JP7454020B2

JP7454020B2 - 処理アプリケーションを使用して、データのセキュアな処理を可能にするための方法及びシステム

Info

Publication number: JP7454020B2
Application number: JP2022138264A
Authority: JP
Inventors: フレードリクフーゴソン，
Original assignee: アクシスアーベー
Priority date: 2021-09-06
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2042-08-31
Also published as: EP4145762B1; EP4145762A1; JP2023038172A; CN115765958A; KR20230036032A; TW202318238A; TWI829303B; EP4145762C0; US11934516B2; US20230070484A1; KR102616291B1

Description

本発明は、暗号化されたデータのセキュアな処理に関し、特に、信頼されていない処理アプリケーションを使用する際に、データのセキュアな処理を可能にすることに関する。そのようなセキュアな処理は、信頼された実行環境において実行されるセキュアアプリケーションフレームワークにより、信頼されていない処理アプリケーションを実行することにより可能とされる。

認証された者が、カメラにおいて撮影されて、暗号化された形態で保存されたビデオデータ又は他のイメージデータなどの、暗号化されたデータを処理することを欲する用途では、処理アプリケーションについてセキュリティを保証できない場合に、セキュリティの課題が持ち上がる。例えば、暗号化されたデータは、処理アプリケーションを実行させる前にまず復号する必要があるため、処理アプリケーションが、いずれの復号されたデータを認証されていない者にアクセス可能にしないことを保証できない。さらに、処理アプリケーションを適合させてセキュリティを保証することが難しかったり、それが煩わしかったり、又は、それが許されない場合がある。準同型暗号化を使用してのソリューションが提案されている。ここでは、処理アプリケーションが暗号化されたデータを復号することなく処理して、同じく暗号化された結果を提供できる。しかし、そのようなソリューションは計算負荷が高く、すべてのアルゴリズムに適用可能ではない。

本発明の目的は、既知の方法及びシステムにおける課題を克服又は軽減する、データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている信頼されていない処理アプリケーションを使用して可能にするためのコンピュータにより実施される方法と、セキュアアプリケーションフレームワークと、システムと、を提供することである。

第１の態様によると、データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている処理アプリケーションを使用して可能にするためのコンピュータにより実施される方法が提供される。この方法は、信頼された実行環境において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク内において行われ、第１のランダムキーを使用して暗号化されたデータを受信することと、第１のランダムキーをセキュアに受信することと、暗号化されたデータを第１のランダムキーを使用して復号して、これによりそのデータを取得することと、を含む。この方法は、データを処理アプリケーションに入力することと、処理アプリケーションを実行して入力されたデータを処理することと、出力データを処理アプリケーションから受信することと、をさらに含む。この方法は、第２のランダムキーを生成することと、出力データを第２のランダムキーを使用して暗号化することと、第２のランダムキーをストレージデバイスのパブリックキーを使用して暗号化することと、暗号化された出力データ及び暗号化された第２のランダムキーをストレージデバイスに送信することとをさらに含む。

信頼された実行環境は、処理デバイスにおけるセキュアな環境である。信頼された実行環境は、標準的なオペレーティングシステムなどの信頼されていない実行環境に関連して、向上したセキュリティのレベルを提供する実行空間を提示する。信頼された実行環境において実行されたアプリケーションは隔離されており、そのコード及びアプリケーションのいずれのデータのプライバシが保証されるようになっている。

セキュアアプリケーションフレームワークは、処理アプリケーションへの入力及びここからの出力のすべてを制御するよう構成されている。セキュアアプリケーションフレームワークを信頼された実行環境において実行させることにより、復号されたデータが信頼された実行環境の外に処理アプリケーションから漏れ得ないことを保証できる。

第１のランダムキーをセキュアに受信するとは、第１のランダムキーのプライバシが保たれるように、つまり、第１のランダムキーが暗号化されていない形態で認証されていない者に漏れないように、第１のランダムキーが受信されることを意味する。これは、例えば、第１のランダムキーを暗号化された形態で、又は、セキュアチャネルを介して受信することを用いて達成されてよい。

第２の態様によると、処理能力を有するシステムにより実行されると、第１の態様に係る方法を実施する命令が保存されている、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が提供される。

第３の態様によると、信頼された実行環境において実行されるよう構成されているセキュアアプリケーションフレームワークが提供される。セキュアアプリケーションフレームワークは、第１のランダムキーを使用して暗号化されたデータを受信するよう構成されている暗号化されたデータ受信機能と、第１のランダムキーをセキュアに受信するよう構成されているセキュアキー受信機能と、暗号化されたデータを第１のランダムキーを使用して復号して、これによりそのデータを取得するよう構成されているデータ復号機能と、を実行するよう構成されている。セキュアアプリケーションフレームワークは、そのデータを処理アプリケーションに入力するよう構成されている入力機能と、処理アプリケーションを実行して入力されたデータを処理するよう構成されている実行機能と、出力データを処理アプリケーションから受信するよう構成されている出力データ受信機能と、を実行するようさらに構成されている。セキュアアプリケーションフレームワークは、第２のランダムキーを生成するよう構成されている第２のランダムキー生成機能と、その出力データを第２のランダムキーを使用して暗号化するよう構成されている出力データ暗号化機能と、第２のランダムキーをストレージデバイスのパブリックキーを使用して暗号化するよう構成されている第２のランダムキー暗号化機能と、暗号化された出力データ及び暗号化された第２のランダムキーをストレージデバイスに送信するよう構成されている暗号化された出力データ送信機能とを実行するようさらに構成されている。

