JP7327490B2 - 検証装置、検証システム、検証方法および検証プログラム - Google Patents

Description

本発明は、検証装置、検証システム、検証方法および検証プログラムに関する。

近年、ＩｏＴ（Internet of Things）の普及等により、組み込み機器において、マルウェアおよびソフトウェア改ざんを検知してセキュリティ対策を行うことが重要になっている。一方、組み込みシステムは、コスト等の観点から、耐タンパ性を備えたハードウェアの組み込みが難しく、サーバ等の汎用ＰＣに比べ機能拡張が困難である。そこで、特別なハードウェアを利用せずに、機器にインストールされたソフトウェアが予め定義された正しい状態から乖離しているか否かを外部から検証するホワイトリスト型の検知技術が期待されている（非特許文献１）。

A.Seshadri, A.Perrig, L.van Doorn, P.Khosla, "SWATT: SoftWare-based ATTestation for Embedded Devices", USA, IEEE Symposium on Security and Privacy, 2004.Proceedings, 2004年, pp.272-282 Ling Ren, Srinivas Devadas, "Proof of Space from Stacked Expanders", Theory of Cryptography Conference,ドイツ, 2016年, p.262-285 Stefan Dziembowski, Sebastian Faust, Vladimir Kolmogorov, Krzysztof Pietrzak, "Proofs of Space", Annual Cryptology Conference, ドイツ, 2015年, pp.585-605

しかしながら、従来の技術では、組み込み機器のソフトウェアの改ざんの有無を、機器の外部から検証することが困難な場合がある。例えば、非特許文献１に記載の技術によれば、機器のストレージのソフトウェア領域が改ざんされていないことは証明できるものの、空き領域に不正ソフトウェアが追加されていないことの証明は困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組み込み機器のソフトウェアの改ざんの有無を機器の外部から検証することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る検証装置は、対象機器のストレージの空き領域のサイズと、該ストレージに格納されているソフトウェアとを記憶する記憶部と、前記対象機器のストレージの空き領域のサイズに応じた数のノードで構成されるグラフを生成し、該対象機器に送信する生成部と、前記対象機器のストレージに格納されているソフトウェアのブロックのそれぞれに対応するハッシュ値を算出する算出部と、算出された前記ブロックに対応するハッシュ値と、前記グラフのノードを指定したチャレンジに対して前記対象機器から返送された前記グラフを用いて算出されたレスポンス、および、前記ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして前記対象機器から返送された該ブロックに対応するハッシュ値とを用いて、前記対象機器のストレージの改ざんの有無を検証する検証部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、組み込み機器のソフトウェアの改ざんの有無を機器の外部から検証することが容易に可能となる。

図１は、本実施形態の検証システムの概略構成を例示する模式図である。 図２は、生成部の処理を説明するための図である。 図３は、検証処理の概要を説明するための図である。 図４は、検証処理手順を示すシーケンス図である。 図５は、検証プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

［検証システムの構成］
図１は、本実施形態の検証システムの概略構成を例示する模式図である。図１に示すように、検証システム１は、検証装置１０と対象機器２０とを有する。対象機器２０は、後述する検証処理の対象とするＩｏＴ機器等のソフトウェア組み込み機器である。ここで、本実施形態において、プログラムおよびデータをまとめてソフトウェアと記す。また、対象機器２０のストレージ２１において、ソフトウェアを格納する領域をソフトウェア領域と記す。

検証装置１０は、後述する検証処理により、対象機器２０のソフトウェア領域に改ざんがなく空き領域への不正ソフトウェアが追加されていないかを検証する。これにより、検証装置１０は、対象機器２０のプログラムおよびデータの改ざんや不正プログラムおよびデータの追加がないか否か、すなわち対象機器２０のソフトウェア改ざんの有無の検証を、対象機器２０の外部から行うことが可能となる。

［検証装置の構成］
図１は、本実施形態の検証装置の概略構成を例示する模式図である。図１に例示するように、本実施形態の検証装置１０は、パソコン等の汎用コンピュータで実現され、記憶部１１と制御部１２と、不図示の通信制御部とを備える。

