JP2021021966A - 半導体装置、及び情報アクセス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザによる秘密情報の書き込みを可能とすることができる半導体装置及び情報アクセス方法を提供する。【解決手段】マイコンにおいて、メモリ領域２１は、動作プログラム、及びその動作プログラムによって読み出される秘密情報２３を記憶する。メモリ領域２１において、秘密情報２３は、動作プログラムによって使用されない未使用領域に記憶される。ＣＰＵは、動作プログラムの実行時に、外部から読み書きできないメモリ領域２２からアドレス情報２４を取得する。ＣＰＵは、アドレス情報２４を用いてメモリ領域２１から秘密情報２３を取得する。【選択図】図２

Description

本開示は、半導体装置及び情報アクセス方法に関し、例えばプログラム制御により情報を使用した処理を実行する半導体装置、及び半導体装置における情報アクセス方法に関する。

マイクロコントローラ（ＭＣＵ:Micro Controller Unit）には、フラッシュメモリが搭載される場合が多い。マイクロコントローラは、そのフラッシュメモリに格納されたプログラムに従って動作する。非特許文献１に記載されるように、フラッシュメモリのメモリ空間は、エキストラ領域を含む場合がある。エキストラ領域は、外部から読み書きが困難なメモリ領域である。エキストラ領域には、ＭＣＵを識別するためのユニークＩＤ（identifier）が格納される。

ＭＣＵは、フラッシュ領域選択レジスタとフラッシュ制御レジスタとを有する。フラッシュ領域選択レジスタは、エキストラ領域選択ビットを有する。エキストラ領域選択ビットは、エキストラ領域に対するソフトウェアコマンドの発行前に「１」にセットされる。フラッシュ制御レジスタは、ソフトウェアコマンド設定ビットを有する。ソフトウェアコマンド設定ビットは、ソフトウェアコマンドを設定する。ソフトウェアコマンドは、ユニークＩＤのリードを含む。ソフトウェアコマンド設定ビットに所定のビット列がセットされることで、ユニークＩＤのリードが実行される。

「ユーザーズマニュアル ハードウェア編 ルネサス３２ビットマイクロコンピュータ ＲＸファミリ／ＲＸ１００シリーズ」、Ｒｅｖ．１．０２、２０１４年１２月、ｐ．１３０１−１３２２

上記エキストラ領域は、外部のプログラムからリード又はライトできない領域である。エキストラ領域に格納されるデータは、メモリダンプによって解析することができない。このため、秘匿したい秘密情報がエキストラ領域に格納される場合、秘密情報の漏洩が防止できる。しかしながら、エキストラ領域は、外部プログラム書き込み装置を利用してユーザが書き換えることができないメモリ領域である。従って、ユーザは、自身によって秘密情報をエキストラ領域に書き込みことはできない。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、半導体装置において、第１のメモリは、動作プログラムと、その動作プログラムに読み出される１以上の情報とを記憶する。第１のメモリにおいて、上記情報は、動作プログラムによって使用されない未使用領域に記憶される。プロセッサは、第２のメモリからアドレス情報を取得し、アドレス情報を用いて第１のメモリから情報を読み出す。

前記一実施の形態によれば、半導体装置、及び情報アクセス方法は、情報の秘匿性を確保しつつ、ユーザにより外部の書き込み装置から情報の書き込みが可能である。

実施形態１に係る半導体装置を示すブロック図。 メモリ配置を示すブロック図。 ソースコードにおける変数定義の記述例と、メモリ上に作成される変数領域とを示す図。 ソースコードの別例と、メモリ上に作成される変数領域とを示す図。 メモリマップを示す図。 未使用領域における秘密情報の配置を示す図。 アドレス情報の具体例を示す図。 マイコンに秘密情報を記憶する際の手順を示すフローチャート。 秘密情報を使用する場合のマイコンの動作手順を示すフローチャート。 実施形態２におけるメモリ配置を示すブロック。 実施形態２におけるアドレス情報の具体例を示す図。 実施形態３における秘密情報の配置を示す図。 実施形態３において用いられるアドレス情報の具体例を示す図。 実施形態４に係る半導体装置の構成を示すブロック図。 実施形態５におけるメモリ配置を示す図。 動作プログラム更新時のメモリ配置を示すブロック図。 動作プログラム更新後のメモリ配置を示すブロック図。

本開示の実施の形態の説明に先立って、本発明者が検討した事項が説明される。一般に、マイクロコントローラ（以下、マイコンとも呼ぶ）は、中央演算処理部（プロセッサ）、記憶部、及び周辺モジュールなどを有する。マイコンのメモリは、マイコンを動作させるプログラム（以下、動作プログラムとも呼ぶ）、及び、秘匿したい重要な情報（以下、秘密情報とも呼ぶ）を記憶する。秘密情報は、鍵情報、個人情報、及び他の秘匿したい情報を含む。秘密情報は、例えば認証及び暗号化などに利用される。動作プログラムは、検証のためにも、外部から読み書き可能なメモリ領域に記憶される。これに対し、秘密情報は、動作プログラム別のアクセス手段を持つメモリ領域、つまり、外部から読み書きできないメモリ領域に記憶されることが多い。

