JP4770012B2 - メモリ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非可逆書き込みメモリを使用してセキュリティを高めることが可能なメモリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、フラッシュメモリとそのコントロール部が一体に構成されたメモリカードがデータ記録媒体として実用化されつつある。例えばディジタルカメラで撮影した静止画をメモリカードに記録することがなされている。フラッシュメモリを使用したメモリカードは、複数回の書き換えが可能である。また、電子音楽配信によって配信された著作権保護の必要なデータの蓄積媒体としてもメモリカードが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
フラッシュメモリの場合には、消去可能なために、いつでも初期状態に戻すことが可能であり、また、データの改竄も比較的容易なために、フラッシュメモリに格納されている認証のためのデータ、パスワード、暗号化の鍵データ等のセキュリティが脆弱であるという問題があった。また、従来のメモリカードを使用した機器では、データを読み出すと同時に抹消することがされてなく、既に読み出したデータと同一のデータ（複製）を作成することが可能であり、著作権の保護の面で問題か生じることがあった。
【０００４】
したがって、この発明の目的は、セキュリティを強化することが可能であり、また、複製を作ることが防止できるメモリ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、書き込みにより初期状態のデータ単位が変化し、該変化が非可逆である非可逆書き込みメモリと、書き込みおよび読み出しを制御するコントロール回路と、データバッファ回路とを有するメモリ装置において、
非可逆書き込みメモリまたはコントロール回路内の非可逆メモリに、読み出しがなされたアドレスが記録される特定エリアを有し、
書き込まれたデータを読み出す際に、指定された読み出しアドレスが特定エリアにある場合には、読み出しを終了し、特定エリアに上記読み出しアドレスがない場合には、メモリからデータを上記データバッファ回路に読み出した後、読み出しがなされたアドレスを特定エリアに記録し、読み出し済のデータが記憶されている部分であるメモリ上のデータエリアにおいて、初期状態のデータ単位の全てを書き込みにより変化させるメモリ装置である。
【０００８】
この発明によれば、データを読み出した時に、読み出したデータを全て非可逆方向に上書きするので、高いセキュリティを確保することができる。また、再生制限を行なう場合に、再生制限情報を非可逆書き込みメモリ上に書いておくことによって、再生制限情報が改竄されることを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１に、この発明の一実施形態におけるメモリ装置の構成を示す。ホストデバイス（図示しない）とメモリ装置１とが例えばシリアルインターフェースを介して接続されている。メモリ装置１は、コントロールＩＣ２とメモリ３とを有している。メモリ装置１は、ホストデバイスに対して着脱自在のカード状の構成とされている。
【００１０】
ホストデバイスは、メモリ装置１に対して書き込むデータを生成し、また、メモリ装置１からデータを読み出し、読み出したデータを利用して種々のデータ処理を行なう。例えばホストデバイスがディジタル電子カメラであり、撮影された画像がメモリ装置１に書き込まれ、また、画像がメモリ装置１から読み出される。ホストデバイスの他の例は、オーディオ記録／再生装置であり、圧縮オーディオデータがメモリ装置１に書き込まれ、また、圧縮オーディオデータがメモリ装置１から読み出される。
【００１１】
コントロールＩＣ２は、ホストデバイスとのインターフェース４、レジスタ５、ページバッファ６およびメモリインターフェース７を有する。インターフェース４を介してホストデバイスとメモリ装置１との間で、データ（書き込みまたは読み出しデータおよびコマンドデータ）、コントロール信号、クロック、電源等の授受がなされる。レジスタ５は、アドレスを保持するためのものである。ページバッファ６は、書き込みデータまたは読み出しデータを一時的に蓄える。なお、コントロールＩＣ２とメモリ３とが一つのＩＣ部品として構成されていても良い。また、コントロールＩＣが一つのＩＣで構成されている必要はない。メモリインターフェース７は、コントロールＩＣ２とメモリ３との間のインターフェイスである。なお、コントロールＩＣ２には、図示しないが、ＣＰＵからなるシーケンサ（コントローラ）が設けられている。
【００１２】
