KR100970040B1 - 보안키 보호 방법, 보안키 보호 방법에 사용되는 실행 전용 루틴을 구비한 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 보안 단말기 - Google Patents

보안키 보호 방법, 보안키 보호 방법에 사용되는 실행 전용 루틴을 구비한 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 보안 단말기 Download PDF

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Abstract

무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독되는 것으로부터 보안키를 보호하는 방법은, 보안키를 실행 전용 메모리에 저장된 실행 전용 루틴으로서 기록하는 단계(94)를 포함한다. 상기 루틴은, 루틴이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 경우 보안 및 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독가능한 메모리에 보안키를 로딩하는 로드 인스트럭션과, 실행 전용 루틴을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션이 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 판독가능 메모리 내에 상기 보안키 대신 더미 데이터만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션을 갖는다.

Description

보안키 보호 방법, 보안키 보호 방법에 사용되는 실행 전용 루틴을 구비한 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 보안 단말기{A SECURE TERMINAL, A ROUTINE AND A METHOD OF PROTECTING A SECRET KEY}
본 발명은 보안키를 보호하는 보안 단말기, 루틴 및 방법에 관한 것이다.
전형적으로, 보안 단말기는 소프트웨어 애플리케이션 및 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 루틴을 수행하는 프로세서와, 적어도 하나의 보안키를 포함한다.
프로세서는 보안 소프트웨어 애플리케이션뿐만 아니라 무-보안 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.
무-보안 소프트웨어 애플리케이션은 용이하게 업데이트 및 변경될 수 있는 소프트웨어 애플리케이션이다. 전형적으로, 무-보안 소프트웨어 애플리케이션은 예를 들어 플래시 메모리와 같이 재기록 가능 메모리에 기록된다.
그와 달리, 보안 소프트웨어 애플리케이션은 용이하게 변경될 수 없는 애플리케이션이다. 예를 들어, 보안 소프트웨어 애플리케이션은 보안 단말기의 제조 과정 동안 판독-전용 메모리에 기록된다. 판독 전용 메모리는 각 보안 소프트웨어 애플리케이션이 용이하게 변경될 수 없도록 보호된다.
무-보안 소프트웨어 애플리케이션은 보안 단말기의 취약 부분인데, 그 이유는 이들 애플케이션은 해커에 의해 변경될 수 있기 때문이다. 그러나, 보안 단말기의 설계에 있어서, 판독 전용 메모리에 임의의 소프트웨어 애플리케이션을 기록하는 것은 적절하지 못하다. 따라서, 해커가 무-보안 소프트웨어 애플리케이션을 변경함으로써 변경된 무-보안 소프트웨어 애플리케이션이 보안키를 판독하고 그것을 해커에게 노출시킬 수 있는 위협이 항상 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무-보안 애플리케이션 애플리케이션에 의해 판독되지 않도록 보안키를 보호하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 무-보안 애플리케이션 애플리케이션에 의해 판독되지 않도록 보안키를 보호하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 실행 전용 메모리에 저장된 실행 전용 루틴에 따라 보안키를 기록하는 단계를 포함하되, 루틴은, 루틴이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 경우 보안 및 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독가능한 메모리에 보안키를 로딩하는 로드 인스트럭션과, 실행 전용 루틴을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션이 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 판독가능 메모리 내에 보안키 대신 더미 데이터만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션을 갖는다.
보안키는 실행 전용 메모리(executable-only memory) 내에 저장된 루틴에 따라 기록된다. 이러한 이유는, 이 루틴이 "실행 전용 루틴(executable-only routine)"으로 지칭되기 때문이다. 이 실행 전용 루틴은 판독될 수 없고 단지 프로세서에 의해 실행만 가능하다. 따라서, 보안키를 획득하기 위한 유일한 수단은 실행 전용 루틴을 실행하는 것이다. 그러나, 실행되는 경우, 루틴 그 자체는 보안키에 대한 보안 정보가 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 누설되지 않도록 보장한다. 따라서, 키 그 자체는 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독될 수 없다.
상기 방법에 대한 실시예는 다음과 같은 몇 개의 특징을 포함할 수 있다. 즉,
- 로드 인스트럭션은 상수를 로딩하는 인스트럭션이며, 각 상수의 값은 루틴 코드에 내장되어 있고 보안키의 적어도 하나의 비트를 나타낸다.
- 상기 방법은 로드 인스트럭션이 실행되기 전에 임의의 IRQ(Interrupt Request)를 디스에이블링하고 판독가능 메모리 내에 로딩된 보안키가 삭제된 이후에만 IRQ를 다시 인에이블링하는 단계를 포함한다.
