JP4119882B2 - メモリ情報保護システム、メモリ情報の保護方法、および半導体メモリ - Google Patents
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Description
また、請求項5に係る発明では、暗号鍵元データ記憶部に記憶されている暗号鍵元データと復号鍵データ記憶手段に記憶されている復号鍵データは、データ記憶手段に記憶されるプログラムの種類によって異なる。
また、請求項6に係る発明では、CPUが、第3のステップによって所望の量の暗号化コマンドが出力された後、一時記憶手段に記憶されている暗号鍵データを消去する第6ステップを実行する。
図1は、この発明の一実施形態に係るメモリ情報保護システムを示すブロック図である。図1において、メモリ情報保護システム1は、情報処理装置10と半導体メモリ20とから構成される。先ず、メモリ情報保護システム1の概要を説明すると、メモリ情報保護システム1は、半導体メモリ20の記憶内容を、所定の情報処理装置10以外の装置から不正に読み出されることを防止することを目的とする。そのため、情報処理装置10は、半導体メモリ20の記憶データを読み出す際に、半導体メモリ20に供給すべき命令コードならびにアドレスデータからなるコマンドを、暗号鍵データによって暗号化した暗号化コマンドを発生し、当該暗号コマンドを半導体メモリ20に与える。半導体メモリ20は、情報処理装置10から供給される暗号化コマンドを復号鍵データによって復号して元のコマンドを抽出し、復号後のコマンドが所定のコマンド(読出命令コードと読出アドレスからなる読出コマンド)である場合にのみ、読出信号と読出アドレスに従って、半導体メモリ20内のコアメモリ(後述のデータ記憶部21)に記憶されているデータを読み出す。
半導体メモリ20は、データ記憶部(又はコアメモリ)21と入出力端子22の間にメモリ制御回路23を設けるとともに、この実施形態固有の構成として、暗号鍵元データ記憶部24と復号鍵データ記憶部25から構成される。データ記憶部21と入出力端子22は、従来公知の汎用のメモリと同様である。データ記憶部21は、マスクROMのような不揮発性メモリであって、機密保護又は不正読出からの保護の対象となるプログラムやデータ等を記憶している。このデータ記憶部21は、マスクROMに限らず、フラッシュメモリ,EP−ROM等でもよい。そして、データ記憶部21は、情報処理装置10からメモリ制御回路23(すなわちコマンド判別・読出回路23b)を介してアクセス可能とされる。入出力端子22は、後述の情報処理措置10側の入出力端子17と電気的に接続される端子であり、半導体メモリ20と情報処理装置10との間でのデータの授受を可能とする。この入出力端子22は、コマンド入力端子とデータ出力端子を含むか、又はコマンド入力とデータ入力を共通の複数の端子(例えば8ビット)で時分割的に使用するようにしてもよい。
23bを含んで構成される。復号化回路23aは、情報処理装置10から与えられる暗号化コマンドを、後述の復号鍵データ記憶部25に記憶されている復号鍵データを用いて復号する。この復号化回路23aの具体的な回路構成としては、1つのデータ単位(例えば1バイト又は所定バイト)でビット演算する回路を用いて、暗号化とは逆の演算処理(復号処理)を行うものである。例えば、ビット演算を行う回路としては、論理演算回路(AND,OR,NAND,イクスクルーシブOR等)を用いて1つのデータ単位(例えば1バイト又は所定バイト)で複数ステップに渡って論理演算を行う回路がある。また、その他、コマンド復号回路として、ワンチップマイコンのような小規模のCPUを用いて簡易な復号アルゴリズムの演算を行うものでもよい。復号化回路23aによって復号されたコマンドは、コマンド判別・読出回路23bに入力されて実行される。
情報処理装置10は、処理手段の一例のCPU11を含む。CPU11には、一時記憶部12及び入出力端子13が接続されるとともに、この実施形態固有の回路部分として、暗号生成データ記憶部14と暗号鍵データ生成部15と暗号化回路16とが接続される。一時記憶部12は、データを書込み読出し可能なメモリ、例えばRAMのような半導体メモリ又はハードディスク等が用いられる。この一時記憶部12は、半導体メモリ20から読み出された暗号鍵元データを記憶する記憶領域と、暗号鍵元データを用いて生成された暗号鍵データを記憶する記憶領域と、半導体メモリ20のデータ記憶部21から読み出されたデータ(例えばブロック単位のデータ)を記憶する読込データ記憶領域と、その他のワーキングデータの記憶領域とを含む。一時記憶部12の各記憶領域は、情報処理装置10の外部からデータ読出し可能なメモリ空間に割り当てられる。
