JP7354355B1 - ストレージシステムおよび暗号演算方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の暗号演算のフォーマットに対応した暗号演算回路を実現し得るストレージシステムを提供する。【解決手段】ホスト端末からの記憶装置に対するデータの書き込みの要求に基づいてプロセッサにより判定されたフォーマットに従ってデータを暗号化し、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの読み出しの要求に基づいてプロセッサにより判定されたフォーマットに従って記憶装置に記憶されているデータの暗号データを復号する暗号演算回路を設けるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、概して、暗号演算を行うストレージシステムに関する。

ストレージシステムでは、フロントエンドネットワークにホスト端末を接続し、フロントエンドネットワークとは互いに独立したバックエンドネットワークに、ドライブボックスを接続している。

従来、フロントエンドネットワークとしては、主に、ＦＣ（Fibre Channel）ネットワークまたはイーサネット（登録商標）が利用され、バックエンドネットワークとしては、ＳＡＳ（Serial Attached SCSI）ネットワークが利用されている。ドライブボックスは、ＪＢＯＤ（Just ａ Bunch Of Disks）であり、ドライブボックスのスロットに、データを格納するＳＡＳドライブ、ＳＡＴＡドライブ等を複数搭載する。

近年、ストレージシステムの性能向上に向けて、高性能化を狙ったＳＳＤ（Solid State Drive）等のフラッシュドライブが登場し、フラッシュドライブに最適なＮＶＭｅプロトコルが規格化されている。また、ネットワーク接続によるドライブ接続の高拡張性に向けて、ＮＶＭｅプロトコルをネットワーク上で用いることができるＮＶＭｅ－ｏＦ（NVMe over Fabrics）プロトコルの規格が登場し、ＮＶＭｅ－ｏＦに対応したドライブボックスであるＦＢＯＦ（Fabric－attached Bunch of Flash）が導入されている。

近時、セキュリティ意識の高まりから、米国連邦情報・技術局（ＮＩＳＴ）によって発行された標準および指針であるＦＩＰＳ「Ｌｅｖｅｌ２」以上の暗号化機能の導入が進められている。ＦＩＰＳ「Ｌｅｖｅｌ２」以上を取得するには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるソフトウェアでの暗号演算（暗号化および復号）では困難であり、回路によるハードウェアでの暗号演算が求められている。

この点、ＳＡＳプロトコルおよびＮＶＭｅプロトコルの場合、ドライブボックスのディスクボードにおいて暗号演算が行われ、ＮＶＭｅ－ｏＦプロトコルの場合、スマートＮＩＣ（Network Interface Card）において暗号演算が行われている。また、ホスト端末等から受信したデータについて、ユーザの所望する暗号化ポリシーを適用することができることを目的とした、暗号化回路を備えたコントローラが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００８－２５０７７９号公報

近時のストレージシステムでは、複数種類のプロトコルのドライブがコントローラに接続される構成をとっている。それぞれのドライブとコントローラとは、ドライブごとに異なるプロトコルでデータ通信する。ここで、各ドライブにおいて暗号演算が行われる場合、暗号演算の仕様（フォーマット）は、プロトコルごとに異なっている。このように、ドライブごとに暗号演算が行われる場合、セキュリティレベルが均一にならないため、ストレージシステムとしてのセキュリティレベルは、最も低いセキュリティレベルに合わされてしまう。また、ＦＩＰＳ「Ｌｅｖｅｌ２」以上をドライブごとに取得しなければならなくなってしまう。

このようなことから、１種類の暗号演算回路において暗号演算が行われることが求められる。しかしながら、特許文献１には、複数種類の暗号演算のフォーマットに対応して暗号演算を行う技術が開示されていないので、ドライブごとに暗号演算回路を作り込まなくてはならない問題がある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、複数種類の暗号演算のフォーマットに対応した暗号演算回路を実現し得るストレージシステム等を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、暗号データを記憶する複数の記憶装置と、前記複数の記憶装置の各々に対する入出力を制御するコントローラと、を含んで構成されるストレージシステムであって、前記コントローラは、前記複数の記憶装置の各々に対応した暗号演算のフォーマットを示す情報を含むフォーマット管理情報を記憶するメモリと、ホスト端末からの記憶装置に対する入出力の要求に基づいて、前記フォーマット管理情報から前記記憶装置に対応するフォーマットを判定するプロセッサと、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの書き込みの要求に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記データを暗号化し、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの読み出しの要求に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記記憶装置に記憶されている前記データの暗号データを復号する暗号演算回路と、を設けるようにした。

上記構成では、記憶装置ごとに暗号演算のフォーマットが異なる場合であっても、プロセッサにより記憶装置に適した暗号演算のフォーマットが判定されるので、プロセッサにおいて判定されたフォーマットでの暗号演算が暗号演算回路において行われる。上記構成によれば、例えば、記憶装置ごとに暗号演算回路を作り込むことなく、ハードウェアによる暗号化を実現することができる。

本発明によれば、利便性の高いストレージシステムを実現することができる。上記以外の課題、構成、および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

第１の実施の形態によるストレージシステムに係る構成の一例を示す図である。 第１の実施の形態による登録鍵情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態によるフォーマット管理情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態による暗号設定情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態による鍵情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態による回路転送指示情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態によるドライブ転送指示情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態による鍵登録処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態による暗号要否設定処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態による鍵更新処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態によるライト処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態によるリード処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態によるライト処理に係る処理フローの一例を示す図である。 第１の実施の形態によるリード処理に係る処理フローの一例を示す図である。 第２の実施の形態によるストレージシステムに係る構成の一例を示す図である。 第３の実施の形態によるＤＩＰ処理の一例を示す図である。 第３の実施の形態によるＤＩＰ処理に係る処理フローの一例を示す図である。 第４の実施の形態によるストレージシステムに係る構成の一例を示す図である。 第５の実施の形態によるストレージシステムに係る構成の一例を示す図である。

（Ｉ）第１の実施の形態
以下、本発明の一実施の形態を詳述する。ただし、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。

本実施の形態のストレージシステムは、コントローラ（以下では、ＣＴＬと記すことがある）と複数種類の記憶装置とを含んで構成される。コントローラは、プロセッサと暗号演算回路とを備える。プロセッサは、ホスト端末から入出力（ＩＯ：INPUT / OUTPUT）の要求を受領したとき、暗号演算のフォーマットを判定する。暗号演算回路は、プロセッサによる判定の結果をもとに暗号演算を行う。コントローラは、暗号演算後のデータをホスト端末、記憶装置等に出力する。

上記構成によれば、複数種類の暗号演算のフォーマットに対応した暗号演算回路を実現することができる。

本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」等の表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数または順序を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は、文脈毎に用いられ、１つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は、単数でも複数でも構わない。

なお、以下の説明では、図面において同一要素については、同じ番号を付し、説明を適宜省略する。また、同種の要素を区別しないで説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分（枝番を除く部分）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、ドライブを特に区別しないで説明する場合には、「ドライブ１２０」と記載し、個々のドライブを区別して説明する場合には、「ドライブ１２０－１」、「ドライブ１２０－２」のように記載することがある。

図１において、１００は、全体として第１の実施の形態によるストレージシステムを示す。

ストレージシステム１００は、ＣＴＬ１１０と、複数種類のドライブ１２０とを含んで構成される。

ＣＴＬ１１０は、ノードの一例であり、ホスト端末１０１から発行されるＩＯコマンドに応じてドライブ１２０に対する入出力を制御する。ここで、ホスト端末１０１は、通信インターフェース（通信ＩＦ）、オペレーティングシステム（ＯＳ）、アプリケーションプログラム等を備えている。例えば、アプリケーションプログラムがファイルの操作等のデータ処理を行うと、ホスト端末１０１は、このデータ処理に応じたＩＯコマンドを、通信ＩＦからＳＡＮ（Storage Area Network）等の通信ネットワークを介して、ＣＴＬ１１０に送信する。

ＩＯコマンドとしては、ドライブ１２０へのデータの書き込みを要求するライトコマンド、ドライブ１２０からのデータの読み出しを要求するリードコマンド等がある。ＣＴＬ１１０は、ホスト端末１０１からライトコマンドを受け取った場合、書込対象のドライブ１２０の種類に応じてライト処理を実行し、ホスト端末１０１からリードコマンドを受け取った場合、読込対象のドライブ１２０の種類に応じてリード処理を実行する。