記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部１１には、検証装置１０を動作させる処理プログラムや、処理プログラムの実行中に使用されるデータなどが予め記憶され、あるいは処理の都度一時的に記憶される。本実施形態では、記憶部１１は、対象機器２０のストレージ２１の空き領域のサイズと、該ストレージ２１に格納されているソフトウェアとを記憶する。

このソフトウェアには、対象機器２０を後述する検証処理の対象として動作させるためのプログラムである検証プログラムが含まれる。また、ソフトウェア領域は、アドレス等によって任意のブロックに分割されている。ブロックｘにはデータｄ（ｘ）が格納されているものとする。

通信制御部は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等で実現され、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどの電気通信回線を介した対象機器２０等の外部の装置と制御部１２との通信を制御する。

制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて実現され、メモリに記憶された処理プログラムを実行する。これにより、制御部１２は、図１に例示するように、生成部１２ａ、算出部１２ｂ、および検証部１２ｃとして機能する。なお、これらの機能部は、それぞれ、あるいは一部が異なるハードウェアに実装されてもよい。また、制御部１２は、その他の機能部を備えてもよい。

生成部１２ａは、対象機器２０のストレージ２１の空き領域のサイズに応じた数のノードで構成されるグラフを生成し、対象機器２０に送信する。

まず、有向非巡回グラフＧ＝（Ｖ，Ｅ）対するグラフラベリングについて説明する。ここで、ＶはＧに含まれるノードの集合、Ｅはエッジの集合である。Ｖに含まれるノードの個数を｜Ｖ｜＝Ｎとして、各ノードに１～Ｎの数値でラベリングする。また、すべてのノードｖ∈Ｖに対して、数値ω（ｖ）∈｛１，０｝^λを対応させる。λはハッシュ値のサイズである。

ここで、サブセットＶ’＝｛ｖ_１，…，ｖ_ｎ｝，ｖ_ｉ⊂Ｖについて、ω（Ｖ’）＝｛（ω（ｖ_１），…，ω（ｖ_ｎ）｝と定義する。また、ｖの親ノードの集合π（ｖ）＝｛ｖ’｜（ｖ’，ｖ）∈Ｅ｝と定義する。また、各ノードに対応する数値ω（ｖ）＝Ｈ（ｖ，ω（ｖ，π（ｖ）））と定義する。ここで、Ｈはハッシュ関数Ｈ：｛１，０｝^＊→｛１，０｝^λである。

本実施形態では、有向非巡回グラフとして、非特許文献２で提案されているLocalized Stacked Expanders ＬＧ_{（ｎ，ｋ，α，β）}を用いる。Localized Stacked Expandersは、ノード数ｎの有向二部グラフlocalized Bipartite Expander ＬＢＧ_{（ｎ，α，β）}をｋ＋１個含むノード数ｎ（ｋ＋１）のグラフである。

Localized Stacked Expandersを用いれば、全てのノードｖにおけるω（ｖ）を算出するために、一定以上のメモリ容量を要求するようなグラフを構築することができることが知られている。

次に、図２を参照して、非特許文献１で提案されているハッシュツリーを使った検証方法について説明する。図２は、生成部１２ａの処理を説明するための図である。図２に示すように、Ｎ個のリーフのハッシュツリーを生成すると、（ｌｏｇＮ＋１）段のハッシュツリーとなる。出力エッジのない末端のノードφを０段目とすると、図２の左端はｌｏｇＮ段目となる。各ノードに対応するハッシュ値は、親ノードのハッシュ値との連結ハッシュ値である。

ここで、関数Ｏｐｅｎ（ｃ）は、次のような関数である。すなわち、ノードｖに到達可能なノードの集合をΠ（ｖ）とし、ノードｖからの入力エッジを持つノードの集合をσ（ｖ）＝ｖ’（ｖ，ｖ’）∈Ｅとする。Ｏｐｅｎ（ｃ）は、ｌｏｇＮ段目のノードｃが選択されたときに、ｉ＝１，…，ｌｏｇＮについて、次式（１）の満たす関数である。

