JP7284796B2

JP7284796B2 - セキュアメモリカード及びその制御方法

Info

Publication number: JP7284796B2
Application number: JP2021176738A
Authority: JP
Inventors: 呉明▲廷▼; ▲愈▼能傑; 林志宏
Original assignee: 銓安智慧科技股▲分▼有限公司
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2023-05-31
Anticipated expiration: 2041-10-28
Also published as: JP2022074099A; CN114064559A; US11886734B2; US20220137867A1; EP3992830A1

Description

本発明は、セキュアメモリカード、特に、セキュアエレメントが組み込まれたセキュアメモリカードに関する。また、本発明は、チップ制御方法、特に、セキュアメモリカードのセキュアエレメントを制御するための方法に関する。

情報技術の普及に伴い、ＵＳＢインターフェース又はインターネットのような種々のデータ転送チャネルを介した情報デバイス間でのデータ交換又は金融取引の実行が一般的になってきている。そのため、秘密にされるべき種々のアカウントやパスワードといった重要な情報は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータ、ノートブックコンピュータ又はより大衆的なスマートフォンといったユーザの情報端末に、一般的な情報と共にしばしば保存される。このような状況では、セキュア（保安）情報が不法にアクセス及び使用されるのを防ぐことが重要且つ必須である。今のところ、データを安全に保存するためのデータセキュアモジュールを備えた情報デバイスはほぼ無く、データセキュアモジュールが有ったとしても、残念なことに殆どの既存の情報デバイスに対して簡単に導入可能なものとして供給されていない。

複雑なデータセキュアモジュールを導入することなく、既存の情報デバイスに付加的にデータセキュア機能を持たせるために、図１に示すようなセキュアメモリカードが、情報デバイスの利用のために開発されている。セキュアメモリカード１１は、付加的なセキュアエレメント１１９が設けられた、例えば、マイクロＳＤフラッシュメモリカードのような一般的なセキュアデジタルメモリカードであり、これにより、コモンクライテリアセキュア評価において評価保証レベルＣＣＥＡＬ５＋を達成している。セキュアエレメント１１９は、パスワードやキーのような機密データを保存及び取り扱い、支払いのようなセキュアアプリケーションを実行するのに機能する。例えば、ホスト１０のアプリケーションプログラム１００が、データ暗号化を行うためにファイルシステム１０１に対して暗号化コマンドを発したときに、ファイルシステム１０１は、その暗号化コマンドに応じてＳＤコントローラ１１０に対してプリセットスペシャルコンビネーション１０２を発行する。プリセットスペシャルコンビネーション１０２は、例えば、リードコマンド２回とライトコマンド１回が連続したような、マルチ連続リード／ライトコマンドから成る。プリセットスペシャルコンビネーションによりトリガされ、ベンダーコマンド（ＶＣ）トンネルが、ＳＤコントローラ１１０とファイルシステム１０１との間で確立される。データ暗号を含むライトコマンドが一旦ＶＣトンネル１０３に入ると、ＳＤコントローラ１１０は、そのライトコマンドをベンダーコマンドとして認識する。当業者であれば理解できるように、ベンダーコマンドは、暗号操作を行うように特別に定義され得る。例えば、ベンダーコマンドの特別な定義により、ＳＤコントローラ１１０は、ライトコマンドに関連したセキュアデータをセキュアエレメント１１９に暗号化するように転送し、暗号化されたデータは、ＶＣトンネル１０３を介してアプリケーションプログラムに返送される又はフラッシュメモリ１１１に保存される。このようにして、データ暗号化は、通常のデータセキュアモジュールを用いずに達成され得る。

上述した従来技術から、連続リード／ライトコマンドのプリセットスペシャルコンビネーションがベンダーコマンドを定義するのに必要とされ、ＶＣトンネルが次の暗号化コマンドに必要とされることが理解される。しかしながら、このようなプリセットスペシャルコンビネーションは、複雑且つ命令サイクルを非効率に消費する。更に、従来技術では、ＳＤコントローラ１１０及びセキュアエレメント１１９は、互いに通信するためにスマートカードのＩＳＯ－７８１６通信プロトコルに準拠している。しかしながら、ＩＳＯ－７８１６基準は、１．２５ＭＨｚまでしか操作することができず、３ピン（ＩＯ／ＣＬＫ／ＲＳＴ）構成は、半二重信号伝送にしか適していない。このようなデータ処理効率は、現在のアプリケーションには十分でない。