より具体的には、ＣＴＬ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メモリ１１２と、暗号演算回路１１３と、ＰＣＩｅＳＷ（Peripheral Component Interconnect Express Switch）１１４と、ホストＩＦ１１５と、バックエンドＩＦ１１６とを含んで構成される。

ＣＰＵ１１１は、プロセッサの一例であり、１つまたは複数のプロセッサコアを備えている。ＣＰＵ１１１は、メモリ１１２、ドライブ１２０等に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより、ＩＯコマンド制御部１１１Ａ、ドライブ制御部１１１Ｂ、暗号演算回路制御部１１１Ｃ等の機能を実現する。

なお、ＣＴＬ１１０は、ＣＰＵ１１１に代えてまたは加えて、他のプロセッサを備えてもよい。例えば、プロセッサは、１以上のプロセッサである。少なくとも１つのプロセッサは、典型的には、ＣＰＵ１１１のようなマイクロプロセッサであるが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、処理の一部または全部を行うハードウェア回路（例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサでもよい。

ＩＯコマンド制御部１１１Ａは、ホスト端末１０１から送信されたＩＯコマンドを解釈する。ドライブ制御部１１１Ｂは、ＩＯコマンドに基づいてドライブ１２０に対してＩＯ命令（例えば、後述のドライブ転送指示）を発行する。暗号演算回路制御部１１１Ｃは、ＩＯコマンドに基づいて暗号演算回路１１３に暗号演算命令（例えば、後述の回路転送指示）を発行する。なお、ドライブ転送指示、回路転送指示等の転送指示の情報は、蓄積され、ドライブ１２０および暗号演算回路１１３は、実行している処理が完了したタイミング、処理負荷が閾値より低くなったタイミング等の適宜のタイミングで転送指示の処理を開始する。

メモリ１１２は、ライトコマンドと共にホスト端末１０１から送信されるデータ（ライトデータ）、リードコマンドをもとにドライブ１２０から読み出されてホスト端末１０１に応答されるデータ（リードデータ）、ドライブ１２０に書き込まれる暗号データ、ドライブ１２０から読み出された暗号データ等を一時的に記憶する。メモリ１１２には、ライトデータ、リードデータ等の通信データが記憶されるほかに、ＣＴＬ１１０内で行われる暗号演算に関する各種の暗号関連情報も記憶されている。暗号関連情報としては、登録鍵情報１１２Ａ、フォーマット管理情報１１２Ｂ、暗号設定情報１１２Ｃ等がある。

また、メモリ１１２は、メモリ１１２上に保存するデータを記憶するための記憶領域として、データ格納領域１１２Ｄおよび登録鍵格納領域１１２Ｅを備えている。

なお、メモリ１１２は、１以上のメモリであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリ１１２における少なくとも１つのメモリは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。

暗号演算回路１１３は、ＣＰＵ１１１から通知される回路転送指示に従って、通信データ（例えば、ライトデータ）を暗号化して暗号データを生成したり、生成した暗号データを復号して通信データ（例えば、リードデータ）に戻したりする回路である。暗号演算回路１１３は、例えば、ＦＰＧＡである。以下では、通信データとしては、復号、解読等の演算をすることなく利用可能な平文データを例に挙げて説明する。

より具体的には、暗号演算回路１１３は、鍵情報１１３Ａを記憶し、暗号回路１１３Ｂと、復号回路１１３Ｃとを含んで構成される。鍵情報１１３Ａは、暗号演算回路１１３が暗号鍵を管理するための情報である。暗号回路１１３Ｂは、鍵情報１１３Ａにより管理される暗号鍵を用いて平文データを暗号化する（平文データを暗号データにする）ための回路である。復号回路１１３Ｃは、鍵情報１１３Ａにより管理されている暗号鍵を用いて暗号データを復号する（暗号データを平文データに戻す）ための回路である。以下では、暗号化と復号とに同じ暗号鍵を用いる共通鍵暗号を例に挙げて説明する。

なお、図１では、暗号演算回路１１３が１つ設けられる構成を示すが、本実施の形態は、この構成に限るものではない。例えば、暗号演算回路１１３は、ドライブ１２０の数、ドライブ１２０に記憶されているデータの容量等に応じて、複数設けられてもよい。

ＰＣＩｅＳＷ１１４は、ＣＰＵ１１１とＰＣＩｅ接続のデバイスの間に位置し、コネクションとデータの管理とを行うチップ（ＩＣチップ、マイクロチップ等）である。ＰＣＩｅＳＷ１１４－１は、ＣＰＵ１１１とドライブ１２０－１、ドライブ１２０－２、およびドライブ１２０－３の各々とを通信可能に接続する。ＰＣＩｅＳＷ１１４－２は、ＣＰＵ１１１と暗号演算回路１１３とを通信可能に接続する。

本実施の形態では、暗号演算回路１１３がＰＣＩｅＳＷ１１４－２を介してＣＰＵ１１１に接続される構成を示している。ただし、本実施の形態は、この構成に限るものではない。例えば、暗号演算回路１１３は、ＣＰＵ１１１に直接接続される構成であってもよいし、ＣＴＬ１１０内の他の構成要素を介してＣＰＵ１１１に接続される構成であってもよいし、その他の形態によりＣＰＵ１１１に接続される構成であってもよい。暗号演算回路１１３とＣＰＵ１１１とが接続可能なあらゆる形態を採用することができる。

付言するならば、ＰＣＩｅＳＷ１１４－２には、暗号演算回路１１３に加えて、圧縮伸長回路等、他のアクセラレータ（ＰＣＩｅ接続のデバイスの一例）が接続されていてもよい。

ホストＩＦ１１５は、ホスト端末１０１とＣＴＬ１１０との間の通信を制御する。ホスト端末１０１から発行されたライトコマンドおよびライトデータは、ホストＩＦ１１５によって受信される。リードコマンドに応じて読み出されたリードデータおよびリードコマンドの処理完了を告げる通知は、ホストＩＦ１１５からホスト端末１０１に送信される。

バックエンドＩＦ１１６は、ドライブ１２０とＣＴＬ１１０との間の通信を制御する。バックエンドＩＦ１１６は、論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）とドライブ１２０の物理的等レスとの変換操作等を行う。

ドライブ１２０は、記憶装置の一例であり、各種のデータを記憶する。ドライブ１２０－１、ドライブ１２０－２、およびドライブ１２０－３は、例えば、内蔵ドライブであり、ＮＶＭｅのプロトコルに準拠した処理を行うＮＶＭｅドライブである。ＰＣＩｅＳＷ１１４－１に直接接続されるＮＶＭｅドライブに記憶されるデータについては、ディスクボード等における暗号演算を行うことができないが、ＣＴＬ１１０においては、暗号演算回路１１３により暗号演算を行うことができる。

ドライブ１２０－４は、例えば、ドライブボックス１３０－１（筐体）に搭載され、プロトコルＡに準拠した処理を行うドライブ（例えば、ＳＡＳのプロトコルに準拠した処理を行うＳＡＳドライブ）であり、ディスクボードを介してＣＴＬ１１０と通信可能に接続される。ドライブ１２０－５は、例えば、ドライブボックス１３０－２に搭載され、プロトコルＢに準拠した処理を行うドライブ（例えば、ＮＶＭｅプロトコルのプロトコルに準拠した処理を行う自己暗号化ドライブ（ＳＥＤ：Self-Encrypting Drive））であり、スマートＮＩＣを介してＣＴＬ１１０と通信可能に接続される。ドライブ１２０－６は、例えば、ドライブボックス１３０－３（例えば、ＦＢＯＦ）に搭載され、プロトコルＣに準拠した処理を行うドライブであり、スマートＮＩＣを介してＣＴＬ１１０と通信可能に接続される。なお、ドライブボックス１３０は、コントローラボード、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード、チャネルボード、ディスクボード、電源等を含んで構成される。

なお、ＣＴＬ１１０には、所定の通信ＩＦが設けられ、管理端末が通信可能に接続されてもよい。管理端末は、コンピュータ装置として構成されており、ＬＡＮ等の通信ネットワークを介してＣＴＬ１１０に接続される。例えば、管理端末は、ストレージ管理ソフトウェアを備えている。ストレージ管理ソフトウェアは、ＣＴＬ１１０の構成、設定情報等を管理し、ＣＴＬ１１０の各種情報を取得して表示させるためのプログラムである。ユーザは、ストレージ管理ソフトウェアが提供する管理画面を操作することにより、暗号演算に関する種々の設定を行うことができる。