- 실행 전용 루틴은 보안 소프트웨어 애플리케이션에 규칙적으로(systematically) 복귀하고 임의의 보안 소프트웨어 애플리케이션은 IRQ 재-인에이블링 단계를 실행하기 전에 로딩된 보안키를 삭제한다.
- 실행 전용 루틴이 복귀하는 보안 소프트웨어 애플리케이션은 실행 전용 전용 루틴에 의해 호출되지 않은 경우 즉각 로딩된 보안키를 삭제한다.
상기 방법의 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다. 즉,
- 보안키를 로딩가능 상수로서 실행 전용 루틴에 내장함으로써 상기 실시예의 보안을 강화한다.
- IRQ를 디스에이블링함으로써 임의의 무-보안 소프트웨어 애플리케이션이 판독가능 메모리에 로딩된 보안키를 판독할 수 없게 하는데, 그 이유는 IRQ가 디스에이블되어 있는 한 무-보안 소프트웨어 애플리케이션은 실행될 수 없기 때문이다.
- 실행 전용 루틴의 실행 끝단에서 보안 소프트웨어 애플리케이션으로 규칙적으로 복귀함으로써 무-보안 소프트웨어 애플리케이션이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 대응하는 복귀 어드레스를 사용하여 실행 전용 루틴을 호출할 수 있는 공격을 방지한다.
- 실행 전용 루틴이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되지 않은 경우 판독가능 메모리로부터 보안키를 삭제함으로써 다른 무-보안 소프트웨어 애플리케이션이 실행 전용 루틴을 실행할 수 없게 되어 단말기의 보안을 강화하게 된다.
본 발명은 또한 보안키가 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독되지 않도록 하는 상술한 방법에 사용되는 실행 전용 루틴에 관한 것이다. 상기 실행 전용 루틴은, 이 루틴이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 경우 보안 및 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독가능한 메모리에 보안키를 로딩하는 로드 인스트럭션과, 실행 전용 루틴을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션이 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 판독가능 메모리 내에 보안키 대신 더미 데이터만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션을 포함한다.
상기 실행 전용 루틴의 실시예는 다음과 같은 몇몇 특징을 포함할 수 있다.
- 로드 인스트럭션은 상수를 로딩하는 인스트럭션이며, 각 상수의 값은 루틴 코드에 내장되어 있고 보안키의 적어도 하나의 비트를 나타낸다.
- 실행 전용 루틴은 실행 전용 루틴의 실행 개시 시에 임의의 IRQ를 디스에이블하는 인스트럭션을 갖는다.
- 실행 전용 루틴은 실행 전용 루틴의 실행 종료 시에 보안 소프트웨어 애플리케이션에 규칙적으로 복귀하는 인스트럭션을 갖는다.
본 발명은 또한 보안 단말기에 관한 것으로, 이 보안 단말기는 소프트웨어 애플리케이션 및 이 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 루틴을 실행하는 프로세서와, 적어도 하나의 보안키를 포함하되, 상기 보안 단말기는 또한, 루틴이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 경우 보안 및 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독가능한 메모리에 보안키를 로딩하는 로드 인스트럭션과, 실행 전용 루틴을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션이 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 판독가능 메모리 내에 보안키 대신 더미 데이터만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션을 구비한 실행 전용 루틴을 기록하는 실행 전용 메모리를 포함한다.
보안 단말기의 실시예는 다음과 같은 몇몇 특징을 포함할 수 있다.
- 로드 인스트럭션은 상수를 로딩하는 인스트럭션이며, 각 상수의 값은 루틴 코드에 내장되어 있고 보안키의 적어도 하나의 비트를 나타낸다.
- 단말기는 보안 소프트웨어 애플리케이션의 적어도 하나의 인스트럭션 코드를 포함하는 판독 전용 메모리(ROM)를 포함하되, 상기 인스트럭션 코드는 판독가능 메모리에 로딩된 보안키를 삭제하는 인스트럭션을 갖는다.
- 상기 단말기는 단말기의 리셋 이후 한번만 판독가능하며 보안키를 기록하는 1회 판독 메모리와, 1회 판독 메모리 내에 저장된 보안키로부터 실행 전용 루틴의 인스트럭션 코드를 생성하며, 이 실행 전용 루틴의 인스트럭션 코드를 실행 전용 메모리에 로딩하는 보안 초기화 루틴을 갖는 판독 전용 메모리를 갖는다.
- 실행 전용 메모리는 인스트럭션 판독 동작만을 허가하고 데이터 판독 동작을 금지하는 트랜잭션 디코더를 갖는다.