秘密情報を、外部から読み書きできない領域、又は特定の領域に記憶する場合、ユーザは、自身によって、外部の書き込み装置を利用して、その領域に秘密情報を自由に書き込むことができない。このため、ユーザは、マイコンを製造するデバイスメーカに秘密情報を提供し、秘密情報の書き込みを依頼する。デバイスメーカは、特定領域に、ユーザから提供された秘密情報を書き込む。この場合、秘密情報はユーザとデバイスメーカとで共有される。情報の秘匿性の観点では、秘密情報を共有することは、大きなリスクとなり得る。本発明者は、上記した問題を検討した結果、下記の実施の形態を想到するに至った。

以下、図面を参照しつつ、上記課題を解決するための手段を適用した実施形態を詳細に説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、又はその他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、何れかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、マイコンに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスク）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk - Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（recordable）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（ReWritable）、及び半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってマイコンに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の優先通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをマイコンに供給できる。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクション又は実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、応用例、詳細説明、又は補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（動作ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、又は位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等（個数、数値、量、範囲等を含む）についても同様である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る半導体装置を示す。本実施形態において、半導体装置はマイコンである。マイコン１０は、中央処理演算部（ＣＰＵ）１１、記憶部（メモリ）２０、周辺モジュールＡ５１、周辺モジュールＢ５２、及び周辺モジュールＣ５３を有する。マイコン１０において、これらの要素はバスを介して相互に接続される。

ＣＰＵ１１は、動作プログラムに従って処理を実行する。メモリ２０は、メモリ領域２１、及びメモリ領域２２を有する。メモリ２０には、例えばフラッシュメモリが使用される。メモリ領域２１は、マイコン１０の外部のデバイスからアクセス可能なメモリ領域である。一方、メモリ領域２２は、外部から読み書きできないメモリ領域である。

図２は、メモリ２０におけるメモリ配置を示す。メモリ領域２１は、動作プログラムを記憶する。また、メモリ領域２１は、ユーザの秘密情報２３を記憶する。メモリ領域２１は、例えば動作プログラムを記憶するアドレス範囲内の所定のアドレスに、秘密情報を記憶する。動作プログラム及び秘密情報２３は、マイコン１０の外部から書き換え可能である。

メモリ領域２２は、アドレス情報２４を記憶する。アドレス情報２４は、秘密情報２３の配置場所を示す。具体的には、本実施形態において、アドレス情報２４は、メモリ領域２１において秘密情報が記憶されるアドレス（その範囲）を示す情報である。アドレス情報２４は、マイコン１０の外部からアクセスすることができない。アドレス情報２４は、例えばマイコン１０の製造メーカによってメモリ領域２２に書き込まれる。

ＣＰＵ１１は、動作プログラムの動作中に秘密情報２３を使用した処理を実行する。その場合、ＣＰＵ１１は、動作プログラムに従って、メモリ領域２２からアドレス情報２４を取得する。ＣＰＵ１１は、動作プログラムに従って、アドレス情報２４が示すアドレスから秘密情報２３を取得する。例えば、ＣＰＵ１１は、アドレス情報２４に対して所定の演算を行うことにより、メモリ領域２１において秘密情報２３が記憶されるアドレス範囲を特定する。ＣＰＵ１１は、特定したアドレス範囲から秘密情報２３を取得する。

ＣＰＵ１１は、動作プログラムに従って、秘密情報２３を使用した処理を実行する。秘密情報２３は、例えば鍵情報である。ＣＰＵ１１は、例えば鍵情報を使用して、暗号化などの処理を実行する。

［未使用領域］
マイコン１０のユーザは、動作プログラムの作成時に、動作プログラムが格納されるアドレス範囲内に未使用領域を作成する。未使用領域は、アドレス情報２４が示すアドレスを含む。未使用領域は、動作プログラムによって使用されない領域を意味する。具体的には、未使用領域は、変数の値（データ）を格納するためには使用されない。また、未使用領域は、動作プログラムの命令コードを格納するためには使用されない。秘密情報２３は、未使用領域に記憶される。

動作プログラムは、例えば、ソースコードをコンパイルすることで作成される。ソースコードは、例えばＣ言語などの言語を用いて記述される。Ｃ言語のソースコードは、機能記述と制御命令(レイアウト他)とを含む。レイアウトとはアラインメントのことである。通常、コンパイラは、最適化を行って命令コードなどを作成する。ユーザは、制御命令を用いることで、メモリ配置構造などを、コンパイラに指定することができる。コンパイラは、制御命令がある場合、その制御命令に従って命令コードを作成し、制御命令にアドレス指定がある場合は、そのアドレスに変数などを配置する。そのようなコンパイラの仕組みを利用することによって、動作プログラム中に、意図的に未使用領域を作成することができる。