図２は、登録鍵情報１１２Ａの一例（登録鍵テーブル２００）を示す図である。

登録鍵テーブル２００は、ドライブ１２０の所定の記憶領域を示す物理アドレスの範囲（アドレス範囲）ごとにＣＰＵ１１１が暗号鍵を管理するためのテーブルである。より具体的には、登録鍵テーブル２００は、アドレス範囲２０１と、鍵インデックス２０２と、暗号鍵２０３とのデータが対応付けられたレコードを記憶する。なお、登録鍵情報１１２Ａについては、不揮発メモリ、鍵管理サーバ装置等に記憶しておいても良い。

アドレス範囲２０１には、アドレス範囲を示すデータが格納される。アドレス範囲には、当該アドレス範囲の記憶領域に書き込まれるデータまたは当該記憶領域から読み出されるデータ（暗号演算対象のデータ）に対する暗号演算に用いられる暗号鍵が設定されている。なお、１つのドライブ１２０に１つのアドレス範囲が設定されていてもよいし、１つのドライブ１２０に複数のアドレス範囲が設定されていてもよい。つまり、暗号鍵については、ドライブ１２０ごとに設定されてもよいし、ドライブ１２０の所定の記憶領域ごとに設定されてもよい。鍵インデックス２０２には、ＣＴＬ１１０内において当該暗号鍵を一意に識別可能な識別情報を示すデータが格納される。暗号鍵２０３には、当該暗号鍵を示すデータが格納される。

図３は、フォーマット管理情報１１２Ｂの一例（フォーマット管理テーブル３００）を示す図である。

フォーマット管理テーブル３００は、アドレス範囲ごとに暗号演算の仕様（フォーマット）をＣＰＵ１１１が管理するためのテーブルである。より具体的には、フォーマット管理テーブル３００は、アドレス範囲３０１と、フォーマット３０２とのデータが対応付けられたレコードを記憶する。

アドレス範囲３０１には、アドレス範囲を示すデータが格納される。フォーマット３０２には、暗号演算のフォーマットを示すデータが格納される。

ここで、暗号演算のフォーマットとしては、「ＳＡＳ」、「ＮＶＭｅ」等が挙げられる。例えば、フォーマット「ＳＡＳ」では、「平文データ＋保護コード」が暗号化され、フォーマット「ＮＶＭｅ」では、「平文データのみ」が暗号化されて保護コード（ＤＩＦ）が付加される。このように、暗号演算のフォーマットに応じて暗号演算の処理方法が異なっている。なお、フォーマット管理テーブル３００では、アドレス範囲３０１ごとに暗号演算のフォーマット３０２が設定可能であるが、ドライブ１２０ごとにまたはドライブ１２０の種類ごとにフォーマット３０２が設定されていてもよい。

図４は、暗号設定情報１１２Ｃの一例（暗号設定テーブル４００）を示す図である。

暗号設定テーブル４００は、アドレス範囲ごとに暗号演算の要否をＣＰＵ１１１が管理するためのテーブルである。より具体的には、暗号設定テーブル４００は、アドレス範囲４０１と、暗号演算要否４０２とのデータが対応付けられたレコードを記憶する。

アドレス範囲４０１には、アドレス範囲を示すデータが格納される。暗号演算要否４０２には、当該アドレス範囲に係るデータに対する暗号演算の要否を示す情報が格納される。例えば、ユーザは、管理端末等を介して、ドライブ１２０の所定の記憶領域を示すアドレス範囲ごとに暗号演算要否４０２の設定を行うことができる。

図５は、鍵情報１１３Ａの一例（鍵テーブル５００）を示す図である。

鍵テーブル５００は、暗号演算回路１１３が暗号鍵を管理するためのテーブルである。より具体的には、鍵テーブル５００は、鍵インデックス５０１と、暗号鍵５０２とのデータが対応付けられたレコードを記憶する。

鍵インデックス５０１には、ＣＴＬ１１０内において暗号鍵を一意に識別可能な情報を示すデータが格納される。暗号鍵５０２は、当該暗号鍵を示すデータが格納される。付言するならば、鍵インデックス２０２と鍵インデックス５０１とが同じ値である場合は、同じ暗号鍵であることを示す。

図６は、ＣＰＵ１１１から暗号演算回路１１３に通知される回路転送指示に含まれる情報の一例（回路転送指示情報６００）を示す図である。

回路転送指示情報６００は、転送種別６０１と、暗号演算６０２と、転送元アドレス６０３と、転送先アドレス６０４と、対象ドライブ６０５との情報を含んで構成される。

転送種別６０１には、ホスト端末１０１から送信されたＩＯコマンドの種別を示す情報が格納される。例えば、ＩＯコマンドがライトコマンドである場合には「ｗｒｉｔｅ」が転送種別６０１に格納され、ＩＯコマンドがリードコマンドである場合には「ｒｅａｄ」が転送種別６０１に格納される。暗号演算６０２には、暗号演算の要否を示す情報が格納される。例えば、暗号演算６０２には、暗号演算が必要である場合には「鍵インデックス２０２の値」が格納され、暗号演算が不要である場合には「不要であることを示す値」が格納される。

転送元アドレス６０３は、暗号演算回路１１３が暗号演算するデータ（転送元のデータ）を格納しているメモリ１１２上の記憶領域のアドレスを示す情報が格納される。転送先アドレス６０４は、暗号演算回路１１３が暗号演算したデータ（転送先のデータ）を格納するメモリ１１２上の記憶領域のアドレスを示す情報が格納される。なお、ＩＯコマンドがライトコマンドである場合は、転送元のデータは、平文データであり、転送先のデータは、暗号データである。他方、ＩＯコマンドがリードコマンドである場合は、転送元のデータは、暗号データであり、転送先のデータは、平文データである。

対象ドライブ６０５は、暗号演算のフォーマットを示す情報が格納される。以下では、暗号演算のフォーマットとして、「ＳＡＳ」と「ＮＶＭｅ」との２種類が設けられるケースを例に挙げて説明する。

図７は、ＣＰＵ１１１からドライブ１２０に通知されるドライブ転送指示に含まれる情報の一例（ドライブ転送指示情報７００）を示す図である。

ドライブ転送指示情報７００は、転送種別７０１と、転送元アドレス７０２と、転送先アドレス７０３との情報を含んで構成される。

転送種別７０１には、ホスト端末１０１から送信されたＩＯコマンドの種別を示す情報が格納される。転送元アドレス７０２は、ドライブ１２０がＩＯ処理するデータ（転送元のデータ）を格納している記憶領域のアドレスを示す情報が格納される。転送先アドレス７０３は、ドライブ１２０がＩＯ処理したデータ（転送先のデータ）を格納する記憶領域のアドレスを示す情報が格納される。

なお、ＩＯコマンドがライトコマンドである場合は、転送元アドレス７０２には、暗号データが格納されたメモリ１１２上の記憶領域のアドレスの情報が格納され、転送先アドレス７０３には、暗号データが格納されるドライブ１２０上の記憶領域のアドレスの情報が格納される。他方、ＩＯコマンドがリードコマンドである場合は、転送元アドレス７０２には、暗号データが格納されているドライブ１２０上の記憶領域のアドレスの情報が格納され、転送先アドレス７０３には、暗号データが格納されたメモリ１１２上の記憶領域のアドレスの情報が格納される。

図８は、鍵登録処理の一例を示す図である。鍵登録処理は、例えば、管理端末を介してユーザにより暗号鍵の登録が指示されたタイミング、鍵更新処理で呼び出されたタイミング、暗号演算回路１１３が初期化されるタイミング等、所定のタイミングで開始される。

Ｓ８０１では、ＣＰＵ１１１は、鍵登録指示情報が含まれる鍵登録指示を暗号演算回路１１３に通知する。例えば、ＣＰＵ１１１は、管理端末等から暗号鍵の登録の指示を受け取ると、当該暗号鍵を受け渡すためのメモリ１１２上の記憶領域（アドレス空間）に当該暗号鍵を格納し、当該暗号鍵を識別するための鍵インデックスと、当該暗号鍵のデータを格納した記憶領域のアドレスとの情報が含まれる鍵登録指示情報を生成する。