言い換えれば、このＯｐｅｎ（ｃ）は、ｃには到達可能ではないがｃの子ノードには到達可能なノード、つまり、グラフの末端のノードφのハッシュ値を算出するために必要となる、図２に斜線で示すノードのハッシュ値を返す関数である。

後述する処理において、検証装置１０が対象機器２０に、ノードｃについてチャレンジＣ（ｃ∈Ｃ）を送った場合に、チャレンジＣに対して、対象機器２０がレスポンスとしてＯｐｅｎ（ｃ）とπ（ｃ）を返送する。その場合に、すべてのｃ∈Ｃについて、親ノードのハッシュ値Ｈ（（π（ｃ）））がｃのハッシュ値に一致し、Ｈ（Ｏｐｅｎ（ｃ））が一致すれば、対象機器２０がＮ個のノードｖに対応するω（ｖ）を正しく算出したことを、高い確率で保証することができる。

そこで、生成部１２ａは、ノード数ｎのLocalized Bipartite Expander ＬＢＧ_{（ｎ，α，β）}を生成し、対象機器２０に送信する。ここで、図３は、検証処理の概要を説明するための図である。図３に示すように、本実施形態の検証装置１０は、検証プログラムにより、対象機器２０のストレージ２１の空き領域のサイズｎのスペースにおいて、ＬＧＢ_{（ｎ，α，β）}を展開させる。そして、検証装置１０は、グラフのノードに対応するＯｐｅｎ関数を用いて、対象機器２０のストレージ２１の空き領域が確実に空いていることを証明する。

また、検証装置１０は、ＬＢＧ_{（ｎ，α，β）}のハッシュ値を算出する過程で、ランダムにソフトウェア領域のブロックｘを指定して、ブロックｘのデータｄ（ｘ）を参照して算出された連結ハッシュ値を用いて、対象機器２０のストレージ２１のソフトウェア領域が改ざんされていないかを検証する。

具体的には、生成部１２ａは、まず、ノード数ｎのLocalized Bipartite Expander ＬＢＧ_{（ｎ，α，β）}を生成し、対象機器２０に送信する。

対象機器２０では、後述するように、ストレージ２１の空き領域のうち、サイズｎのスペースを検証処理のために確保して、受信したＬＢＧ_{（ｎ，α，β）}をもとに、ハッシュ値を書き込む。

図１の説明に戻る。算出部１２ｂは、対象機器２０のストレージ２１に格納されているソフトウェアのブロックのそれぞれに対応するハッシュ値を算出する。具体的には、算出部１２ｂは、後述する検証部１２ｃのｋ回繰り返す処理の各回に用いるＨ（Ｏｐｅｎ（ｃ_１））、ｚ（ｃ_２）等の値を算出する。

また、検証部１２ｃは、算出されたブロックに対応するハッシュ値と、グラフのノードを指定したチャレンジに対して対象機器２０から返送されたグラフを用いて算出されたレスポンス、および、ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして対象機器２０から返送された該ブロックに対応するハッシュ値とを用いて、対象機器２０のストレージ２１の改ざんの有無を検証する。

この検証部１２ｃは、対象機器２０から返送されたグラフを用いて算出されたレスポンスがすべてのチャレンジに対して整合性を持っていること、および、算出されたブロックに対応するハッシュ値が、対象機器２０から返送されたブロックに対応するハッシュ値と一致するか否かを検証する。

また、検証部１２ｃは、ブロックに対応するハッシュ値として、さらに所定数の乱数を用いた連結ハッシュ値を用いる。

具体的には、検証部１２ｃは、対象機器２０にチャレンジＣ＝｛Ｃ_１，ｃ_２，Ｌ｝を送信する。ここで、Ｃ_１は、ストレージ２１の空き領域に対するチャレンジであり、生成したグラフのノードｃ_１∈Ｃ_１を指定する。また、ｃ_２は、ストレージ２１のソフトウェア領域に対するチャレンジであり、ブロックをランダムに指定する。また、Ｌは、ブロックをランダムに指定する際に生成する乱数の数、つまり、指定するブロックの数を指定する情報である。