第４の態様によると、第２の態様に係るセキュアアプリケーションフレームワークと、セキュアモジュールを含むデバイスと、を含むシステムが提供される。セキュアモジュールは、ストレージデバイスに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成するよう構成されているストレージデバイスキー生成機能と、ストレージデバイスのパブリックキーを使用して暗号化された第１のランダムキーを受信するよう構成されている暗号化されたキー受信機能と、第１のランダムキーをストレージデバイスのプライベートキーを使用して復号するよう構成されている第１のランダムキー復号機能と、第１のランダムキーをセキュアアプリケーションフレームワークにセキュアに送信するよう構成されているセキュアキー送信機能とを実行するよう構成されている。

本発明の適用性のさらなる範囲が、以下の詳細説明より明らかとなるであろう。しかし、本発明の好適な実施形態を示す一方で、詳細説明及び具体例は、説明のみの目的に提供されていることが理解されるべきである。なぜなら、本発明の範囲内での種々の変更及び改修が、本詳細説明から当業者に明らかとなるからである。

したがって、本発明は、記載するシステムの特定の構成部品、又は、記載する方法の特定の作動に限定されず、そのようなデバイス及び方法は異なる場合があることが理解されよう。ここに使用する用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定を意図していないこともまた理解されよう。なお、本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるように、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、他の例が文脈により明確に決定づけられない限り、要素が１つ又はそれ以上あることを意味するよう意図していることに注意されたい。したがって、例えば、「１つのユニット（ａｕｎｉｔ）」又は「当該ユニット（ｔｈｅｕｎｉｔ）」という引用は、いくつかのデバイスなどを含む場合がある。さらに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」などという語は、他の要素又はステップを排除しない。

以下、添付の図面を参照して、本発明の上記態様及び他の態様をより詳細に説明する。これらの図面は、限定するものとみなすべきではなく、その代わりに、説明及び理解のために使用される。類似の参照記号は、これらの図面を通して、同様の要素を示す。

本開示の実施形態が実装されてよい例示的なシステムの模式的なブロック図である。データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている処理アプリケーションを使用して可能にするための方法の実施形態のフローチャートである。データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている処理アプリケーションを使用して可能にするための方法の実施形態の信号図である。信頼された実行環境において実行されるよう構成されているセキュアアプリケーションフレームワークの実施形態の模式的なブロック図である。データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている処理アプリケーションを使用して可能にするためのシステムの実施形態の模式的なブロック図である。

本発明を、添付図面を参照して以下にさらに詳細に説明する。ここでは、本発明の現在の好適な実施形態を示す。本発明は、しかし、多くの異なる形態にて具現化されてよく、ここに示す実施形態に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、徹底性及び完全性のために、そして、本発明の範囲を当業者に伝えるために提供される。

図１は、本開示の実施形態が実装されてよい例示的なシステムの模式的なブロック図である。ビデオデータ又は他のイメージデータの形態でのデータが、カメラ１００において撮影されて、ランダムキーを用いて暗号化される。暗号化されたデータは続いて、カメラ１００から、そのカメラ１００又は異なる場所にあってよいストレージデバイス１１０に送信されて、ここに保存される。そのデータがランダムキーを用いて暗号化されると、ストレージデバイス１１０を操作する者が、カメラ１００を所有する者とは異なっても、そのデータはストレージデバイス１１０にセキュアに保存されてよい。さらに、カメラ１００は、セキュアモジュール１４５を含む第２のデバイス１４０に接続されており、ここで、ストレージデバイス１１０に対するプライベート／パブリックキーのペアが生成されて、ストレージデバイス１１０に対するプライベート／パブリックキーのペアのパブリックキーが、第２のデバイス１４０からカメラ１００に提供される。カメラ１００は続いて、ランダムキーを、ストレージデバイス１１０に対するパブリックキーを用いて、キーエンベロープへと包み込んで（暗号化して）よい。キーエンベロープ（ストレージデバイス１１０に対するパブリックキーを用いて暗号化されたランダムキー）は続いて、ストレージデバイス１１０に送信されて、ここに保存される。ランダムキーは続いて、一般的に、カメラ１００において廃棄される。そのデータを処理するよう構成されている、例えば、そのデータを分析する又は適合させるよう構成されている処理アプリケーション１２６が使用されて、その処理アプリケーション１２６に対して、そのデータのプライバシを保証できないのであれば、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５、及び、それに関連する方法及びシステムの実施形態が、図２から図５に関連して以下に説明するように提供される。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、第１のデバイス１２０にあってよい信頼された実行環境１２２において実行されるよう構成されている。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は一般的に、ソフトウェアにて実装されて、信頼された実行環境１２２において実行される。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、同じく信頼された実行環境１２２において実行される処理アプリケーション１２６の実行に責任を負う。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、ソフトウェアにより、信頼された実行環境１２２の外で実行されるアプリケーションフレームワーク１２８においてロードされて始められる。