- 상기 단말기는 이동 전화기이다.
본 발명의 이들 및 다른 측면은 후속하는 상세한 설명, 도면 및 청구항으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 보안 단말기의 개략도,
도 2는 도 1의 보안 단말기에서 구현되는 트랜잭션 디코더의 개략도,
도 3은 도 1의 단말기 내에서 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독되는 보안키를 보호하는 방법의 흐름도.
도 1은 외부 메모리(6)에 접속된 전자 프로세서(4)를 갖는 보안 단말기(2)를 나타낸다. 예를 들어, 단말기(2)는 이동 전화기이고 프로세서(4)는 베이스밴드 프 로세서이다. 또는 보다 일반적으로는 임의의 SoC(System On Chip)이다.
메모리(6)는 재기록될 수 있으며 무-보안 소프트웨어 애플리케이션의 코드를 기록한다. 각 코드는 프로세서(4)에 의해 실행가능한 인스트럭션으로 구성된다. 예를 들어, 메모리(6)는 플래시 메모리이다.
프로세서(4)는 ROM(판독 전용 메모리)(8)에 저장된 보안 소프트웨어 애플리케이션뿐만 아니라 메모리(6)에 저장된 무-보안 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.
간략성을 위해, 본 발명을 이해하는데 필요한 프로세서(4)의 소자만이 도 1에 도시되어 있다.
프로세서(4)는,
- 중앙 처리 장치(10)와,
- ROM(8)과,
- 적어도 하나의 보안키를 영구적으로 기록하는 판독 전용 1회 메모리(12)와,
- 장치(10)에 의해 실행되는 임의의 소프트웨어 애플리케이션이 판독 및 사용할 수 있는 데이터를 저장하는 RAM(랜덤 액세스 메모리) 또는 내부 데이터 레지스터(18)와,
- 실행 전용 루틴(21)을 저장하는 레지스터 뱅크(20)와,
- 레지 스터 뱅크(20)에 대한 액세스를 제한하는 트랜잭션 디코더(22)를 포함한다.
예를 들어, 상기 모든 소자(8 내지 22)는 적어도 하나의 다이 상에서 구축되고 동일한 집적 회로 패키지 내에 내장된다. 이것은 보안의 관점에서 볼 때 중요한 요소인데, 그 이유는 이것은 프로세서(4)의 내부 소자에 대한 물리적 액세스가 평범한 해커에게는 불가능하다는 것을 의미하기 때문이다.
장치(10)는 루틴을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션의 복귀 어드레스를 기록하는데 사용되는 특정 레지스터(14)를 갖는다.
예를 들어, 장치(10)는 ARM라는 회사의 ARM 프로세서(웹사이트: www.arm.com를 참고) 또는 보다 일반적으로 임의의 CPU(중앙 처리 장치)이다.
예시적인 목적만을 위해, 메모리(12)는 단지 하나의 보안키를 기록한다. 메모리(12) 내의 보안키는 프로세서(4)의 제조 공정 동안 실리콘 내에서의 레이저 커팅을 통해 저장된다. 저장된 보안키는 프로세서(4)의 각 리셋 이후 단지 1회 판독될 수 있다. 이를 위해, 장치(10)와 메모리(12) 간의 링크(23)는 장치(10) 및 메모리(12)가 항상 동시에 리셋되도록 보장해야 한다.
내부 데이터 레지스터(18)는 장치(10)에 의한 소프트웨어 애플리케이션의 실행 동안 사용되어 이 실행에 필요한 데이터를 저장한다.
레지스터 뱅크(20)는 보안키를 레지스터(18)에 로딩하는 실행 전용 루틴(21)을 기록하도록 설계된다. 루틴(21)은,
- 보안키를 레지스터(18) 내에 로딩하는 로드 인스트럭션과,
- 루틴(21)을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션이 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 레지스터(18) 내에 보안키 대신 더미 데이터만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션과,
- 루틴(21)의 개시 시 임의의 IRQ(Interrupt Request)를 디스에이블링하는 인스트럭션과,
- 루틴(21)의 실행 종료 시 보안 소프트웨어 애플리케이션으로 규칙적으로 복귀하도록 하는 인스트럭션을 포함한다.
로드 인스트럭션은 레지스터(18) 내에 상수를 로딩하는 인스트럭션이며, 각 상수는 보안키의 일 비트이다. 상수의 값은 루틴(21)의 코드에 내장되며, 보다 구체적으로 루틴(21)의 인스트럭션의 op-코드 내에 내장된다.