検証部１２ｃは、すべてのｃ_１∈Ｃ_１についてのチャレンジｃ_１に対するレスポンスとして、対象機器２０からＯｐｅｎ（ｃ_１）とπ（ｃ_１）を受信する。

また、検証部１２ｃは、チャレンジｃ_２に対するレスポンスとして、対象機器２０から連結ハッシュ値ｚ（ｃ_２）＝Ｈ（ｄ（ｒ_１），…，ｄ（ｒ_Ｌ））を受信する。ここで、Ｒ（ｃ_２）＝｛ｒ_１、…、ｒ_Ｌ｝は、疑似乱数生成関数によって生成されたＬ個の乱数の乱数列である。

つまり、検証部１２ｃは、チャレンジＣに対するレスポンスとして、｛Ｏｐｅｎ（ｃ_１），π（ｃ_１），ｚ（ｃ_２）｝を受信する。

そして、検証部１２ｃは、すべてのｃ∈Ｃについて、Ｈ（（π（ｃ）））がｃのハッシュ値に一致するか否か、Ｈ（Ｏｐｅｎ（ｃ））がすべて一致するか否か、また、連結ハッシュ値ｚ（ｃ_２）が、算出部１２ｂが算出した値と一致するか否を検証する。検証部１２ｃは、すべてが一致した場合に、空き領域が確実に空いていて、ソフトウェア領域が改ざんされていないこと、すなわち、対象機器２０のストレージ２１の改ざんが無いことを高い確率で保証したことになる。

検証部１２ｃは、以上の処理をｋ回繰り返す。このように、検証装置１０は、ノード数ｎ（ｋ＋１）のグラフを用いて、検証処理を行う。

なお、生成部１２ａは、ノードの数と各ノードに対応するハッシュ値のサイズとの積が、対象機器２０のストレージ２１の空き領域のサイズと所定の範囲で近似するように、グラフを生成する。

例えば、γ＝β―２αを１に十分に近づければ、空き領域に十分に近い容量γｎの領域を利用したことを証明できるため、空き領域に不正なソフトウェアが追加されていないことを証明することができる。ただし、γを１に近づけるにつれ、各ノードの入力エッジの数ｄが指数関数的に大きくなることが知られている。検証装置１０が証明できる領域のサイズは、ＬＢＧの計算量ｄｎｋとのトレードオフになるため、例えば、０．７＜γ＜０．９とすればよい。

［対象機器］
対象機器２０は、ストレージ２１と制御部２２と不図示の通信制御部とを有する。

ストレージ２１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。ストレージ２１には、対象機器２０を動作させる処理プログラムや、処理プログラムの実行中に使用されるデータなどが予め記憶され、あるいは処理の都度一時的に記憶される。本実施形態において、ストレージ２１のソフトウェア領域には、対象機器２０として動作させるためのプログラムである検証プログラムが記憶されている。

通信制御部は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等で実現され、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどの電気通信回線を介した検証装置１０等の外部の装置と制御部２２との通信を制御する

制御部２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＮＰ（Network Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて実現され、メモリに記憶された処理プログラムを実行する。本実施形態では、制御部２２は、検証プログラムを実行することにより、格納部２２ａおよび応答部２２ｂとして機能する。

格納部２２ａは、検証装置１０から受信したグラフのノードのそれぞれに対応して算出したハッシュ値をストレージ２１の空き領域に格納する。具体的には、格納部２２ａは、ノード数ｎのLocalized Bipartite Expanders ＬＢＧ_{（ｎ，α，β）}を受信した際、ストレージ２１の空き領域のうち、サイズｎのスペースを検証処理のために確保して、受信したＬＢＧ_{（ｎ，α，β）}をもとに、ハッシュ値を書き込む。

