JP5882134B2 - 記憶装置、記憶媒体、アクセスパターンの秘匿方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、現実的なオーバーヘッドでアクセスパターンを秘匿する記憶装置、記憶媒体、アクセスパターンの秘匿方法およびプログラムに関する。

近年、暗号に対するサイドチャネル攻撃と呼ばれる攻撃が大きな問題となっている。ソフトウェアに対するサイドチャネル攻撃としては、メモリアクセスを解析し秘密情報を復元する攻撃がある。こうした攻撃に対応して、メモリアクセスを攻撃者から保護するためにＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭが注目を集めている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照。）。

Ｏｄｅｄ Ｇｏｌｄｒｅｉｃｈ ａｎｄ Ｒａｆａｉｌ Ｏｓｔｒｏｖｓｋｙ,"Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｏｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭＳ,"Ｊ.ＡＣＭ，４３（３）：４３１−４７３,１９９６. Ｘ.Ｚｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ."Ｈａｒｄｗａｒｅ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｌｏｗ Ｏｂｆｕｓｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ",ＣＡＳＥ ２００４,２００４.

ところが、非特許文献１などで検討されているＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭによるメモリの保護は、オーバーヘッドが大きく、実用化が困難であるという問題がある。そこで、非特許文献２では、ハードウェアの支援によるメモリ保護手法が提案されているが、この方法では、データに対するアクセス頻度や順序などの情報を攻撃者が入手できるという問題がある。また、専用のハードウェアが必要であるという制約がある。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、組み込みシステムなどでも実行が可能であり、かつ専用ハードウェアが不要であって、アクセスパターンを秘匿することができる記憶装置、記憶媒体、アクセスパターンの秘匿方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

（１）本発明は、メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶装置であって、初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える並び替え手段（例えば、図１の並べ替え部１１０に相当）と、前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる移動手段（例えば、図１の移動部１２０に相当）と、１つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う制御手段（例えば、図１の制御部１３０に相当）と、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す書き出し手段（例えば、図１の書き出し部１４０に相当）と、を備えたことを特徴とする記憶装置を提案している。

この発明によれば、並び替え手段は、初期状態において、１度だけ、非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える。移動手段は、非アクセス領域内のデータをアクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、アクセス領域に移動させる。制御手段は、１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う。書き出し手段は、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、アクセス領域内の必要なデータを書き出す。したがって、非アクセス領域内のデータの並べ替えを１度しか行わないため、所定のタイミングで、何度も非アクセス領域内のデータの並べ替えを行うＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭのように、オーバーヘッドが大きくなることを防止することができる。１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うことから、データのアクセスパターンを秘匿することができる。さらに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うため、さらに、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（２）本発明は、（１）の記憶装置について、前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存する保存手段（例えば、図１の保存部１５０に相当）を備え、前記制御手段は、アクセスを行うデータが前記アクセス領域に存在せず、前記非アクセス領域に存在し、前記履歴領域に保存されたデータがある場合に、前記アクセスを行うデータと前記履歴領域に保存された任意のデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする記憶装置を提案している。

この発明によれば、保存手段は、アクセス領域から非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存し、制御手段は、アクセスを行うデータがアクセス領域に存在せず、非アクセス領域に存在し、履歴領域に保存されたデータがある場合に、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（３）本発明は、（１）の記憶装置について、前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存する保存手段（例えば、図１の保存部１５０に相当）を備え、前記制御手段は、アクセスを行うデータが前記履歴領域に保存されている場合に、前記履歴領域に保存されていないデータを選択し、前記アクセスを行うデータと前記選択したデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする記憶装置を提案している。

この発明によれば、保存手段は、アクセス領域から非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存し、制御手段は、アクセスを行うデータが履歴領域に保存されている場合に、履歴領域に保存されていないデータを選択し、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、履歴領域に保存されていないデータを選択し、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（４）本発明は、（１）の記憶装置について、前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存する保存手段（例えば、図１の保存部１５０に相当）を備え、前記制御手段は、アクセスを行うデータが前記アクセス領域に保存されている場合に、前記非アクセス領域からランダムに選択したデータと前記アクセスするデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする記憶装置を提案している。

この発明によれば、保存手段は、アクセス領域から非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存し、制御手段は、アクセスを行うデータがアクセス領域に保存されている場合に、非アクセス領域からランダムに選択したデータとアクセスするデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、非アクセス領域からランダムに選択したデータとアクセスするデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（５）本発明は、（１）から（４）の記憶装置について、前記アクセス領域が耐タンパ性を有することを特徴とする記憶装置を提案している。