레지스터 뱅크(20)와 트랜잭션 디코더(22)의 결합물은 실행 전용 메모리(24)를 형성하며, 이는 도 2와 관련하여 보다 자세히 기술될 것이다.
ROM(8)은 프로세서(4)의 리셋 이후 즉각적으로 개시되는 소프트웨어 애플리케이션의 코드를 기록하는 부트 ROM이다. 각 코드는 장치(10)에 의해 실행가능한 인스트럭션으로 구성된다.
ROM(8)은 보안 커넬(kernel)(26)의 일부인 임의의 보안 소프트웨어 애플리케이션의 코드를 기록한다.
예를 들어, 보안 커넬(26)은 메모리(12)를 판독하고, 실행 전용 루틴(21)의 코드를 생성하며 이 코드를 레지스터 뱅크(20) 내에 로딩하는 초기화 루틴(28)을 갖는다.
커넬(26)은 무-보안 소프트웨어 애플리케이션의 인증(authenticity)을 체크하도록 설계된 보안 소프트웨어 애플리케이션을 갖는다. 예를 들어, 커넬(26)은 무-보안 소프트웨어 애플리케이션이 공지된 인증서에 의해 서명된 것인지 또는 그러한 공지된 인증서에 의해 인증된 것인지를 체크할 수 있는 보안 소프트웨어 애플리케이션(30)을 갖는다. 애플리케이션(30)은 그러한 작업을 수행하기 위한 보안키를 필요로 하며 따라서 보안키를 획득하는 루틴(21)을 호출하도록 설계된다.
루틴(21)을 호출하는 임의의 보안 소프트웨어 애플리케이션은,
- 내부 레지스터(18)에 저장된 보안키가 한번 사용되면 그 보안키를 삭제할 수 있고,
- 상기 보안키가 레지스터(18)로부터 삭제된 후 IRQ(Interrupt Request)를 인에이블링할 수 있다.
삭제함으로써, 보안키 상의 이용가능한 임의의 정보를 누설하지 않는 더미 데이터로 보안키를 대체할 수 있다. 이것은 상기 키를 0과 같은 상수로 덮어쓰기함으로써 이루어질 수 있다.
ROM(8), 메모리(12,24) 및 레지스터(18)는 버스(34) 및 어드레스 버스(36)를 통해 장치(10)에 접속된다. 버스(34)는 장치(10)에 의해 처리되는 데이터 및 장치(10)에 의해 수행되는 인스트럭션 모두를 전송하는데 사용된다. 오직 하나의 공통 버스(34)만이 존재하여 데이터 및 인스트럭션을 교대로 전송하기 때문에, 버스(34)는 버스를 통과하는 항목이 데이터로서 또는 그와 달리 인스트럭션으로서 처리될 것인지를 나타내는 설정가능한 데이트/인스트럭션 태그를 갖는다.
메모리(12)는 버스(34)를 통해 장치(10)에 접속되어 메모리(12)는 장치(10)의 리셋 이후 1회 판독될 수 있다.
도 2는 판독 전용 메모리(24)를 도시한다. 도 1에서 이미 기술한 메모리(24)의 소자는 동일한 참조 번호를 갖는다.
레지스터 뱅크(20)는 레지스터 뱅크(20)에 기록될 데이터를 수신하는 하나의 포트(40)와 레지스터 뱅크(20) 내에 판독되는 데이터를 출력하는 하나의 포트(42)를 구비한다. 포트(40)는 기록 데이터 버스(44)에 접속되어 기록될 데이터를 수신한다. 포트(42)는 판독 데이터 버스(46)에 접속되어 판독될 데이터를 출력한다. 예를 들어, 버스(44,46)는 32 비트형 버스이다. 데이터를 레지스터 뱅크(20)에 기록하는 것은 뱅크(20)의 입력(47)이 로직 1을 수신하는 경우에만 가능하다.
트랜잭션 디코더(22)는 버스(46)에 접속된 하나의 입력 포트(52)와 버스(34)에 접속되어 데이터/인스트럭션 태그를 수신하는 하나의 입력 포트(54)를 구비한 로직 AND 유닛(50)을 갖는다. 데이터/인스트럭션 태그는 데이터가 레지스터 뱅크(20)로부터 판독되는 경우 로직 0이고 인스트럭션이 레지스터 뱅크(20)로부터 판독되는 경우 로직 1이다.
유닛(50)은 버스(46) 상에 제공된 데이터와 데이터/인스트럭션 태그의 값 간에 로직 AND 연산을 수행하고, 그 결과를 데이터 버스(34) 상에 출력한다.