応答部２２ｂは、検証装置１０からグラフのノードと、ストレージに格納されているソフトウェアのブロックとを指定したチャレンジを受信した場合に、格納されたノードに対応するハッシュ値を用いて算出したレスポンスと、該ブロックに対応して算出したハッシュ値とで検証装置１０に応答する。

また、検証装置１０から、ブロックを指定したチャレンジを受信する際に、さらに乱数の数が指定された場合には、応答部２２ｂは、ブロックに対応するハッシュ値として、さらに指定された数の乱数を用いて算出した連結ハッシュ値を返送する。

具体的には、応答部２２ｂは、検証装置１０からチャレンジＣ＝｛Ｃ_１，ｃ_２，Ｌ｝を受信した場合に、すべてのｃ_１∈Ｃ_１に対するＯｐｅｎ（ｃ_１）とπ（ｃ_１）を算出する。

また、チャレンジｃ２を疑似乱数生成関数のシーズとして、乱数列Ｒ（ｃ_２）＝｛ｒ_１、…、ｒ_Ｌ｝を生成する。そして、応答部２２ｂは、連結ハッシュ値ｚ（ｃ_２）＝Ｈ（ｄ（ｒ_１），…，ｄ（ｒ_Ｌ））を算出する。

そして、応答部２２ｂは、チャレンジに対するレスポンスとして、ｒｅｓ＝｛Ｏｐｅｎ（ｃ_１），π（ｃ_１），ｚ（ｃ_２）｝を検証装置１０に返送する。対象機器２０は、検証装置１０との間で、以上の処理をｋ回繰り返す。これにより、上記のとおり、検証装置１０が、対象機器２０のストレージ２１の改ざんの有無を検証する。

［検証処理］
次に、図４を参照して、本実施形態に係る検証装置１０による検証処理について説明する。図４は、検証処理手順を示すシーケンス図である。図４のシーケンスは、例えば、ユーザが開始を指示する操作入力を行ったタイミングで開始される。

まず、検証装置１０において、生成部１２ａが、該対象機器２０のストレージ２１の空き領域のサイズに応じた数のノードで構成されるグラフを生成し、対象機器２０に送信する（ステップＳ１）。

対象機器２０では、格納部２２ａが、検証装置１０から受信したグラフのノードのそれぞれに対応したハッシュ値を算出し、ストレージ２１の空き領域に格納する（ステップＳ２）。

次に、検証装置１０において、検証部１２ｃが、対象機器２０対してグラフのノードと、ストレージに格納されているソフトウェアのブロックとを指定したチャレンジを送信する（ステップＳ３）。

チャレンジを受信した対象機器２０では、応答部２２ｂが、ノードを指定したチャレンジに対してグラフを用いてレスポンスを算出し、ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして、ブロックに対応するハッシュ値を算出する。また、応答部２２ｂは、算出したレスポンスを検証装置１０に返送する（ステップＳ４）。

レスポンスを受信した検証装置１０では、検証部１２ｃが、対象機器２０のストレージ２１の改ざんの有無を検証する（ステップＳ５）。具体的には、検証部１２ｃは、ノードを指定したチャレンジに対するレスポンスが、すべてのチャレンジに対して整合するか否かを検証する。また、検証部１２ｃは、ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスが、算出部１２ｂが算出したブロックに対応するハッシュ値と一致するか否かを検証する。検証部１２ｃは、ステップＳ１からＳ５の処理をｋ回繰り返す。

例えば、すべてが一致した場合に、検証部１２ｃは、対象機器２０のストレージ２１の空き領域が確実に空いていて、ソフトウェア領域が改ざんされていない、すなわち、対象機器２０のストレージ２１の改ざんが無いと判定する。

