JP2018173936A - コンピュータ化システムの初期化方法およびコンピュータ化システム - Google Patents

Abstract

【課題】改良され、よりセキュアなコンピュータ化システムの初期化方法およびコンピュータ化システムを提供する。【解決手段】関連する秘密セキュリティ鍵（Ｘi）を有するブートスクリプト５を実行することによってコンピュータ化システムを初期化するコンピュータ化システムの初期化方法であり、コンピュータ化システム１は、そこに割り当てられた公開鍵インデックスｋ1〜をそれぞれ有する複数の公開鍵Ｙ1〜を記憶する第１セキュア記憶装置２と、現在の鍵インデックスｋを記憶する第２セキュア記憶装置３とを含む。ブートスクリプト５は、複数の公開鍵Ｙ1〜から選択された公開鍵Ｙiが秘密セキュリティ鍵Ｘiに一意的に関連して、秘密セキュリティ鍵Ｘiと一意の鍵ペアを形成し、且つ、前記現在の鍵インデックスｋと所定の関係を有するブート鍵インデックスｋiを有する場合にのみ実行される。【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ化システムの初期化方法およびコンピュータ化システムに関するものである。

コンピュータ等のシステムの初期化または起動（ブート）は、システムのセキュリティを保障するため、セキュアに実行される必要がある。起動すると、システムは、通常、コンピュータのオペレーティングシステムをロードするためのブートローダーを実行する。例えば、トラステッドプラットフォームモジュール（Trusted Platform Module, TPM）を使用して、セキュアなブートを実施することができる。

本発明の１つの目的は、コンピュータ化システムの初期化のための、改良された、よりセキュアな方法を提供することである。また、本発明のさらなる目的は、改良され、よりセキュアなコンピュータ化システムを提供することである。

したがって、対応付く秘密セキュリティ鍵（private security key）Ｘ_iを有するブートスクリプトを実行することによってコンピュータ化システムを初期化するコンピュータ化システムの初期化方法を提供する。コンピュータ化システムは、割り当てられた公開鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nをそれぞれ有する複数の公開鍵（public key）Ｙ₁〜Ｙ_Nを記憶する第１セキュア記憶装置と、現在の鍵インデックスｋを記憶する第２セキュア記憶装置とを含む。ブートスクリプトは、複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nから選択された公開鍵Ｙ_iが秘密セキュリティ鍵Ｘ_iに一意的に関連して、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成し、且つ現在の鍵インデックスｋと所定の関係を有するブート鍵インデックスｋ_iを有する場合にのみ実行される。

１つの実施形態において、上記および下記のコンピュータ化システムの初期化方法を実行するために実装されるコンピュータ化システムを提供する。コンピュータ化システムは、
割り当てられた公開鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nをそれぞれ有する複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nを保存する第１セキュア記憶装置と、
現在の鍵インデックスｋを記憶する第２セキュア記憶装置と、
対応付く秘密セキュリティ鍵Ｘ_iを有するブートスクリプトを記憶するブートスクリプト記憶ユニットと、
複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nから選択された公開鍵Ｙ_iが秘密セキュリティ鍵Ｘ_iに一意的に関連して、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペア（key pair）を形成し、且つ現在の鍵インデックスｋと所定の関係を有するブート鍵インデックスｋ_iを有する場合にのみブートスクリプトを実行するブートスクリプト実行ユニットとを含む。

コンピュータ化システムは、コンピュータ（具体的には、パソコン、組込システム（embedded system）、工業用コンピュータ、またはサーバー）等のハードウェアおよびソフトウェアを備えたシステムであってもよい。初期化は、コンピュータ化システムを使用できるようにするために必要なブートプロセスであってもよい。初期化は、ブートスクリプトを実行することを含んでもよい。その秘密セキュリティ鍵Ｘ_iを含むブートスクリプトは、コンピュータ化システムの製造業者によって作成され、コンピュータ化システムのブートスクリプト記憶ユニットに記憶される。

ブートスクリプトに対応付く秘密セキュリティ鍵Ｘ_iは、特に、コンピュータ化システムによって取り出されることができない。秘密セキュリティ鍵Ｘ_iは、ブートスクリプトが実行できるようになる前に、検証または承認される必要のあるブートスクリプトの署名であってもよい。あるいは、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iは、暗号鍵であってもよい。ブートスクリプトまたは秘密セキュリティ鍵Ｘ_iの少なくとも一方は、例えば、コンピュータ化システムの製造業者によって変更可能である。

ブートスクリプトは、実行できるようになる前に、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iに一意的に関連し、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成する固有の公開鍵により、正常にアクセスされ、復号化され、検証され、または開かれる必要がある。固有の公開鍵とは異なる鍵を使用した場合、ブートスクリプトに正常にアクセスする、復号化する、確認する、または開くことができない。