そこで、本発明は、改良されたセキュアエレメントを含むセキュアメモリカードを提供する。

本発明は、改良されたデータ処理効率を示すセキュアメモリカードのセキュアエレメントを制御する方法を更に提供する。

本発明の一態様は、セキュアメモリカードに関する。このセキュアメモリカードは、不揮発性メモリデバイスと、セキュアエレメントと、不揮発性メモリデバイス及びセキュアエレメントと通信した不揮発性メモリコントローラと、を含む。不揮発性メモリデバイスは、セキュアエレメントコントロールと接続された予約済みアドレス範囲と、通常データアクセスと接続された通常アドレス範囲と、を含む。予約済みアドレス範囲と通常アドレス範囲とは、互いに重複していない。ホストが、不揮発性メモリコントローラに対して、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであり、且つ予約済みアドレス範囲に属する特定アドレスに対応するセキュアエレメント制御コマンドを発行すると、不揮発性メモリコントローラは、セキュアエレメント制御コマンドに応じてセキュア操作を実行するためにセキュアエレメントと相互作用する。対照的に、ホストが、不揮発性メモリコントローラに対して、通常アドレス範囲に属する通常アドレスに対応する非セキュアエレメント制御コマンドを発行すると、不揮発性メモリコントローラは、非セキュアエレメント制御コマンドに応じてセキュアエレメントとは相互作用せず、不揮発性メモリデバイスと相互作用する。セキュアエレメント制御コマンドが、予約済みアドレス範囲に属する第１の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、第１の特定アドレスを認識すると、第１の暗号化モードとなるようにセキュアエレメントを設定する。セキュアエレメント制御コマンドが、予約済みアドレス範囲に属して第１の特定アドレスとは異なる第２の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、第２の特定アドレスを認識すると、第１の暗号化モードとは異なる第２の暗号化モードとなるようにセキュアエレメントを設定する。セキュアエレメント制御コマンドが、予約済みアドレス範囲に属する第３の特定アドレスに書き込まれる第１の特定データを含むライトコマンドである場合には、不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、第３の特定アドレスを認識すると、第１の特定データに従ってセキュアエレメントのパラメータセットを改訂する。

本発明の別の態様は、セキュアメモリカードの制御方法に関する。このセキュアメモリカードは、ファイルシステムを備えたホストと共に用いられるように構成されている。セキュアメモリカードは、不揮発性メモリデバイス、セキュアエレメント及び不揮発性メモリコントローラを含む。この制御方法によれば、ホストが不揮発性メモリコントローラに対して、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであり、且つ予約済みアドレス範囲に属する特定アドレスに対応するセキュアエレメント制御コマンドを発行すると、不揮発性メモリコントローラは、セキュアエレメント制御コマンドに応じてセキュア操作を実行するためにセキュアエレメントと相互作用する。対照的に、ホストが不揮発性メモリコントローラに対して、通常アドレス範囲に属する通常アドレスに対応する非セキュアエレメント制御コマンドを発行すると、不揮発性メモリコントローラは、非セキュアエレメント制御コマンドに応じてセキュアエレメントとは相互作用せず、不揮発性メモリデバイスと相互作用する。セキュアエレメント制御コマンドが、第１の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、第１の特定アドレスを認識すると、第１の暗号化モードとなるようにセキュアエレメントを設定する。セキュアエレメント制御コマンドが、第１の特定アドレスとは異なる第２の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、第２の特定アドレスを認識すると、第１の暗号化モードとは異なる第２の暗号化モードとなるようにセキュアエレメントを設定する。セキュアエレメント制御コマンドが、予約済みアドレス範囲に属する第３の特定アドレスに書き込まれる第１の特定データを含むライトコマンドである場合には、不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、第３の特定アドレスを認識すると、第１の特定データに従ってセキュアエレメントのパラメータセットを改訂する。