未使用領域の作成を、具体例を用いて説明する。図３は、ソースコードにおける変数定義の記述例と、メモリ上に作成される変数領域とを示す。例えば、構造体ｓａｍｐｌｅは、変数Ａ、変数Ｂ、及び変数Ｃから成る。変数Ａ及び変数Ｃはｂｙｔｅ型の変数であり、変数Ｂはｌｏｎｇ型の変数である。変数Ａ、変数Ｂ、及び変数Ｃは、ソースコードをコンパイラを用いてコンパイルすることにより、メモリ領域２１内に割り当てられる。

ソースコードは、コンパイラに対する命令（制御命令）を含む。図３の例では、＃ｐｒｏｇｒａｍ ｐａｃｋがコンパイラに対する命令である。コンパイラは、＃ｐｒｏｇｒａｍ ｐａｃｋが記述されている場合、変数Ａ、変数Ｂ、及び変数Ｃを、メモリ領域２１内にこの順で割り当てる。変数Ａ及び変数Ｃは１バイト変数である。一方、変数Ｂは４バイト変数である。この場合、図３に示されるように、変数Ａと変数Ｂとの間の３バイトは未使用領域となる。また、変数Ｃの後方の３バイトは未使用領域となる。これら未使用領域は、秘密情報２３の格納に使用できる。

仮に、ソースコードが＃ｐｒｏｇｒａｍ ｐａｃｋが含まない場合、コンパイラは構造体の最適化を行う。その場合、４バイトの変数Ｂ、１バイトの変数Ａ、及び１バイトの変数Ｃがこの順でメモリ領域２１に割り当てられる。構造体ｓａｍｐｌｅの後ろのアドレスが未使用となるか否かは不明である。ユーザは、ソースコードに＃ｐｒｏｇｒａｍ ｐａｃｋを記述することで、構造体内に意図的に未使用領域を作成できる。

図４は、ソースコードの別例と、メモリ上に作成される変数領域とを示す。この例では、ソースコードは、変数Ｘをｉｎｔ型で生成するコードを含む。また、ソースコードは、＃ｐｒａｇｍａ ａｄｄｒｅｓｓ Ｘ＝０ｘ７ｆ００を含む。この場合、ソースコードに記述される変数Ｘは、＃ｐｒａｇｍａ ａｄｄｒｅｓｓによって指定されるアドレス０ｘ７ｆ００に割り当てられる。この場合、コンパイラによって変数Ｘの作成前に既に使用されたアドレスと、アドレス０ｘ７ｆ００との間は未使用領域となる。また、変数Ｘの後方は未使用領域となる。これら未使用領域は、秘密情報２３の格納に使用できる。

［秘密情報の配置］
図５は、メモリ領域２１のメモリマップを示す。メモリ領域２１は、プログラム領域２５、未使用領域２６、及び未使用領域２７を含む。プログラム領域２５は、動作プログラムの命令コード、及び変数が格納される領域である。未使用領域２６及び２７は、動作プログラムによって使用されない領域である。未使用領域２７は、プログラム領域２５のアドレス範囲の外部に存在する未使用領域である。未使用領域２６は、プログラム領域２５のアドレス範囲の内部に存在する未使用領域である。未使用領域２６は、上記した手法を用いて、コンパイル時に意図的に作成できる。図３の例では、未使用領域２６は、アドレス２２番地、及びアドレス２３番地に作成されている。

図６は、未使用領域における秘密情報の配置を示す。ユーザは、コンパイラを用いてメモリ領域２１（プログラム領域２５）に動作プログラムを書き込んだ後、未使用領域２６に秘密情報を書き込むことができる。ここでは、秘密情報２３は１バイトのデータ（情報）であるとする。未使用領域２６のアドレスは、２２番地と２３番地である。ユーザは、外部のデバイスから、メモリ領域２１のアドレス２３番地に秘密情報２３を書き込むことができる。アドレス２３番地に秘密情報２３が書き込まれる場合、秘密情報２３はプログラム領域２５に紛れ込む。このため、秘密情報２３の秘匿性を高めることができる。ユーザは、未使用領域２７に秘密情報を書き込んでもよい。

［アドレス情報］
図７は、アドレス情報の具体例を示す。アドレス情報２４は、メモリ領域２２（図２を参照）に格納される。アドレス情報２４は、例えば先頭アドレスｉ、及びデータ長ｊを含む。先頭アドレスｉは、データを取得する場合の先頭アドレスを示す。データ長ｊは、秘密情報２３のデータ長を示す。

ＣＰＵ１１は、先頭アドレスｉに基づいて、データ取得の先頭アドレスを決定する。ＣＰＵ１１は、先頭アドレスを、例えばｉ×４−１［番地］によって決定する。ＣＰＵ１１は、メモリ領域２１において、先頭アドレスからデータ長ｊが示すデータ長分のデータを取得する。ＣＰＵ１１は、例えば、先頭アドレスから２^ｊ＋３［ｂｉｔ］分のアドレス範囲のデータを取得する。アドレス情報２４から秘密情報２３を取得するための処理手順及び計算式などは、動作プログラムに記述される。