Ｓ８０２では、暗号演算回路１１３は、ＣＰＵ１１１から通知された鍵登録指示を受け取り、鍵登録指示に含まれるメモリ１１２上の記憶領域のアドレスから、暗号鍵のデータを読み出す。なお、例えば、ＤＭＡ（Direct Memory Access）により暗号鍵のデータが転送されてもよい。

Ｓ８０３では、暗号演算回路１１３は、読み出した暗号鍵のデータを、Ｓ８０２で受け取った鍵登録指示に含まれる鍵インデックスに対応付けて鍵情報１１３Ａに登録する。

鍵登録処理によれば、暗号演算回路１１３は、ＣＰＵ１１１により通知される鍵インデックスを介して、暗号演算において用いる暗号鍵を特定可能になる。

図９は、暗号要否設定処理の一例を示す図である。暗号要否設定処理は、例えば、管理端末から、ユーザにより指定されたドライブ１２０の所定の記憶領域についての暗号演算の要否を示す要否情報を受信したタイミングで開始される。

Ｓ９０１では、ＣＰＵ１１１は、ユーザにより指定されたドライブ１２０の所定の記憶領域についての暗号演算の要否情報を受け取る。

Ｓ９０２では、ＣＰＵ１１１は、ドライブ１２０の所定の記憶領域を示すアドレス範囲についての暗号演算の要否情報を暗号設定情報１１２Ｃに登録する。

ここで、セキュリティのレベルが相対的に低いところ（いわゆる穴）にリスクがある。この点、全てのドライブ１２０の全ての記憶領域に対して暗号演算を行う設定をすることで、一の暗号演算回路１１３により暗号演算が行われ、セキュリティのレベルが一定になって穴がなくなり、セキュリティが強固になる。

図１０は、鍵更新処理の一例を示す図である。鍵更新処理は、所定のタイミングで開始される。所定のタイミングは、定期的であってもよいし、予め定められた日時であってもよいし、ユーザにより指定されたタイミングであってもよいし、その他のタイミングであってもよい。

Ｓ１００１では、ＣＰＵ１１１は、更新対象の暗号鍵が対応付けられているアドレス範囲のデータ（更新対象のデータ）に対して後述のリード処理を実行する。リード処理については、図１２を用いて後述する。

Ｓ１００２では、ＣＰＵ１１１は、鍵削除指示情報が含まれる鍵削除指示を暗号演算回路１１３に通知する。鍵削除指示情報には、更新対象の暗号鍵の鍵インデックスの情報が含まれる。

Ｓ１００３では、暗号演算回路１１３は、鍵削除指示において指定されている鍵インデックスの暗号鍵の情報を鍵情報１１３Ａから削除する。

Ｓ１００４では、暗号演算回路１１３は、更新対象の暗号鍵の登録の指示をＣＰＵ１１１に通知する。ＣＰＵ１１１は、更新対象の暗号鍵の登録の指示を受け取ると、鍵登録処理を実行する。鍵登録処理により、更新対象の暗号鍵が暗号演算において用いられるようになる。

Ｓ１００５では、ＣＰＵ１１１は、更新対象のデータに対して後述のライト処理を実行する。ライト処理については、図１１を用いて後述する。

図１１は、ライト処理の一例を示す図である。ライト処理は、ＣＰＵ１１１がライトコマンドを受領したタイミング、鍵更新処理から呼び出されたタイミング等、所定のタイミングで開始される。

Ｓ１１０１では、ＣＰＵ１１１は、ＩＯコマンド処理を行う。ＩＯコマンド処理では、例えば、ＣＰＵ１１１は、ＩＯコマンドの種別としてライトコマンドを判定する。また、例えば、ＣＰＵ１１１は、暗号設定テーブル４００を参照し、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレスが該当するアドレス範囲４０１のレコードを特定し、特定したレコードの暗号演算要否４０２の値を取得する。

Ｓ１１０２では、ＣＰＵ１１１は、登録鍵情報１１２Ａから暗号演算回路１１３が使用する暗号鍵の鍵インデックスを判定する。例えば、ＣＰＵ１１１は、登録鍵テーブル２００を参照し、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレスが該当するアドレス範囲２０１のレコードを特定し、特定したレコードの鍵インデックス２０２の値を取得する。

なお、Ｓ１１０１において取得された暗号演算要否４０２の値が、暗号演算が不要であることを示す「非暗号動作」である場合は、Ｓ１１０２の処理は、行われなくてもよい。

Ｓ１１０３では、ＣＰＵ１１１は、フォーマット管理情報１１２Ｂから暗号演算回路１１３が使用する暗号演算のフォーマットを判定する。例えば、ＣＰＵ１１１は、フォーマット管理テーブル３００を参照し、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレスが該当するアドレス範囲３０１のレコードを特定し、特定したレコードのフォーマット３０２の値（「ＳＡＳ」または「ＮＶＭｅ」）を取得する。

Ｓ１１０４では、ＣＰＵ１１１は、回路転送指示を暗号演算回路１１３に通知する。ＣＰＵ１１１は、ライトコマンドであることを示す情報と、暗号演算の要否を示す情報と、ライトコマンドと共に送信されたデータが記憶されているメモリ１１２上の記憶領域のアドレス（転送元のアドレス）の情報と、当該データが暗号化されたデータが格納されるメモリ１１２上の記憶領域のアドレス（転送先のアドレス）の情報と、暗号演算のフォーマットが「ＳＡＳ」であるか否かを示す対象ドライブの情報とを含む回路転送指示情報を生成する。なお、回路転送指示情報は、ＤＭＡにより暗号演算回路１１３に転送されてもよい。また、暗号演算の要否を示す情報には、暗号演算が必要である場合には、鍵インデックスの値が設定され、暗号演算が不要である場合には、暗号演算が不要であることを示す値が設定される。

Ｓ１１０５では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示情報に含まれる転送元のアドレスをもとにメモリ１１２上のデータを読み出す。

Ｓ１１０６では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に含まれる鍵インデックスをもとに、鍵情報１１３Ａから使用する暗号鍵のデータを取得する。

Ｓ１１０７では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に含まれる対象ドライブの情報をもとに、暗号演算の処理方法を決定する。

Ｓ１１０８では、暗号演算回路１１３は、Ｓ１１０６において取得した暗号鍵のデータを用いて、Ｓ１１０７で決定した処理方法で、Ｓ１１０５で読み出したデータを暗号化する。例えば、暗号演算回路１１３は、暗号演算のフォーマットが「ＳＡＳ」である場合は、データに保護コードを加えた上で暗号鍵を用いて暗号化し、暗号演算のフォーマットが「ＮＶＭｅ」である場合は、暗号鍵を用いてデータを暗号化した上で保護コードを付加する。

Ｓ１１０９では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に含まれる転送先のアドレスをもとにメモリ１１２上の当該アドレスの記憶領域に暗号化したデータを格納する。

Ｓ１１１０では、ＣＰＵ１１１は、ドライブ転送指示をドライブ１２０に送信する。例えば、ＣＰＵ１１１は、ライトコマンドであることを示す情報と、暗号化されたデータが記憶されているメモリ１１２上の記憶領域のアドレス（転送元のアドレス）の情報と、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレス（転送先のアドレス）の情報と、を含むドライブ転送指示情報を生成する。なお、ドライブ転送指示情報は、ＤＭＡにより、当該物理アドレスの記憶領域が設けられているドライブ１２０に転送されてもよい。

Ｓ１１１１では、ドライブ１２０は、ドライブ転送指示に含まれる転送元のアドレスをもとに、メモリ１１２上のデータを取得し、取得したデータを、ドライブ転送指示に含まれる転送先のアドレスに格納する。

図１２は、リード処理の一例を示す図である。リード処理は、ＣＰＵ１１１がリードコマンドを受領したタイミング、鍵更新処理から呼び出されたタイミング等、所定のタイミングで開始される。

Ｓ１２０１では、ＣＰＵ１１１は、ＩＯコマンド処理を行う。ＩＯコマンド処理では、例えば、ＣＰＵ１１１は、ＩＯコマンドの種別としてリードコマンドを判定する。また、例えば、ＣＰＵ１１１は、暗号設定テーブル４００を参照し、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレスが該当するアドレス範囲４０１のレコードを特定し、特定したレコードの暗号演算要否４０２の値を取得する。