さらなる実施形態において、第１セキュア記憶装置は、ＴＰＭ、マイクロコントローラー、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable gate array）である。第１セキュア記憶装置は、その中に複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nを記憶し、各公開鍵は、それに割り当てられた公開鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nを有する。公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nをいくつかの第１セキュア記憶装置に分配することにより、コンピュータ化システムの複雑性を高め、コンピュータ化システムに対する攻撃を防ぐことができる。

第１セキュア記憶装置または第２セキュア記憶装置の少なくとも一方は、それぞれいくつかの記憶手段を含む。例えば、鍵または鍵インデックスの少なくとも一方を記憶するための分散型メモリ構造が考えられる。別の実施形態に基づくと、第１および第２セキュア記憶装置は、例えば、ＴＰＭ、ＲＯＭ、ハードドライブ、フラッシュメモリ装置等のように、１つの記憶手段に統合される。理解すべきこととして、第１および第２セキュア記憶装置は、例えば、単一のメモリ装置の一部であってもよい。後者の場合、公開鍵を記憶するセクションと現在の鍵インデックスを記憶するセクションを有するセキュアメモリ装置を指すことができる。

鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nは、整数であってもよい。鍵インデックスは、公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nのラベルまたはアドレスであってもよい。公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nのうちの１つは、上記で定義したように、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iに一意的に関連する公開鍵Ｙ_iであってもよい。第１セキュア記憶装置に記憶された残りの公開鍵は、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iに一意的に関連する公開鍵Ｙ_iと同じフォーマットであるが、異なる内容を有するものであってもよい。

現在の鍵インデックスｋは、整数であってもよい。具体的には、現在の鍵インデックスｋは、公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nの鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nと同じフォーマットである。また、公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nの鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nのうちの１つと同じであってもよい。現在の鍵インデックスｋが保存された第２セキュア記憶装置は、暗号化や検証等の、本分野において周知の方法で保護されたＲＡＭ、ハードディスク等であってもよい。具体的には、現在の鍵インデックスｋは、フラッシュメモリに記憶されてもよい。

ブートスクリプトの実行には２つの条件がある。まず、複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nから選択された公開鍵Ｙ_iの１つは、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成するよう、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iに一意的に関連しなければならない。さらに、上述した一意の公開鍵Ｙ_iは、現在の鍵インデックスｋと所定の関係を有するブート鍵インデックスｋ_iを有していなければならない。

所定の関係は、数学的関係であってもよい。例えば、ブート鍵インデックスが数字である場合、所定の関係は、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋの倍数であること、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋより大きい、小さい、またはそれに等しいこと、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋの範囲内に入ること、ブート鍵インデックスｋ_iと現在の鍵インデックスｋの合計が所定の数であること等の関係であってもよい。現在の鍵インデックスｋは、所定の関係に基づいて、許容値またはブート鍵インデックスｋ_iの値を定義するブラックリストおよびホワイトリストとみなすことができる。

ブートスクリプトを実行するためには、上述した２つの条件を満たす必要があるため、コンピュータ化システムの初期化または起動は、セキュアな方法で実行される。そのようにして、改良されたコンピュータ化システムの初期化方法および改良されたコンピュータ化システムを提供し、ユーザーや顧客に重要な構成要素のセキュリティが損なわれない保証を提供する。

さらに、上記の方法は、新しい構成要素を必要としない低コストの解決法である。実際、上記の方法は、第１セキュア記憶装置、第２セキュア記憶装置、ブートスクリプト記憶ユニット、およびブートスクリプト実行ユニット等の単なる標準的な構成要素を使用して実行することができる。

さらなる実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、
第１セキュア記憶装置から複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nのうちの１つを取り出し、取り出した公開鍵が秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証することと、
取り出した公開鍵が秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成する場合に、取り出した公開鍵の鍵インデックスをブート鍵インデックスとして取得することと、
ブート鍵インデックスと現在の鍵インデックスｋを比較することと、
ブート鍵インデックスが現在の鍵インデックスｋと所定の関係を満たしていると判断した場合にのみ、ブートスクリプトを実行することとを含む。

さらなる実施形態において、第１セキュア記憶装置から複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nのうちの１つを取り出し、取り出した公開鍵が秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証するステップは、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成する公開鍵Ｙ_iが決まるまで、複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nの各公開鍵に対して実行される。

第１セキュア記憶装置から取り出された第１公開鍵が秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成しない場合、別の公開鍵を取り出して、この別の公開鍵が秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証する。秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成する公開鍵Ｙ_iが決まるまで、これを順々に繰り返す。