本発明は、以下の詳細な記載及び添付の図面を参照することで、当業者には直ちに明確になるであろう。

従来技術に係るセキュアメモリカードを概略的に示す機能ブロック図。

本発明に係るセキュアメモリカードを概略的に示す機能ブロック図。

本発明の第１の実施形態に係るセキュアメモリカードを概略的に示す機能ブロック図。

図３Ａに示したセキュアメモリカード上で実行されるセキュア操作例における概略タイムチャート。

図３Ａに示したセキュアメモリカード上で実行される別のセキュア操作例における概略タイムチャート。

本発明の第２の実施形態に係るセキュアメモリカードを概略的に示す機能ブロック図。

図４Ａに示したセキュアメモリカード上で実行されるセキュア操作例における概略タイムチャート。

図４Ａに示したセキュアメモリカード上で実行される別のセキュア操作例における概略タイムチャート。

本発明の第３の実施形態に係るセキュアメモリカードを概略的に示す機能ブロック図。

図５Ａに示したセキュアメモリカード上で実行されるセキュア操作例における概略タイムチャート。

図５Ａに示したセキュアメモリカード上で実行される別のセキュア操作例における概略タイムチャート。

本発明の第４の実施形態に係るセキュアメモリカードを概略的に示す機能ブロック図。

図６Ａに示したセキュアメモリカード上で実行されるセキュア操作例における概略タイムチャート。

図６Ａに示したセキュアメモリカード上で実行される別のセキュア操作例における概略タイムチャート。

本発明の実施形態に係るセキュアメモリカード上で実行される他のセキュア操作例における概略タイムチャート。

本発明の実施形態に係るセキュアメモリカード上で実行される更に他のセキュア操作例における概略タイムチャート。

図２を参照すると、本発明の実施形態に係るセキュアメモリカードが概略的に示されている。セキュアメモリカード２１は、例えば、セキュアデジタルメモリカードであり、金属ピンのような有線信号伝達手段又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ネットワークのような無線信号伝達手段を介してホスト２０と通信している。セキュアメモリカード２１は、不揮発性メモリデバイス２１０、セキュアエレメント２１１及び不揮発性メモリコントローラ２１２を含む。不揮発性メモリデバイス２１０は、例えば、フラッシュメモリであり、データを保存するのに機能する。セキュアエレメント２１１は、例えば、インフィニオン・テクノロジーズにより生産されたＣＣＥＡＬ５＋認証チップを実装し、機密データを保存及び取り扱うと共に、セキュアアプリケーションを実行するために機能する。不揮発性メモリコントローラ２１２は、ホスト２０、不揮発性メモリデバイス２１０及びセキュアエレメント２１１と通信しており、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであるセキュアエレメント制御コマンドによりセキュアエレメント２１１と相互作用する。この実施形態では、不揮発性メモリコントローラ２１２に、セキュアエレメント制御コマンドに応じて暗号化操作を実行するようにセキュアエレメント２１１をトリガするファームウェア２１２０が導入されている。

より詳細には、ホスト２０のアプリケーションプログラム２０１が、セキュアエレメント２１１と協調してセキュア操作を作動させると、アプリケーションプログラム２０１は、ファイルシステム２０２に不揮発性メモリコントローラ２１へと特定アドレスに対応するライトコマンドを発行するように仕向ける。ライトコマンドは、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドから成り、セキュアエレメント制御コマンドとして働く。上述した特定アドレスは、プリセットマルチビットディジットとなるように構成され、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に属している。ここで、「予約済みアドレス範囲」という語彙は、機密データ以外の通常データが保存されている通常アドレス範囲と区別するために用いられている。予約済みアドレス範囲及び通常アドレス範囲は、互いに重複していないので、ライトコマンドがセキュアエレメント制御コマンドか否かは、ライトコマンドと接続されたアドレスに従って容易に決定され得る。また、図２に示したブロック２１０１、２１００は、単に、通常アドレス範囲と予約済みアドレス範囲とが重複していないことを示すために用いられており、アドレス範囲の相対的な大きさや位置を指し示したり提案する意図はない。不揮発性メモリコントローラ２１２のファームウェア２１２０は、アドレス解読機能を有し、アドレスを区別することができる。一旦、特定アドレスが認識されると、セキュアエレメント２１１は、以下に例示するセキュア操作を実行するようファームウェア２１２０によりトリガされる。

本発明の第１の実施形態に係るセキュアメモリカードが、図３Ａに示されている。上述したように、ファイルシステム２０２は、暗号化操作をトリガするために不揮発性メモリコントローラ２１に対して、特定アドレス（例えば、第１のアドレス）に対応するライトコマンドＣ１を発行し、ここで、このライトコマンドは、１つの命令サイクルを持ち、且つ不揮発性メモリデバイス２１０に書き込まれるデータを有さないシングルコマンドである。第１のアドレスが、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に属しているので、ライトコマンドが、セキュアエレメント制御コマンドであることが認識される。不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、第１のアドレスを認識すると、セキュアエレメント２１１が指定された暗号化モードに入るようにするコマンドＣ２を発行する。セキュアエレメント２１１は、異なる種類のセキュアエレメント制御コマンドにより活性化される種々の暗号化モードを持ち得る。例えば、第１のアドレスに対応するライトコマンドが、第１の種類のセキュアエレメント制御コマンドとして利用され、セキュアエレメント２１１の第１の暗号化モード（例えば、ＡＥＳ－２５６－ＣＢＣ）を活性化し、予約済みアドレス範囲２１００に属する第２の特定アドレスに対応する別のライトコマンドが、第２の種類のセキュアエレメント制御コマンドとして利用され、セキュアエレメント２１１の第２の暗号化モード（例えば、ＡＥＳ－２５６－ＣＴＲ）を活性化する。対照的に、更なるライトコマンドが、不揮発性メモリデバイス２１０において予約済みアドレス範囲２１００以外の通常アドレス範囲２１０１に属する第３の特定アドレスに対応する場合には、そのライトコマンドは、非セキュアエレメント制御コマンドである。言い換えれば、データは、そのライトコマンドに応じて通常アドレス範囲２１０１における第３の特定アドレスに書き込まれ、セキュアエレメント２１１は、非セキュアエレメント制御コマンドに対して応答しない。