この発明によれば、アクセス領域が耐タンパ性を有する。この場合、アクセス領域内のすべてのデータにアクセスする必要がなくなるため、さらに、オーバーヘッドを削減できる。また、記憶装置として、ＳＩＭカード等を用いることができる。

（６）本発明は、メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶媒体であって、初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える並び替え手段と、前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる移動手段と、１つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う制御手段と、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す書き出し手段と、を備えたことを特徴とする記憶媒体を提案している。

この発明によれば、並び替え手段は、初期状態において、１度だけ、非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える。移動手段は、非アクセス領域内のデータをアクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、アクセス領域に移動させる。制御手段は、１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う。書き出し手段は、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、アクセス領域内の必要なデータを書き出す。したがって、非アクセス領域内のデータの並べ替えを１度しか行わないため、所定のタイミングで、何度も非アクセス領域内のデータの並べ替えを行うＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭのように、オーバーヘッドが大きくなることを防止することができる。１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うことから、データのアクセスパターンを秘匿することができる。さらに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うため、さらに、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（７）本発明は、メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶装置におけるアクセスパターンの秘匿方法であって、初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える第１のステップ（例えば、図２のステップＳ１００に相当）と、前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる第２のステップ（例えば、図２のステップＳ２００に相当）と、１つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う第３のステップ（例えば、図２のステップＳ３００に相当）と、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す第４のステップ（例えば、図２のステップＳ４００に相当）と、を備えたことを特徴とするアクセスパターンの秘匿方法を提案している。

この発明によれば、初期状態において、１度だけ、非アクセス領域内のデータをランダムに並び替え、非アクセス領域内のデータをアクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、アクセス領域に移動させ、１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う。そして、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、アクセス領域内の必要なデータを書き出す。したがって、非アクセス領域内のデータの並べ替えを１度しか行わないため、所定のタイミングで、何度も非アクセス領域内のデータの並べ替えを行うＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭのように、オーバーヘッドが大きくなることを防止することができる。１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うことから、データのアクセスパターンを秘匿することができる。さらに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うため、さらに、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（８）本発明は、（７）のアクセスパターンの秘匿方法について、前記第３のステップにおいて、アクセスを行うデータが前記アクセス領域に存在せず、前記非アクセス領域に存在し、前記履歴領域に保存されたデータがある場合に、前記アクセスを行うデータと前記履歴領域に保存された任意のデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とするアクセスパターンの秘匿方法を提案している。

この発明によれば、アクセスを行うデータがアクセス領域に存在せず、非アクセス領域に存在し、履歴領域に保存されたデータがある場合に、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（９）本発明は、（７）のアクセスパターンの秘匿方法について、前記第３のステップにおいて、アクセスを行うデータが前記履歴領域に保存されている場合に、前記履歴領域に保存されていないデータを選択し、前記アクセスを行うデータと前記選択したデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とするアクセスパターンの秘匿方法を提案している。

この発明によれば、アクセスを行うデータが履歴領域に保存されている場合に、履歴領域に保存されていないデータを選択し、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、履歴領域に保存されていないデータを選択し、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（１０）本発明は、（７）のアクセスパターンの秘匿方法について、前記第３のステップにおいて、アクセスを行うデータが前記アクセス領域に保存されている場合に、前記非アクセス領域からランダムに選択したデータと前記アクセスするデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とするアクセスパターンの秘匿方法を提案している。

この発明によれば、アクセスを行うデータがアクセス領域に保存されている場合に、非アクセス領域からランダムに選択したデータとアクセスするデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、非アクセス領域からランダムに選択したデータとアクセスするデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（１１）本発明は、メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶装置におけるアクセスパターンの秘匿方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える第１のステップ（例えば、図２のステップＳ１００に相当）と、前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる第２のステップ（例えば、図２のステップＳ２００に相当）と、１つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う第３のステップ（例えば、図２のステップＳ３００に相当）と、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す第４のステップ（例えば、図２のステップＳ４００に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。