さらなる実施形態において、所定の順序に基づいて、複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nを順々に取り出す。言い換えると、所定の順序は、公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nを取り出す順番を示すことができる。例えば、所定の順序は、取り出す順番がＹ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、…Ｙ_Nであることを示してもよい。また、所定の順序は、鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nの観点から表現されてもよい。例えば、公開鍵は、鍵インデックスｋ₁〜ｋ_Nの小から大の順に順番に取り出される。

さらなる実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、さらに、
どの公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nも秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成しないと判断した場合に、コンピュータ化システムの初期化を中断することを含む。

具体的には、どの公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nも秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成しない場合は、ブートスクリプトを実行することができない。例えば、これは、ブートスクリプトおよびその秘密セキュリティ鍵Ｘ_iが、例えば、悪意のあるユーザーやハッカーによって偽造された場合に対応する。また、第１セキュア記憶装置に記憶された公開鍵インデックスとは別の公開鍵インデックスを使用してブートスクリプトを検証した場合や、第１セキュア記憶装置がハッキングされた場合にも対応する。

どの公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nも秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成しない場合、コンピュータ化システムの第１セキュア記憶装置は、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成する公開鍵Ｙ_iがなく、コンピュータ化システムは、セキュリティ上の理由から初期化されない。そのため、コンピュータ化システムの初期化方法は、コンピュータ化システムのセキュアな初期化のみを許可する。それにより、コンピュータ化システムの全体のセキュリティが向上する。コンピュータ化システムに対する攻撃（具体的には、コールドブートアタック（cold boot attack）、ファームウェアアタック（firmware attack）、およびＢＩＯＳキーボードバッファアタック（BIOS keyboard buffer attack）を回避することができる。

さらなる実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、さらに、
どの公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nも秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成しないと判断した場合に、警告信号を発することを含む。

警告信号をコンピュータ化システムのユーザーに発して、どの公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nも秘密セキュリティ鍵Ｘ_iと一意の鍵ペアを形成しないことを示すことによって、コンピュータ化システムに対する攻撃の可能性をユーザーに通知することができる。さらに、警告信号は、外部のサーバーに送信してもよい。それにより、コンピュータ化システムのセキュリティをさらに高めることができる。

さらなる実施形態において、ブートスクリプトは、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋに等しいか、それよりも大きい場合にのみ実行される。

具体的には、ブート鍵インデックスｋ_iおよび現在の鍵インデックスｋが所定の関係を満たしていることにより、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋに等しいか、それよりも大きい場合にのみ、ブートスクリプトが実行される。現在の鍵インデックスｋは、ブラックリストおよびホワイトリストとみなしてもよい。対応するブラックリストにおいて識別された、対応付くブート鍵インデックスを有するブートスクリプトは、実行されない。具体的には、現在の鍵インデックスkに等しいか、それよりも大きい全てのブートインデックス値は、ホワイトリストの一部であるため、ブートスクリプトの実行が許可される。一方、現在の鍵インデックスkよりも厳密に小さい全てのブートインデックス値は、ブラックリストに属するため、ブートスクリプトの実行は許可されない。

実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、ブート鍵インデックスがブラックリスト値のうちのいずれか１つに対応する場合にブートスクリプトの実行が遮断されることを示すブラックリスト値のブラックリストを含む。代わりに、または追加的に、現在の鍵インデックスがブラックリスト値のうちのいずれか１つに対応する場合に、ブートスクリプトの実行が遮断される。

さらなる実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、さらに、
ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋと所定の関係を満たしていないと判断した場合に、コンピュータ化システムの初期化を中断することを含む。

具体的には、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋと所定の関係を満たしていない場合は、ブートスクリプトを実行することができない。例えば、これは、悪意のあるハッカーが第１セキュア記憶装置に記憶された公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nを変更した場合、あるいは所定の順序に対応しない順番で公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nを取り出した場合に発生する。

ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋと所定の関係を満たしていない場合、コンピュータ化システムは、セキュリティ上の理由から初期化されない。そのため、コンピュータ化システムの初期化方法は、コンピュータ化システムのセキュアな初期化のみを許可する。さらに、警告信号を外部サーバーに送信してもよい。それにより、コンピュータ化システムのセキュリティ全体を高め、コンピュータ化システムに対する攻撃を回避することができる。

さらなる実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、さらに、
ブート鍵インデックスが現在の鍵インデックスと所定の関係を満たしていないと判断した場合に、警告信号を発することを含む。

警告信号をコンピュータ化システムのユーザーに発して、ブート鍵インデックスが現在の鍵インデックスと所定の関係を満たしていないことを示すことにより、コンピュータ化システムに対する攻撃の可能性をユーザーに通知することができる。これにより、コンピュータ化システムのセキュリティをさらに向上させることができる。

さらなる実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、さらに、
ブート鍵インデックスｋ_iがあらかじめ定義された範囲内にあると判断した場合に、現在の鍵インデックスｋをブート鍵インデックスｋ_iに変更することを含む。