図３Ｂは、図３Ａのセキュアメモリカードで実行される暗号化操作のタイムチャートを示している。特に、このタイムチャートは、コマンドの送信及び実行の詳細及び時系列を図示するのに用いられる。まず、ホスト２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対してライトコマンドを発行する。そのライトコマンドが、不揮発性メモリコントローラ２１２によりセキュアエレメント制御コマンドであると決定されると、不揮発性メモリコントローラ２１２は、そのライトコマンドに応じてセキュアエレメント２１１の暗号化モードのセッティングを行う。特定の暗号化モードでセットされたセキュアエレメント２１１は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対してセッティング完了を示す信号を発行する（破線で示す）。セッティング完了を示す信号に応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２は、不揮発性メモリデバイス２１０に暗号化モードのセッティング結果（例えば、セッティング成功を示すコード）を書き込む操作を更に実行する。そして、不揮発性メモリコントローラ２１２は、書き込み完了を示す信号をホスト２０に返送する。

この実施形態では、不揮発性メモリデバイス２１０に暗号化モードのセッティング結果を書き込む操作は、図３Ｃに示すように省略可能である。そして、セキュアエレメント２１１から発行されたセッティング完了を示す信号は、不揮発性メモリコントローラ２１２の代わりにホスト２０に送信される。そのため、不揮発性メモリデバイス２１０の操作頻度を減らして、不揮発性メモリデバイス２１０の寿命を延ばすことができる。

図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係るセキュアメモリカードを示している。この実施形態では、ファイルシステム２０２は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して特定アドレス（例えば、第３のアドレス）に対応するライトコマンドＤ１を発行する。ここで、このライトコマンドは、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドで、且つ書き込まれる特定データを含んでおり、第３のアドレスは、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に属する。そのため、ライトコマンドＤ１は、セキュアエレメント２１１のセキュア操作をトリガするためのセキュアエレメント制御コマンドとなる。セキュアエレメント制御コマンドを認識すると、不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、特定データに従ってセキュアエレメント２１１のパラメータセット（例えば、初期化ベクトル（ＩＶ）値）を改訂するためのコマンドＤ２を発行する。コマンドＤ２に応じてセキュアエレメント２１１は、ＡＥＳ－２５６－ＣＢＣ暗号で用いられるＩＶ値を設定する。本発明のこの実施形態によれば、パラメータセットを、ライトコマンドにより安全に改訂することができる。

図４Ｂは、図４Ａのセキュアメモリカードで実行される安全な改訂操作のタイムチャートを示している。特に、このタイムチャートは、コマンドの送信及び実行の詳細及び時系列を図示するのに用いられる。まず、ホスト２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して特定データを含むライトコマンドを発行する。そのライトコマンドが、不揮発性メモリコントローラ２１２によりセキュアエレメント制御コマンドであると決定されると、不揮発性メモリコントローラ２１２は、そのライトコマンド及び特定データに応じてセキュアエレメント２１１の暗号化モードのパラメータセットを改訂する。改訂されたパラメータセットを含むセキュアエレメント２１１は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して改訂完了を示す信号を発行する（破線で示す）。改訂完了を示す信号に応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２は、不揮発性メモリデバイス２１０に改訂結果（例えば、改訂成功を示すコード）を書き込む操作を更に実行する。そして、不揮発性メモリコントローラ２１２は、書き込み完了を示す信号をホスト２０に返送する。図３Ｃに示したオプションと同様に、不揮発性メモリデバイス２１０に改訂結果を書き込む操作は、図４Ｃに示すように省略可能である。そして、セキュアエレメント２１１から発行された改訂完了を示す信号は、不揮発性メモリコントローラ２１２の代わりにホスト２０に送信される。そのため、不揮発性メモリデバイス２１０の操作頻度を減らして、不揮発性メモリデバイス２１０の寿命を延ばすことができる。