この発明によれば、初期状態において、１度だけ、非アクセス領域内のデータをランダムに並び替え、非アクセス領域内のデータをアクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、アクセス領域に移動させ、１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う。そして、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、アクセス領域内の必要なデータを書き出す。したがって、非アクセス領域内のデータの並べ替えを１度しか行わないため、所定のタイミングで、何度も非アクセス領域内のデータの並べ替えを行うＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭのように、オーバーヘッドが大きくなることを防止することができる。１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うことから、データのアクセスパターンを秘匿することができる。さらに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うため、さらに、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（１２）本発明は、（１１）のプログラムについて、前記第３のステップにおいて、アクセスを行うデータが前記アクセス領域に存在せず、前記非アクセス領域に存在し、前記履歴領域に保存されたデータがある場合に、前記アクセスを行うデータと前記履歴領域に保存された任意のデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とするプログラムを提案している。

この発明によれば、アクセスを行うデータがアクセス領域に存在せず、非アクセス領域に存在し、履歴領域に保存されたデータがある場合に、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（１３）本発明は、（１１）のプログラムについて、前記第３のステップにおいて、アクセスを行うデータが前記履歴領域に保存されている場合に、前記履歴領域に保存されていないデータを選択し、前記アクセスを行うデータと前記選択したデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とするプログラムを提案している。

この発明によれば、アクセスを行うデータが履歴領域に保存されている場合に、履歴領域に保存されていないデータを選択し、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。したがって、履歴領域に保存されていないデータを選択し、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

（１４）本発明は、（１１）のプログラムについて、前記第３のステップにおいて、アクセスを行うデータが前記アクセス領域に保存されている場合に、前記非アクセス領域からランダムに選択したデータと前記アクセスするデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とするプログラムを提案している。

この発明によれば、したがって、非アクセス領域からランダムに選択したデータとアクセスするデータとをアクセス領域に移動して、所望のデータへのアクセスを行うことから、有効に、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

本発明によれば、非アクセス領域内のデータの並べ替えを１度しか行わないため、所定のタイミングで、何度も非アクセス領域内のデータの並べ替えを行うＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭのように、オーバーヘッドが大きくなることを防止することができるという効果がある。また、１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うことから、データのアクセスパターンを秘匿することができるという効果がある。さらに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うため、さらに、データのアクセスパターンを秘匿することができるという効果がある。

本発明の実施形態に係る記憶装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る記憶装置の処理を示す図である。 本発明の実施形態に係る記憶装置の処理のうち、ステップ３００の処理を詳細に示した図である。 本発明の実施形態に係る記憶装置の処理のうち、ステップ３００の処理を詳細に示した図である。 本発明の実施形態に係る記憶装置の処理のうち、ステップ３００の処理を詳細に示した図である。 本発明の実施例に係るアクセス時の記憶領域内のデータの遷移を示す図である。 本発明の実施例に係る記憶装置の処理を示す図である。 本発明の実施例に係る記憶装置の処理を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１の実施形態＞
図１から図５を用いて、本発明の実施形態について説明する。

＜記憶装置の構成＞
本実施形態に係る記憶装置は、図１に示すように、並べ替え部１１０と、移動部１２０と、制御部１３０と、書き出し部１４０と、保存部１５０と、記憶領域２００とから構成されている。なお、本発明の記憶装置は、例えば、ＲＡＭ等の一般的な記憶装置ばかりでなく、ＳＩＭやＩＣカード等の記憶媒体も含むものである。

記憶領域２００は、メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域と履歴領域とに分割されている。なお、アクセス領域、非アクセス領域、履歴領域は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の書き換え可能なメモリで構成される。また、アクセス領域を耐タンパ性を備えたＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の書き換え可能なメモリで構成してもよい。並べ替え部１１０は、初期状態において、１度だけ、非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える。移動部１２０は、非アクセス領域内のデータをアクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、アクセス領域に移動させる。

制御部１３０は、１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う。

例えば、アクセスを行うデータがアクセス領域に存在せず、非アクセス領域に存在し、履歴領域に保存されたデータがある場合に、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。

また、アクセスを行うデータが履歴領域に保存されている場合に、履歴領域に保存されていないデータを選択し、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。

また、アクセスを行うデータがアクセス領域に保存されている場合に、非アクセス領域からランダムに選択したデータとアクセスするデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する。

書き出し部１４０は、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、アクセス領域内の必要なデータを書き出す。保存部１５０は、アクセス領域から非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存する。

＜記憶装置の処理＞
図２から図５を用いて、本実施形態に係る記憶装置の処理について説明する。

まず、初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替え（ステップＳ１００）、非アクセス領域内のデータをアクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、アクセス領域に移動させる（ステップＳ２００）。

次に、１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う（ステップＳ３００）。

例えば、アクセスを行うデータがアクセス領域に存在せず、非アクセス領域に存在し、履歴領域に保存されたデータがある場合には、アクセスを行うデータと履歴領域に保存された任意のデータとをアクセス領域に移動し（ステップＳ３１１）、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する（ステップＳ３１２）。