それにより、現在の鍵インデックスｋの値をブート鍵インデックスｋ_iの値に変更することができる。例えば、攻撃のリスクが増して現在の鍵インデックスｋが望ましくないものになった場合、システム製造業者は、ファームウェア更新により、上述した現在の鍵インデックスｋを更新することを決定することができる。これは、ブートスクリプトの更新により（具体的には、新たな対応付く秘密セキュリティ鍵Ｘ_iをブートスクリプトに割り当てることにより）、実行することができる。上述した新たな対応付く秘密セキュリティ鍵Ｘ_iは、ブート鍵インデックスｋ_iを有する一意的に関連する公開鍵Ｙ_iを有する。例えば、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋよりも厳密に大きい場合、鍵インデックスｋは、ブート鍵インデックスｋ_iに変更、修正、または更新される。それにより、現在の鍵インデックスｋの更新を動的に行うことができる。初期／以前の現在の鍵インデックスは、自動的にブラックリストに載せることができる。

鍵インデックスｋをブート鍵インデックスｋ_iに変更した後、ブート鍵インデックスｋ_iが変更／更新された現在の鍵インデックスと所定の関係を満たしている場合にのみ、コンピュータ化システムの後続の初期化を行うことができる。それにより、古い秘密セキュリティ鍵Ｘ_iで署名または暗号化されたブートスクリプトは、実行されない（具体的には、ブラックリストに載せられる）。

実施形態において、このコンピュータ化システムの初期化方法は、
ブートスクリプトを実行した後に、現在の鍵インデックスの値をブラックリストに追加することと、
ブート鍵インデックスが現在の鍵インデックスと所定の関係を満たしていない場合に、現在の鍵インデックスの値をブラックリストに追加することと、
取り出した公開鍵が秘密セキュリティ鍵と一意の鍵ペアを形成しない場合に、現在の鍵インデックスの値をブラックリストに追加することと、
のステップのうちの少なくとも１つを含む。

有利な点として、現在の鍵インデックスは、システム製造業者によって行われるファームウェア更新により、容易に変更／更新することができるため、コンピュータ化システムのユーザーは、長たらしい更新および／または高額な修理を行う必要がない。

別の実施形態において、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iおよび公開鍵Ｙ_iは、相互に作用する暗号鍵であるため、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iで暗号化されたブートスクリプトは、公開鍵Ｙ_iを使用することによってのみ復号化することができる。

本実施形態において、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iおよび公開鍵Ｙ_iは、特に、同時に生成され、暗号鍵ペアを形成する。公開鍵Ｙ_iと異なる鍵を使用した場合、ブートスクリプトを復号化することはできない。

例えば、システム製造業者は、特に、各鍵ペアが公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nのうちの１つを含むように、複数の暗号鍵ペアを生成することができる。システム製造業者は、第１セキュア記憶装置に生成された公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_N全てを記憶させ、公開鍵のうちの１つと署名／暗号化し、少なくとも残りの秘密鍵全てを安全に維持する。

別の実施形態において、秘密セキュリティ鍵Ｘ_iは、公開鍵Ｙ_iと相互に作用するブートスクリプトの署名であるため、ブートスクリプトは、公開鍵Ｙ_iを使用することによってのみ検証されることができる。公開鍵Ｙ_iと異なる鍵を使用した場合、ブートスクリプトを復号化することはできない。

さらなる態様に基づくと、本発明は、上記および下記の方法を実行して、少なくとも１つのコンピュータで作動した時にコンピュータ化システムを初期化するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。プログラムコードは、コンピュータ化システムの初期化中にコンピュータ化システムのオペレーティングシステムをロードするブートローダーの一部であってもよい。

コンピュータプログラム手段等のコンピュータプログラム製品は、メモリカード、ＵＳＢ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、またはネットワークのサーバーからダウンロードしたファイルとして具体化されてもよい。例えば、このようなファイルは、無線通信ネットワークからコンピュータプログラム製品を含むファイルを転送することによって提供することができる。

コンピュータ化システムの初期化方法に関して説明した実施形態および特徴は、ここで説明したコンピュータ化システムに準用される。

コンピュータ化システムの初期化方法のさらに可能な実施または代替案は、実施形態に関する上記および下記の特徴の組み合わせ（ここでは明白に言及していない）も含む。本分野の技術者は、個々の、または単独の態様および特徴を本発明の最も基本的な形式に追加してもよい。

本発明のさらなる実施形態、特徴、および利点は、後続の説明、従属請求項、および添付の図面から明らかになるであろう。

１つの実施形態に係るコンピュータ化システムを示したものである。 １つの実施形態に係るコンピュータ化システムの初期化方法を示したものである。 １つの実施形態に係る一意の鍵ペアを判断する方法を示したものである。 １つの実施形態に係る現在の鍵インデックスとブート鍵インデックスを比較する方法を示したものである。