ストレージデバイス１１０と、第１のデバイス１２０と、第２のデバイス１４０と、は、別個のデバイスである必要はないことに留意されたい。例えば、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、ストレージデバイス１１０の標準プロセッサ（図示せず）のセキュアエリアとして構成された信頼された実行環境１２２において実行されてよく、第２のデバイス１４０は、ストレージデバイス１１０のプロセッサに接続されたストレージデバイス１１０における別個のチップであってよい。

データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている処理アプリケーション１２６を使用して可能にするためのコンピュータにより実施される方法２００の実施形態を、図２に関連して説明する。この方法の実施形態は、例えば、図１に関連して説明したようなシステムにおいて実装されてよい。

方法２００の実施形態によると、以下のステップが、オープンポータブルＴＥＥ（ＯＰ－ＴＥＥ）などの信頼された実行環境１２２において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク１２５内において行われる。まず、第１のランダムキーを使用して暗号化されたデータが受信されるＳ２１０。第１のランダムキーが続いてセキュアに受信されてＳ２１５、その暗号化されたデータが第１のランダムキーを使用して復号されるＳ２２０。これにより、そのデータが復号された形態で取得されて、処理アプリケーション１２６に入力されるＳ２２５。処理アプリケーション１２６が続いて実行されて、入力されたデータが処理されるＳ２３０。この処理は、そのデータの分析又はそのデータを適合させることなど、いずれのタイプの処理であってよい。データは、例えば、ビデオデータであってよい。分析はしたがって、人々の動きの、その動きのヒートマップを作成するための分析に関してよく、適合させることは、例えば、ピクセル化による顔のマスキングであってよい。

処理アプリケーション１２６は、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５により実行される。処理アプリケーション１２６は信頼された実行環境１２２において実行されるため、限られた数の機能のみが処理アプリケーション１２６に対して許可されており、それらはセキュアアプリケーションフレームワーク１２５により実行される。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は信頼された実行環境１２２において実行されるため、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５により制御されるそれら以外のデータを、処理アプリケーション１２６から、信頼された実行環境１２２の外に提供できないことも保証できる。

処理アプリケーション１２６が入力されたデータを処理すると、出力データが処理アプリケーション１２６から受信されるＳ２３５。出力データは一般的に、この処理の結果を含む。第２のランダムキーが続いて生成されてＳ２４０、その出力データが第２のランダムキーを使用して暗号化されるＳ２４５。第２のランダムキーが続いて、ストレージデバイス１１０のパブリックキーを使用して暗号化されるＳ２５０。これを形成する別の方法は、第２のランダムキーを、ストレージデバイス１１０のパブリックキーを用いて、キーエンベロープへと包み込むことである。最後に、暗号化された出力データ及び暗号化された第２のランダムキーがストレージデバイス１１０に送信されて保存されるＳ２５５。

図２において行われるステップの順序は、必ずしもこのフローチャートに示す順序ではないことに留意されたい。具体的には、以前のステップからの入力に依存するよう示されていないステップは、それらの以前のステップの前に行われてよい。同様に、出力を以降のステップに提供するよう示されていないステップは、その以降のステップの後に行われてよい。

セキュアアプリケーションフレームワーク１２５内において、リクエストが、別のデバイス、例えば、ストレージデバイス１１０に対するプライベート／パブリックキーのペアが生成されるデバイス、例えば、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０に対して行われて、ストレージデバイス１１０のパブリックキーを提供することが求められてよい。ストレージデバイス１１０のパブリックキーが続いて、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５において受信される。

セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０は、ストレージデバイス１１０内部の機能又はチップなどの、関連するアプリケーションにより要求されるセキュリティのレベルでの機密データの取り扱いを可能にするモジュールを含むいずれのデバイスであってよい。セキュアモジュール１４５は、プライベート／パブリックキーのペアをセキュアに管理して、パブリックキー又は他の機密データが認証されていない者に漏れることを防ぐことができるようなモジュールである。具体的には、セキュアモジュール１４５は、プライベート／パブリックキーのペアを生成して、生成されたプライベート／パブリックキーのペアのパブリックキーを用いて暗号化されたランダムキーなどのデータを復号して、その復号されたデータを別のデバイスにセキュアに送信することができるモジュールである。データをセキュアに送信するとは、データのプライバシが保たれるように、つまり、データが暗号化されていない形態で認証されていない者に漏れないように、そのデータが送信されることを意味する。

セキュアモジュール１４５は、例えば、信頼されたプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）又はセキュアエレメント（ＳＥ）であってよい。セキュアモジュール１４５は、ハードウェア若しくはソフトウェア、又は、それら双方の組み合わせにて実現されてよい。

セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０内において、ストレージデバイス１１０に対するプライベート／パブリックキーのペアが生成されてよい。さらに、ストレージデバイス１１０のパブリックキーを使用して暗号化された第１のランダムキーが、例えば、ストレージデバイス１１０から受信されて、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０において、ストレージデバイス１１０のプライベートキーを使用して復号されてよい。第１のランダムキーが続いて、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５にセキュアに送信されてよい。

第１のランダムキーをセキュアアプリケーションフレームワーク１２５にセキュアに送信することは、例えば、第１のランダムキーを暗号化された形態で、又は、セキュアチャネル（図示せず）を介して送信することを用いて達成されてよい。