메모리(24)는 또한 1회-기록 메모리이다. 보다 구체적으로, 메모리(24)는 프로세서(4)의 각 리셋 이후에 한번만 기록될 수 있다. 이를 위해, 디코더(22)는 AND 게이트(60)를 구비하며, 이 AND 게이트(60)의 입력은 버스(34)의 기록 신호(62) 및 인버터(64)의 출력에 접속된다. 인버터(64)의 입력(66)은 잠금 래치(70)의 출력(68)에 접속된다.
게이트(60)는 기록 신호(62)와 인버터(64)의 출력 간에 로직 AND 연산을 수행하고 그 결과를 입력(47)에 전송한다.
잠금 래치(70)의 입력(72)은 OR 게이트(74)의 출력에 접속된다. 게이트(74)의 제 1 입력(76)은 출력(68)에 접속된다. 게이트(74)의 제 2 입력(78)은 기록 신호(62)에 접속된다. 게이트(74)는 그의 입력(76,78) 상에 제공된 신호 간에 로직 OR 연산을 수행하고 그 결과를 잠금 래치(70)의 입력(72)에 출력한다.
잠금 래치(70)는 프로세서(4)가 리셋된 이후 처음으로 활성화된 경우 출력(68)을 통해 로직 0을 출력하도록 설계된다. 예를 들어, 래치(70)는 링크(23)와 같은 링크를 사용하여 장치(10)에 접속되어, 장치(10) 및 래치(70)가 항상 동시에 리셋되도록 보장한다. 후속하여, 잠금 래치(70)는 그의 입력(72)에서 수신된 값과 동일한 값을 출력(68)을 통해 출력한다.
단말기(2)의 동작은 도 3을 참조하여 기술될 것이다.
초기에, 단계(90)에서, 프로세서(4)는 리셋된다. 단계(90)에서, 래치(70)는 리셋되고 그의 초기 상태로 복귀한다. 메모리(12)는 또한 리셋되고 하나의 판독 동작을 인에이블링한다.
리셋 이후, 장치(10)는 ROM(8)에 저장된 소프트웨어 애플리케이션을 즉각 개시한다.
이어서, 단계(92)에서, 초기화 루틴(28)은 메모리(12) 내에 저장된 보안키의 값을 판독하고 루틴(21)의 대응 코드를 생성한다. 메모리(12)는 리셋된 후 처음으로 루틴(28)에 의해 판독되었기 때문에, 후속하여 메모리(12)는 프로세서(4)가 리 셋되지 않는 한 더 이상 판독될 수 없다.
단계(94)에서, 루틴(28)은 루틴(21)의 코드를 레지스터 뱅크(20) 내에 기록 및 저장한다.
개시 시점에서, 기록 신호(62)는 1과 동일하고 래치(70)의 출력(68)은 0과 동일하다.
동작(96) 동안, 게이트(60)는 기록 신호 값 및 인버터(64)의 출력을 비교한다. 이들 모두가 1인 경우, 동작(98) 동안, 로직 1이 입력(47)에 설정되고 버스(44)를 통해 전송된 루틴(21)의 코드는 레지스터 뱅크(20)에 기록 및 저장된다.
이와 달리, 동작(100) 동안, 인버터(64)의 출력이 0과 동일한 경우, 로직 0이 입력(47)에 설정되고 어떠한 데이터도 레지스터 뱅크(20)에 기록될 수 없다.
단계(94)와 동시에 단계(102)에서, 레지스터 뱅크(20)로의 데이터의 제 1 기록이 이미 수행되었다는 사실이 저장됨으로써 프로세서(4)가 다시 한번 리셋되지 않는 한 레지스터 뱅크(20)에 어떠한 새로운 데이터도 기록되지 못하도록 한다.
보다 구체적으로, 동작(104)에서, 기록 신호(62)의 값은 게이트(74)에 의해 출력(68)의 값과 비교된다. 입력(76,78)이 모두 0과 동일한 경우, 게이트(74)는 로직 0을 입력(72)에 출력하고, 그렇지 않으면 게이트(74)는 로직 1을 출력한다.
따라서, 데이터가 레지스터 뱅크(20)에 기록된 것이 처음이라면, 출력(68)은 0과 동일하며, 그에 따라 인버터(64)의 출력은 1과 동일하고 루틴(21)의 코드는 레지스터 뱅크(20)에 기록 및 저장될 수 있다.
데이터가 레지스터 뱅크(20)에 기록되는 것이 두 번째 또는 임의의 후속 번 째라면, 출력(68)은 로직 1과 동일하고 그에 따라 인버터(64)의 출력은 0과 동일하고 데이터는 레지스터 뱅크(20)에 기록될 수 없다. 따라서, 레지스터 뱅크(20)에 일단 저장되면, 루틴(21)의 코드는 프로세서(4)가 리셋되지 않는 한 변경될 수 없다.