Ｓ１２０２では、ＣＰＵ１１１は、登録鍵情報１１２Ａから暗号演算回路１１３が使用する暗号鍵の鍵インデックスを判定する。例えば、ＣＰＵ１１１は、登録鍵テーブル２００を参照し、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレスが該当するアドレス範囲２０１のレコードを特定し、特定したレコードの鍵インデックス２０２の値を取得する。

なお、Ｓ１２０１において取得された暗号演算要否４０２の値が、暗号演算が不要であることを示す「非暗号動作」である場合は、Ｓ１２０２の処理は、行われなくてもよい。

Ｓ１２０３では、ＣＰＵ１１１は、フォーマット管理情報１１２Ｂから暗号演算回路１１３が使用する暗号演算のフォーマットを判定する。例えば、ＣＰＵ１１１は、フォーマット管理テーブル３００を参照し、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレスが該当するアドレス範囲３０１のレコードを特定し、特定したレコードのフォーマット３０２の値（「ＳＡＳ」または「ＮＶＭｅ」）を取得する。

Ｓ１２０４では、ＣＰＵ１１１は、ドライブ転送指示をドライブ１２０に送信する。例えば、ＣＰＵ１１１は、リードコマンドであることを示す情報と、ＩＯコマンドのＬＢＡから算出される物理アドレス（転送元のアドレス）の情報と、読み出されたデータが格納されるメモリ１１２上の記憶領域のアドレス（転送先のアドレス）の情報と、を含むドライブ転送指示情報を生成する。なお、ドライブ転送指示情報は、ＤＭＡにより当該物理アドレスの記憶領域が設けられているドライブ１２０に転送されてもよい。

Ｓ１２０５では、ドライブ１２０は、ドライブ転送指示に含まれる転送元のアドレスをもとに、ドライブ１２０上のデータを取得し、取得したデータを、ドライブ転送指示に含まれる転送先のアドレスに格納する。

Ｓ１２０６では、ＣＰＵ１１１は、回路転送指示を暗号演算回路１１３に通知する。ＣＰＵ１１１は、リードコマンドであることを示す情報と、暗号演算の要否を示す情報と、Ｓ１２０５においてデータが記憶されたメモリ１１２上の記憶領域のアドレス（転送元のアドレス）の情報と、当該データが復号されたデータが格納されるメモリ１１２上の記憶領域のアドレス（転送先のアドレス）の情報と、暗号演算のフォーマットが「ＳＡＳ」であるか否かを示す対象ドライブの情報とを含む回路転送指示情報を生成する。なお、回路転送指示情報は、ＤＭＡにより暗号演算回路１１３に転送されてもよい。

Ｓ１２０７では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に含まれる転送元のアドレスをもとにメモリ１１２上のデータを読み出す。

Ｓ１２０８では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に含まれる鍵インデックスをもとに、鍵情報１１３Ａから使用する暗号鍵のデータを取得する。

Ｓ１２０９では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に含まれる対象ドライブの情報をもとに、暗号演算の処理方法を決定する。

Ｓ１２１０では、暗号演算回路１１３は、Ｓ１２０８において取得した暗号鍵のデータを用いて、Ｓ１２０９で決定した処理方法で、Ｓ１２０７で読み出したデータを復号する。例えば、暗号演算回路１１３は、暗号演算のフォーマットが「ＳＡＳ」である場合は、暗号鍵を用いてデータを復号した上で保護コードを取り除き、暗号演算のフォーマットが「ＮＶＭｅ」である場合は、データから保護コードを取り除いた上で暗号鍵を用いてデータを復号する。

Ｓ１２１１では、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に含まれる転送先のアドレスをもとにメモリ１１２上の当該アドレスの記憶領域に復号したデータを格納する。

Ｓ１２１２では、ＣＰＵ１１１は、データを出力する。例えば、リードコマンドの発行元（例えば、ホスト端末１０１）にデータを応答する。

図１３は、ライト処理に係る処理フローの一例を示す図である。図１３では、ライトデータが内蔵のドライブ１２０－１に書き込まれるケースを例に挙げて説明する。

ホスト端末１０１からライト要求（ライトコマンドおよびライトデータ）が発行されると、ライト要求は、メモリ１１２に記憶される（Ｓ１３０１）。

ＣＰＵ１１１は、ライトコマンドを受け取ると、フォーマット判定（Ｓ１１０３）等を行う。そして、ＣＰＵ１１１は、回路転送指示を暗号演算回路１１３に通知する（Ｓ１１０４）。

続いて、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に基づいてメモリ１１２から暗号演算回路１１３にライトデータを転送する（Ｓ１１０５）。続いて、暗号演算回路１１３は、処理決定（Ｓ１１０７）、暗号化（Ｓ１１０８）等を行い、暗号化したデータを暗号演算回路１１３からメモリ１１２に転送する（Ｓ１１０９）。

続いて、ＣＰＵ１１１は、ドライブ転送指示をドライブ１２０－１に送信する（Ｓ１１１０）。

続いて、ドライブ１２０－１は、暗号化されたデータをメモリ１１２からドライブ１２０－１に転送する。

図１４は、リード処理に係る処理フローの一例を示す図である。図１４では、リードデータが内蔵のドライブ１２０－１から読み出されるケースを例に挙げて説明する。

ホスト端末１０１からリード要求（リードコマンド）が発行されると、リード要求は、メモリ１１２に記憶される（Ｓ１４０１）。

ＣＰＵ１１１は、リードコマンドを受け取ると、フォーマット判定（Ｓ１２０３）等を行う。そして、ＣＰＵ１１１は、ドライブ転送指示をドライブ１２０－１に通知する（Ｓ１２０４）。

続いて、ドライブ１２０－１は、ドライブ転送指示に基づいて記憶領域からデータを読み出し、読み出したデータをメモリ１１２に転送する（Ｓ１２０５）。

続いて、ＣＰＵ１１１は、回路転送指示を暗号演算回路１１３に通知する（Ｓ１２０６）。

続いて、暗号演算回路１１３は、回路転送指示に基づいて、ドライブ１２０－１から読み出されたデータを、メモリ１１２から暗号演算回路１１３に転送する（Ｓ１２０７）。続いて、暗号演算回路１１３は、処理決定（Ｓ１２０９）、復号（Ｓ１２１０）等を行い、復号したデータを暗号演算回路１１３からメモリ１１２に転送する（Ｓ１２１１）。

続いて、ＣＰＵ１１１は、復号されたデータをホスト端末１０１に応答する（Ｓ１４０２）。

本実施の形態によれば、暗号化エンジンが集約されるので、暗号アルゴリズム、ＦＩＰＳ認証のセキュリティレベルが均一になり、ストレージシステム全体のセキュリティが担保できる。なお、暗号エンジンを集約していないと、一部でも脆弱性があった場合、ストレージシステム全体のセキュリティが脅かされるため、セキュリティリスクが大きくなる。

例えば、以前はＳＡＳ形式とその他の形式とで暗号演算の処理方法が異なっていたが、ＣＰＵにより判定された暗号演算のフォーマットに従って暗号演算回路において切り替えて暗号演算することができる。また、同じ暗号アルゴリズムで暗号化することにより、プロトコル間で共通のデータ信頼性を担保できるというメリットもある。

また、本実施の形態によれば、全てのドライブで同じ暗号エンジン（ハードウェア）を使うので、暗号エンジンごとにマイクロコンピュータを作りこむ必要がなくなる。また、同じ手順で複数のプロトコルの暗号演算を実現できるため、今後の製品でプロトコル（暗号演算のフォーマット）が追加になった場合でも迅速に対応することができ、製品が企画されてから市場に投入されるまでの時間を短縮することで競合力を維持できる。

（ＩＩ）第２の実施の形態
第２の実施の形態は、暗号演算回路１１３が、ＰＣＩｅＳＷ１１４－２ではなく、ＰＣＩｅＳＷ１１４－１に接続されている点が異なる。その他の構成は、第１の実施の形態の構成と同じであるので、その説明については省略する。

図１５は、本実施の形態のストレージシステム１５００に係る構成の一例を示す図である。ストレージシステム１５００は、ＣＴＬ１５１０を備える。ＣＴＬ１５１０では、ＣＰＵ１１１と暗号演算回路１１３とがＰＣＩｅＳＷ１１４－１を介して接続されている。