具体的に、アドレス情報２４が「６０」である場合を考える。つまり、ｉ＝６、及びｊ＝０の場合を考える。ＣＰＵ１１は、ｉ＝６であるから、６×４−２＝２２［番地］を先頭アドレスとする。ＣＰＵ１１は、ｊ＝０であるから、データ長を２^３＝８［ｂｉｔ］と計算する。その場合、ＣＰＵ１１は、アドレス２３番地から１バイトのデータを取得する。図６を参照すると、秘密情報２３はアドレス２３番地に記憶されている。従って、ＣＰＵ１１は、アドレス情報「６０」を用いて、アドレス２３番地から秘密情報２３を取得できる。

［手順］
次いで、処理手順を説明する。図８は、マイコン１０に秘密情報を記憶する際の手順を示す。ユーザは、メモリ領域２１のどのアドレスに秘密情報２３を記憶するかを決定する。ユーザは、決定したアドレス及び秘密情報２３のデータ長に基づいて、アドレス情報２４の内容を決定する（ステップＡ１）。例えば、ユーザは、秘密情報２３のデータ長が１バイトで、秘密情報の記憶するアドレスが２３番地である場合、アドレス情報を「６１０」と決定する。

ユーザは、決定したアドレス情報２４の内容をマイコン１０の製造メーカに通知する。製造メーカは、ユーザから通知されたアドレス情報２４の内容を、マイコン１０のメモリ領域２２に書き込む（ステップＡ２）。その後、製造メーカは、アドレス情報２４が書き込まれたマイコン１０をユーザに納品する（ステップＡ３）。このとき、製造メーカが取り扱うのは単なるアドレスの情報である。本実施形態において、ユーザと製造メーカとで秘密情報は共有されない。

ユーザは、マイコン１０の動作プログラムを作成する（ステップＡ４）。ユーザは、ステップＡ４では、動作プログラムのソースコードを作成する。ソースコードは、例えばＣ言語、又はＣ言語の派生言語を用いて記述される。ソースコードは、コンパイラ型の言語を用いて記述されていればよい。ソースコードの記述に用いられる言語は、特に限定されない。ソースコードは、コンパイラよって解釈され、プログラム領域２５内に意図的に未使用領域２６を作成するための制御命令を含む。ユーザは、ステップＡ１で決定したアドレス情報が示すアドレスが未使用領域２６に含まれるようにするための制御命令を、ソースコードに記述する。

ユーザは、コンパイラを用いて、ソースコードをコンパイルする（ステップＡ５）。ソースコードをコンパイルすることにより、意図的に作成された未使用領域２６が確定する。ユーザは、製造メーカからマイコン１０を受領する。ユーザは、コンパイルによって生成されたプログラムコード（動作プログラム）を、マイコン１０のメモリ領域２１に書き込む（ステップＡ６）。

ユーザは、動作プログラムによって使用される秘密情報２３の内容を決定し、秘密情報をメモリ領域２１に書き込む（ステップＡ７）。ユーザは、ステップＡ７では、ステップＡ１で決定したアドレス情報が示すアドレスに、秘密情報２３を書き込む。本実施形態では、動作プログラムの書き込みと、秘密情報２３の書き込みとを同時に行う必要はない。このため、プログラムと秘密情報とを、分離して管理することができる。ここまでの手順で、マイコン１０を使用する準備ができる。

なお、ステップＡ１のアドレス情報の決定と、ステップＡ４のソースプログラムの作成及びステップＡ５のコンパイルとは、どちらを先に実行してもよい。例えば、ユーザは、プログラムの作成とコンパイルとを先に行い、プログラム領域２５（図５を参照）における未使用領域２６のアドレスを調べてもよい。ユーザは、その後、未使用領域２６のアドレスに基づいてアドレス情報を決定してもよい。

次いで、マイコン１０における動作手順を説明する。図９は、秘密情報を使用する場合のマイコン１０の動作手順を示す。ＣＰＵ１１は、動作プログラムに従って、メモリ領域２２からアドレス情報２４を読み出す（ステップＢ１）。ＣＰＵ１１は、ステップＢ１では、例えば特定のレジスタにフラグをセットし、別のレジスタにアドレス情報の読み出しを示すコマンドを設定することにより、アドレス情報２４を読み出す。

ＣＰＵ１１は、読み出したアドレス情報２４に基づいて、データ取得のアドレス範囲を決定する（ステップＢ２）。ＣＰＵ１１は、ステップＢ２では、例えば動作プログラムに従って、アドレス情報２４に含まれる情報に対して所定の演算を行うことにより、アドレス範囲を決定する。ＣＰＵ１１は、ステップＢ２で決定したアドレス範囲から、秘密情報２３を読み出す（ステップＢ３）。その後、ＣＰＵ１１は、動作プログラムに従って、秘密情報２３を用いた処理を実行する。