第１のランダムキーを暗号化された形態で送信する際には、処理アプリケーション１２６に対するプライベート／パブリックキーのペアがまず、信頼された実行環境１２２において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク１２５において生成される。処理アプリケーション１２６のパブリックキーが続いて、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０に送信される。セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０において、第１のランダムキーが処理アプリケーション１２６のパブリックキーを使用して暗号化されて、処理アプリケーション１２６のパブリックキーを使用して暗号化された第１のランダムキーがセキュアアプリケーションフレームワーク１２５に送信される。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５において、第１のランダムキーが続いて、処理アプリケーション１２６のプライベートキーを使用して復号される。

第１のランダムキーを、セキュアチャネルを介して送信する際には、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０と、信頼された実行環境１２２において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク１２５との間の通信のためのセキュアチャネルが確立されてよい。第１のランダムキーが続いて、信頼された実行環境１２２において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク１２５にそのセキュアチャネルを介してそれを送信することにより、セキュアに送信される。セキュアチャネルは、そのチャネルに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成する信頼された実行環境１２２により実装されてよい。セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０が続いて、データを、そのチャネルに対するプライベート／パブリックキーのペアのパブリックキーを用いて暗号化してよい。代替的に、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０は、そのチャネルに対するプライベート／パブリックキーのペアのパブリックキーを使用して、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０により生成された対称キーを暗号化して、暗号化された対称キーを信頼された実行環境１２２に送信してよい。セキュアチャネルを使用して送信されるデータが続いて、その対称キーを使用して暗号化されてよい。

データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている処理アプリケーション１２６を使用して可能にするためのコンピュータにより実施される方法の実施形態を、この方法に関連して異なるエンティティ間の信号伝達を示す図３に関連して説明する。関連するエンティティとは、ストレージデバイス１１０と、セキュアモジュール１４５と、アプリケーションフレームワーク１２８と、信頼された実行環境１２２と、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５と、処理アプリケーション１２６と、である。

この方法の実施形態は、例えば、図１に関連して説明したようなシステムにおいて実装されてよい。そのような場合では、カメラ１００が、ビデオデータ又は他のイメージデータの形態でのデータを撮影して、それを、カメラ１００において生成された第１のランダムキーを用いて暗号化する。ストレージデバイス１１０に対するプライベート／パブリックキーのペアが、デバイスにおいて、例えば、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０において生成されて、ストレージデバイス１１０に対するパブリックキーがカメラ１００に提供される。カメラ１００が続いて、第１のランダムキーを、ストレージデバイス１１０に対するパブリックキーを使用して暗号化して、続いて、好ましくは、第１のランダムキーを廃棄して、それをカメラ１００において利用不可能にする。暗号化されたデータ及び暗号化された第１のランダムキーが続いて、ストレージデバイス１１０に送信されてそこに保存される。復号された形態でのデータにアクセスする唯一の方法は、これに続いて、第１のランダムキーを復号して、続いて、暗号化されたデータを第１のランダムキーを使用して復号することとなる。そのようにするために、セキュアモジュール１４５に保持されているストレージデバイス１１０のプライベートキーへのアクセスが必要となる。

データが、そのデータのプライバシを保証できない処理アプリケーション１２６により処理される際に、リクエストがアプリケーションフレームワーク１２８に送信されて、処理アプリケーション１２６を使用してのデータのそのような処理を開始することが求められる３０１。このリクエストは処理アプリケーション１２６を含んでよい、又は、処理アプリケーション１２６が、処理アプリケーション１２６のプロバイダのデバイスなどの別のデバイスからダウンロードされる、又は、これがすでにダウンロードされている。アプリケーションフレームワーク１２８は一般的に、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５及び信頼された実行環境１２２と同じデバイスにおいて構成される。アプリケーションフレームワーク１２８が続いて、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５に対する、処理アプリケーション１２６を選択されたデータに実行させる命令を準備して３０２、一方で、その選択されたデータに対するランダムキーの復号と、その結果に対するランダムキーの暗号化と、のために必要とされる暗号化キーを使用するよう、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５も構成する。これは、処理アプリケーション１２６のみが、データを受信してこれを提供して、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５により始められた命令に基づいて実行されてよいよう、処理アプリケーション１２６及びセキュアアプリケーションフレームワーク１２５が構成されることを意味する。

ここで、そのデータにアクセスするために、ストレージデバイス１１０上のそのデータを暗号化するために使用された第１のランダムキーが必要とされ、第１のランダムキーにアクセスするために、ストレージデバイス１１０のプライベートキーが必要とされる。なぜなら、第１のランダムキーは、ストレージデバイス１１０のプライベートキーを使用して暗号化されて保存されているからである。しかし、ストレージデバイス１１０のプライベートキーをセキュアアプリケーションフレームワーク１２５にセキュアに提供する代わりに、そのデータへのアクセスが、セキュアモジュール１４５の外のストレージデバイス１１０のプライベートキーを提供する必要なく提供されるような代替案が使用される。これは好適である。なぜなら、ストレージデバイス１１０のプライベートキーを使用して、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５がアクセスを認証されていない場合がある他のデータが暗号化されてよいからである。第１のランダムキーをセキュアモジュール１４５からセキュアアプリケーションフレームワーク１２５に提供する第１の方法は、セキュアチャネルを用いることである。第２の方法は、異なるプライベート／パブリックキーのペア、例えば、処理アプリケーション１２６に関連するものを使用して暗号化された第１のランダムキーを送信することである。これらの方法は双方とも、先に説明されている。以下において、第２の方法に係るソリューションが使用される。

セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、処理アプリケーション１２６に対するプライベート／パブリックキーのペアを生成する３０３よう構成されている。このキーのペアは、処理アプリケーション１２６に対して唯一のものであってよい、又は、それは、多くの処理アプリケーションに対して同じであってよい。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、信頼された実行環境１２２において実行されるよう構成されているため、処理アプリケーション１２６のプライベートキーが信頼された実行環境１２２の外に漏れないことを保証できる。処理アプリケーション１２６に対するパブリックキーが続いて、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５からセキュアモジュール１４５に送信される３０４。セキュアモジュールは、第１のランダムキーを、処理アプリケーション１２６に対するパブリックキーを使用して再度包み込む３０５。これは、セキュアモジュール１４５がまず、暗号化された第１のランダムキーを、ストレージデバイス１１０に対するプライベートキーを使用して復号して、続いて、第１のランダムキーを、処理アプリケーション１２６に対するパブリックキーを使用して暗号化することを意味する。

これで、処理アプリケーション１２６を実行して、アプリケーションフレームワークが、信頼された実行環境１２２に、処理アプリケーション１２６を、ストレージデバイス１１０において暗号化されて保存されたデータを参照して実行させるべきであることを示す３０６ようにできる。信頼された実行環境１２２が続いて、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５を始めて、処理アプリケーション１２６の実行を開始する３０７。セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、第１のランダムキーを用いて暗号化されたデータをストレージデバイス１１０から受信して３０８、再度包み込まれた第１のランダムキーをセキュアモジュール１４５から受信する３０９。受信した第１のランダムキーは、処理アプリケーション１２６に対するパブリックキーを使用して再度包み込まれているため、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は、第１のランダムキーを、処理アプリケーション１２６に対するプライベートキーを使用して復号できる３１０。第１のランダムキーを使用して、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５は続いて、データを、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５において生成されて保持されている第１のランダムキーを使用して復号できる３１１。復号されたデータが続いて、処理アプリケーション１２６に提供されて３１２、処理アプリケーション１２６が続いて、信頼された実行環境１２２において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク１２５において実行される。処理アプリケーション１２６がそのデータを処理すると、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５におけるその処理の結果を含む出力データが、処理アプリケーション１２６から受信される３１３。

そのデータだけでなく、その処理の結果（出力データ）もまた、プライバシ（アクセス）が制御されるべきである機密データであってよいため、その出力データもまた、信頼された実行環境１２２の外に送信される前に暗号化されるべきである。具体的には、暗号化は、ストレージデバイス１１０上のオリジナルデータへのアクセスを有する者のみが、その結果（出力データ）へのアクセスを有すべきであるようなものであってよい。このために、第２のランダムキーが、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５において生成される３１４。さらに、ストレージデバイス１１０に対するパブリックキーが、セキュアアプリケーションフレームワーク１２５において、セキュアモジュール１４５から受信されて３１５、第２のランダムキーが、ストレージデバイス１１０のパブリックキーを使用して暗号化される（キーファイルへと包み込まれる）３１６。暗号化された第２のランダムキー（キーファイル）が続いて、ストレージデバイス１１０に送信される３１７。最後に、その出力データが第２のランダムキーを使用して暗号化されて３１８、ストレージデバイス１１０に送信される３１９。その出力データは第２のランダムキーを使用して暗号化されており、第２のランダムキーはストレージデバイス１１０に対するパブリックキーを使用して暗号化されているため、ストレージデバイス１１０上のオリジナルデータへのアクセスを有する者、つまり、ストレージデバイス１１０に対するプライベートキーへのアクセスを有する者のみが、その出力データへのアクセスを有する。

図１に関連して説明したような信頼された実行環境などの信頼された実行環境において実行されるよう構成されている、図１に関連して説明したようなセキュアアプリケーションフレームワーク１２５などのセキュアアプリケーションフレームワーク４２５の実施形態を、図４に関連して説明する。セキュアアプリケーションフレームワーク４２５の実施形態は、例えば、図１に関連して説明したようなシステムにおいて実装されてよい。

実施形態によると、セキュアアプリケーションフレームワーク４２５は、信頼された実行環境１２２において実行されて、第１のランダムキーを使用して暗号化されたデータを受信するよう構成されている暗号化されたデータ受信機能４３０と、第１のランダムキーをセキュアに受信するよう構成されているセキュアキー受信機能４３２と、暗号化されたデータを第１のランダムキーを使用して復号して、これによりそのデータを復号された形態で取得するよう構成されているデータ復号機能４３４、を実行するよう構成されている。セキュアアプリケーションフレームワーク４２５は、そのデータを処理アプリケーション１２６に入力するよう構成されている入力機能４３６と、処理アプリケーション１２６を実行して入力されたデータを処理するよう構成されている実行機能４３８と、出力データを処理アプリケーション１２６から受信するよう構成されている出力データ受信機能４４０と、を実行するようさらに構成されている。セキュアアプリケーションフレームワーク４２５は、第２のランダムキーを生成するよう構成されている第２のランダムキー生成機能４４２と、その出力データを第２のランダムキーを使用して暗号化するよう構成されている出力データ暗号化機能４４４と、第２のランダムキーをストレージデバイス１１０のパブリックキーを使用して暗号化するよう構成されている第２のランダムキー暗号化機能４４６と、暗号化された出力データ及び暗号化された第２のランダムキーをストレージデバイス１１０に送信するよう構成されている送信機能４４８とを実行するようさらに構成されている。