本実施の形態では、ＰＣＩｅＳＷ１１４－２が設けられていないため、第１の実施の形態と比べてコストおよび実装面で有利となる。付言するならば、第１の実施の形態の構成では、ＣＰＵ１１１とＰＣＩｅＳＷ１１４－１と間のデータ流量が第２の実施の形態の構成と比べて少ないため、ストレージシステム性能としては第１の実施の形態の方が有利となる。

（ＩＩＩ）第３の実施の形態
第３の実施の形態は、ドライブ１２０のデータはそのままで、ＣＴＬ１１０をアップグレードするＤＩＰ（Data In Place）が行われる点が第１の実施の形態と異なる。本実施の形態では、第１の実施の形態の構成と同じ構成については、その説明を省略する。

本実施の形態におけるＤＩＰにおいては、古いＣＴＬで用いられているメモリに記憶されている各種の情報が新しいＣＴＬに移行される。ここで、各種データの引継ぎ方式は、下記のように複数考えられ、何れかの引継ぎ方式が用いられてもよいし、その他の引継ぎ方式が用いられてもよい。
（引継ぎ方式１）ノード（新ＣＴＬ）を増設し、インターコネクトコントローラを経由して旧ＣＴＬから新ＣＴＬに各種の情報をコピーし、コピーした後、旧ＣＴＬを減設する方式
（引継ぎ方式２）旧ＣＴＬの各種の情報を外部記憶装置に書き出し、新ＣＴＬに交換後に、外部記憶装置から新ＣＴＬに各種データをコピーする方式
（引継ぎ方式３）外部ＩＦを用いて旧ＣＴＬと新ＣＴＬとを接続し、保守人員が各種の情報をコピーする方式

図１６は、ＤＩＰ処理の一例を示す図である。ＤＩＰ処理は、例えば、新しいＣＴＬ（ＣＴＬ１１０）が増設された際、所定のタイミングで開始される。

Ｓ１６０１では、ＣＴＬ１１０のＣＰＵ１１１は、古いＣＴＬのメモリから各種の情報をコピーする。例えば、ＣＰＵ１１１は、古いＣＴＬのメモリに記憶されている情報を、自ＣＴＬ１１０のメモリ１１２にコピーする。例えば、古いＣＴＬが暗号演算回路１１３を備える構成である場合は、当該情報には、登録鍵情報１１２Ａ、フォーマット管理情報１１２Ｂ、暗号設定情報１１２Ｃ等が含まれる。なお、古いＣＴＬが暗号演算回路１１３を備えない構成である場合は、暗号鍵を記憶している場合は、暗号鍵を取得する構成であってもよいし、暗号鍵については、鍵管理サーバ装置から取得する構成であってもよい。

Ｓ１６０２では、ＣＰＵ１１１は、暗号演算回路１１３の初期化を行う。例えば、ＣＰＵ１１１は、鍵登録処理、暗号要否設定処理等を行う。

図１７は、ＤＩＰ処理に係る処理フローの一例を示す図である。図１７では、古いＣＴＬ（ＣＴＬ１７１０）が暗号演算回路１１３を備えていないケースを例に挙げて説明する。

図１７に示すように、ＣＴＬ１７１０は、ホスト端末１０１からのＩＯ要求を受け付け、ドライブ１７２０に対する入出力を制御している（Ｓ１７０１）。

新しいＣＴＬ（ＣＴＬ１１０）が増設されると、ＣＴＬ１１０のＣＰＵ１１１は、各種情報コピー（Ｓ１６０１）において、メモリ１７１２の各種の情報を読み出し、読み出した情報をメモリ１１２に記憶する（Ｓ１７０２）。例えば、ＣＰＵ１１１は、メモリ１７１２に暗号鍵のデータが記憶されている場合は、暗号鍵のデータをメモリ１１２に記憶する。

続いて、ＣＰＵ１１１は、暗号演算回路初期化（Ｓ１６０２）において、鍵登録処理を実行する。鍵登録処理では、ＣＰＵ１１１は、取得した登録鍵についての鍵登録指示を暗号演算回路１１３に通知する（Ｓ８０１）。暗号演算回路１１３は、メモリ１１２から暗号鍵を読み出し（Ｓ８０２）、鍵情報１１３Ａとして記憶する（Ｓ８０３）。

続いて、ＩＯ切替が行われると（Ｓ１７０３）、ＣＰＵ１１１は、ホスト端末１０１からのＩＯ要求を受け付け、ドライブ１７２０に対する入出力を制御する。

続いて、ＣＰＵ１７１１は、ＩＯに係る処理を停止し、ＣＴＬ１７１０は、閉塞となる（Ｓ１７０４）。その後、ＣＴＬ１７１０は、減設される。

本実施の形態によれば、古いＣＴＬに接続されていたドライブにおいて利用されていた暗号鍵が新しいＣＴＬに引き継がれるので、古いＣＴＬに接続されていたドライブのデータをそのままで、古いＣＴＬから新しいＣＴＬにアップグレードすることができる。

（ＩＶ）第４の実施の形態
第４の実施の形態は、ＣＴＬが２つ設けられて冗長化されている点が第１の実施の形態と異なる。本実施の形態では、第１の実施の形態の構成と同じ構成については、その説明を省略する。

図１８は、本実施の形態のストレージシステム１８００に係る構成の一例を示す図である。

ストレージシステム１８００は、ＣＴＬ１８１０を２つ備える。ＣＴＬ１８１０は、ＣＴＬ１８１０間の通信を行うインターコネクトコントローラ１８１１を備える。例えば、一方のＣＴＬ１８１０と他方のＣＴＬ１８１０とは、インターコネクトコントローラ１８１１により通信可能に接続され、一方のＣＴＬ１８１０が故障しても他方のＣＴＬ１８１０により運用を継続できるように冗長化構成がとられている。

より具体的には、ＣＴＬ１８１０－１は、インターコネクトコントローラ１８１１－１を備え、ＣＴＬ１８１０－２は、インターコネクトコントローラ１８１１－２を備える。インターコネクトコントローラ１８１１－１とインターコネクトコントローラ１８１１－２とは、ネットワークＳＷ１８２０を介して接続されている。

なお、本実施の形態は、上述の構成に限るものではなく、インターコネクトコントローラ１８１１同士を直接接続する構成としてもよい。

ストレージシステム１８００では、例えば、一方のＣＴＬ１８１０の交換（アップグレード）が行われた後に、他方のＣＴＬ１８１０の交換（アップグレード）が行われる。

本実施の形態によれば、電源をオンにした状態（稼働した状態）において、ドライブのデータをそのままで、古いＣＴＬから新しいＣＴＬにアップグレードすることができる。

（Ｖ）第５の実施の形態
第５の実施の形態は、ＣＴＬが２つ設けられて冗長化されているノードが複数設けられている点が第４の実施の形態と異なる。本実施の形態では、第４の実施の形態の構成と同じ構成については、その説明を省略する。

図１９は、本実施の形態のストレージシステム１９００に係る構成の一例を示す図である。

ストレージシステム１９００は、ノード１９１０を複数備える。ノード１９１０は、ＣＴＬ１８１０を２つ備え、冗長化構成がとられている。

本実施の形態は、上述の構成に限るものではない。例えば、暗号演算回路１１３が接続されるＰＣＩｅＳＷ１１４－２同士が接続される構成を採用してもよい。

本実施の形態によれば、ドライブのデータをそのままで、古いノードから新しいノードにアップグレードすることができる。

（ＶＩ）付記
上述の実施の形態には、例えば、以下のような内容が含まれる。

上述の実施の形態においては、本発明をストレージシステムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステム、装置、方法、プログラムに広く適用することができる。

また、上述の実施の形態において、各テーブルの構成は一例であり、１つのテーブルは、２以上のテーブルに分割されてもよいし、２以上のテーブルの全部または一部が１つのテーブルであってもよい。

また、上述の実施の形態において、説明の便宜上、ストレージシステムに係る情報を、テーブルを用いて説明したが、データ構造はテーブルに限定されるものではない。ストレージシステムに係る情報は、ＸＭＬ（Extensible Markup Language）、ＹＡＭＬ（YAML Ain't a Markup Language)、ハッシュテーブル、木構造等、テーブル以外のデータ構造によって表現されてもよい。