［まとめ］
本実施形態では、メモリ領域２２は、アドレス情報２４を記憶する。ＣＰＵ１１は、秘密情報２３が必要な場合、メモリ領域２２からアドレス情報２４を読み出す。ＣＰＵ１１は、アドレス情報２４に基づいて、秘密情報２３を読み出す。メモリ領域２１は、秘密情報２３を、アドレス情報２４が示すアドレスに記憶する。メモリ領域２１は、ユーザによって読み書きが可能なメモリ領域である。このため、ユーザは、自身によって秘密情報２３をメモリ領域２１に書き込むことができる。また、ユーザは、秘密情報２３の内容を、自身によって更新することができる。このため、ユーザは、製造メーカと秘密情報を共有する必要がない。

本実施形態では、アドレス情報２４は、外部から読み書きができないメモリ領域２２に記憶される。このため、ユーザ以外の他者は、アドレス情報２４を読み出すことができない。秘密情報をメモリ領域２２に記憶する場合、ユーザは、秘密情報を製造メーカと共有する必要がある。これに対し、本実施形態において、ユーザと製造メーカとで共有される情報はアドレス情報２４である。アドレス情報２４は単なるアドレスの情報でしかない。このため、秘密情報がユーザと製造メーカとで共有される場合に比べて、セキュリティ上のリスクを低減できる。

本実施形態では、秘密情報２３が記憶されるメモリ領域２１は、外部から読み書きが可能である。ユーザ以外の他者は、メモリ領域２１にアクセスして、その内容を解析することができる。しかしながら、本実施形態において、秘密情報２３は、プログラム領域２５の内部に作成された未使用領域２６に記憶される。未使用領域２６は、例えばコンパイラに対する制御命令を用いて作成される。コンパイラに対する制御命令は、コンパイル後のプログラムコードには残らない。従って、プログラムコードが解析された場合でも、他者は、意図的に未使用領域が作成されたかどうかを判断することができない。本実施形態では、秘密情報２３はプログラム領域２５に紛れ込む。このため、他者によってメモリ領域２１の内容が解析された場合でも、秘密情報２３が外部に漏洩する可能性は低い。

［実施形態２］
次いで、本開示の実施形態２を説明する。本実施形態に係る半導体装置の構成は、図１に示される実施形態１に係る半導体装置の構成と同様でよい。本実施形態において、メモリ領域２１は、複数の秘密情報を記憶する。他の点は、実施形態１と同様でよい。

図１０は、メモリ２０におけるメモリ配置を示す。メモリ領域２１は、動作プログラムと、秘密情報（秘密情報Ａ）２３Ａ及び秘密情報（秘密情報Ｂ）２３Ｂとを記憶する。秘密情報２３Ａ及び２３Ｂは、それぞれ単独で利用可能な情報であってもよい。あるいは、秘密情報２３Ａ及び２３Ｂは、組み合わせることによって１つの情報として利用されてもよい。秘密情報２３Ａ及び２３Ｂのデータ長は必ずしも一致している必要はない。例えば、秘密情報２３Ａは、例えばデータ長が８ビット（１バイト）の情報であってもよい。一方、秘密情報２３Ｂは、例えばデータ長が３２ビット（４バイト）の情報であってもよい。なお、秘密情報の数は２つには限定されない。メモリ領域２１は、３以上の秘密情報を記憶していてもよい。

図１１は、アドレス情報２４の具体例を示す。本実施形態において、アドレス情報２４は、複数の秘密情報のそれぞれに対応したアドレス情報を含んでいてもよい。アドレス情報２４は、例えば、秘密情報２３Ａに対応したアドレス情報として、先頭アドレスｉ１、及びデータ長ｊ１を含む。また、アドレス情報２４は、例えば、秘密情報２３Ｂに対応したアドレス情報として、先頭アドレスｉ２、及びデータ長ｊ２を含む。

秘密情報２３Ａに対応したアドレス情報が「６０」である場合を考える。つまり、ｉ１＝６、及びｊ１＝０である場合を考える。ＣＰＵ１１は、ｉ１＝６であるから、６×４−２＝２２［番地］を先頭アドレスとする。また、ＣＰＵ１１は、ｊ１＝０であるから、データ長を２^３＝８［ｂｉｔ］と計算する。その場合、ＣＰＵ１１は、アドレス２３番地から１バイトのデータを取得する。この場合、秘密情報２３Ａをアドレス２３番地に記憶しておくことで、ＣＰＵ１１は、アドレス情報「６０」を使用して、秘密情報２３Ａを取得できる。

また、秘密情報２３Ｂに対応したアドレス情報が「９２」である場合を考える。つまり、ｉ２＝９、及びｊ２＝２である場合を考える。ＣＰＵ１１は、ｉ２＝９であるから、９×４−２＝３４［番地］を先頭アドレスとする。また、ＣＰＵ１１は、ｊ２＝２であるから、データ長を２^５＝３２［ｂｉｔ］と計算する。その場合、ＣＰＵ１１は、アドレス３４番地から４バイトのデータを取得する。この場合、秘密情報２３Ｂをアドレス３４番地に記憶しておくことで、ＣＰＵ１１は、アドレス情報「９２」を使用して、秘密情報２３Ｂを取得できる。