그 결과, 메모리(24)는 1회 기록 메모리이다.
단계(94)의 제 1 실행의 종료시에, 루틴(21)의 코드는 레지스터 뱅크(20)에 기록된다.
그런 다음, 전형적으로, 프로세서(4)는 무-보안 소프트웨어 애플리케이션을 수행한다. 암호화 동작이 필요한 경우, 소프트웨어 애플리케이션(30)이 호출된다. 예를 들어, DRM(Digital Right Management) 라이센스를 해독하기 위해 암호화 동작이 필요하다.
이후, 단계(110)에서, 보안 소프트웨어 애플리케이션(30)은 루틴(21)을 호출한다. 이 때, 동작(112) 동안, 장치(10)는 호출 애플리케이션의 복귀 어드레스를 레지스터(14)에 기록한다.
단계(114)에서, 장치(10)는 레지스터 뱅크(20) 내의 루틴(21)의 코드를 판독하여 그 코드를 실행한다. 따라서, 데이터/인스트럭션 태그는 1로 설정된다. 먼저, 동작(116)에서, 장치(10)는 버스(34)를 통해 레지스터 뱅크 판독 인스트럭션을 전송한다.
그에 응답하여, 단계(118)에서, 레지스터 뱅크(20)는 대응하는 인스트럭션을 버스(46) 상에 출력한다.
동작(120)에서, 유닛(50)은 포트(52)에서 수신된 인스트럭션을 포트(54)에서 수신된 데이터/인스트럭션 태그의 값과 비교한다.
동작(122)에서, 이 태그의 값이 1과 동일한 경우, 유닛(50)은 판독 인스트럭션을 버스(34) 상에 출력한다. 태그 값은 1과 동일하기 때문에, 출력 인스트럭션은 장치(10)용 인스트럭션으로서만 해석될 수 있으며 따라서 장치(10)에 의해 직접 수행된다. 소프트웨어 애플리케이션은 데이터/인스트럭션 태그가 1과 동일한 경우엔 버스(34) 상의 데이터를 액세스할 수 없다.
레지스터 뱅크(20) 내에 데이터로서 저장된 인스트럭션을 판독하려는 시도가 있었다면, 데이터/인스트럭션 태그는 0과 동일할 수 있고 유닛(50)은 동작(124) 동안 대응하는 인스트럭션 대신 0만을 출력할 수 있다.
따라서, 무-보안 소프트웨어 애플리케이션이 메모리(24)에 저장된 코드를 판독하려 시도하는 경우, 더미 데이터, 즉 0만을 획득한다.
그 결과, 메모리(24)는 실행 전용 메모리이며 루틴(21)은 실행 전용 루틴인데, 그 이유는 그의 코드는 장치(10)에 의해서만 실행될 수 있고 프로세서(4)에 의해 실행되는 소프트웨어 애플리케이션에 의해서는 판독될 수 없다.
데이터/인스트럭션 태그가 1과 동일하기 때문에, 버스(34) 상에 제공된 인스트럭션은 단계(130)에서 장치(10)에 의해서 실행된다.
단계(130)의 개시 시, 동작(132)에서, 장치(10)는 임의의 IRQ(Interrupt Request)를 디스에이블링함으로써 후속하는 인스트럭션의 실행은 임의의 소프트웨어 애플리케이션에 의해 인트럽트될 수 없다. 따라서, 어떠한 다른 소프트웨어 애 플리케이션도 레지스터(18)에 저장된 임의의 내부 데이터를 판독할 수 없다.
이후, 동작(134,136)에서, 장치(10)는 루틴(21)의 제어 인스트럭션을 실행한다.
동작(134)에서, 장치(10)는 루틴(21)이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되었는지를 체크한다. 예를 들어, 동작(134) 동안, 장치(10)는 레지스터(14)에 기록된 복귀 어드레스를 ROM(8)의 메모리 어드레스에 비교한다.
레지스터(14)에 기록된 복귀 어드레스가 ROM(8)의 어드레스의 범위 내에 있지 않은 경우, 동작(136)에서, 장치(10)는 연속적인 0과 같은 더미 데이터를 레지스터(18)에 로딩한다. 동작(136)의 종료시, 프로세서(4)는 레지스터(14)에 기록된 복귀 어드레스로 복귀한다. 그 결과, 루틴(21)을 호출한 무-보안 소프트웨어 애플리케이션은 보안키에 대한 어떠한 정보도 얻지 못한다.