メモリ３は、一度だけ書き込みが可能な非可逆書き込みメモリであり、また、不揮発性の半導体メモリである。このようなメモリは、ＯＴＰ(One Time Programmable ROM) と呼ばれる。すなわち、メモリ３に一度書かれたデータは、消去不可能であり、電源を切っても記憶データが保持される。メモリ３は、所定のデータ量の単位で読み書きされる。メモリ３上には、ホストデバイスによってメモリが装着された時に最初に読み取られる領域であるブートエリアが設けられている。ブートエリアには、属性情報等の種々の情報が予め記録されている。
【００１３】
上述したように、メモリ３は、書き込み関して非可逆であり、初期状態から一度変化させたところは、元の状態に戻すことができない。一方、初期状態から変化させていない部分に関しては後から変化させることができる。図２は、メモリ上の状態の変化を示すものである。図２において、四角のエリアがデータ単位例えばビットを示し、白のエリアが未変化（初期状態）のデータ単位例えば "0"のビットを表し、黒のエリアが書き込みによって変化した変化後のデータ単位、すなわち、非可逆方向にされたデータ単位例えば"1" のビットを表している。
【００１４】
図２Ａに示すように、全てのデータ単位が未変化の初期状態からデータの書き込みがなされる。このように一度データを保存した後に、データが不要となった時には、全てのデータ単位を非可逆方向に変えることによって、意味の無いデータに変化させることができる。このことは、データの抹消と同等の処理である。また、非可逆書き込みメモリ３上に再生制限情報例えばデータの読み出し回数（再生回数）Ｎを記録するカウンタエリアを設けることができる。
【００１５】
図２Ｂは、カウンタエリアの処理を示す。初期状態（Ｎ＝０）から再生するたびに、データ単位を１個ずつ非可逆方向へ変化させる。図２Ｂには、（Ｎ＝３）、（Ｎ＝５）の状態をそれぞれ示している。図２Ｂの例では、データ単位が８個存在するので、再生可能回数が８回とされており、（Ｎ＝８）に達すると、全てのデータ単位が非可逆方向に変化されたものとなる。この場合、（Ｎ＝５）の状態から直接（Ｎ＝８）の状態とすることも可能である。（Ｎ＝８）の状態は、それ以上のデータの書き込みが不可能な状態であり、データの抹消と同等の状態である。非可逆書き込みメモリ上にカウンタエリアを設けているので、再生回数または再生可能回数のデータを改竄することが不可能であり、著作権の保護を強力に行なうことができる。
【００１６】
以下、上述したメモリ装置１を使用してなされる処理のいくつかの例について説明する。図３は、メモリ装置１からのデータの読み出しと同時にメモリ上のデータを抹消する動作を示すフローチャートである。この動作は、コントロールＩＣ２に設けられたシーケンサの制御によってなされる。
【００１７】
図３におけるステップＳ１では、ホストデバイスからの読み出し要求があるか否かが決定される。ホストデバイスから読み出しコマンドおよび読み出しアドレスを受け取ると、ステップＳ２において、読み出しアドレスをレジスタ５に保存する。そして、ステップＳ３において、メモリ３の指定されたアドレスからデータが読み出され、読み出されたデータがページバッファ６に格納され、さらに、ページバッファ６からインターフェース４を介してホストデバイスに対して出力される。読み出しデータをページバッファ６を介さないで直接ホスト側へ伝送する構成も可能である。読み出しが終了すると、ステップＳ４において、レジスタ５に保存されている読み出しアドレスを参照してそのアドレスのデータを抹消する。このように、図３の処理は、メモリ３から１回の読み出ししかできない処理である。
【００１８】
図４は、他の処理例のフローチャートである。ステップＳ１１において、読み出し要求が有ると決定されると、ステップＳ１２において、特定エリアに指定された読み出しアドレスが有るか否かが決定される。特定エリアとは、メモリ３上またはコントロールＩＣ２上の特定のエリアを意味する。コントロールＩＣ２上にメモリ３と別個に不揮発性の非可逆書き込みメモリを設けることによって特定エリアを構成できる。若し、特定エリアにアドレスが有ると決定されると、処理が終了する。すなわち、読み出しがされないで処理が終了する。具体的には、ホストデバイスは、自分が送った読み出しコマンドに対して、読み出しデータの代わりに、エラー情報を受け取ることで、読み出しができないことを認識する。後述する他のフローチャートで示される処理においても、読み出しができない時には、同様の処理がなされる。
【００１９】
特定エリアにアドレスが無いと決定されると、メモリ３の指定されたアドレスからデータが読み出され、読み出されたデータがホストデバイスに送出される（ステップＳ１３）。読み出し終了後のステップＳ１４において、例えばレジスタ５に保存されている読み出しアドレスを特定エリアに書き込む。特定エリアには、読み出しがなされたアドレスが追加して記録される。この場合、特定エリアにアドレスマップを用意し、読み出しがなされたアドレスに相当するマップ上のデータを非可逆方向に変化させ、ステップＳ１２において、このマップを参照するようにしても良い。