また、検証部１２ｃは、検証結果をディスプレイ等の不図示の出力部に表示出力する。これにより、一連の検証処理が終了する。

以上、説明したように、本実施形態の検証装置１０において、記憶部１１が、対象機器のストレージの空き領域のサイズと、該ストレージに格納されているソフトウェアとを記憶する。また、生成部１２ａが、対象機器２０のストレージ２１の空き領域のサイズに応じた数のノードで構成されるグラフを生成し、対象機器２０に送信する。また、算出部１２ｂが、対象機器２０のストレージ２１に格納されているソフトウェアのブロックのそれぞれに対応するハッシュ値を算出する。また、検証部１２ｃが、ブロックに対応するハッシュ値と、グラフのノードを指定したチャレンジに対して対象機器２０から返送されたグラフを用いて算出されたレスポンス、および、ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして対象機器２０から返送された該ブロックに対応するハッシュ値とを用いて、対象機器２０のストレージ２１の改ざんの有無を検証する。

この検証部１２ｃは、対象機器２０から返送されたグラフを用いて算出されたレスポンスがすべてのチャレンジに対して整合性を持っていること、および、算出されたブロックに対応するハッシュ値が、対象機器２０から返送されたブロックに対応するハッシュ値と一致するか否かを検証する。

これにより、検証装置１０は、対象機器２０の揮発性メモリを含むストレージ２１の空き領域のうち、一定以上の容量の領域を利用させることにより、空き領域が確実に空いていることを高精度に証明することができる。また、検証装置１０は、ソフトウェア領域のデータを参照させることにより、ソフトウェア領域の改ざんの有無を検知することができる。とくに、検証装置１０は、ストレージ２１のソフトウェア領域の改ざんまたは空き領域への不正ソフトウェアの追加のいずれかまたは両方が発生している場合に、高い確率で検知できる。したがって、検証装置１０は、ソフトウェア領域の改ざんの有無または空き領域が確実に空いているか否かの検証を同時に行うことができる。このように、検証装置１０によれば、組み込み機器２０のソフトウェアの改ざんの有無を対象機器２０の外部から検証することが可能となる。

また、生成部１２ａは、ノードの数と各ノードに対応するハッシュ値のサイズとの積が、対象機器２０のストレージの空き領域のサイズと所定の範囲で近似するように、グラフを生成する。これにより、検証装置１０は、対象機器２０の空き領域が確実に空いているか否かをさらに高精度に検証することが可能となる。

また、対象機器２０において、格納部２２ａが、検証装置１０から受信したグラフのノードのそれぞれに対応して算出したハッシュ値をストレージ２１の空き領域に格納する。また、応答部２２ｂが、検証装置１０からグラフのノードと、ストレージに格納されているソフトウェアのブロックとを指定したチャレンジを受信した場合に、格納されたグラフのノードに対応するハッシュ値を用いて算出したレスポンスと、該ブロックに対応して算出したハッシュ値とで検証装置１０に応答する。

これにより、検証装置１０が、対象機器２０のストレージ２１の改ざんの有無を検証することが可能となる。

また、検証装置１０の検証部１２ｃは、ブロックを指定したチャレンジを対象機器２０に送信する際に、さらに乱数の数を指定する。その場合に、対象機器２０の応答部２２ｂは、ブロックに対応するハッシュ値として、さらに指定された数の乱数を用いて算出した連結ハッシュ値を返送する。これにより、ソフトウェア領域の改ざんの有無をさらに精度高く検証することが可能となる。

なお、検証装置１０は、ソフトウェア領域をｋＬ回探索する。このとき、サイズｍのソフトウェア領域のうちεｍが改ざんされていることを検知する確率は、（１－ε）^ｋＬとなる。ε＝（１／ｋＬ）とすると、ｋＬが十分に大きいとき、この確率はｅ^－ｋＬとなる。したがって、ｋＬを十分に大きくすれば、ソフトウェア領域の改ざんを見逃す確率は指数関数的に低くなる。

また、上記実施例において、対象機器２０の計算量は、ｋ（２ｎ－１＋Ｌ＋ｄｎ）であり、検証装置１０の計算量は、ｋ（｜Ｃ_１｜ｌｏｇｎ＋Ｌ）である。ｋＬを十分に大きくした場合には、検証装置１０、対象機器２０の計算量はともにｋＬとなる。