図５Ａは、本発明の第３の実施形態に係るセキュアメモリカードを示している。この実施形態では、ファイルシステム２０２は、特定アドレス（例えば、第４のアドレス）に対応するライトコマンドＥ１を発行する。ここで、このライトコマンドは、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドで、且つ書き込まれるデータを含んでおらず、第４のアドレスは、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に属する。そのため、ライトコマンドＥ１は、セキュアエレメント２１１のセキュア操作をトリガするためのセキュアエレメント制御コマンドとなる。セキュアエレメント制御コマンドを認識すると、不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、セキュアエレメント２１１の特定情報（例えば、セキュアエレメント２１１のファームウェアバージョン）を読み込むためのコマンドＥ２を発行する。例えば、矢印Ｅ２で示すように、セキュアエレメント２１１は、そのファームウェアバージョンを不揮発性メモリコントローラ２１２に返送した後、矢印Ｅ３で示すように、ファームウェア２１２０は、セキュアエレメント２１１のファームウェアバージョンを予約済みアドレス範囲２１００に書き込む。そして、矢印Ｅ４で示すように、ファイルシステム２０２は、予約済みアドレス範囲２１００からセキュアエレメント２１１のファームウェアバージョンを読み取る。本発明のこの実施形態によれば、セキュアエレメント２１１のファームウェアバージョン獲得を、ライトコマンドにより保証することができる。

図５Ｂは、図５Ａのセキュアメモリカードで実行される安全な読み込み操作のタイムチャートを示している。特に、このタイムチャートは、コマンドの送信及び実行の詳細及び時系列を図示するのに用いられる。まず、ホスト２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して特定データを含むライトコマンドを発行する。そのライトコマンドが、不揮発性メモリコントローラ２１２によりセキュアエレメント制御コマンドであると決定されると、不揮発性メモリコントローラ２１２は、そのライトコマンドに応じて特定情報（例えば、セキュアエレメント２１１のファームウェアバージョン）を読み込む。次に、セキュアエレメント２１１は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して読み込み完了を示す信号を発行する（破線で示す）。読み込み完了を示す信号に応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２は、不揮発性メモリデバイス２１０に読み込み操作結果（例えば、読み取り成功を示すコード）を書き込む操作を更に実行する。そして、不揮発性メモリコントローラ２１２は、書き込み完了を示す信号をホスト２０に返送する。ホスト２０は、書き込み完了を示す信号に応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して結果読み込みコマンドを発行する。不揮発性メモリコントローラ２１２は、不揮発性メモリデバイス２１０から特定情報（ファームウェアバージョン）を読み込み、その特定情報（ファームウェアバージョン）をホスト２０に送信する。

同様に、不揮発性メモリデバイス２１０に読み込み操作結果を書き込む操作は、図５Ｃに示すように省略可能である。その代わりに、読み出した特定情報（ファームウェアバージョン）は、不揮発性メモリコントローラ２１２のメモリに一時的に保存され、書き込み完了を示す信号がホスト２０に返送される。そして、ファイルシステム２０２は、特定アドレスを持つリードコマンドである、結果（ファームウェアバージョン）を読み込むためのコマンドを発行する。この特定アドレスは、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に属する。特定アドレスを認識すると、不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２のメモリに一時的に保存された特定情報（ファームウェアバージョン）をホスト２０に送信し、これにより、不揮発性メモリデバイス２１０の過剰使用を避け、不揮発性メモリデバイス２１０の寿命を延ばすことができる。

図６Ａは、本発明の第４の実施形態に係るセキュアメモリカードを示している。この実施形態では、ファイルシステム２０２は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して特定アドレス（例えば、第５のアドレス）に対応するライトコマンドＦ１を発行する。ここで、このライトコマンドは、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドで、且つ書き込まれる特定データを含んでおり、第５のアドレスは、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に属する。そのため、ライトコマンドＦ１は、セキュアエレメント２１１のセキュア操作をトリガするためのセキュアエレメント制御コマンドとなる。第５のアドレスを認識すると、不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、セキュアエレメント２１１に特定データを暗号化させるコマンドＦ２を発行する。例えば、矢印Ｆ２で示すように、セキュアエレメント２１１は、暗号化されたデータを不揮発性メモリコントローラ２１２に返送した後、矢印Ｆ３で示すように、ファームウェア２１２０は、暗号化されたデータを予約済みアドレス範囲２１００に属するアドレスに書き込む。そして、矢印Ｆ４で示すように、ファイルシステム２０２は、予約済みアドレス範囲２１００からセキュアエレメント２１１の暗号化されたデータを読み取る。本発明のこの実施形態によれば、特定データが暗号化され、暗号化されたデータをライトコマンドにより読み取ることができる。