図2および図3は、メモリ情報保護システム1の動作を説明するためのフローチャートである。図2および図3のフローチャートは、左側に情報処理装置10の動作の流れ(ステップ101〜113)、右側に半導体メモリ20の動作の流れ(ステップ201〜211)を示す。
10 情報処理装置
11 CPU
12 一時記憶部
13 入出力端子
14 暗号生成データ記憶部
15 暗号鍵データ生成部
16 暗号化回路
20 情報半導体メモリ
21 データ記憶部
22 入出力端子
23 メモリ制御回路
23a 復号回路
23b コマンド判別・読出回路
24 暗号鍵元データ記憶部
25 復号鍵データ記憶部
Claims (7)
- 情報処理装置と情報処理装置に対して着脱自在に装着される半導体メモリとから構成されるメモリ情報保護システムであって、
前記半導体メモリは、
保護すべきプログラムを含むデータを記憶し、前記情報処理装置によってアクセスされるデータ記憶手段、
前記情報処理装置から命令コードならびにアドレスデータからなるコマンドが与えられ、かつ前記データ記憶手段から読み出されたデータを情報処理装置に与えるための第1の入出力端子部、
復号鍵データに対して共通鍵の関係にある暗号鍵データを生成するための元になる暗号鍵元データを記憶する暗号鍵元データ記憶部、
前記復号鍵データを、情報処理装置からアクセスできない態様で記憶する復号鍵データ記憶手段、および
前記情報処理装置から与えられる暗号化コマンドを、前記復号鍵データを用いて復号する復号手段を含む、メモリ制御手段を備え、
前記情報処理装置は、
前記半導体メモリの第1の入出力端子部が接続され、命令コードならびにアドレスデータからなるコマンドを出力し、かつ半導体メモリから読み出されたデータが入力される第2の入出力端子部、
前記半導体メモリから読み出されたデータを処理し、かつ半導体メモリに与えるコマンドを発生する処理手段、
前記復号鍵データに対して共通鍵の関係にある前記暗号鍵データを生成するための暗号鍵データ生成プログラムを記憶する暗号鍵データ生成プログラム記憶手段、
前記暗号鍵元データ記憶部から読み出された前記暗号鍵元データと前記暗号鍵データ生成プログラムとを使って所定の演算処理を行うことにより、前記暗号鍵元データよりもデータ長が長い前記暗号鍵データを生成する暗号鍵データ生成手段、
前記暗号鍵データ生成手段によって生成された暗号鍵データを一時記憶する一時記憶手段、および
前記処理手段によって発生されるコマンドを、前記暗号鍵データを用いて暗号化した暗号化コマンドを生成し、当該暗号化コマンドを前記第2の入出力端子部へ出力する暗号化手段を備え、
前記メモリ制御手段は、さらに前記復号手段によって復号されたコマンドを用いて前記データ記憶手段に記憶されているデータを読出し制御し、
前記暗号鍵データ生成プログラム記憶手段は、前記情報処理装置の外部から前記第2の入出力端子部を介してアクセスできないメモリ空間として配置される、メモリ情報保護システム。 - 情報処理装置と情報処理装置に対して着脱自在に装着される半導体メモリとから構成されるメモリ情報保護システムであって、
前記半導体メモリは、
保護すべきプログラムを含むデータを記憶し、前記情報処理装置によってアクセスされるデータ記憶手段、
前記情報処理装置から命令コードならびにアドレスデータからなるコマンドが与えられ、かつ前記データ記憶手段から読み出されたデータを情報処理装置に与えるための第1の入出力端子部、
復号鍵データに対して共通鍵の関係にある暗号鍵データを生成するための元になる暗号鍵元データを記憶する暗号鍵元データ記憶部、
前記復号鍵データを、情報処理装置からアクセスできない態様で記憶する復号鍵データ記憶手段、および
前記情報処理装置から与えられる暗号化コマンドを、前記復号鍵データを用いて復号する復号手段を含む、メモリ制御手段を備え、
前記情報処理装置は、