복귀 어드레스가 보안 소프트웨어 애플리케이션의 어드레스인 경우, 단계(138)에서, 장치(10)는 루틴(21)의 로딩 인스트럭션을 수행한다. 따라서, 레지스터(4)는 보안키의 값으로 로딩된다. 이것이 수행되면, 동작(140) 동안, 장치(10)는 루틴(21)의 인스트럭션을 수행하여 보안 소프트웨어 애플리케이션으로 규칙적으로 복귀한다. 예를 들어, 장치(10)는 보안 소프트웨어 애플리케이션(30)의 어드레스로 무조건적으로 점프한다. 이러한 점프 인스트럭션은 복귀 어드레스가 스택(14)의 상태에 놓여질 때마다 수행된다. 예를 들어, 동작(140) 동안, 장치(10)는 애플리케이션(30)을 호출한다. 보다 구체적으로, 장치(10)는 애플리케이션(30)에 대한 브랜치 및 링크 인스트럭션(branch and link instruction)을 수행한 다. 이 브랜치 및 링크 인스트럭션은 또한 호출된 애플리케이션의 어드레스, 즉 루틴(21)의 어드레스를 특정 레지스터(14) 내에 기록한다.
이후, 단계(150) 동안, 애플리케이션(30)은 레지스터(18)에 기록된 보안키 값을 사용한다.
예를 들어, 단계(150)의 개시 시, 단계(152)에서, 애플리케이션(30)은 루틴(21)에 의해 호출되었는지를 체크한다. 예를 들어, 장치(10)는 레지스터(16)에 기록된 어드레스가 루틴(21)의 어드레스에 대응하는지를 체크한다.
그러한 조건이 만족되지 않는 경우, 단계(154)에서, 장치(10)는 레지스터(18)에 기록된 보안키를 삭제한다. 예를 들어, 장치(10)는 보안키를 연속적인 0으로 교체한다. 이어서, 애플리케이션(30)은 마치 루틴(21)을 호출한 것처럼 진행한다.
단계(156)에서, 애플리케이션(30)은 레지스터(18)에 기록된 보안키를 사용하여 예를 들어 무-보안 소프트웨어 애플리케이션을 체크 또는 인증한다. 이를 위해, 보안키를 사용한 암호화 동작이 수행된다.
애플리케이션(30)이 더 이상 보안키를 필요로 하지 않는 경우, 단계(158)에서, 장치(10)는 레지스터(18)로부터 보안키를 삭제한다.
이어서, 단계(160)에서, 장치(10)는 IRQ를 다시 인에이블링한다.
방법은 단계(110)에서 애플리케이션(30)을 호출한 주요 소프트웨어 애플리케이션으로 복귀한다.
다수의 부가적인 실시예가 가능하다. 예를 들어, 루틴(21)이 무-보안 소프 트웨어 애플리케이션으로부터 호출된 경우 보안키를 삭제하기보다는, 단말기(2)가 더 이상 사용되지 않도록 차단할 수도 있다.
IRQ는 또한 루틴(21)을 호출하기 전에 애플리케이션(30)에 의해 디스에이블링될 수 있다.
따라서, 루틴(21)은 단말기(2)의 각 리셋 이후 리프레시될 필요가 있는 비-영구적 메모리에 기록된다. 그러나, 레지스터 뱅크(20)를 ROM과 같은 영구 메모리로 교체할 수도 있다. 이 실시예에서, 단말기(2)의 각 리셋 이후 루틴(21)의 코드를 더 이상 재저장할 필요가 없다.
하나의 보안키 대신, 상술한 단말기 및 방법은 다수의 보안키가 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독되지 않게 구성될 수 있다.