また、アクセスを行うデータが履歴領域に保存されている場合には、履歴領域に保存されていないデータを選択し（ステップＳ３２１）、アクセスを行うデータと選択したデータとをアクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する（ステップＳ３２２）。

また、アクセスを行うデータがアクセス領域に保存されている場合には、非アクセス領域からランダムに選択したデータとアクセスするデータとをアクセス領域に移動し（ステップＳ３３１）、移動したデータサイズに応じて、アクセス領域にあった任意のデータを履歴領域に移動して保存する（ステップＳ３３２）。

そして、アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、アクセス領域内の必要なデータを書き出す（ステップＳ４００）。

以上、説明したように、本実施形態によれば、非アクセス領域内のデータの並べ替えを１度しか行わないため、所定のタイミングで、何度も非アクセス領域内のデータの並べ替えを行うＯｂｌｉｖｉｏｕｓ ＲＡＭのように、オーバーヘッドが大きくなることを防止することができる。１つのデータにアクセスが生じたときに、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うことから、データのアクセスパターンを秘匿することができる。さらに、アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うため、さらに、データのアクセスパターンを秘匿することができる。

＜実施例＞
図６から図８を用いて、本発明の実施例について説明する。

図６は、１、２、・・・、９、Ａ、Ｂ、・・・、Ｆをメモリに保存されているデータとしたときに、プログラムが、５→Ｄ→８→５→Ａの順にデータにアクセスする場合のメモリの遷移を示したものである。以下、この処理を例示として、説明する。なお、図６の例にかかわらず、非アクセス領域をさらに複数に分割してもよい。

まず、初期状態において、１度だけ、非アクセス領域内のデータをランダムに並び替え（ステップＳ１１００）、非アクセス領域内のデータをアクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、アクセス領域に移動させる（ステップＳ１２００）。

そして、まず、５にアクセスする場合には、５はアクセス領域に含まれないため、５ともう一つランダムに選択されたデータ（図６では、２）をアクセス領域に移動し、例えば、これにより、アクセス領域から移動する４とＢを履歴領域に保存して、５にアクセスする。このとき、アクセス領域内の他のデータ（図６では、２、３、８）に対してもアクセスを行う（ステップＳ１３００）。

次に、Ｄにアクセスする場合には、Ｄはアクセス領域に含まれないため、Ｄをアクセス領域に移動し、もう一つのデータは、履歴領域から選択する（例えば、図６では、Ｂ）。これにより、アクセス領域から移動する５と８を履歴領域に保存して、Ｄにアクセスする。このとき、アクセス領域内の他のデータ（図６では、３、Ｂ、２）に対してもアクセスを行う（ステップＳ１４００）。

さらに、８にアクセスする場合には、８は履歴領域に含まれているため、もう一つのデータは履歴領域に含まれないデータをランダムに選択し（図６では、Ａ）、アクセス領域に移動する。これにより、アクセス領域から移動する３とＢを履歴領域に保存して、８にアクセスする。このとき、アクセス領域内の他のデータ（図６では、Ａ、Ｄ、２）に対してもアクセスを行う（ステップＳ１５００）。

さらに、５にアクセスする場合には、５は履歴領域に含まれているため、もう一つのデータは履歴領域に含まれないデータをランダムに選択し（図６では、６）、アクセス領域に移動する。これにより、アクセス領域から移動する２と８を履歴領域に保存して、５にアクセスする。このとき、アクセス領域内の他のデータ（図６では、Ａ、Ｄ、６）に対してもアクセスを行う（ステップＳ１６００）。

最後に、Ａにアクセスする場合には、Ａはアクセス領域に含まれているため、アクセス領域に含まれないランダムに選択したデータと履歴領域に保存されているデータとを(図６では、３、Ｆ)、アクセス領域に移動する。これにより、アクセス領域から移動する６とＤを履歴領域に保存して、Ａにアクセスする。このとき、アクセス領域内の他のデータ（図６では、５、Ｆ、３）に対してもアクセスを行う（ステップＳ１７００）。

そして、すべての処理が完了するとアクセス領域内の必要なデータを書き出して、終了する（ステップＳ１８００）。

したがって、本実施例によれば、履歴を保存し、その中に含まれるデータに対して毎回アクセスすることで、あるデータに対して複数回アクセスした場合の安全性を確保することが可能となり、現実的なオーバーヘッドでアクセスパターンを秘匿することが可能となる。