前記半導体メモリの第1の入出力端子部が接続され、命令コードならびにアドレスデータからなるコマンドを出力し、かつ半導体メモリから読み出されたデータが入力される第2の入出力端子部、
前記半導体メモリから読み出されたデータを処理し、かつ半導体メモリに与えるコマンドを発生する処理手段、
前記復号鍵データに対して共通鍵の関係にある前記暗号鍵データを生成するための暗号鍵データ生成プログラムを記憶する暗号鍵データ生成プログラム記憶手段、
前記暗号鍵元データ記憶部から読み出された前記暗号鍵元データと前記暗号鍵データ生成プログラムとを使って所定の演算処理を行うことにより、前記暗号鍵元データよりもデータ長が長い前記暗号鍵データを生成する暗号鍵データ生成手段、
前記暗号鍵データ生成手段によって生成された暗号鍵データを一時記憶する一時記憶手段、および
前記処理手段によって発生されるコマンドを、前記暗号鍵データを用いて暗号化した暗号化コマンドを生成し、当該暗号化コマンドを前記第2の入出力端子部へ出力する暗号化手段を備え、
前記メモリ制御手段は、さらに前記復号手段によって復号されたコマンドを用いて前記データ記憶手段に記憶されているデータを読出し制御し、
前記暗号鍵元データ記憶部に記憶されている前記暗号鍵元データと前記復号鍵データ記憶手段に記憶されている前記復号鍵データは、前記データ記憶手段に記憶されるプログラムの種類によって異なる、メモリ情報保護システム。 - 情報処理装置と情報処理装置に対して着脱自在に装着される半導体メモリとから構成されるメモリ情報保護システムであって、
前記半導体メモリは、
保護すべきプログラムを含むデータを記憶し、前記情報処理装置によってアクセスされるデータ記憶手段、
前記情報処理装置から命令コードならびにアドレスデータからなるコマンドが与えられ、かつ前記データ記憶手段から読み出されたデータを情報処理装置に与えるための第1の入出力端子部、
復号鍵データに対して共通鍵の関係にある暗号鍵データを生成するための元になる暗号鍵元データを記憶する暗号鍵元データ記憶部、
前記復号鍵データを、情報処理装置からアクセスできない態様で記憶する復号鍵データ記憶手段、および
前記情報処理装置から与えられる暗号化コマンドを、前記復号鍵データを用いて復号する復号手段を含む、メモリ制御手段を備え、
前記情報処理装置は、
前記半導体メモリの第1の入出力端子部が接続され、命令コードならびにアドレスデータからなるコマンドを出力し、かつ半導体メモリから読み出されたデータが入力される第2の入出力端子部、
前記半導体メモリから読み出されたデータを処理し、かつ半導体メモリに与えるコマンドを発生する処理手段、
前記復号鍵データに対して共通鍵の関係にある前記暗号鍵データを生成するための暗号鍵データ生成プログラムを記憶する暗号鍵データ生成プログラム記憶手段、
前記暗号鍵元データ記憶部から読み出された前記暗号鍵元データと前記暗号鍵データ生成プログラムとを使って所定の演算処理を行うことにより、前記暗号鍵元データよりもデータ長が長い前記暗号鍵データを生成する暗号鍵データ生成手段、
前記暗号鍵データ生成手段によって生成された暗号鍵データを一時記憶する一時記憶手段、および
前記処理手段によって発生されるコマンドを、前記暗号鍵データを用いて暗号化した暗号化コマンドを生成し、当該暗号化コマンドを前記第2の入出力端子部へ出力する暗号化手段を備え、
前記メモリ制御手段は、さらに前記復号手段によって復号されたコマンドを用いて前記データ記憶手段に記憶されているデータを読出し制御し、
前記処理手段は、前記暗号化手段によって所望の量の暗号化コマンドが出力された後、前記一時記憶手段に記憶されている暗号鍵データを消去する、メモリ情報保護システム。 - CPUを含む情報処理装置と、情報処理装置に対して着脱自在に装着される半導体メモリとから構成される情報処理システムにおけるメモリ情報の保護方法であって、
前記半導体メモリは、
保護すべきプログラムを含むデータを記憶するデータ記憶手段、
命令ならびにアドレスデータからなるコマンドが前記情報処理装置から与えられ、かつ前記データ記憶手段から読み出されたデータを情報処理装置に与えるための第1の入出力端子部、
復号鍵データに対して共通鍵の関係にある暗号鍵データを生成するための元になる暗号鍵元データを記憶する暗号鍵元データ記憶部、
前記復号鍵データを、前記情報処理装置によってアクセスできない態様で記憶する復号鍵データ記憶手段、および