図６Ｂは、図６Ａのセキュアメモリカードで実行される暗号化操作のタイムチャートを示している。特に、このタイムチャートは、コマンドの送信及び実行の詳細及び時系列を図示するのに用いられる。まず、ホスト２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して暗号化すべき特定データを含むライトコマンドを発行する。そのライトコマンドは、セキュアエレメント制御コマンドであるので、不揮発性メモリコントローラ２１２は、そのライトコマンドに応じてセキュアエレメント２１１に暗号化すべき特定データを送信する。次に、セキュアエレメント２１１は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して暗号化完了を示す信号を発行する（破線で示す）。暗号化完了を示す信号に応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２は、不揮発性メモリデバイス２１０への暗号化データの書き込み操作を更に実行し、暗号化データの書き込み完了を示す信号をホスト２０に返送する。ホスト２０は、書き込み完了を示す信号に応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して結果読み込みコマンドを発行する。不揮発性メモリコントローラ２１２は、不揮発性メモリデバイス２１０から暗号化データを読み込み、その暗号化データをホスト２０に送信する。

同様に、不揮発性メモリデバイス２１０に読み込み操作結果を書き込む操作は、図６Ｃに示すように省略可能である。その代わりに、暗号化データは、不揮発性メモリコントローラ２１２のメモリに一時的に保存され、書き込み完了を示す信号がホスト２０に返送される。そして、ファイルシステム２０２は、特定アドレスを持つリードコマンドである、結果（暗号化データ）を読み込むためのコマンドを発行する。この特定アドレスは、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に位置する。特定アドレスを認識すると、不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２のメモリに一時的に保存された暗号化データをホスト２０に送信し、これにより、不揮発性メモリデバイス２１０の過剰使用を避け、不揮発性メモリデバイス２１０の寿命を延ばすことができる。

上述した実施形態では、書き込まれるデータを持つ又は持たないライトコマンドが、そのライトコマンドと接続されたアドレスが予約済みアドレス範囲に属し、且つ同ライトコマンドが１つの命令サイクルを持つシングルコマンドである場合には、セキュアエレメント２１１のセキュア操作をトリガするためのセキュアエレメント制御コマンドとして用いられる。或いは、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであるリードコマンドが、セキュアエレメント２１１のセキュア操作をトリガするためのセキュアエレメント制御コマンドとして用いられてもよい。図７は、本発明の実施形態に係るリードコマンドによりトリガされるセキュアエレメント２１１におけるセキュア操作のタイムチャートを概略的に示している。特に、このタイムチャートは、コマンドの送信及び実行の詳細及び時系列を図示するのに用いられる。まず、ホスト２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して特定アドレスを含むリードコマンドを発行する。リードコマンドに応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、特定アドレスを認識すると、特定アドレスにおけるセキュアエレメント２１１の特定情報（例えば、ファームウェアバージョン）を読み込むようにトリガされる。次に、セキュアエレメント２１１は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して特定情報（ファームウェアバージョン）の読み込み完了を示す信号を発行する（破線で示す）。読み込み完了を示す信号に応じて、不揮発性メモリコントローラ２１２は、不揮発性メモリデバイス２１０への読み込んだ特定情報（ファームウェアバージョン）の書き込み操作を更に実行する。そして、不揮発性メモリコントローラ２１２は、データ読み込みコマンド完了を示す信号をホスト２０に返送する。１つの命令サイクルを持つシングルコマンドである他の適切なデータアクセスコマンドが、セキュアエレメントのセキュア操作をトリガするのに使用可能であることは、当業者であれば理解できるであろうから、ここでは記載しない。