第１のランダムキーをセキュアキー受信機能４３２においてセキュアに受信するために、セキュアキー受信機能は、例えば、第１のランダムキーを暗号化された形態で、又は、セキュアチャネルを介して受信するよう構成されていてよい。

第１のランダムキーが暗号化された形態で受信される構成では、セキュアアプリケーションフレームワーク４２５は、処理アプリケーション１２６に対するプライベート／パブリックキーのペアを生成するよう構成されている処理アプリケーションキー生成機能４４０を実行するようさらに構成されている。セキュアキー受信機能４３２は、処理アプリケーション１２６のパブリックキーを使用して暗号化された第１のランダムキーを受信して、第１のランダムキーを、処理アプリケーション１２６のプライベートキーを使用して復号するようさらに構成されている。

第１のランダムキーがセキュアチャネルを介して受信される構成では、セキュアキー受信機能４３２は、第１のランダムキーを、そのセキュアチャネルを介して受信するようさらに構成されている。そのようなセキュアチャネルは、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０と、信頼された実行環境１２２において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク１２５、４２５との間の通信のために確立されてよい。第１のランダムキーが続いて、信頼された実行環境１２２において実行されるセキュアアプリケーションフレームワーク４２５にそのセキュアチャネルを介してそれを送信することにより、セキュアに送信される。セキュアチャネルは、信頼された実行環境１２２において、そのチャネルに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成することにより実装されてよく、続いて、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０が続いて、データを、そのチャネルに対するプライベート／パブリックキーのペアのパブリックキーを用いて暗号化してよい。したがって、第１のランダムキーなどのデータが、セキュアアプリケーションフレームワーク４２５においてセキュアに受信されると、それらは、そのチャネルに対するプライベート／パブリックキーのペアのパブリックキーを使用して暗号化される。代替的に、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０は、そのチャネルに対するプライベート／パブリックキーのペアのパブリックキーを使用して、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０により生成された対称キーを暗号化して、暗号化された対称キーを信頼された実行環境１２２に送信してよい。セキュアチャネルを使用してセキュアに受信される第１のランダムキーなどのデータが続いて、対称キーを使用して暗号化される。

第１のランダムキーは、関連するアプリケーションにより要求されるセキュリティのレベルでの機密データの取り扱いを可能にするモジュールを含むいずれのデバイスであってよいセキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０からセキュアに受信されてよい。データをセキュアに受信するとは、データのプライバシが保たれるように、つまり、データが暗号化されていない形態で認証されていない者に漏れないように、そのデータが受信されることを意味する。セキュアモジュール１４５は、例えば、信頼されたプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）又はセキュアエレメント（ＳＥ）であってよい。セキュアモジュールは、ハードウェア若しくはソフトウェア、又は、それら双方の組み合わせにて実現されてよい。

セキュアアプリケーションフレームワーク４２５は、セキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０に、ストレージデバイス１１０のパブリックキーを提供することをリクエストするよう構成されているリクエスト機能４４２と、ストレージデバイス１１０のパブリックキーをセキュアモジュール１４５を含むデバイス１４０から受信するよう構成されているストレージデバイスパブリックキー受信機能４４４とを実行するようさらに構成されていてよい。

セキュアアプリケーションフレームワーク４２５の機能はさらに適合されてよく、さらなる機能が、図２及び図３に関連して説明した方法２００の対応するステップにしたがって追加されてよい。

データのセキュアな処理を、そのデータを処理するよう構成されている処理アプリケーション１２６を使用して可能にするシステム５００の実施形態を、図５に関連して説明する。システム５００の実施形態は、例えば、図１に関連して説明したようなシステムにおいて実装されてよい。

システム５００は、図４に関連して説明したようなセキュアアプリケーションフレームワーク４２５、又は、図１に関連して説明したようなセキュアアプリケーションフレームワーク１２５などの、信頼された実行環境１２２において実行されるよう構成されているセキュアアプリケーションフレームワーク５２５を含む。セキュアアプリケーションフレームワーク５２５は、信頼された実行環境１２２において実行されるプロセッサ（図示せず）を含む第１のデバイス５２０において構成されてよい。

このシステムは、ストレージデバイス１１０に対するプライベート／パブリックキーのペアを生成するよう構成されているストレージデバイスキー生成機能５５０と、ストレージデバイス１１０のパブリックキーを使用して暗号化された第１のランダムキーを受信するよう構成されている暗号化されたキー受信機能５５２とを実行するよう構成されているセキュアモジュール５４５を含む第２のデバイス５４０をさらに含む。セキュアモジュール５４５は、第１のランダムキーをストレージデバイス１１０のプライベートキーを使用して復号するよう構成されている第１のランダムキー復号機能５５４と、第１のランダムキーをセキュアアプリケーションフレームワーク５２５にセキュアに送信するよう構成されているセキュアキー送信機能５５６とを実行するようさらに構成されている。