【００２０】
このように、図４の動作は、読み出し時にメモリ３上のデータは抹消せずに、ホストデバイスから読み出し済のデータをアクセスできないように制御するものである。メモリ３上のデータを抹消して、完全にデータへのアクセスを不可能とし、よりセキュリティを高めることができる。つまり、図５のフローチャートのステップＳ２５として示すように、メモリ３上の読み出されたデータを抹消する処理が追加される。図５中のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４は、それぞれ図４中のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４と対応している。
【００２１】
図６のフローチャートは、再生制限回数を設定し、設定された回数までは、メモリ３上のデータを読み出す（再生する）ことを可能とする動作を示す。ステップＳ３１において、読み出し要求が有ると決定されると、ステップＳ３２において、特定エリアから再生回数と再生可能回数とが読み出される。特定エリアは、上述したように、メモリ３上またはコントロールＩＣ２に設定されている。また、再生可能回数は、予めデータの記録時に特定エリアに書き込まれている。例えばデータが映像および／または音楽データの場合に、著作権者は、映像および／または音楽データ等のコンテンツを配信する時に、コンテンツデータと共にその再生可能回数をメモリ装置に記録することによって、著作権保護を図ることができる。
【００２２】
特定エリアは、図２Ｂを参照して説明したように、再生可能回数が例えば８回と設定されており、１回再生する度に、１個のデータ単位を非可逆方向に変化させるようにしている。この図２Ｂに示すエリアがステップＳ３２において読み出される。ステップＳ３３では、特定エリアの状態に基づいて（再生回数Ｎ＜再生可能回数？）が調べられる。若し、この条件が成立しないと、（Ｎ≧再生可能回数）であるため、再生不可とされ、処理が終了する。
【００２３】
ステップＳ３３において、（再生回数Ｎ＜再生可能回数）が成立する場合には、再生可能とされる。その場合には、ステップＳ３４において、メモリ３の指定のアドレスからデータが読み出され、ページバッファ６およびインターフェース４を介してホストデバイスに対して読み出しデータが送出される（ステップＳ３４）。その後、特定エリアに対して再生回数が追記される（ステップＳ３５）。
【００２４】
上述した図６の動作は、読み出した後にメモリ３上のデータは抹消せずに、ホストデバイスから読み出し済のデータをアクセスできないように制御するものである。メモリ３上のデータを抹消して、完全にデータへのアクセスを不可能とし、よりセキュリティを高めることができる。つまり、図７のフローチャートのステップＳ４６として示すように、（再生回数Ｎ≧再生可能回数？）が決定される。再生回数Ｎが再生可能回数に達していない時には、処理を終了する。若し、再生回数Ｎが再生可能回数に達しているとステップＳ４６で決定されると、ステップＳ４７において、メモリ３に対して意味のないデータを上書きすることによって読み出したデータが抹消される。図７中のステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５は、それぞれ図６中のステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３４，Ｓ３５と対応している。
【００２５】
再生回数を制限する方法の他の例について、図８のフローチャートを参照して説明する。図８のステップＳ５１において、読み出し要求が有ると決定されると、ステップＳ５２において、特定エリアから再生可能回数が読み出される。ステップＳ５３では、（再生可能回数＞０？）か否かが決定される。そうでなければ、処理が終了する。
【００２６】
ステップＳ５３において、再生可能回数が０より大きいと決定されると、ステップＳ５４において、メモリ３からデータが読み出され、ホストデバイスへ送出される（ステップＳ５４）。そして、ステップＳ５５において、特定エリアに追記を行い、それによって再生可能回数を減数する。図２Ｂの例では、初期状態が再生可能回数が８回を表しており、１回再生するごとに１個づつデータ単位の状態を変化させる。残っている未変化（白い）データ単位の個数がステップＳ５２において、再生可能回数として読み出される。
【００２７】
上述した図８の動作は、読み出した後にメモリ３上のデータは抹消せずに、ホストデバイスから読み出されたデータをアクセスできないように制御するものである。メモリ３上のデータを抹消して、完全にデータへのアクセスを不可能とし、よりセキュリティを高めることができる。つまり、図９のフローチャートのステップＳ６６として示すように、（再生可能回数＞０？）が決定される。この条件が成立し、未だ再生可能な時には、処理を終了する。若し、この条件が成立しないとステップＳ６６で決定されると、ステップＳ６７において、読み出したデータが抹消される。図９中のステップＳ６１，Ｓ６２，Ｓ６３，Ｓ６４，Ｓ６５は、それぞれ図８中のステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５５と対応している。