図面において、同様の参照番号は、明示されない限り、同様の、または機能的に同等の素子を指す。

本明細書を通して、「記憶装置」という表現は、実施形態に関して定義されない場合、例えば、鍵または鍵インデックスといったデータを記憶することのできる手段を指す。このような手段は、単一のハードウェア装置および／または複数の別々の装置の一部であり得るメモリセルまたはメモリセクションとして系統づけることができる。

図１は、１つの実施形態に係るコンピュータ化システム１を示したものである。コンピュータ化システム１は、内部バス８を介して互いに接続された第１セキュア記憶装置２、第２セキュア記憶装置３、ブートスクリプト記憶ユニット４、およびブートスクリプト実行ユニット６を含む。コンピュータ化システム１は、ここでは、標準的なパソコン（ＰＣ）である。

第１セキュア記憶装置２は、複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ_Nを安全に記憶したＴＰＭである。本実施例において、６つの公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆をＴＰＭ２に記憶する。ＴＰＭ２に記憶された公開鍵の数は、ＴＰＭ２の保存容量によって制限される。公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆は、ここでは、対応する秘密鍵（図示せず）と一緒にコンピュータ１の製造業者によって生成され、一意的に関連する暗号鍵ペアを形成する暗号公開鍵である。公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆は、同じ製造業者によってＴＰＭ２に記憶され、同時に、対応する秘密鍵は、製造業者によって安全に保持される。

図１において、各公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆は、長方形の鍵ペアの小部分として表示される。表示された公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆のそれぞれに対応する秘密鍵は、各公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆の形状と係合する形状を有し、長方形の鍵ペアを形成する。

各公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆に対し、対応付く公開鍵インデックスｋ₁〜ｋ_N、ここでは、ｋ₁〜ｋ₆が存在する。鍵インデックスｋ₁〜ｋ₆は、各公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆を表示またはラベル付けする１〜６の整数であってもよい。本実施例において、鍵インデックスｋ₁は、値１を得ており、第１公開鍵、つまり、Ｙ₁を示す。同様に、鍵インデックスｋ₂は、値２を得ており、第２公開鍵、つまり、Ｙ₂を示し、残りの鍵インデックスｋ₃〜ｋ₆も同様である。

生成された秘密鍵の１つを秘密セキュリティ鍵Ｘ_iとして使用することにより、ブートスクリプト記憶ユニット４に記憶されたブートスクリプト５を暗号化する。コンピュータ１またはコンピュータ１のユーザーは、どの秘密鍵を使用してブートスクリプト５が暗号化されたのかを知らず、知ることもできない。

コンピュータ１は、さらに、現在の鍵インデックスｋを記憶した第２セキュア記憶装置３（ここでは、ＲＯＭ）を含む。現在の鍵インデックスｋは、ここでは、整数（具体的には、１〜６までの整数）である。本実施例において、現在の鍵インデックスｋは、３に等しいとみなす。

コンピュータ１、コンピュータ化システム１の初期化／ブート方法（具体的には、図２〜図４に示したコンピュータ化システム１の初期化方法）を実行するために実装されることができる。したがって、以下、コンピュータ１の初期化について、図２〜図４と併せて説明する。

ステップＳ０において、図１に示すように、記憶装置２〜４およびブートスクリプト５を含むコンピュータ化システム（コンピュータ）１を提供する。

ステップＳ１において、複数の公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆から１つの公開鍵を取り出すかまたは選択する。例えば、取り出された公開鍵はＴＰＭ２からコピーされ、ブートスクリプト記憶ユニット４に一時的に記憶される。どの鍵を取り出すかを決定する時、公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆を取り出す所定の順序または順番を考慮しなければならない。以下、公開鍵を取り出すステップＳ１について、図３の説明と併せてさらに詳しく説明する。

公開鍵、例えば、Ｙ₃を取り出した場合、ステップＳ２において、一意の鍵ペアが形成されているかどうか、つまり、秘密鍵Ｘ_iと取り出した公開鍵Ｙ₃が一意的に関連し、暗号鍵ペアを形成するかどうかを判断する。図で示すと、図１において、秘密鍵Ｘ_iと公開鍵Ｙ₃を組み立てると長方形を形成できることに対応する。本実施例では、秘密鍵Ｘ_iと公開鍵Ｙ₃は、互いに対応し、一意の鍵ペアを形成する。そのため、プロセスはステップＳ３に続く。

別の公開鍵、例えば、公開鍵Ｙ₁を選択した場合、秘密鍵Ｘ_iとの一意の鍵ペアは形成されないため、プロセスは、ＴＰＭ２から異なる公開鍵が取り出されたステップＳ１に戻る。つまり、一意の鍵ペアを形成する公開鍵Ｙ_iを取得するまで、ＴＰＭ２から１つの公開鍵を取り出して、一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証するプロセスを実行する。