前記情報処理装置から与えられる暗号化コマンドを、前記復号鍵データを用いて復号する復号手段を含む、メモリ制御手段を備え、
前記情報処理装置は、
前記半導体メモリの第1の入出力端子部が接続され、命令ならびにアドレスデータからなるコマンドを出力しかつ半導体メモリから読み出されたデータが入力される第2の入出力端子部、
前記半導体メモリから読み出されたデータを処理し、かつ半導体メモリに与えるコマンドを発生する処理手段、
前記復号鍵データに対して共通鍵の関係にある前記暗号鍵データを生成するための暗号鍵データ生成プログラムを記憶する暗号鍵データ生成プログラム記憶手段、および
前記暗号鍵データを一時記憶する一時記憶手段を備え、
さらに、前記CPUは、
前記暗号鍵元データと前記暗号鍵データ生成プログラムとを使って所定の演算処理を行うことにより、前記暗号鍵元データよりもデータ長が長い前記暗号鍵データを生成する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて生成された暗号鍵データを、前記一時記憶手段に一時記憶させる第2のステップと、
前記処理手段によって発生されるコマンドを、前記暗号鍵データを用いて暗号化した暗号化コマンドを発生し、前記第2の入出力端子部へ出力する第3のステップを順次実行し、
前記メモリ制御手段は、
前記復号鍵データを用いて前記コマンドを復号する第4のステップと、
前記第4のステップにおいて復号した前記コマンドが読出コードであるとき、当該コマンドに含まれるアドレスデータを前記データ記憶手段に与えて、データ記憶手段のデータを読み出す第5のステップを順次実行し、
前記暗号鍵データ生成プログラム記憶手段は、前記情報処理装置の外部から前記第2の入出力端子部を介してアクセスできないメモリ空間として配置される、メモリ情報の保護方法。 - CPUを含む情報処理装置と、情報処理装置に対して着脱自在に装着される半導体メモリとから構成される情報処理システムにおけるメモリ情報の保護方法であって、
前記半導体メモリは、
保護すべきプログラムを含むデータを記憶するデータ記憶手段、
命令ならびにアドレスデータからなるコマンドが前記情報処理装置から与えられ、かつ前記データ記憶手段から読み出されたデータを情報処理装置に与えるための第1の入出力端子部、
復号鍵データに対して共通鍵の関係にある暗号鍵データを生成するための元になる暗号鍵元データを記憶する暗号鍵元データ記憶部、
前記復号鍵データを、前記情報処理装置によってアクセスできない態様で記憶する復号鍵データ記憶手段、および
前記情報処理装置から与えられる暗号化コマンドを、前記復号鍵データを用いて復号する復号手段を含む、メモリ制御手段を備え、
前記情報処理装置は、
前記半導体メモリの第1の入出力端子部が接続され、命令ならびにアドレスデータからなるコマンドを出力しかつ半導体メモリから読み出されたデータが入力される第2の入出力端子部、
前記半導体メモリから読み出されたデータを処理し、かつ半導体メモリに与えるコマンドを発生する処理手段、
前記復号鍵データに対して共通鍵の関係にある前記暗号鍵データを生成するための暗号鍵データ生成プログラムを記憶する暗号鍵データ生成プログラム記憶手段、および
前記暗号鍵データを一時記憶する一時記憶手段を備え、
さらに、前記CPUは、
前記暗号鍵元データと前記暗号鍵データ生成プログラムとを使って所定の演算処理を行うことにより、前記暗号鍵元データよりもデータ長が長い前記暗号鍵データを生成する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて生成された暗号鍵データを、前記一時記憶手段に一時記憶させる第2のステップと、
前記処理手段によって発生されるコマンドを、前記暗号鍵データを用いて暗号化した暗号化コマンドを発生し、前記第2の入出力端子部へ出力する第3のステップを順次実行し、
前記メモリ制御手段は、
前記復号鍵データを用いて前記コマンドを復号する第4のステップと、
前記第4のステップにおいて復号した前記コマンドが読出コードであるとき、当該コマンドに含まれるアドレスデータを前記データ記憶手段に与えて、データ記憶手段のデータを読み出す第5のステップを順次実行し、
