JP7313395B2 - 情報処理装置とその制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置とその制御方法、及びプログラムに関する

ＯＳが利用するための周辺デバイスのベースアドレスや割り当てサイズは、各周辺デバイスと周辺デバイスが実装されるボードの仕様によって決定される。例えば、ＡＲＭ向けＬｉｎｕｘ（登録商標）カーネルにおいて、デバイスツリーと呼ばれるハードウェア情報の記述方法が規定されており、デバイスツリーをブートプログラムがＯＳに通知するように構成している。

近年、情報処理装置を含むファームウェアを内蔵した装置では、攻撃者からファームウェア改ざんの攻撃を受けるリスクが高まっている。このため、近年の情報処理装置では、起動時にファームウェアの正当性を検証し、ファームウェアが正当でないと判定された場合は、情報処理装置を動作させないようにする機能を備えたものがある。

起動時に、ハードウェア構成情報であるデバイスツリーの正当性を検証することで、「悪意のあるプログラム」と「悪意を持って装着されたハードウェア」の組合せによる攻撃を防止しなければならない。

デバイスツリーには様々なハードウェア構成情報が記載されている。ハードウェア構成情報には、デバイスの個体ごとに共通な情報と固有な情報とがある。ＣＰＵ情報やバス接続情報、クロック情報などは共通なハードウェア構成情報であるが、ＭＡＣアドレスなどはデバイスの個体ごとに固有な情報である。そのため、デバイスの個体ごとに異なるデバイスツリーを所持することになり、情報の正当性の検証に必要な署名を、デバイス個体ごと作成する必要がある。

特許文献１は、情報処理装置に入力したセキュリティポリシーを、その情報処理装置が搭載するセキュリティ機能で順守できない場合に、そのことをセキュリティ管理者に通知することを記載している。また特許文献２は、多様な構成を取り得る情報処理装置において、取り得る構成に関してＰＣＲ（Platform Configuration Regsister）に登録される完全性保証情報の期待値をユーザの手動操作ではなく自動的に取得することを記載している。更に特許文献３は、情報処理装置が起動する際に使用する第二の起動情報が格納された第二の起動デバイスを識別可能な第二の個体情報を記憶しておく。そして情報処理装置が、第一の起動デバイスに記憶された第一の起動情報を使用して起動する際、その第一の起動デバイスから取得した第一の個体情報が記憶されていない場合に、その情報処理装置の起動を中止することを記載している。

特開２０１６－２０６８６１号公報 特開２０１９－１３３２２０号公報 特開２０１９－１５３０５０号公報

上述の情報の正当性の検証に必要な署名をデバイス個体ごと作成するためには、デバイス個体ごとに異なる電子署名を作成する必要がある。例えば、生産工程においてネットワークチップを基板に実装し、ＭＡＣアドレスが決定してから各デバイス個体のデバイスツリーへＭＡＣアドレス情報を記載して、デバイスツリーの署名作成を行わなければならない。しかし、生産工程で電子署名を作成する場合、秘密鍵を海外などの生産拠点に渡す必要がある。生産拠点を複数持つ場合、秘密鍵をそれら複数の生産拠点に提供しなければならず、その提供する経路が複数になることによる漏洩リスクの上昇を伴うため、秘密鍵の提供はできる限り避けるのが望ましい。

本発明の目的は、上記従来技術の課題の少なくとも一つを解決することにある。

本発明の目的は、開発拠点のみで扱って、生産拠点での扱いを不要にすることで、秘密鍵が漏洩するリスクを避けることができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る情報処理装置は以下のような構成を備える。即ち、
情報処理装置であって、
ブートプログラムを記憶する第１記憶手段と、
前記情報処理装置のハードウェア構成情報を記憶する第２記憶手段と、
揮発性の第３記憶手段と、
起動時、前記ブートプログラムにより前記第２記憶手段に記憶された前記ハードウェア構成情報の正当性を検証する第１検証手段と、
前記第１検証手段によって正当性が検証された前記ハードウェア構成情報を前記第３記憶手段に記憶させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ブートプログラムにより、前記第３記憶手段に記憶された前記ハードウェア構成情報に前記情報処理装置の個体に依存する固有情報を追記することを特徴とする。

本発明によれば、秘密鍵を開発拠点のみで扱って、生産拠点での扱いを不要にすることで、秘密鍵が漏洩するリスクを避けられるという効果がある。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明の実施形態に係る情報処理装置の主要部の構成を示すブロック図。 実施形態に係る情報処理装置の起動処理の概要を説明するフローチャート。 実施形態に係る情報処理装置の検証処理の概要を説明するフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これら複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る情報処理装置の主要部の構成を示すブロック図である。