そして、ステップＳ３において、一意の鍵ペアを形成する公開鍵Ｙ_iの鍵インデックスをブート鍵インデックスｋ_iとして取得する。上記の例において、ブート鍵インデックスは、ｋ₃、つまり、３である。このブート鍵インデックスｋ₃の値に関する情報は、ブートスクリプト記憶ユニット４に記憶することができる。

そして、ステップＳ４において、ブート鍵インデックスｋ₃と現在の鍵インデックスｋを比較する。具体的には、ブート鍵インデックスｋ₃が現在の鍵インデックスｋと等しいか、それよりも大きい、または小さいかどうかを検証する。ステップＳ５において、所定の関係を満たしているかどうかを検証する。ここで、満たすべき所定の関係（実行可能なブートスクリプト５の条件）とは、ブート鍵インデックスｋ₃が現在の鍵インデックスｋよりも大きいか、それに等しいことである。

本実施例において、ブート鍵インデックスｋ₃と現在の鍵インデックスｋは、互いに等しく、３の値を有する。そのため、所定の関係を満たしていると判断し、プロセスはステップＳ６に続く。あるいは、所定の関係を満たしていないと判断した場合、コンピュータの初期化方法を停止する。このことについては、以下、図４と併せて詳しく説明する。

ステップＳ６において、ブートスクリプト５は、ブートスクリプト実行ユニット６（ここでは、ＣＰＵ）によって実行される。具体的に説明すると、コンピュータ１のオペレーティングシステムがロードされるため、コンピュータ１が初期化され、使用できるようになる。

図３は、１つの実施形態に係る一意の鍵ペアを判断する方法を示したものである。具体的には、図３は、図２のステップＳ１およびＳ２を詳しく説明したものである。

一意の鍵ペアの決定は、ここでは、ＴＰＭ２から公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆を取り出す順番を示す所定の順序に基づいて行われる。所定の順序は、前もって、コンピュータ１（例えば、ＴＰＭ２またはＲＯＭ３）に記憶されている。所定の順序は、ここでは、鍵インデックスｋ₁＝１の公開鍵Ｙ₁を最初に取り出し、鍵インデックスｋ₂＝２の公開鍵Ｙ₂を次に取り出し、公開鍵Ｙ₆までを同様に取り出すべきであることを示すリストである。

ステップＳ１において、第１公開鍵、つまり、公開鍵Ｙ₁をＴＰＭ２から取り出す。ステップＳ２において、一意の鍵ペアを形成しているかどうかを検証する。このステップは、上記の図２で説明したステップＳ２と同じである。一意の鍵ペアを形成していると判断した場合、プロセスは上述したステップＳ３に続く。

あるいは、鍵ペアが形成されない場合、プロセスはステップＳ２０に続く。ここで、ＴＰＭ２から全ての公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆を取り出したかどうかを検証し、これらが一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証する。一意の鍵ペアが形成されない場合、プロセスはステップＳ１０に続き、次の公開鍵、例えば、Ｙ₂が所定の順序に基づいて選択され、ＴＰＭ２から取り出される。再度、ステップＳ２において、一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証する。

ステップＳ２０、ステップＳ１０、およびステップＳ２は、一意の鍵ペアが形成されるまで、ＴＰＭ２に記憶された各公開鍵に対して実行される。取り出した鍵のいずれとも一意の鍵ペアが形成されない場合、ステップＳ２０において、ＴＰＭ２から全ての公開鍵Ｙ₁〜Ｙ₆を取り出せなかったものと判断される。そして、プロセスはステップＳ２１に続き、例えば、ＣＰＵ６から出された命令を介してコンピュータ１の初期化が中断される。

そして、ステップＳ２２において、コンピュータ１は、秘密鍵Ｘ_iと唯一の鍵ペアを形成する公開鍵がないことによりコンピュータ１の初期化が停止されたことを示す警告信号を発する。例えば、警告信号は、光や音声信号としてコンピュータ１のユーザーに発行される。このようにして、ユーザーは、エラーが警告され、コンピュータ１のセキュリティが保証される。

図４は、１つの実施形態に係る現在の鍵インデックスとブート鍵インデックスを比較する方法を示したものである。具体的には、図４は、所定の関係を満たしているかどうかを検証するステップＳ５を詳しく示したものである。このステップは、ＣＰＵ６によって実行される。図４の例において、満たすべき所定の関係とは、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋよりも大きいか、それに等しくなければならないことである。現在の鍵インデックスｋは、それ自身よりも上の全ての鍵インデックスをホワイトリストに載せるが、それ自身よりも下の全ての鍵インデックスをブラックリストに載せる。