［プログラム］
上記実施形態に係る検証装置１０が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。一実施形態として、検証装置１０は、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして上記の検証処理を実行する検証プログラムを所望のコンピュータにインストールさせることによって実装できる。例えば、上記の検証プログラムを情報処理装置に実行させることにより、情報処理装置を検証装置１０として機能させることができる。ここで言う情報処理装置には、デスクトップ型またはノート型のパーソナルコンピュータが含まれる。また、その他にも、情報処理装置にはスマートフォン、携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handyphone System）などの移動体通信端末、さらには、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのスレート端末などがその範疇に含まれる。また、検証装置１０の機能を、クラウドサーバに実装してもよい。

図５は、検証プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０と、ＣＰＵ１０２０と、ハードディスクドライブインタフェース１０３０と、ディスクドライブインタフェース１０４０と、シリアルポートインタフェース１０５０と、ビデオアダプタ１０６０と、ネットワークインタフェース１０７０とを有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。

メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１１およびＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０３１に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１０４１に接続される。ディスクドライブ１０４１には、例えば、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０には、例えば、マウス１０５１およびキーボード１０５２が接続される。ビデオアダプタ１０６０には、例えば、ディスプレイ１０６１が接続される。

ここで、ハードディスクドライブ１０３１は、例えば、ＯＳ１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３およびプログラムデータ１０９４を記憶する。上記実施形態で説明した各情報は、例えばハードディスクドライブ１０３１やメモリ１０１０に記憶される。

また、検証プログラムは、例えば、コンピュータ１０００によって実行される指令が記述されたプログラムモジュール１０９３として、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。具体的には、上記実施形態で説明した検証装置１０が実行する各処理が記述されたプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。

また、検証プログラムによる情報処理に用いられるデータは、プログラムデータ１０９４として、例えば、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、ハードディスクドライブ１０３１に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して、上述した各手順を実行する。

なお、検証プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される場合に限られず、例えば、着脱可能な記憶媒体に記憶されて、ディスクドライブ１０４１等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、検証プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ＬＡＮやＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶され、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 検証システム
１０ 検証装置
１１ 記憶部
１２ 制御部
１２ａ 生成部
１２ｂ 算出部
１２ｃ 検証部
２０ 対象機器
２１ ストレージ
２２ 制御部
２２ａ 格納部
２２ｂ 応答部

Claims (8)