この情報処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、セキュリティチップ１１、ブートＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ストレージ１３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４を含んでいる。ＣＰＵ１０は、種々のプログラムを実行するための中央処理演算装置であり、この情報処理装置全体を制御する。セキュリティチップ１１は、電子署名を検証するための鍵情報を内部に保持しており、起動時にブートプログラムの電子署名１２１１を検証する機能を備える。ブートＲＯＭ１２は読み取り専用記憶装置であり、情報処理装置が起動する際に利用するためのブートプログラム１２１と、その電子署名１２１１を格納している。

ストレージ１３は、カーネル１３１とその電子署名１３１１、デバイスツリー１３２とその電子署名１３２１を格納した不揮発記憶領域を有している。ストレージ１３は、例えば、ｅＭＭＣ（ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＭＭＣ）やハードディスク、ソリッドステートドライブ等によって実現できる。カーネル１３１は、各種リソース制御やスケジューリング等を行う。デバイスツリー１３２は、カーネル１３１が利用するハードウェアのプロパティ情報のことである。電子署名１２１１，１３１１，１３２１は、それぞれブートプログラム１２１、カーネル１３１、デバイスツリー１３２から算出されたダイジェストに対して、鍵生成アルゴリズムで生成した秘密鍵を用いて、公開鍵暗号アルゴリズムによって暗号化したデータである。ダイジェストの生成については、例えば、ＳＨＡ１アルゴリズムなどを適用する。ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１０が各種プログラムを動作する際に一時的な情報を格納するためのメモリである。

図２は、実施形態に係る情報処理装置の起動処理の概要を説明するフローチャートである。尚、このフローチャートで示す処理は、ＣＰＵ１０がＲＡＭ１４に展開したプログラムを実行することにより達成される。

情報処理装置に電源が投入されるとまずＳ２０１でＣＰＵ１０は、セキュリティチップ１１を起動する。セキュリティチップ１１が起動すると、電子署名１２１１を用いて、ブートＲＯＭ１２に格納されているブートプログラム１２１の検証処理を行う。次にＳ２０２に進みＣＰＵ１０は、この検証処理によってブートプログラム１２１が改ざんされているかどうか判定する。ブートプログラム１２１が改ざんされていなくて正当であると判定するとＳ２０３に処理を進める。一方、Ｓ２０２で、ブートプログラム１２１が改ざんされていて正常でないと判定するとＣＰＵ１０はＳ２１０に処理を進める。Ｓ２１０でＣＰＵ１０は、起動不良のエラー報知を行い、以降の処理を実行せず、情報処理装置の起動を停止する。

一方、Ｓ２０３でＣＰＵ１０は、ブートプログラム１２１をＲＡＭ１４にロードして、そのブートプログラム１２１を起動する。そしてＳ２０４でＣＰＵ１０は、ブートプログラム１２１により、電子署名１３１１及び１３２１を用いて、ストレージ１３に格納されているカーネル１３１、デバイスツリー１３２の検証処理を行う。そしてＳ２０５に進みＣＰＵ１０は、その検証処理によってカーネル１３１、デバイスツリー１３２が正当であるか、即ち、改ざんされているかどうか判定する。カーネル１３１、デバイスツリー１３２が改ざんされていなくて正常であると判定するとＳ２０６に処理を進め、そうでないときは前述のＳ２１０に処理を進める。

Ｓ２０６でブートプログラム１２１を実行しているＣＰＵ１０は、正常であると判定したカーネル１３１、デバイスツリー１３２をストレージ１３からＲＡＭ１４にロードする。そしてＳ２０７に進みブートプログラム１２１を実行しているＣＰＵ１０は、ブートＲＯＭ１２からデバイスの個体に依存する固有情報１２２を取得する。ここで、デバイスの個体に依存する固有情報１２２は、例えばＭＡＣアドレスなどであり、生産工程でブートＲＯＭ１２に書き込まれている。そしてＳ２０８に進みブートプログラム１２１を実行しているＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１４にロードされたデバイスツリー１３２に、Ｓ２０７で取得したデバイスの個体に依存する固有情報１２２を追記する。そしてＳ２０９に進みブートプログラム１２１を実行しているＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１４にロードされたカーネル１３１の実行を開始する。またＳ２１０では、ブートプログラム１２１、カーネル１３１、デバイスツリー１３２が正常でないと判定した場合、起動不良のエラー報知を行い、以降の処理を実行せず、情報処理装置の起動を停止する。

図３は、実施形態に係る情報処理装置の検証処理の概要を説明するフローチャートである。このフローチャートは、図２のＳ２０１やＳ２０４で行われる改ざんの有無を判定する処理の詳細である。