セキュアモジュール５４５を含むデバイス５４０は、関連するアプリケーションにより要求されるセキュリティのレベルでの機密データの取り扱いを可能にするモジュールを含むいずれのデバイスであってよい。セキュアモジュール５４５は、プライベート／パブリックキーのペアをセキュアに管理して、パブリックキー又は他の機密データが認証されていない者に漏れることを防ぐことができるようなモジュールである。

セキュアモジュール５４５は、例えば、信頼されたプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）又はセキュアエレメント（ＳＥ）であってよい。セキュアモジュールは、ハードウェア若しくはソフトウェア、又は、それら双方の組み合わせにて実現されてよい。

システム５００のセキュアアプリケーションフレームワーク５２５の機能はさらに適合されてよく、さらなる機能が、図２及び図３に関連して説明した方法２００の対応するステップ、及び、図４に関連して説明したセキュアアプリケーションフレームワーク４２５の対応する機能にしたがって追加されてよい。システム５００のセキュアモジュール５４５の機能はさらに適合されてよく、さらなる機能が、図２及び図３に関連して説明した方法２００の対応するステップにしたがって追加されてよい。

本発明は、上記の実施形態に限定されないことを当業者は理解する。それどころか、特許請求の範囲内での多くの変形及びバリエーションが可能である。そのような改変及びバリエーションが、特許権を主張する本発明の実施において、本図面、本開示、及び添付の本特許請求の範囲の検討により、当業者により理解され、達成され得る。