【００２８】
上述したこの発明の一実施形態は、メモリ上に記録されている音楽データファイルのようなデータファイルの再生および抹消のみならず、暗号化されたデータを復号するための鍵データに対しても、上述したのと同様の手順によって抹消または再生回数の制限を行なうことができる。
【００２９】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば上述した実施形態では、再生回数を制限しているが、再生可能な合計時間、再生可能な期間（再生可能な開始年月日と終了年月日）を非可逆書き込みメモリに記録しておくようにしても良い。また、この発明は、現金、電子マネー、再生権限を与えるためのポイント等が記録されるプリペイドカードに対して適用でき、使用量に応じてデータが更新される。また、この発明は、初期パスワードの送付のためにも使用できる。例えば初期パスワードは、一回読み出すと、消去され、初期パスワードのセキュリティを保護できる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、データを読み出した時に、読み出したデータを全て非可逆方向に上書きするので、たとえメモリ装置が分解されてメモリが摘出されても、内部のデータを読み出すことが不可能となり、高いセキュリティを確保することができる。フラッシュメモリの場合には、不正な方法でメモリにアクセスすることを防止するために特別な構造を採用することがあり、それによってコストが高くなる問題があった。非可逆書き込みメモリは、フラッシュメモリに比較して低コストとすることができ、しかも、この発明を適用することによって、セキュリティ確保のための特別な構造をとる必要がないので、より低コストとすることが可能となる。また、再生制限を行なう場合に、再生制限情報を非可逆書き込みメモリ上に書いておくことによって、再生制限情報が改竄されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用することができるメモリ装置の一例を示す略線図である。
【図２】この発明のデータの書き換え動作および再生回数情報の書き換え動作を説明するための略線図である。
【図３】この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第１の例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第２の例を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第３の例を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第４の例を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第５の例を説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第６の例を説明するためのフローチャートである。
【図９】この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第７の例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・メモリ装置、２・・・コントロールＩＣ、３・・・メモリ、５・・・レジスタ、６・・・ページバッファ

Claims (2)

1. 書き込みにより初期状態のデータ単位が変化し、該変化が非可逆である非可逆書き込みメモリと、書き込みおよび読み出しを制御するコントロール回路と、データバッファ回路とを有するメモリ装置において、
   上記非可逆書き込みメモリまたは上記コントロール回路内の非可逆メモリに、読み出しがなされたアドレスが記録される特定エリアを有し、
   書き込まれたデータを読み出す際に、指定された読み出しアドレスが上記特定エリアにある場合には、読み出しを終了し、上記特定エリアに上記読み出しアドレスがない場合には、上記メモリからデータを上記データバッファ回路に読み出した後、読み出しがなされたアドレスを特定エリアに記録し、上記読み出し済のデータが記憶されている部分であるメモリ上のデータエリアにおいて、初期状態のデータ単位の全てを書き込みにより変化させるメモリ装置。
2. 請求項１において、
   上記非可逆書き込みメモリは、ホストデバイスに対して着脱自在の不揮発性の半導体メモリであるメモリ装置。

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