まずＳ３０１でＣＰＵ１０は、電子署名１２１１，１３１１，１３２１を公開鍵によって復号して第１のダイジェストを算出する。この公開鍵による復号処理は、例えば楕円暗号やＲＳＡ暗号など、種々の公開鍵暗号技術の復号アルゴリズムを適用できる。次にＳ３０２に進みＣＰＵ１０は、電子署名以外のバイナリ領域（電子署名１２１１に対するブートプログラム１２１、電子署名１３１１に対応するカーネル１３１、電子署名１３２１に対応するデバイスツリー１３２）に対して、第２のダイジェストを算出する。この第２のダイジェストを生成するために用いられるアルゴリズムは、電子署名１２１１，１３１１，１３２１を生成するときに用いたものと同じものを適用する。次にＳ３０３に進みＣＰＵ１０は、Ｓ３０１で求めた第１のダイジェストと、Ｓ３０２で求めた第２のダイジェストとを比較する。そしてこれらが一致すると後続の判定処理（Ｓ２０２，Ｓ２０５）で改ざん無しと判定される。

以上説明したように実施形態に係る情報処理装置によれば、デバイスの個体に依存するハードウェア構成情報を回避して、デバイス共通のハードウェア構成情報にすることで、電子署名をデバイス個体ごとに作成する必要がなくなる。これによって、各生産拠点への秘密鍵の譲渡が不要となり、鍵情報の漏洩リスクを避けることが可能となる。

尚、本実施形態は、本発明を説明するための１例であり、この構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態ではＡＲＭ向けＬｉｎｕｘ（登録商標）カーネルに利用されるデバイスツリー１３２を例にとって説明したが、コントローラボードに搭載されるメモリ領域のＯＳへの伝達手段として、デバイスツリー１３２ではない手段を用いても構わない。例えば、ＡＣＰＩテーブル、Ｅ８２０マップ等を用いる構成であってもよい。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１０…ＣＰＵ、１１…セキュリティチップ、１２…ブートＲＯＭ、１３…ストレージ、１４…ＲＡＭ、１２１…ブートプログラム、１２２…ＭＡＣアドレス、１３１…カーネル、１３２…デバイスツリー、１２１１，１３１１，１３２１…電子署名

Claims (13)

1. 情報処理装置であって、
   ブートプログラムを記憶する第１記憶手段と、
   前記情報処理装置のハードウェア構成情報を記憶する第２記憶手段と、
   揮発性の第３記憶手段と、
   起動時、前記ブートプログラムにより前記第２記憶手段に記憶された前記ハードウェア構成情報の正当性を検証する第１検証手段と、
   前記第１検証手段によって正当性が検証された前記ハードウェア構成情報を前記第３記憶手段に記憶させる制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記ブートプログラムにより、前記第３記憶手段に記憶された前記ハードウェア構成情報に前記情報処理装置の個体に依存する固有情報を追記することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記第１記憶手段に記憶されている前記ブートプログラムの正当性を検証する第２検証手段を、更に有することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記第２検証手段は、セキュリティチップにより実現されることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記第１記憶手段は、読み取り専用であることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
5. 前記固有情報を記憶する読み取り専用の記憶手段を、更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
6. 前記固有情報は、前記情報処理装置の生産工程で前記読み取り専用の記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
7. 前記第１検証手段は、対応する電子署名を用いて、前記第２記憶手段に記憶されているカーネル及びデバイスツリーの検証処理を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
8. 前記制御手段は、前記デバイスツリーに前記固有情報を追記することを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置。
9. 前記第２記憶手段は、読み書き可能な不揮発の記憶手段であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の情報処理装置。
10. 前記固有情報は、ＭＡＣアドレスを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
11. 前記第３記憶手段は、ＲＡＭであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の情報処理装置。
12. ブートプログラムを記憶する第１記憶手段と、情報処理装置のハードウェア構成情報を記憶する第２記憶手段と、揮発性の第３記憶手段とを有する情報処理装置を制御する制御方法であって、
    起動時、前記ブートプログラムにより前記第２記憶手段に記憶された前記ハードウェア構成情報の正当性を検証する検証工程と、
    前記検証工程で正当性が検証された前記ハードウェア構成情報を前記第３記憶手段に記憶させる制御工程と、
    前記ブートプログラムにより、前記第３記憶手段に記憶されたハードウェア構成情報に前記情報処理装置の個体に依存する固有情報を追記する工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
13. コンピュータに、請求項１２に記載の制御方法の各工程のすべてを実行させるためのプログラム。

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