また、上記の説明において、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

上述した実施の形態は、例えば、以下の特徴的な構成を有する。

（１）
暗号データを記憶する複数の記憶装置（例えば、ドライブ１２０）と、前記複数の記憶装置の各々に対する入出力を制御するコントローラ（例えば、ＣＴＬ１１０、ＣＴＬ１５１０、ＣＴＬ１８１０）と、を含んで構成されるストレージシステム（例えば、ストレージシステム１００、ストレージシステム１５００、ストレージシステム１８００、ストレージシステム１９００）であって、前記コントローラは、前記複数の記憶装置の各々に対応した暗号演算のフォーマット（例えば、「ＳＡＳ」、「ＮＶＭｅ」）を示す情報を含むフォーマット管理情報（例えば、フォーマット管理情報１１２Ｂ、フォーマット管理テーブル３００）を記憶するメモリ（例えば、メモリ１１２）と、ホスト端末（例えば、ホスト端末１０１）からの記憶装置に対する入出力の要求に基づいて、前記フォーマット管理情報から前記記憶装置に対応するフォーマットを判定するプロセッサ（例えば、ＣＰＵ１１１）と、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの書き込みの要求（例えば、ライトコマンド）に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記データを暗号化し、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの読み出しの要求（例えば、リードコマンド）に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記記憶装置に記憶されている前記データの暗号データを復号する暗号演算回路（例えば、暗号演算回路１１３）と、を備える。

上記構成では、記憶装置ごとに暗号演算のフォーマットが異なる場合であっても、プロセッサにより記憶装置に適した暗号演算のフォーマットが判定されるので、プロセッサにおいて判定されたフォーマットでの暗号演算が暗号演算回路において行われる。上記構成によれば、例えば、記憶装置ごとに暗号演算回路を作り込むことなく、ハードウェアによる暗号化を実現することができる。

（２）
前記メモリは、記憶装置に設けられている所定の記憶領域を示すアドレス範囲（例えば、アドレス範囲２０１）と、前記アドレス範囲に対応付けられている暗号鍵（例えば、暗号鍵２０３）と、前記暗号鍵の識別情報（例えば、鍵インデックス２０２）とが含まれる登録鍵情報（例えば、登録鍵情報１１２Ａ、登録鍵テーブル２００）を記憶し、前記プロセッサは、前記暗号鍵が記憶されている前記メモリの記憶領域を示すメモリアドレス（例えば、転送元のアドレス）と前記識別情報とを含む前記暗号鍵を登録するための鍵登録指示情報を生成し、前記暗号演算回路は、前記鍵登録指示情報を受け取った場合、前記メモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記暗号鍵を前記メモリから読み出し、読み出した前記暗号鍵と前記識別情報とを対応付けた鍵情報（例えば、鍵情報１１３Ａ、鍵テーブル５００）を記憶する（例えば、図８参照）。

上記構成では、例えば、ストレージシステムにおいて既に用いられている暗号鍵を暗号演算回路に登録することができるので、記憶装置に記憶されている暗号データはそのままとして、コントローラをアップグレードすることができる。

（３）
前記メモリに記憶されているフォーマット管理情報には、記憶装置に設けられている所定の記憶領域を示すアドレス範囲（例えば、アドレス範囲３０１）と、前記記憶装置に対応した暗号演算のフォーマット（例えば、フォーマット３０２）とが対応付けられた情報が含まれ、前記プロセッサは、ホスト端末からの要求が記憶装置における記憶装置アドレスの記憶領域へのデータの書き込みの要求である場合、書き込みの要求であることを示す要求種別と、前記記憶装置アドレスに対応する暗号鍵の識別情報と、前記データが記憶されている前記メモリの記憶領域を示す第１のメモリアドレスと、前記データが暗号化された暗号データが記憶される記憶領域を指定するための前記メモリにおける第２のメモリアドレスと、前記記憶装置に対応する暗号演算のフォーマットとの情報を含む回路指示情報（例えば、回路転送指示情報６００）を生成し、前記暗号演算回路は、前記回路指示情報を受け取った場合、前記第１のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記データを前記メモリから読み出し、記憶している鍵情報から、前記識別情報に対応する暗号鍵を読み出し、前記フォーマットに従って前記暗号鍵を用いて前記データを暗号化した暗号データを、前記第２のメモリアドレスの記憶領域に格納し、前記プロセッサは、書き込みの要求であることを示す要求種別と前記記憶装置アドレスと前記第２のメモリアドレスとの情報を含む記憶装置指示情報（例えば、ドライブ転送指示情報７００）を生成し、前記記憶装置は、前記記憶装置指示情報を受け取った場合、前記第２のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記暗号データを、前記記憶装置アドレスの記憶領域に記憶する（例えば、図１１参照）。

上記構成では、要求種別と暗号鍵の識別情報と暗号演算のフォーマットとの情報が回路指示情報に含まれているので、例えば、暗号演算回路は、回路指示情報を受け取った場合、記憶装置に応じたフォーマットおよび暗号鍵でデータを暗号化することができる。

（４）
前記プロセッサは、ホスト端末からの要求が記憶装置における記憶装置アドレスの記憶領域からの暗号データの読み出しの要求である場合、読み出しの要求であることを示す要求種別と、前記記憶装置アドレスと、前記記憶装置から読み出された前記暗号データが記憶される記憶領域を指定するための前記メモリにおける第３のメモリアドレスとの情報を含む記憶装置指示情報（例えば、ドライブ転送指示情報７００）を生成し、前記記憶装置は、前記記憶装置指示情報を受け取った場合、前記記憶装置アドレスの記憶領域から前記暗号データを読み出し、読み出した前記暗号データを前記第３のメモリアドレスの記憶領域に格納し、前記プロセッサは、読み出しの要求であることを示す要求種別と、前記記憶装置アドレスに対応する暗号鍵の識別情報と、前記第３のメモリアドレスと、前記暗号データが復号されたデータが記憶される記憶領域を指定するための前記メモリにおける第４のメモリアドレスと、前記記憶装置に対応する暗号演算のフォーマットとの情報を含む回路指示情報（例えば、回路転送指示情報６００）を生成し、前記暗号演算回路は、前記回路指示情報を受け取った場合、前記第３のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記暗号データを前記メモリから読み出し、記憶している鍵情報から、前記識別情報に対応する暗号鍵を読み出し、前記フォーマットに従って前記暗号鍵を用いて前記暗号データを復号したデータを前記第４のメモリアドレスの記憶領域に格納し、前記プロセッサは、前記第４のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記データを、前記ホスト端末に応答する（例えば、図１２参照）。

上記構成では、要求種別と暗号鍵の識別情報と暗号演算のフォーマットとの情報が回路指示情報に含まれているので、例えば、暗号演算回路は、回路指示情報を受け取った場合、記憶装置に応じたフォーマットおよび暗号鍵で暗号データを復号することができる。

（５）
前記メモリは、記憶装置に設けられている所定の記憶領域を示すアドレス範囲と、前記記憶装置に対応する暗号演算の要否を示す要否情報とが含まれる暗号設定情報（例えば、暗号設定情報１１２Ｃ、暗号設定テーブル４００）を記憶し、前記プロセッサは、ホスト端末からの記憶装置における記憶装置アドレスに対するデータの書き込みの要求に基づいて、前記記憶装置アドレスに対応する要否情報を特定し、前記暗号演算回路は、前記プロセッサにより特定された要否情報に基づいて暗号演算が必要であると判定したとき、前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記データを暗号化する。

上記構成によれば、例えば、ユーザは、暗号演算の要否を記憶領域ごとに設定することができる。また、例えば、ユーザは、すべての記憶領域に対して暗号演算を行う設定をすることで、全ての記憶装置に対して同一の暗号演算回路による暗号演算が行われるので、ストレージシステムのセキュリティレベルを一定にすることができる。これにより、セキュリティレベルが相対的に低い記憶装置に対するサイバー攻撃を回避することができ、ストレージシステムのセキュリティを強固にすることができる。

（６）
上記ストレージシステムは、前記コントローラと、前記コントローラと同じ構成を備える前記コントローラの冗長化のための他のコントローラとが設けられ（例えば、図１８、図１９参照）、前記コントローラと前記他のコントローラとは、コントローラ間の通信を行うためのインターコネクトコントローラを備える。