まず、ステップＳ４０において、ＲＯＭ３から得られた現在の鍵インデックスｋとともに、一意の鍵ペアを形成する公開鍵Ｙ_iから得られたブート鍵インデックスｋ_iを提供する。

ステップＳ５０において、現在の鍵インデックスｋがブート鍵インデックスｋ_iと等しいかどうかを検証する。等しい場合、上述したステップＳ６のように、ＣＰＵ６によりブートスクリプト５を実行する。これは、コンピュータ１の通常の初期化に対応し、更新は行われない。

しかし、現在の鍵インデックスｋがブート鍵インデックスｋ_iと等しくない場合、プロセスはステップＳ５１に続き、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋよりも大きいかどうかを検証する。これは、コンピュータに対する攻撃を避けるため特定の鍵インデックスをブラックリストに載せる目的で、ハードウェア更新がコンピュータ製造業者によって実行される場合に対応する。

ブート鍵インデックスｋ_iが確かに現在の鍵インデックスｋよりも大きい場合、ステップＳ５２において、現在の鍵インデックスｋをブート鍵インデックスに変更／更新する。その時初めて、ステップＳ６においてブートスクリプト５が実行される。次の初期化プロセスの間、ブート鍵インデックスｋ_iは、変更／更新されたブートキーｋと所定の関係を満たし、ブートスクリプト５の実行を許可しなければならない。

ステップＳ５１のように、ブート鍵インデックスｋ_iが現在の鍵インデックスｋよりも大きくないと判断した場合（つまり、現在の鍵インデックスｋがブート鍵インデックスｋ_iよりも大きい時）、プロセスはステップＳ５３に続き、コンピュータ１の初期化が中断される。これは、例えば、古いスクリプトまたはハッキングされたスクリプトが使用された場合に発生する。コンピュータ１の初期化の中断は、コンピュータ１のセキュリティを向上させる。

また、ステップＳ５４において、コンピュータ１は、所定の関係を満たしていないことによりコンピュータ１の初期化が停止されたことを示す警告信号を発する。例えば、警告信号は、メッセージや、光または音声信号として、コンピュータ１のユーザーに発してもよく、あるいは中央サーバーに送信してもよい。そのようにして、コンピュータ１のセキュリティが保証される。

好ましい実施形態に基づいて本発明を説明したが、当業者にとって明らかであるように、全ての実施形態において変更が可能である。セキュアな記憶は、特定のハードウェアを使用しなければならないことを示すものではない。「セキュア記憶装置」とは、情報やデータを信頼して保持する装置として解釈すべきである。例えば、どの記憶ユニット／記憶媒体を第１セキュア記憶装置、ブートスクリプト記憶ユニット、および第２セキュア記憶装置として使用してもよい。また、理解すべきこととして、「第１および／または第２セキュア記憶装置」という表現は、記憶装置の特定の数を特定する意図はない。むしろ、公開鍵および／または現在の鍵インデックスは、任意の適切なメモリ機構に記憶することができる。公開鍵は、任意の数を使用してもよい。秘密鍵は、所望の数の第１セキュア記憶装置に保存してもよい。公開鍵および秘密鍵は、署名および暗号／復号鍵だけでなく、任意の種類を使用してもよい。また、所定の順序および所定の関係は、任意の方法で変更することができる。

１ コンピュータ化システム
２ 第１セキュア記憶装置
３ セキュア記憶装置
４ ブートスクリプト記憶ユニット
５ ブートスクリプト
６ ブートスクリプト実行ユニット
８ 内部バス
ｋ 現在の鍵インデックス
ｋ_i ブート鍵インデックス
ｋ 公開鍵インデックス
Ｘ_i 秘密セキュリティ鍵
Ｙ_i 選択した公開鍵
Ｙ₁〜Ｙ_N 公開鍵

Claims (15)