なお、上記では、アドレス情報２４が、複数の秘密情報のそれぞれに対応したアドレス情報を含む例を説明したが、本実施形態はこれには限定されない。例えば、ＣＰＵ１１は、１つのアドレス情報を用いて、複数の秘密情報を取得してもよい。例えば、１バイトの秘密情報Ａがアドレス２３番地に記憶され、１バイトの秘密情報Ｂはアドレス３５番地に記憶されているとする。ＣＰＵ１１は、メモリ領域２２からアドレス情報「６０」を取得する。ＣＰＵ１１は、取得する秘密情報が１つ目の秘密情報（秘密情報Ａ）である場合、アドレス情報が示すアドレス２３番地から秘密情報２３Ａを取得する。ＣＰＵ１１は、取得する秘密情報が２つ目の秘密情報（秘密情報Ｂ）である場合、アドレス情報が示すアドレスにオフセット値「１２」を加算する。この場合、ＣＰＵ１１は、アドレス３５番地から秘密情報２３Ｂを取得する。このように、何個目の秘密情報であるかに応じてオフセット値を加算することで、ＣＰＵ１１は、１つのアドレス情報を用いて複数の秘密情報を取得できる。

［まとめ］
本実施形態では、メモリ領域２１は複数の秘密情報を記憶する。この場合、動作プログラムは、複数の秘密情報を読み出して処理に利用することができる。他の効果は、実施形態１における効果と同様である。

［実施形態３］
続いて、本開示の実施形態３を説明する。本実施形態に係る半導体装置の構成は、図１に示される実施形態１に係る半導体装置の構成と同様でよい。本実施形態において、メモリ領域２１は、秘密情報を記憶する未使用領域は、プログラムとは無関係な情報（以下、ダミーデータとも呼ぶ）を更に記憶する。他の点は、実施形態１又は実施形態２と同様でよい。

［ダミーデータ］
図１２は、未使用領域における秘密情報の配置を示す。ユーザは、コンパイラを用いてメモリ領域２１（プログラム領域２５）に動作プログラムを書き込んだ後、未使用領域２６に秘密情報２３を書き込む。ユーザは、例えばアドレス２３番地に秘密情報２３を書き込む。また、ユーザは、未使用のアドレス２２番地には、プログラム及び秘密情報２３と無関係なダミーデータ２８を書き込む。ダミーデータ２８の内容は、ユーザが任意に決定できる。

［アドレス情報］
図１３は、本実施形態において用いられるアドレス情報の具体例を示す。本実施形態において、アドレス情報２４は、秘密情報２３とダミーデータ２８を識別するための情報を含む。アドレス情報２４は、例えば先頭アドレスｉ、及びデータ長ｊに加えて、ダミービット長ｋを含む。先頭アドレスｉ及びデータ長ｊは、実施形態１におけるそれらと同様である。ダミービット長ｋは、秘密情報２３とダミーデータ２８を識別するための情報である。ダミーデータ２８のデータ長（ビット長）は、例えばｋ×８［ｂｉｔ］により計算される。

本実施形態において、ＣＰＵ１１は、先頭アドレスから、データ長ｊが示すデータ長とダミービット長ｋが示すデータ長との和のアドレス範囲のデータをメモリ領域２１から取得する。つまり、ＣＰＵ１１は、秘密情報２３とダミーデータ２８とをメモリ領域２１から取得する。ＣＰＵ１１は、取得したデータのうち、ダミービット長ｋが示すビットを無効とすることにより、秘密情報２３を取り出す。

具体的に、アドレス情報２４において、ｉ＝６、ｊ＝０、及びｋ＝１の場合を考える。ＣＰＵ１１は、ｉ＝６であるから、６×４−２＝２２［番地］を先頭アドレスとする。また、ＣＰＵ１１は、ｊ＝０であるから、秘密データのデータ長を２^３＝８［ｂｉｔ］と計算する。さらに、ＣＰＵ１１は、ｋ＝１であるから、１×８［ｂｉｔ］をダミーデータのデータ長とする。その場合、ＣＰＵ１１は、アドレス２２番地から２バイトのデータを取得する。ＣＰＵ１１は、取得したデータのうち、先頭側から８ビットを無効とする。このようにすることで、ＣＰＵ１１は、アドレス情報「６０１」を用いて秘密情報２３を取得できる。

なお、上記ではダミーデータ２８が秘密情報２３の前に配置される例を説明したが、ダミーデータ２８の位置は特に限定されない。ダミーデータ２８は、秘密情報２３の後ろに配置されてもよいし、秘密情報２３の途中に挿入されてもよい。あらかじめダミーデータ２８が配置される位置を決めておくことで、アドレス情報２４を用いてメモリ領域２１から読み出されたデータから、秘密情報２３を取り出すことができる。また、ダミーデータ２８の数は、特に１つには限定されない。未使用領域には、複数のダミーデータ２８が記憶されてもよい。