図８は、本発明の実施形態に係るセキュアエレメント制御コマンドに応じて実行されるセキュア操作のタイムチャートを概略的に示している。セキュア操作は、図５Ｃを参照して記載したものと同様の暗号化操作である。特に、このタイムチャートは、コマンドの送信及び実行の詳細及び時系列を図示するのに用いられる。まず、ホスト２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して特定動的アドレスを含むライトコマンドを発行する。特定動的アドレスは、特定形式に適合し、且つファームウェア２１２０により速やかに認識されるのに十分ユニークな複数のマルチビットディジットから動的に選択され得る。そして、不揮発性メモリコントローラ２１２は、ライトコマンドに応じて、特定情報（例えば、セキュアエレメント２１１のファームウェアバージョン）を読み込むようにトリガされる。次に、セキュアエレメント２１１は、不揮発性メモリコントローラ２１２に対して読み込み完了を示す信号を発行する（破線で示す）。読み込んだ特定情報（ファームウェアバージョン）は、不揮発性メモリコントローラ２１２のメモリに一時的に保存され、書き込み完了を示す信号がホスト２０に返送される。その後、ファイルシステム２０２は、特定アドレスを持つリードコマンドであって、結果（ファームウェアバージョン）を読み込むためのコマンドを発行する。特定アドレスは、不揮発性メモリデバイス２１０の予約済みアドレス範囲２１００に属する。特定アドレスを認識すると、不揮発性メモリコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、不揮発性メモリコントローラ２１２のメモリに一時的に保存された特定情報（ファームウェアバージョン）をホスト２０に対して送信し、これにより、不揮発性メモリデバイス２１０の過剰使用を避け、不揮発性メモリデバイス２１０の寿命を延ばすことができる。

上述した実施形態に記載の不揮発性メモリコントローラ２１２は、例えば、いわゆるＳＤコントローラであるセキュアデジタルメモリカードコントローラである。ＳＤコントローラ２１２に含まれるファームウェア２１２０は、シリアルペリフェラルインタフェース（ＳＰＩ）のような全二重通信バスを介してセキュアエレメント２１１と通信してもよい。全二重は、双方向データフロー（すなわち、データ送信及びデータ受信の両方）を意味するので、送信速度は、通常のＩＳＯ－７８１６スマートカード通信プロトコルに比べて速くなる。