Claims

データのセキュアな処理を、前記データを処理するよう構成されている信用されていない処理アプリケーションを使用して可能にするためのコンピュータにより実施される方法（２００）であって、信頼された実行環境において実行され且つ前記信用されていない処理アプリケーションとの間の入力及び出力のすべてを制御するセキュアアプリケーションフレームワーク内において、
第１のランダムキーを使用して暗号化された前記データを受信すること（Ｓ２１０）と、
前記第１のランダムキーをセキュアに受信すること（Ｓ２１５）と、
暗号化された前記データを前記第１のランダムキーを使用して復号して、これにより前記データを取得すること（Ｓ２２０）と、
前記データを前記信用されていない処理アプリケーションに入力すること（Ｓ２２５）と、
前記信用されていない処理アプリケーションを実行して入力された前記データを処理すること（Ｓ２３０）と、
出力データを前記信用されていない処理アプリケーションから受信すること（Ｓ２３５）と、
第２のランダムキーを生成すること（Ｓ２４０）と、
前記出力データを前記第２のランダムキーを使用して暗号化すること（Ｓ２４５）と、
前記第２のランダムキーをストレージデバイスのパブリックキーを使用して暗号化すること（Ｓ２５０）と、
暗号化された前記出力データ及び暗号化された前記第２のランダムキーを前記ストレージデバイスに送信すること（Ｓ２５５）と
を含み、前記ストレージデバイスが前記信頼された実行環境の外に位置する、方法。
セキュアモジュールを含むデバイス内において、
前記ストレージデバイスに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成することと、
前記ストレージデバイスの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを受信することと、
前記第１のランダムキーを前記ストレージデバイスの前記プライベートキーを使用して復号することと、
前記第１のランダムキーを前記セキュアアプリケーションフレームワークにセキュアに送信することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法（２００）。
前記信頼された実行環境において実行される前記セキュアアプリケーションフレームワーク内において、
前記信用されていない処理アプリケーションに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成することをさらに含み、
前記第１のランダムキーをセキュアに受信することは、
前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを受信することと、
前記第１のランダムキーを前記信用されていない処理アプリケーションの前記プライベートキーを使用して復号することと
を含む、請求項１に記載の方法（２００）。
前記信頼された実行環境において実行される前記セキュアアプリケーションフレームワーク内において、
セキュアモジュールを含むデバイスに、前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを送信することと、
前記セキュアモジュールを含む前記デバイス内において、
前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを受信することと、
前記第１のランダムキーを前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを使用して暗号化することと、
前記セキュアアプリケーションフレームワークに、前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを送信することと
をさらに含む、請求項３に記載の方法（２００）。
前記セキュアモジュールを含む前記デバイス内において、
前記ストレージデバイスに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成することと、
前記ストレージデバイスの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを受信することと、
前記第１のランダムキーを前記ストレージデバイスの前記プライベートキーを使用して復号することと
をさらに含む、請求項４に記載の方法（２００）。
前記セキュアモジュールを含む前記デバイスと、前記信頼された実行環境において実行される前記セキュアアプリケーションフレームワークとの間の通信のためのセキュアチャネルを確立することをさらに含み、
前記セキュアモジュールを含む前記デバイス内において、前記第１のランダムキーを前記セキュアアプリケーションフレームワークにセキュアに送信することは、前記第１のランダムキーを前記信頼された実行環境において実行される前記セキュアアプリケーションフレームワークに前記セキュアチャネルを介して送信することを含む、
請求項２に記載の方法（２００）。
処理能力を有するシステムにより実行されると、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法を実施する命令が保存されている、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
信頼された実行環境において実行され、信用されていない処理アプリケーションとの間の入力及び出力のすべてを制御し、且つ
第１のランダムキーを使用して暗号化されたデータを受信するよう構成されている暗号化されたデータ受信機能（４３０）と、
前記第１のランダムキーをセキュアに受信するよう構成されているセキュアキー受信機能（４３２）と、
前記暗号化されたデータを前記第１のランダムキーを使用して復号して、これにより前記データを取得するよう構成されているデータ復号機能（４３４）と、
前記データを前記信用されていない処理アプリケーションに入力するよう構成されている入力機能（４３６）と、
前記信用されていない処理アプリケーションを実行して入力された前記データを処理するよう構成されている実行機能（４３８）と、
出力データを前記信用されていない処理アプリケーションから受信するよう構成されている出力データ受信機能（４４０）と、
第２のランダムキーを生成するよう構成されている第２のランダムキー生成機能（４４２）と、
前記出力データを前記第２のランダムキーを使用して暗号化するよう構成されている出力データ暗号化機能（４４４）と、
前記第２のランダムキーをストレージデバイスのパブリックキーを使用して暗号化するよう構成されている第２のランダムキー暗号化機能（４４６）と、
暗号化された前記出力データ及び暗号化された前記第２のランダムキーを前記ストレージデバイスに送信するよう構成されている送信機能（４４８）と
を実行するよう構成され、前記ストレージデバイスが前記信頼された実行環境の外に位置する、セキュアアプリケーションフレームワーク（４２５）。
前記信用されていない処理アプリケーションに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成するよう構成されている処理アプリケーションキー生成機能（４５０）を実行するようさらに構成されており、
前記セキュアキー受信機能（４３２）は、
前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを受信し、
前記第１のランダムキーを前記信用されていない処理アプリケーションの前記プライベートキーを使用して復号するようさらに構成されている、
請求項８に記載のセキュアアプリケーションフレームワーク。
前記セキュアキー受信機能は、前記第１のランダムキーを、セキュアチャネルを介して受信するようさらに構成されている、請求項８に記載のセキュアアプリケーションフレームワーク。
請求項８に記載の前記セキュアアプリケーションフレームワーク（４２５、５２５）と、
前記ストレージデバイスに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成するよう構成されているストレージデバイスキー生成機能と、
前記ストレージデバイスの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを受信するよう構成されている暗号化されたキー受信機能と、
前記第１のランダムキーを前記ストレージデバイスの前記プライベートキーを使用して復号するよう構成されている第１のランダムキー復号機能と、
前記第１のランダムキーを前記セキュアアプリケーションフレームワークにセキュアに送信するよう構成されているセキュアキー送信機能と
を実行するよう構成されているセキュアモジュール（１４５、５４５）を含むデバイス（１４０、５４０）と
を含む、システム（５００）。
前記セキュアアプリケーションフレームワーク（４３５、５３５）は、
前記信用されていない処理アプリケーションに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成するよう構成されている処理アプリケーションキー生成機能を実行するようさらに構成されており、
前記セキュアキー受信機能は、
前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを受信し、
前記第１のランダムキーを前記信用されていない処理アプリケーションの前記プライベートキーを使用して復号するようさらに構成されている、
請求項１１に記載のシステム（５００）。
前記セキュアアプリケーションフレームワーク（４２５、５２５）は、
前記セキュアモジュールを含む前記デバイスに、前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを送信するよう構成されている処理アプリケーションキー送信機能を実行するようさらに構成されており、
前記セキュアモジュールを含む前記デバイスは、
前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを受信するよう構成されている処理アプリケーションキー受信機能と、
前記第１のランダムキーを前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを使用して暗号化するよう構成されている第１のランダムキー暗号化機能と、
前記セキュアアプリケーションフレームワークに、前記信用されていない処理アプリケーションの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを送信するよう構成されている暗号化された第１のランダムキー送信機能とをさらに含む、
請求項１２に記載のシステム（５００）。
前記セキュアモジュール（１４５、５４５）を含む前記デバイス（１４０、５４０）は、
前記ストレージデバイスに対するプライベート／パブリックキーのペアを生成するよう構成されているストレージデバイスキー生成機能と、
前記ストレージデバイスの前記パブリックキーを使用して暗号化された前記第１のランダムキーを受信するよう構成されている暗号化された第１のランダムキー受信機能と、
前記第１のランダムキーを前記ストレージデバイスの前記プライベートキーを使用して復号するよう構成されている第１のランダムキー復号機能と
を実行するようさらに構成されている、請求項１３に記載のシステム（５００）。
前記セキュアモジュールを含む前記デバイスと、前記信頼された実行環境において実行される前記セキュアアプリケーションフレームワークとの間の通信のためのセキュアチャネルを確立するよう構成されているセキュアチャネル確立機能を実行するようさらに構成されており、
前記セキュアキー送信機能は、前記第１のランダムキーを前記セキュアアプリケーションフレームワークに前記セキュアチャネルを介して送信するよう構成されている、
請求項１１に記載のシステム（５００）。