［まとめ］
本実施形態では、未使用領域２６は、秘密情報２３とダミーデータ２８とを記憶する。ＣＰＵ１１は、秘密情報２３とダミーデータ２８とを含むデータをメモリ領域２１から読み出す。ＣＰＵ１１は、読み出したデータから、秘密情報２３を取り出す。ダミーデータ２８が記憶されることにより、他者は、秘密情報２３の配置場所を特定しにくくなる。これにより、ＣＰＵ１１が取得したデータから秘密情報２３を取り出すための処理が指数関数的に増加し、悪意のある解析に対して難読性を向上させることができる。他の効果は、実施形態１又は実施形態２における効果と同様である。

［実施形態４］
本開示の実施形態４を説明する。図１４は、実施形態４に係る半導体装置の構成を示す。本実施形態において、メモリ領域２２は、マイコン１０に接続される外部メモリである。他の点は、実施形態１、実施形態２、又は実施形態３と同様でよい。

外部記憶部であるメモリ領域２２は、外部から読み書きできないメモリ領域である。外部記憶部は、マイコン１０からアクセスする場合も、セキュアなアクセスが可能なメモリである。本実施形態においても、マイコン１０とメモリ領域２２との間で送受信される情報は、アドレス情報であり、マイコン１０とメモリ領域２２との間で秘密情報は送受信されない。

［まとめ］
本実施形態では、ＣＰＵ１１は、外部のメモリ領域２２から取得したアドレス情報を用いて、メモリ領域２１に記憶される秘密情報を取得する。本実施形態では、メモリ領域２２をマイコン１０に対して外付けとすることにより、物理的な実装が容易となる。他の効果は、実施形態１、実施形態２、又は実施形態３における効果と同様である。

［実施形態５］
本開示の実施形態５を説明する。本実施形態に係る半導体装置の構成は、図１に示される実施形態１に係る半導体装置の構成と同様でよい。図１５は、本実施形態におけるメモリ配置を示す。本実施形態において、メモリ領域２２は、アドレス情報（アドレス情報Ａ）２４を記憶する。メモリ領域２１は、秘密情報２３とアドレス情報（アドレス情報Ｂ）２９を記憶する。本実施形態では、ＣＰＵ１１は、アドレス情報２４を用いてメモリ領域２１からアドレス情報２９を取得する。ＣＰＵ１１は、アドレス情報２９を用いてメモリ領域２１から秘密情報を取得する。他の点は、実施形態１、実施形態２、実施形態３、又は実施形態４と同様でよい。

アドレス情報２９は、メモリ領域２１において秘密情報２３が記憶されるアドレスを示す。アドレス情報２９の内容は、実施形態１又は実施形態３で説明されたアドレス情報の内容と同様でよい。アドレス情報２９は、秘密情報２３と同様に、プログラム領域２５の内部に意図的に作成された未使用領域に記憶される。本実施形態において、アドレス情報２４は、メモリ領域２１においてアドレス情報２９が記憶されるアドレスを示す。

ＣＰＵ１１は、秘密情報を使用する場合、動作プログラムに従って、メモリ領域２２からアドレス情報２４を読み出す。ＣＰＵ１１は、アドレス情報２４が示すアドレスから、アドレス情報２９を読み出す。ＣＰＵ１１は、読み出したアドレス情報２９に基づいて、データ取得のアドレス範囲を決定する。ＣＰＵ１１は、決定したアドレス範囲から、秘密情報２３を読み出す。その後、ＣＰＵ１１は、動作プログラムに従って、秘密情報２３を用いた処理を実行する。

［まとめ］
本実施形態では、ＣＰＵ１１は、アドレス情報２４を用いてアドレス情報２９を取得し、アドレス情報２９を用いて秘密情報２３を取得する。アドレス情報２４は、製造メーカによりメモリ領域２２に記憶され、ユーザ側で書き換えることができない。これに対し、ユーザは、メモリ領域２１に記憶されるアドレス情報２９を書き換えることができる。従って、ユーザは、アドレス情報２９の内容を変更することにより、秘密情報２３を記憶する未使用領域（アドレス）などを変更できる。他の効果は、実施形態１、実施形態２、実施形態３、又は実施形態４における効果と同様である。

［実施形態６］
実施形態６を説明する。本実施形態では、動作プログラム及び秘密情報の更新が説明される。図１６は、動作プログラム更新時のメモリ領域２１のメモリ配置を示す。メモリ領域２１のプログラム領域２５には、既に動作プログラム（現プログラム）が記憶されている。また、プログラム領域２５内の未使用領域２６には、秘密情報（現秘密情報）２３が記憶されている。

上記状態で、新プログラム３０がメモリ領域２１にロードされる。新プログラム３０は、例えばメモリ領域２１にデータを書き込む装置を用いて、メモリ領域２１に書き込まれる。あるいは、ＣＰＵ１１が、通信により新プログラム３０を取得し、取得した新プログラム３０をメモリ領域２１に書き込んでもよい。新プログラム３０は、意図的に作成された未使用領域２６を含む。新プログラム３０における未使用領域２６の位置は、現プログラムにおける未使用領域２６の位置と対応している。新プログラム３０は、現プログラムとは全く異なる処理を行うプログラムであってもよい。