Claims

互いに重複していない通常アドレス範囲及び予約済みアドレス範囲を含み、データを保存するための不揮発性メモリデバイスと、
セキュア操作を実行するためのセキュアエレメントと、
前記不揮発性メモリデバイス及びセキュアエレメントと通信してホストからコマンドを受信するように構成された不揮発性メモリコントローラと、を備え、
前記ホストからのコマンドが、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであり、且つ前記予約済みアドレス範囲に属する特定アドレスに対応するセキュアエレメント制御コマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記ホストからのコマンドに応じてセキュア操作を実行するために前記セキュアエレメントと相互作用し、前記ホストからのコマンドが、前記通常アドレス範囲に属する通常アドレスに対応する非セキュアエレメント制御コマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記ホストからのコマンドに応じて前記セキュアエレメントとは相互作用せず、前記不揮発性メモリデバイスと相互作用し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属する第１の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第１の特定アドレスを認識すると、第１の暗号化モードとなるように前記セキュアエレメントを設定し、前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属して前記第１の特定アドレスとは異なる第２の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第２の特定アドレスを認識すると、前記第１の暗号化モードとは異なる第２の暗号化モードとなるように前記セキュアエレメントを設定し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属する第３の特定アドレスに書き込まれる第１の特定データを含むライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第３の特定アドレスを認識すると、前記第１の特定データに従って前記セキュアエレメントのパラメータセットを改訂することを特徴とするセキュアメモリカード。
互いに重複していない通常アドレス範囲及び予約済みアドレス範囲を含み、データを保存するための不揮発性メモリデバイスと、
セキュア操作を実行するためのセキュアエレメントと、
前記不揮発性メモリデバイス及びセキュアエレメントと通信してホストからコマンドを受信するように構成された不揮発性メモリコントローラと、を備え、
前記ホストからのコマンドが、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであり、且つ前記予約済みアドレス範囲に属する特定アドレスに対応するセキュアエレメント制御コマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記ホストからのコマンドに応じてセキュア操作を実行するために前記セキュアエレメントと相互作用し、前記ホストからのコマンドが、前記通常アドレス範囲に属する通常アドレスに対応する非セキュアエレメント制御コマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記ホストからのコマンドに応じて前記セキュアエレメントとは相互作用せず、前記不揮発性メモリデバイスと相互作用し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属する第４の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第４の特定アドレスを認識すると、前記セキュアエレメントから特定情報を読み込み、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属する第５の特定アドレスに書き込まれる第２の特定データを含むライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第５の特定アドレスを認識すると、前記第２の特定データを暗号化させると共に該暗号化した第２の特定データを前記不揮発性メモリコントローラに返送させるよう前記セキュアエレメントに働きかけ、前記予約済みアドレス範囲に属するアドレスに前記暗号化した第２の特定データを書き込む又は前記ホストによりアクセスされるように前記暗号化した第２の特定データを一時的に保存し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、１つの命令サイクルを持ち、且つ前記予約済みアドレス範囲に属する第６の特定アドレスに対応するデータアクセスコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第６の特定アドレスを認識すると、該第６の特定アドレスへのデータアクセスを実行することを特徴とするセキュアメモリカード。
前記特定情報は、前記セキュアエレメントのファームウェアバージョンであり、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記予約済みアドレス範囲に属するアドレスに読み込んだファームウェアバージョンを書き込む又は前記ホストによりアクセスされるように読み込んだファームウェアバージョンを一時的に保存することを特徴とする請求項２に記載のセキュアメモリカード。
前記第６の特定アドレスは、特定形式に適合した複数のマルチビットディジットから成るグループより動的に選択されたものであることを特徴とする請求項２に記載のセキュアメモリカード。
セキュアメモリカードの制御方法であって、該セキュアメモリカードは、ホストと共に用いられるように構成され、該ホストは、ファイルシステムを含み、前記セキュアメモリカードは、不揮発性メモリデバイス、セキュアエレメント及び不揮発性メモリコントローラを含み、
前記ホストが、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであって前記不揮発性メモリデバイスの予約済みアドレス範囲に属する特定アドレスに対応するセキュアエレメント制御コマンドを前記不揮発性メモリコントローラに対して発行した場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記セキュアエレメント制御コマンドに応じてセキュア操作を実行するために前記セキュアエレメントと相互作用し、
前記ホストが、前記予約済みアドレス範囲とは異なる前記不揮発性メモリデバイスの通常アドレス範囲に属する通常アドレスに対応する非セキュアエレメント制御コマンドを前記不揮発性メモリコントローラに対して発行した場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記非セキュアエレメント制御コマンドに応じて前記セキュアエレメントとは相互作用せず、前記不揮発性メモリデバイスと相互作用し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、第１の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第１の特定アドレスを認識すると、第１の暗号化モードとなるように前記セキュアエレメントを設定し、前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記第１の特定アドレスとは異なる第２の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第２の特定アドレスを認識すると、前記第１の暗号化モードとは異なる第２の暗号化モードとなるように前記セキュアエレメントを設定し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属する第３の特定アドレスに書き込まれる第１の特定データを含むライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第３の特定アドレスを認識すると、前記第１の特定データに従って前記セキュアエレメントのパラメータセットを改訂することを特徴とするセキュアメモリカードの制御方法。
セキュアメモリカードの制御方法であって、該セキュアメモリカードは、ホストと共に用いられるように構成され、該ホストは、ファイルシステムを含み、前記セキュアメモリカードは、不揮発性メモリデバイス、セキュアエレメント及び不揮発性メモリコントローラを含み、
前記ホストが、１つの命令サイクルを持つシングルコマンドであって前記不揮発性メモリデバイスの予約済みアドレス範囲に属する特定アドレスに対応するセキュアエレメント制御コマンドを前記不揮発性メモリコントローラに対して発行した場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記セキュアエレメント制御コマンドに応じてセキュア操作を実行するために前記セキュアエレメントと相互作用し、
前記ホストが、前記予約済みアドレス範囲とは異なる前記不揮発性メモリデバイスの通常アドレス範囲に属する通常アドレスに対応する非セキュアエレメント制御コマンドを前記不揮発性メモリコントローラに対して発行した場合には、前記不揮発性メモリコントローラは、前記非セキュアエレメント制御コマンドに応じて前記セキュアエレメントとは相互作用せず、前記不揮発性メモリデバイスと相互作用し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属する第４の特定アドレスに対応するライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第４の特定アドレスを認識すると、前記セキュアエレメントから特定情報を読み込み、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、前記予約済みアドレス範囲に属する第５の特定アドレスに書き込まれる第２の特定データを含むライトコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第５の特定アドレスを認識すると、前記第２の特定データを暗号化させると共に該暗号化した第２の特定データを前記不揮発性メモリコントローラに返送させるよう前記セキュアエレメントに働きかけ、前記予約済みアドレス範囲に属するアドレスに前記暗号化した第２の特定データを書き込む又は前記ホストによりアクセスされるように前記暗号化した第２の特定データを一時的に保存し、
前記セキュアエレメント制御コマンドが、１つの命令サイクルを持ち、且つ前記予約済みアドレス範囲に属する第６の特定アドレスに対応するデータアクセスコマンドである場合には、前記不揮発性メモリコントローラのファームウェアは、前記第６の特定アドレスを認識すると、該第６の特定アドレスへのデータアクセスを実行することを特徴とするセキュアメモリカードの制御方法。