1. 対応付く秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）を有するブートスクリプト（５）を実行することによってコンピュータ化システムを初期化するコンピュータ化システムの初期化方法であって、
   前記コンピュータ化システム（１）が、
   割り当てられた公開鍵インデックス（ｋ₁〜ｋ_N）をそれぞれ有する複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）を記憶する第１セキュア記憶装置（２）と、
   現在の鍵インデックス（ｋ）を保存する第２セキュア記憶装置（３）と
   を含み、
   前記ブートスクリプト（５）が、前記複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）から選択された公開鍵（Ｙ_i）が前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）に一意的に関連して、前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と一意の鍵ペアを形成し、且つ前記現在の鍵インデックス（ｋ）と所定の関係を有するブート鍵インデックス（ｋ_i）を有する場合にのみ実行されるコンピュータ化システムの初期化方法。
2. 前記第１セキュア記憶装置（２）から前記複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）のうちの１つを取り出し（Ｓ１）、前記取り出した公開鍵が前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と前記一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証する（Ｓ２）ことと、
   前記取り出した公開鍵（Ｙ_i）が前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と前記一意の鍵ペアを形成する場合に、前記取り出した公開鍵（Ｙ_i）の前記鍵インデックスを前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）として取得することと、
   前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）と前記現在の鍵インデックス（ｋ）を比較することと、
   前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）が前記現在の鍵インデックス（ｋ）と前記所定の関係を満たしていると判断した（Ｓ５）場合にのみ、前記ブートスクリプト（５）を実行することと、
   を含む請求項１に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
3. 前記第１セキュア記憶装置（２）から前記複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）のうちの１つを取り出し、前記取り出した公開鍵が前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と前記一意の鍵ペアを形成するかどうかを検証する前記ステップ（Ｓ２）が、前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と前記一意の鍵ペアを形成する前記公開鍵（Ｙ_i）が決まるまで、前記複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）の各公開鍵に対して実行される請求項２に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
4. 所定の順序に基づいて、前記複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）を順々に取り出す、請求項２に記載のコンピュータ化システムを初期化する方法。
5. どの前記公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）も前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と前記一意の鍵ペアを形成していないと判断した場合に、前記コンピュータ化システム（１）の前記初期化を中断すること（Ｓ２１）、または警告信号を発する（Ｓ２２）ことの少なくとも一方をさらに含む請求項３または４に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
6. 前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）が前記現在の鍵インデックス（ｋ）に等しいか、それよりも大きい場合にのみ、前記ブートスクリプト（５）が実行される請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
7. 前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）が前記現在の鍵インデックス（ｋ）と前記所定の関係を満たしていないと判断した場合に、前記コンピュータ化システム（１）の前記初期化を中断すること（Ｓ５３）、または警告信号を発する（Ｓ５４）ことの少なくとも一方をさらに含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
8. 前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）が所定の範囲内にあると判断した場合に、前記現在の鍵インデックス（ｋ）を前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）に変更する（Ｓ５２）ことをさらに含む請求項１〜７のいずれか１項に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
9. 前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）および／または前記ブートスクリプト（５）がブラックリスト値のうちのいずれか１つに対応する場合に、前記ブートスクリプト（５）の実行が遮断されることを示す前記ブラックリスト値のブラックリストをさらに含む請求項１〜８のいずれか１項に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
10. 前記ブートスクリプト（５）を実行した後に、前記現在の鍵インデックス（ｋ）の値を前記ブラックリストに追加することと、
    前記ブート鍵インデックス（ｋ_i）が前記現在の鍵インデックス（ｋ）と前記所定の関係を満たしていない場合に、前記現在の鍵インデックス（ｋ）の値を前記ブラックリストに追加することと、
    前記取り出した公開鍵が前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と前記一意の鍵ペアを形成しない場合に、前記現在の鍵インデックス（ｋ）の値を前記ブラックリストに追加することと、
    をさらに含む請求項９に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
11. 前記第１セキュア記憶装置（２）が、ＴＰＭ、マイクロコントローラー、またはフィールドプログラマブルゲートアレイを含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）および前記公開鍵（Ｙ_i）が、相互に作用する暗号鍵であるため、前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）で暗号化された前記ブートスクリプト（５）が、前記公開鍵（Ｙ_i）を使用することによってのみ復号化することができる請求項１〜１１のいずれか１項に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
13. 前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）が、前記公開鍵（Ｙ_i）と相互に作用する前記ブートスクリプト（５）の署名であるため、前記ブートスクリプト（５）が、前記公開鍵（Ｙ_i）を使用することによってのみ確認することができる請求項１〜１２のいずれか１項に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
14. 前記コンピュータ化システム（１）のファームウェア更新により前記ブートスクリプト（５）を更新し、それにより、前記関連する秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）を変更することをさらに含む請求項１〜１３のいずれか１項に記載のコンピュータ化システムの初期化方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の前記方法を実行するために実施されるコンピュータ化システム（１）であって、
    そこに割り当てられた公開鍵インデックス（ｋ₁〜ｋ_N）をそれぞれ有する複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）を記憶する第１セキュア記憶装置（２）と、
    現在の鍵インデックス（ｋ）を記憶する第２セキュア記憶装置（３）と、
    関連する秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）を有するブートスクリプト（５）を記憶するブートスクリプト記憶ユニット（４）と、
    前記複数の公開鍵（Ｙ₁〜Ｙ_N）から選択された公開鍵（Ｙ_i）が前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）に一意的に関連して、前記秘密セキュリティ鍵（Ｘ_i）と一意の鍵ペアを形成し、且つ前記現在の鍵インデックス（ｋ）と所定の関係を有するブート鍵インデックス（ｋ_i）を有する場合にのみ前記ブートスクリプト（５）を実行するブートスクリプト実行ユニット（６）と、
    を含むコンピュータ化システム。
    

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