図１７は、動作プログラム更新後のメモリ配置を示す。現行のプログラムが新プログラム３０によって上書きされることにより、新プログラム３０は、メモリ領域２１の先頭アドレスから記憶される。プログラムの更新後、新たな秘密情報（新秘密情報）２３が、新プログラム３０の未使用領域２６内に書き込まれる。更新後のメモリ配置において、秘密情報２３が記憶されるアドレスは、更新前に秘密情報が記憶されていたアドレスと変わらない。

［まとめ］
本実施形態では、秘密情報２３はメモリ領域２１に記憶される。このため、秘密情報２３は、マイコン１０の製造後でも更新可能である。これにより、ユーザの利便性が向上する。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１０：マイコン
１１：中央処理演算部（ＣＰＵ）
２０：記憶部（メモリ）
２１、２２：メモリ領域
２３：秘密情報
２４、２９：アドレス情報
２５：プログラム領域
２６、２７：未使用領域
２８：ダミーデータ
２９：アドレス情報
３０：新プログラム

Claims (17)

1. 動作プログラム、及び前記動作プログラムから読み出される１以上の情報を記憶する第１のメモリと、
   前記第１のメモリと電気的に接続され、前記動作プログラムに従って処理を実行するプロセッサと、を有し、
   前記第１のメモリは、前記動作プログラムによって使用されない未使用領域に前記１以上の情報を記憶し、
   前記プロセッサは、前記動作プログラムの実行時に、
   前記第１のメモリ内のアドレスを示す第１のアドレス情報を記憶する第２のメモリから前記第１のアドレス情報を取得し、
   前記第１のアドレス情報を用いて前記第１のメモリから前記情報を読み出す、半導体装置。
2. 前記第１のメモリは前記半導体装置の外部からアクセス可能なメモリ、前記第２のメモリは前記半導体装置の外部からアクセスできないメモリである請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記動作プログラム及び前記情報は前記半導体装置の外部から書き換え可能である請求項１に記載の半導体装置。
4. 前記第１のメモリは、前記動作プログラムを記憶するアドレス範囲に包含される未使用領域に前記情報を記憶する請求項１に記載の半導体装置。
5. 前記第１のアドレス情報は、前記第１のメモリにおいて前記情報が記憶されるアドレスを示す請求項１に記載の半導体装置。
6. 前記第１のアドレス情報は、先頭アドレス、及び前記情報のデータ長を含む請求項１に記載の半導体装置。
7. 前記プロセッサは、前記第１のアドレス情報に対して所定の演算を行うことにより、前記第１のメモリにおいて前記情報が記憶されるアドレス範囲を特定する請求項１に記載の半導体装置。
8. 前記第１のメモリは、前記情報を記憶する未使用領域にダミーデータを更に記憶する請求項１に記載の半導体装置。
9. 前記第１のアドレス情報は、先頭アドレス、前記情報のデータ長、及び前記ダミーデータのデータ長を含む請求項８に記載の半導体装置。
10. 前記第１のメモリは前記情報を複数記憶する請求項１に記載の半導体装置。
11. 前記第２のメモリは、前記複数の情報のそれぞれに対応した複数の前記第１のアドレス情報を記憶する請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記第１のメモリは、更に前記第１のメモリにおいて前記情報が記憶されるアドレスを示す第２のアドレス情報を前記未使用領域に記憶し、かつ、前記第１のアドレス情報は、前記第１のメモリにおいて前記第２のアドレス情報が記憶されるアドレスを示し、
    前記プロセッサは、前記第１のアドレス情報を用いて前記第１のメモリから前記第２のアドレス情報を取得し、前記第２のアドレス情報を用いて前記第１のメモリから前記情報を読み出す請求項１に記載の半導体装置。
13. 前記第２のメモリを更に有する請求項１に記載の半導体装置。
14. 前記第２のメモリは外部メモリである請求項１に記載の半導体装置。
15. 動作プログラム、及び該動作プログラムから読み出される１以上の情報を記憶する第１のメモリ内のアドレスを示す第１のアドレス情報を記憶する第２のメモリから前記第１のアドレス情報を取得し、
    前記第１のアドレス情報を用いて、前記第１のメモリから前記情報を読み出し、
    前記第１のメモリは、前記動作プログラムによって使用されない未使用領域に前記１以上の情報を記憶している、情報アクセス方法。
16. 前記情報を読み出すことは、前記第１のアドレス情報に対して所定の演算を行うことにより、前記第１のメモリにおいて前記情報が記憶されるアドレス範囲を特定することを含む請求項１５に記載の情報アクセス方法。
17. 前記第１のメモリは、更に前記第１のメモリにおいて前記情報が記憶されるアドレスを示す第２のアドレス情報を前記未使用領域に記憶し、かつ、前記第１のアドレス情報は、前記第１のメモリにおいて前記第２のアドレス情報が記憶されるアドレスを示し、
    前記情報を読み出すことは、前記第１のアドレス情報に基づいて前記第１のメモリから前記第２のアドレス情報を取得すること、及び、前記第２のアドレス情報に基づいて前記第１のメモリから前記情報を読み出すことを含む請求項１５に記載の情報アクセス方法。

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