상술한 개시물은 무-보안 소프트웨어 애플리케이션을 저장하는 메모리가 프로세서(4)의 내부 메모리인 경우에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 기술한 것은 이동 전화기에 국한되지 않고 임의의 보안 전자 단말기에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무-보안 소프트웨어 애플리케이션(non-secure software application)에 의해 판독되지 않도록 보안키를 보호하는 방법에 있어서,
    실행 전용 메모리(executable-only memory)에 저장된 실행 전용 루틴(executable-only routine)에 따라 상기 보안키를 기록하는 단계(94)를 포함하되,
    상기 실행 전용 루틴은,
    상기 루틴이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 경우 상기 보안 및 상기 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독가능한 메모리에 상기 보안키를 로딩하는 로드 인스트럭션과,
    상기 실행 전용 루틴을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션이 상기 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 상기 판독가능 메모리 내에 상기 보안키 대신 더미 데이터(dummy data)만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션을 갖는
    보안키 보호 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 인스트럭션은 상수를 로딩하는 인스트럭션이고, 각 상수의 값은 상기 실행 전용 루틴의 코드에 내장되며 상기 보안키의 적어도 하나의 비트를 나타내는
    보안키 보호 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 로드 인스트럭션이 실행되기 전에 임의의 IRQ(Interrupt Request)를 디스에이블링하고, 상기 판독가능 메모리에 로딩된 상기 보안키가 삭제된 후 상기 IRQ를 다시 인에이블링하는 단계(132,160)를 포함하는
    보안키 보호 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실행 전용 루틴은 보안 소프트웨어 애플리케이션으로 규칙적으로(systematically) 복귀하고, 임의의 보안 소프트웨어 애플리케이션은 상기 IRQ를 다시 인에이블링하는 단계 이전에 로딩된 상기 보안키를 (단계 158에서) 삭제하는
    보안키 보호 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실행 전용 루틴이 복귀하는 상기 보안 소프트웨어 애플리케이션은 상기 보안 소프트웨어 애플리케이션이 상기 실행 전용 루틴에 의해 호출되지 않은 경우 로딩된 상기 보안키를 (단계 154에서) 즉각 삭제하는
    보안키 보호 방법.
  6. 청구항 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 보안키 보호 방법에 사용되는 실행 전용 루틴을 구비한 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서,
    상기 실행 전용 루틴은,
    상기 루틴이 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 경우 상기 보안 및 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독가능한 메모리에 상기 보안키를 로딩하는 로드 인스트럭션과,
    상기 실행 전용 루틴을 호출하는 소프트웨어 애플리케이션이 상기 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 상기 판독가능 메모리 내에 상기 보안키 대신 더미 데이터만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션을 갖는
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 로드 인스트럭션은 상수를 로딩하는 인스트럭션이고, 각 상수의 값은 상기 실행 전용 루틴의 코드에 내장되며 상기 보안키의 적어도 하나의 비트를 나타내는
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 실행 전용 루틴은 상기 실행 전용 루틴의 실행 개시 시 임의의 IRQ를 디스에이블링하는 인스트럭션을 갖는
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실행 전용 루틴은 상기 실행 전용 루틴의 실행의 종료 시 보안 소프트웨어 애플리케이션으로 규칙적으로 복귀하는 인스트럭션을 갖는
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  10. 보안 단말기에 있어서,
    소프트웨어 애플리케이션 및 상기 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 루틴을 실행하는 프로세서와,
    적어도 하나의 보안키와,
    실행 전용 루틴을 기록하는 실행 전용 메모리(24)를 포함하되,
    상기 실행 전용 루틴은,
    상기 루틴이 상기 보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 호출되는 경우 보안 및 무-보안 소프트웨어 애플리케이션에 의해 판독가능한 메모리에 보안키를 로딩하는 로드 인스트럭션과,
    상기 실행 전용 루틴을 호출하는 상기 소프트웨어 애플리케이션이 상기 무-보안 소프트웨어 애플리케이션인 경우 상기 판독가능 메모리 내에 상기 보안키 대신 더미 데이터만을 남겨두도록 하는 제어 인스트럭션을 갖는
    보안 단말기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로드 인스트럭션은 상수를 로딩하는 인스트럭션이고, 각 상수의 값은 상기 실행 전용 루틴의 코드에 내장되며 상기 보안키의 적어도 하나의 비트를 나타내는
    보안 단말기.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 단말기는 보안 소프트웨어 애플리케이션의 적어도 하나의 인스트럭션 코드를 포함하는 판독 전용 메모리(ROM)(8)를 포함하되, 상기 인스트럭션 코드는 로딩된 상기 보안키를 상기 판독가능 메모리로부터 삭제하는 인스트럭션을 갖는
    보안 단말기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말기의 리셋 이후 1회만 판독가능하며, 상기 보안키를 기록하는 1회 판독 메모리(a read once memory)(12)와,
    상기 1회 판독 메모리에 기록된 상기 보안키로부터 상기 실행 전용 루틴의 상기 코드를 생성하고, 상기 실행 전용 루틴의 상기 코드를 상기 실행 전용 메모리에 로딩하는 보안 초기화 루틴(28)을 갖는 판독 전용 메모리(8)를 포함하는
    보안 단말기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 실행 전용 메모리는 인스트럭션 판독 동작만을 허가하고 데이터 판독 동작을 금지하는 트랜잭션 디코더(22)를 갖는
    보안 단말기.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 단말기는 이동 전화기인
    보안 단말기.
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