なお、記憶装置、記憶媒体の処理をコンピュータシステムが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを記憶装置、記憶媒体に読み込ませ、実行することによって本発明の記憶装置、記憶媒体を実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１１０；並べ替え部
１２０；移動部
１３０；制御部
１４０；書き出し部
１５０；保存部
２００；記憶領域

Claims (14)

1. メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶装置であって、
   初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える並び替え手段と、
   前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる移動手段と、
   １つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う制御手段と、
   アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す書き出し手段と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置。
2. 前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存する保存手段を備え、
   前記制御手段は、
   アクセスを行うデータが前記アクセス領域に存在せず、前記非アクセス領域に存在し、前記履歴領域に保存されたデータがある場合に、前記アクセスを行うデータと前記履歴領域に保存された任意のデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
3. 前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存する保存手段を備え、
   前記制御手段は、
   アクセスを行うデータが前記履歴領域に保存されている場合に、前記履歴領域に保存されていないデータを選択し、前記アクセスを行うデータと前記選択したデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
4. 前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存する保存手段を備え、
   前記制御手段は、
   アクセスを行うデータが前記アクセス領域に保存されている場合に、前記非アクセス領域からランダムに選択したデータと前記アクセスするデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
5. 前記アクセス領域が耐タンパ性を有することを特徴とする請求項１から請求項４に記載の記憶装置。
6. メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶媒体であって、
   初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える並び替え手段と、
   前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる移動手段と、
   １つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う制御手段と、
   アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す書き出し手段と、
   を備えたことを特徴とする記憶媒体。
7. メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶装置におけるアクセスパターンの秘匿方法であって、
   初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える第１のステップと、
   前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる第２のステップと、
   １つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う第３のステップと、
   アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す第４のステップと、
   を備えたことを特徴とするアクセスパターンの秘匿方法。
8. 前記第３のステップにおいて、
   前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存するステップを備え、
   アクセスを行うデータが前記アクセス領域に存在せず、前記非アクセス領域に存在し、前記履歴領域に保存されたデータがある場合に、前記アクセスを行うデータと前記履歴領域に保存された任意のデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項７に記載のアクセスパターンの秘匿方法。
9. 前記第３のステップにおいて、
   前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存するステップを備え、
   アクセスを行うデータが前記履歴領域に保存されている場合に、前記履歴領域に保存されていないデータを選択し、前記アクセスを行うデータと前記選択したデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項７に記載のアクセスパターンの秘匿方法。
10. 前記第３のステップにおいて、
    前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存するステップを備え、
    アクセスを行うデータが前記アクセス領域に保存されている場合に、前記非アクセス領域からランダムに選択したデータと前記アクセスするデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項７に記載のアクセスパターンの秘匿方法。
11. メモリをデータのアクセス領域と非アクセス領域とに分割された記憶装置におけるアクセスパターンの秘匿方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    初期状態において、１度だけ、前記非アクセス領域内のデータをランダムに並び替える第１のステップと、
    前記非アクセス領域内のデータを前記アクセス領域のメモリサイズに応じて選択して、前記アクセス領域に移動させる第２のステップと、
    １つのデータにアクセスが生じたときに、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行うとともに、前記アクセス領域内の他のデータについてもアクセスを行って、前記アクセス領域と非アクセス領域との間でデータ交換を行う第３のステップと、
    アクセスすべきデータへのアクセス処理が終了したときに、前記アクセス領域内の必要なデータを書き出す第４のステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 前記第３のステップにおいて、
    前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存するステップを備え、
    アクセスを行うデータが前記アクセス領域に存在せず、前記非アクセス領域に存在し、前記履歴領域に保存されたデータがある場合に、前記アクセスを行うデータと前記履歴領域に保存された任意のデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
13. 前記第３のステップにおいて、
    前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存するステップを備え、
    アクセスを行うデータが前記履歴領域に保存されている場合に、前記履歴領域に保存されていないデータを選択し、前記アクセスを行うデータと前記選択したデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
14. 前記第３のステップにおいて、
    前記アクセス領域から前記非アクセス領域に移動したデータを履歴領域に履歴データとして保存するステップを備え、
    アクセスを行うデータが前記アクセス領域に保存されている場合に、前記非アクセス領域からランダムに選択したデータと前記アクセスするデータとを前記アクセス領域に移動し、移動したデータサイズに応じて、前記アクセス領域にあった任意のデータを前記履歴領域に移動して保存することを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。

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