1. 対象機器のストレージの空き領域のサイズと、該ストレージに格納されているソフトウェアとを記憶する記憶部と、
   前記対象機器のストレージの空き領域のサイズに応じた数のノードで構成され、該対象機器のストレージの空き領域のサイズと所定の範囲で近似するサイズの領域が該空き領域において利用されるグラフを生成し、該対象機器に送信する生成部と、
   前記対象機器のストレージに格納されているソフトウェアのブロックのそれぞれに対応するハッシュ値を算出する算出部と、
   算出された前記ブロックに対応するハッシュ値と、前記グラフのノードを指定したチャレンジに対して前記対象機器から返送された前記グラフを用いて算出されたレスポンス、および、前記ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして前記対象機器から返送された該ブロックに対応するハッシュ値とを用いて、前記対象機器のストレージの改ざんの有無を検証する検証部と、
   を有することを特徴とする検証装置。
2. 前記検証部は、前記対象機器から返送された前記グラフを用いて算出されたレスポンスがすべての前記チャレンジに対して整合性を持っていること、および、算出された前記ブロックに対応するハッシュ値が、前記対象機器から返送された前記ブロックに対応するハッシュ値と一致するか否かを検証することを特徴とする請求項１に記載の検証装置。
3. 前記生成部は、前記ノードの数と各ノードに対応するハッシュ値のサイズとの積が、前記対象機器のストレージの空き領域のサイズと所定の範囲で近似するように、前記グラフを生成することを特徴とする請求項１に記載の検証装置。
4. 前記検証部は、前記ブロックに対応するハッシュ値として、さらに所定数の乱数を用いた連結ハッシュ値を用いることを特徴とする請求項１に記載の検証装置。
5. 検証装置と対象機器とを有する検証システムであって、
   前記検証装置は、
   前記対象機器のストレージの空き領域のサイズと、該ストレージに格納されているソフトウェアとを記憶する記憶部と、
   前記対象機器のストレージの空き領域のサイズに応じた数のノードで構成され、該対象機器のストレージの空き領域のサイズと所定の範囲で近似するサイズの領域が該空き領域において利用されるグラフを生成し、該対象機器に送信する生成部と、
   前記対象機器のストレージに格納されているソフトウェアのブロックのそれぞれに対応するハッシュ値を算出する算出部と、
   算出された前記ブロックに対応するハッシュ値と、前記グラフのノードを指定したチャレンジに対して前記対象機器から返送された前記グラフを用いて算出されたレスポンス、および、前記ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして前記対象機器から返送された該ブロックに対応するハッシュ値とを用いて、前記対象機器のストレージの改ざんの有無を検証する検証部と、を有し、
   前記対象機器は、
   前記検証装置から受信した前記グラフのノードのそれぞれに対応して算出したハッシュ値をストレージの空き領域に格納する格納部と、
   前記検証装置から前記グラフのノードを指定したチャレンジと、ストレージに格納されているソフトウェアのブロックを指定したチャレンジとを受信した場合に、格納された前記グラフのノードに対応するハッシュ値を用いて算出したレスポンスと、該ブロックに対応して算出したハッシュ値とで前記検証装置に応答する応答部と、を有する
   ことを特徴とする検証システム。
6. 前記検証部は、前記ブロックを指定したチャレンジを前記対象機器に送信する際に、さらに乱数の数を指定し、
   前記応答部は、前記ブロックに対応するハッシュ値として、さらに指定された前記乱数の数と同じ数の乱数を用いて算出した連結ハッシュ値を返送することを特徴とする請求項５に記載の検証システム。
7. 検証装置で実行される検証方法であって、
   前記検証装置は、対象機器のストレージの空き領域のサイズと、該ストレージに格納されているソフトウェアとを記憶する記憶部を有し、
   前記対象機器のストレージの空き領域のサイズに応じた数のノードで構成され、該対象機器のストレージの空き領域のサイズと所定の範囲で近似するサイズの領域が該空き領域において利用されるグラフを生成し、該対象機器に送信する生成工程と、
   前記対象機器のストレージに格納されているソフトウェアのブロックのそれぞれに対応するハッシュ値を算出する算出工程と、
   算出された前記ブロックに対応するハッシュ値と、前記グラフのノードを指定したチャレンジに対して前記対象機器から返送された前記グラフを用いて算出されたレスポンス、および、前記ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして前記対象機器から返送された該ブロックに対応するハッシュ値とを用いて、前記対象機器のストレージの改ざんの有無を検証する検証工程と、
   を含むことを特徴とする検証方法。
8. 対象機器のストレージの空き領域のサイズと、該ストレージに格納されているソフトウェアとを記憶する記憶部を参照し、
   前記対象機器のストレージの空き領域のサイズに応じた数のノードで構成され、該対象機器のストレージの空き領域のサイズと所定の範囲で近似するサイズの領域が該空き領域において利用されるグラフを生成し、該対象機器に送信する生成ステップと、
   前記対象機器のストレージに格納されているソフトウェアのブロックのそれぞれに対応するハッシュ値を算出する算出ステップと、
   算出された前記ブロックに対応するハッシュ値と、前記グラフのノードを指定したチャレンジに対して前記対象機器から返送された前記グラフを用いて算出されたレスポンス、および、前記ブロックを指定したチャレンジに対するレスポンスとして前記対象機器から返送された該ブロックに対応するハッシュ値とを用いて、前記対象機器のストレージの改ざんの有無を検証する検証ステップと、
   をコンピュータに実行させるための検証プログラム。

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