前記暗号鍵元データ記憶部に記憶されている前記暗号鍵元データと前記復号鍵データ記憶手段に記憶されている前記復号鍵データは、前記データ記憶手段に記憶されるプログラムの種類によって異なる、メモリ情報の保護方法。 - CPUを含む情報処理装置と、情報処理装置に対して着脱自在に装着される半導体メモリとから構成される情報処理システムにおけるメモリ情報の保護方法であって、
前記半導体メモリは、
保護すべきプログラムを含むデータを記憶するデータ記憶手段、
命令ならびにアドレスデータからなるコマンドが前記情報処理装置から与えられ、かつ前記データ記憶手段から読み出されたデータを情報処理装置に与えるための第1の入出力端子部、
復号鍵データに対して共通鍵の関係にある暗号鍵データを生成するための元になる暗号鍵元データを記憶する暗号鍵元データ記憶部、
前記復号鍵データを、前記情報処理装置によってアクセスできない態様で記憶する復号鍵データ記憶手段、および
前記情報処理装置から与えられる暗号化コマンドを、前記復号鍵データを用いて復号する復号手段を含む、メモリ制御手段を備え、
前記情報処理装置は、
前記半導体メモリの第1の入出力端子部が接続され、命令ならびにアドレスデータからなるコマンドを出力しかつ半導体メモリから読み出されたデータが入力される第2の入出力端子部、
前記半導体メモリから読み出されたデータを処理し、かつ半導体メモリに与えるコマンドを発生する処理手段、
前記復号鍵データに対して共通鍵の関係にある前記暗号鍵データを生成するための暗号鍵データ生成プログラムを記憶する暗号鍵データ生成プログラム記憶手段、および
前記暗号鍵データを一時記憶する一時記憶手段を備え、
さらに、前記CPUは、
前記暗号鍵元データと前記暗号鍵データ生成プログラムとを使って所定の演算処理を行うことにより、前記暗号鍵元データよりもデータ長が長い前記暗号鍵データを生成する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて生成された暗号鍵データを、前記一時記憶手段に一時記憶させる第2のステップと、
前記処理手段によって発生されるコマンドを、前記暗号鍵データを用いて暗号化した暗号化コマンドを発生し、前記第2の入出力端子部へ出力する第3のステップを順次実行し、
前記メモリ制御手段は、
前記復号鍵データを用いて前記コマンドを復号する第4のステップと、
前記第4のステップにおいて復号した前記コマンドが読出コードであるとき、当該コマンドに含まれるアドレスデータを前記データ記憶手段に与えて、データ記憶手段のデータを読み出す第5のステップを順次実行し、
前記CPUは、前記第3のステップによって所望の量の暗号化コマンドが出力された後、前記一時記憶手段に記憶されている暗号鍵データを消去する第6のステップを実行する、メモリ情報の保護方法。 - 暗号鍵データを用いて命令コードならびにアドレスデータからなる暗号化コマンドを発生するための情報処理装置に対して、着脱自在に装着される半導体メモリであって、
前記情報処理装置によってアクセス可能なメモリ空間に割り当てられ、保護すべきプログラムを含むデータを記憶するデータ記憶手段と、
前記情報処理装置によってアクセスできないメモリ空間に割り当てられ、前記情報処理装置から供給される暗号化コマンドの復号化に必要な復号鍵データを記憶する復号鍵データ記憶手段と、
前記情報処理装置によってアクセス可能な空間に割り当てられ、前記復号鍵データに対して共通鍵の関係にある暗号鍵データを前記情報処理装置が生成するための元になる暗号鍵元データを記憶する暗号鍵元データ記憶部と、
前記情報処理装置から供給される前記暗号化コマンドを、前記復号鍵データを用いて復号化する復号化手段と、
前記復号化手段によって復号されたコマンドに含まれる命令コードが読出命令コードであることを判断したときは、読出信号を前記データ記憶手段に与えるとともに、当該コマンドに含まれるアドレスデータを読出アドレスとして前記データ記憶手段に与えることにより、前記データ記憶手段の記憶データを読出制御する読出手段と、
を備え、
前記暗号鍵元データのデータ長よりも、前記暗号鍵データのデータ長の方が長く、
前記暗号鍵元データ記憶部に記憶される暗号鍵元データと前記復号鍵データ記憶手段に記憶される前記復号鍵データは、前記データ記憶手段に記憶される前記プログラムの種類によって、異なることを特徴とする半導体メモリ。
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