上記構成によれば、例えば、コントローラが冗長化されているので、ストレージシステムを停止することなく、コントローラをアップグレードすることができる。

（７）
前記暗号演算回路は、ＰＣＩｅＳＷ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ Ｓｗｉｔｃｈ）を介して前記プロセッサに接続されている（例えば、図１、図１５、図１８、図１９参照）。

上記構成によれば、例えば、追加の暗号演算回路、別のアクセラレータ等を追加できるといった拡張性を確保することができる。

（８）
前記複数の記憶装置の少なくとも１つの記憶装置と前記プロセッサとがＰＣＩｅＳＷ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ Ｓｗｉｔｃｈ）に接続されている。

例えば、ＰＣＩｅＳＷに直接接続されるＮＶＭｅドライブではハードウェアによる暗号化が未サポートであるが、上記構成によれば、暗号演算回路による暗号化を行うことができるようになる。例えば、ＰＣＩｅＳＷに直接接続されるＮＶＭｅドライブが設けられる構成であっても、ＣＰＵ等によるソフトウェアによる暗号化よりもセキュリティが高いハードウェアによる暗号化を実現することができる。

上記暗号演算回路は、ＰＣＩｅＳＷを介さず直接上記プロセッサと接続する構成をとってもよい。また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。

「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」という形式におけるリストに含まれる項目は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）または（Ａ、Ｂ、およびＣ）を意味することができると理解されたい。同様に、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」の形式においてリストされた項目は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）または（Ａ、Ｂ、およびＣ）を意味することができる。

１００……ストレージシステム、１１０……ＣＴＬ、１１１……ＣＰＵ、１２０……メモリ、１１３……暗号演算回路。

Claims (9)

1. 暗号データを記憶する複数の記憶装置と、前記複数の記憶装置の各々に対する入出力を制御するコントローラと、を含んで構成されるストレージシステムであって、
   前記コントローラは、
   前記複数の記憶装置の各々に対応した暗号演算のフォーマットを示す情報を含むフォーマット管理情報を記憶するメモリと、
   ホスト端末からの記憶装置に対する入出力の要求に基づいて、前記フォーマット管理情報から前記記憶装置に対応するフォーマットを判定するプロセッサと、
   ホスト端末からの記憶装置に対するデータの書き込みの要求に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記データを暗号化し、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの読み出しの要求に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記記憶装置に記憶されている前記データの暗号データを復号する暗号演算回路と、
   を備えるストレージシステム。
2. 前記メモリは、記憶装置に設けられている所定の記憶領域を示すアドレス範囲と、前記アドレス範囲に対応付けられている暗号鍵と、前記暗号鍵の識別情報とが含まれる登録鍵情報を記憶し、
   前記プロセッサは、前記暗号鍵が記憶されている前記メモリの記憶領域を示すメモリアドレスと前記識別情報とを含む前記暗号鍵を登録するための鍵登録指示情報を生成し、
   前記暗号演算回路は、前記鍵登録指示情報を受け取った場合、前記メモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記暗号鍵を前記メモリから読み出し、読み出した前記暗号鍵と前記識別情報とを対応付けた鍵情報を記憶する、
   請求項１に記載のストレージシステム。
3. 前記メモリに記憶されているフォーマット管理情報には、記憶装置に設けられている所定の記憶領域を示すアドレス範囲と、前記記憶装置に対応した暗号演算のフォーマットとが対応付けられた情報が含まれ、
   前記プロセッサは、ホスト端末からの要求が記憶装置における記憶装置アドレスの記憶領域へのデータの書き込みの要求である場合、書き込みの要求であることを示す要求種別と、前記記憶装置アドレスに対応する暗号鍵の識別情報と、前記データが記憶されている前記メモリの記憶領域を示す第１のメモリアドレスと、前記データが暗号化された暗号データが記憶される記憶領域を指定するための前記メモリにおける第２のメモリアドレスと、前記記憶装置に対応する暗号演算のフォーマットとの情報を含む回路指示情報を生成し、
   前記暗号演算回路は、前記回路指示情報を受け取った場合、
   前記第１のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記データを前記メモリから読み出し、
   記憶している鍵情報から、前記識別情報に対応する暗号鍵を読み出し、
   前記フォーマットに従って前記暗号鍵を用いて前記データを暗号化した暗号データを、前記第２のメモリアドレスの記憶領域に格納し、
   前記プロセッサは、書き込みの要求であることを示す要求種別と前記記憶装置アドレスと前記第２のメモリアドレスとの情報を含む記憶装置指示情報を生成し、
   前記記憶装置は、前記記憶装置指示情報を受け取った場合、前記第２のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記暗号データを、前記記憶装置アドレスの記憶領域に記憶する、
   請求項２に記載のストレージシステム。
4. 前記プロセッサは、ホスト端末からの要求が記憶装置における記憶装置アドレスの記憶領域からの暗号データの読み出しの要求である場合、読み出しの要求であることを示す要求種別と、前記記憶装置アドレスと、前記記憶装置から読み出された前記暗号データが記憶される記憶領域を指定するための前記メモリにおける第３のメモリアドレスとの情報を含む記憶装置指示情報を生成し、
   前記記憶装置は、前記記憶装置指示情報を受け取った場合、前記記憶装置アドレスの記憶領域から前記暗号データを読み出し、読み出した前記暗号データを前記第３のメモリアドレスの記憶領域に格納し、
   前記プロセッサは、読み出しの要求であることを示す要求種別と、前記記憶装置アドレスに対応する暗号鍵の識別情報と、前記第３のメモリアドレスと、前記暗号データが復号されたデータが記憶される記憶領域を指定するための前記メモリにおける第４のメモリアドレスと、前記記憶装置に対応する暗号演算のフォーマットとの情報を含む回路指示情報を生成し、
   前記暗号演算回路は、前記回路指示情報を受け取った場合、
   前記第３のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記暗号データを前記メモリから読み出し、
   記憶している鍵情報から、前記識別情報に対応する暗号鍵を読み出し、
   前記フォーマットに従って前記暗号鍵を用いて前記暗号データを復号したデータを前記第４のメモリアドレスの記憶領域に格納し、
   前記プロセッサは、前記第４のメモリアドレスの記憶領域に記憶されている前記データを、前記ホスト端末に応答する、
   請求項３に記載のストレージシステム。
5. 前記メモリは、記憶装置に設けられている所定の記憶領域を示すアドレス範囲と、前記記憶装置に対応する暗号演算の要否を示す要否情報とが含まれる暗号設定情報を記憶し、
   前記プロセッサは、ホスト端末からの記憶装置における記憶装置アドレスに対するデータの書き込みの要求に基づいて、前記記憶装置アドレスに対応する要否情報を特定し、
   前記暗号演算回路は、前記プロセッサにより特定された要否情報に基づいて暗号演算が必要であると判定したとき、前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記データを暗号化する、
   請求項１に記載のストレージシステム。
6. 前記コントローラと、前記コントローラと同じ構成を備える前記コントローラの冗長化のための他のコントローラとが設けられ、
   前記コントローラと前記他のコントローラとは、コントローラ間の通信を行うためのインターコネクトコントローラを備える、
   請求項１に記載のストレージシステム。
7. 前記暗号演算回路は、ＰＣＩｅＳＷ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ Ｓｗｉｔｃｈ）を介して前記プロセッサに接続されている、
   請求項１に記載のストレージシステム。
8. 前記複数の記憶装置の少なくとも１つの記憶装置と前記プロセッサとがＰＣＩｅＳＷ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ Ｓｗｉｔｃｈ）に接続されている、
   請求項１に記載のストレージシステム。
9. 暗号データを記憶する複数の記憶装置と、前記複数の記憶装置の各々に対する入出力を制御するコントローラと、を含んで構成されるストレージシステムであって、
   前記コントローラは、メモリと、プロセッサと、暗号演算回路とを備え、
   前記メモリが、前記複数の記憶装置の各々に対応した暗号演算のフォーマットを示す情報を含むフォーマット管理情報を記憶することと、
   前記プロセッサが、ホスト端末からの記憶装置に対する入出力の要求に基づいて、前記フォーマット管理情報から前記記憶装置に対応するフォーマットを判定することと、
   前記暗号演算回路が、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの書き込みの要求に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記データを暗号化し、ホスト端末からの記憶装置に対するデータの読み出しの要求に基づいて前記プロセッサにより判定されたフォーマットに従って前記記憶装置に記憶されている前記データの暗号データを復号することと、
   を含む暗号演算方法。
   
   

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