記仮想計算機コードにジャンプして実行するステップより前に、
前記仮想計算機コードを復号するステップを有することを特徴とする方法。 A method according to claims 1 to 6, comprising
The virtual machine code is encrypted,
Before the step of jumping to the virtual machine code and executing it,
A method comprising the step of decrypting the virtual machine code. ＲＯＭのブートコードを実行するステップと、
初期化コードを検証するステップと、
初期化コードをＲＡＭにロードするステップと、
前記初期化コードにジャンプして実行するステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 Executing the ROM boot code;
Verifying the initialization code;
Loading initialization code into RAM;
A program for causing a computer to execute the step of jumping to the initialization code and executing the code. ＲＯＭのブートコードを実行する手段と、
初期化コードを検証する手段と、
初期化コードをＲＡＭにロードする手段と、
前記初期化コードにジャンプして実行する手段と
を有することを特徴とする集積回路。 Means for executing ROM boot code;
Means for verifying the initialization code;
Means for loading initialization code into RAM;
Means for jumping to the initialization code and executing the integrated code. ＲＯＭのブートコードを実行する手段と、
初期化コードを検証する手段と、
初期化コードをＲＡＭにロードする手段と、
前記初期化コードにジャンプして実行する手段と
を有することを特徴とするシステム。 Means for executing ROM boot code;
Means for verifying the initialization code;
Means for loading initialization code into RAM;
Means for jumping to and executing the initialization code.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101745821B1 (en) * 2016-03-23 2017-06-09 네이버 주식회사 Method and system for secure booting

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6024821B2 (en) * 2013-03-18 2016-11-16 富士通株式会社 Terminal device, activation control method, and program
JP5911835B2 (en) * 2013-09-17 2016-04-27 株式会社東芝 Information processing device
US10936722B2 (en) * 2018-04-18 2021-03-02 Nuvoton Technology Corporation Binding of TPM and root device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3293760B2 (en) * 1997-05-27 2002-06-17 株式会社エヌイーシー情報システムズ Computer system with tamper detection function
US6185678B1 (en) * 1997-10-02 2001-02-06 Trustees Of The University Of Pennsylvania Secure and reliable bootstrap architecture
FI114416B (en) * 2001-06-15 2004-10-15 Nokia Corp Method for securing the electronic device, the backup system and the electronic device
US6907522B2 (en) * 2002-06-07 2005-06-14 Microsoft Corporation Use of hashing in a secure boot loader
JP4501349B2 (en) * 2003-03-13 2010-07-14 ソニー株式会社 System module execution device
US7281103B2 (en) * 2003-10-01 2007-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Microcomputer with a security function for accessing a program storage memory
JP2007310601A (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Renesas Technology Corp Microcomputer and method for protecting its software
US20080126779A1 (en) * 2006-09-19 2008-05-29 Ned Smith Methods and apparatus to perform secure boot
US8510859B2 (en) * 2006-09-26 2013-08-13 Intel Corporation Methods and arrangements to launch trusted, co-existing environments
US8042190B2 (en) * 2007-12-31 2011-10-18 Intel Corporation Pre-boot protected memory channel
US8321931B2 (en) * 2008-03-31 2012-11-27 Intel Corporation Method and apparatus for sequential hypervisor invocation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101745821B1 (en) * 2016-03-23 2017-06-09 네이버 주식회사 Method and system for secure booting

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