SE535797C2 - Optimerade förfaranden för integritetsverifiering - Google Patents

Abstract

En del utföringsformer av uppfinningen tillhandahåller en metod för verifiering avintegriteten för digital information. Vid en källa till den digitala informationen genererarmetoden en signatur för den digitala informationen genom att applicera en hashing~funktion till en speciell del av den digitala informationen, varvid den speciella delen ärmindre än den totala digitala informationen, Metoden förser en enhet med signaturenoch den digitala informationen. I enheten applicerar metoden hashing-funktionen på denspeciella delen av den digitala informationen för att verifiera den överförda signaturen och därmed verifiera integriteten för den överförda digitala informationen.

Description

535 797 fundamental egenskap för alla “hash-funktioner” är att om två “hasher” är olika så var de två ingångsdata olika i något avseende. När två “hasher” är identiska för två olika ingångsdata, föreligger en hash-kollision. Det är viktigt i ett kiypteringssystem att hash- fiinktionen har mycket låg kollisionssannolikhet.

Traditionella förfaranden för integritetsverifiering är beräkningsintensiva, speciellt för portabla enheter med begränsade beräkningsresurser. Det finns av den anledningen ett behov inom denna teknik av ett förfarande för integritetsverifiering, som är mindre beräkningsintensivt. Det vore idealiskt om en sådan process tillät en portabel enhet att snabbt verifiera integriteten av en digital information som den mottager.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Några utföringsfonner av uppfinningen tillhandahåller en metod för verifiering av integriteten hos en digital information. Vid en källa till den digitala informationen genererar metoden en signatur för den digitala informationen genom att applicera en hashing-funktion till en speciell del av den digitala informationen, varvid den speciella delen är mindre än den totala digitala informationen. Metoden förser en enhet med signaturen och den digitala informationen. I enheten applicerar metoden hashing- funktionen på den speciella delen av den digitala informationen för att verifiera integriteten för den överförda signaturen och dänned verifiera integriteten för den överförda digitala informationen.

- Den speciella delen av den digitala informationen inkluderar flera olika sektioner av den digitala informationen. I några utföringsformer konfigurerar metoden källan och enheten för att utvälja en förutbestämd uppsättning av sektioner av den digitala informationen som den speciella delen av den digitala informationen. Enheten inkluderar i några utföringsformer ett read-only minne som (1) lagrar kod för identifiering av den speciella delen, och (2) lagrar hashing-funktionen.

I några utföringsfornier genererar metoden en signatur för den digitala informationen vid källan genomatt (1) applicera hashing-funktionen på den speciella delen för att generera en hash digest, och sedan (2) generera signaturen från hash digesten. Metoden kan implementeras i antingen ett asymmetriskt eller symmetriskt förfarande för iritegritetsverifiering. I några utföringsexempel applicerar metoden till exempel hashing funktionen vid enheten genom att (1) applicera hashing funktionen på den speciella delen för att generera en hash digest, och (2) överföra digesten och den mottagna signaturen till en signaturverifierande process som bestämmer autenticiteten för 10 15 20 25 30 35 535 797 signaturen baserat på den tillhandahållna digesten. I några utföringsexempel applicerar metoden alternativt hashing funktionen vid enheten genom att (l) generera en andra signatur baserad på hash digesten, och (2) jämföra de första och andra signaturerna för att bestämma integriteten för den överförda digitala informationen.

Källan till den digitala informationen kan vara olika i olika utföringsexempel. Till exempel kan källan vara informationens upphovsman, distributör, etc. Enheten som mottager den digitala informationen kan också vara olika i olika utföringsfonner.

Exempel på en sådan enhet inkluderar en portabel audio/video spelare (t.ex. iPod), en laptop, en mobiltelefon, etc. Den digitala informationen kan också vara olika i olika utföringsformer. Den digitala informationen kan Lex. vara firmware-updatcringar till operativsystemet för enheten, tredje-part applicationer för att köras på enheten, audio/video filer för att spelas på enheten etc.

F IGURBESKRIVNING Uppfinningens nya egenskaper framgår av de bifogade kraven. För en närmare förklaring beskrives emellertid ett flertal utföringsformer i de följande figurema.

Figur l visar ett system för integritetsverifiering enligt några utföringsformer av i uppfinningen.

Figur 2 visar ett annat system för integritetsverifiering enligt några utföringsforrner av uppfinningen.

Figur 3 visar ett DRM system som implementerar systemet för integritetsverifieriiig enligt några utröringsformer av uppfinningen.

Figur 4 visar ett förfarande för integritetsverifiering som utföres med hjälp av en eller flera DRM servrar i några utföringsforrner av uppfinningen.

Figur 5 visar ett förfarande för integritetsverifiering som utföres med hjälp av en portabel multimediaenhet i några utföringsforrnerav uppfinningen.

Figur 6 visar ett diagram för ett datorsystem som konceptuellt illustrerar komponenterna i en typisk DRM server, användardator eller portabel enhet implementerande några utföringsforiner av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 535 797 DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Iden följande beskrivningen kommer ett antal detaljer att tas med för att underlätta förklaringen. F ackmannen inser emellertid att uppfinningen kan utföras utan användning av dessa speciella detaljer. I andra fall visas välkända strukturer och enheter i form av blockdiagrarn för att inte belasta beskrivningen av uppfinningen med onödiga detaljer.

I. ÖVERSIKT Några utföringsforrner av uppfinningen tillhandahåller en metod för verifiering av integriteten hos en digital information. Vid en källa till den digitala informationen genererar metoden en signatur för den digitala informationen genom att applicera en hashing-funktion till en speciell del av den digitala informationen, varvid den speciella delen är mindre än den totala digitala informationen. Metoden förser en enhet med signaturen och den digitala informationen. I enheten applicerar metoden hashing- funktionen på den speciella delen» av den digitala informationen för att verifiera integriteten för den överförda signaturen och därmed verifiera integriteten för den överförda digitala informationen.

Den speciella delen av den digitala informationen inkluderar flera olika sektioner av den digitala informationen. I några utföringsfoirner konfigurerar metoden källan och enheten för att utvälja en förutbestämd uppsättning av sektioner av den digitala informationen som den speciella delen av den digitala informationen. Enheten inkluderar i några utföringsforrner ett read-only minne som (1) lagrar kod för identifiering av den speciella delen, och (2) lagrar hashing-funktionen.

I några utföringsfornier genererar metoden en signatur för den digitala informationen vid källan genom att (l) applicera hashing-funktionen på den speciella delen för att generera en hash digest, och sedan (2) generera signaturen från hash digesten. Metoden kan implementeras i antingen ett asymmetriskt eller symmetriskt förfarande för integritetsverifiering. I några utföringsexempel applicerar metoden till exempel hashing funktionen vid enheten genom att (l) applicera hashing funktionen på den speciella delen för att generera en hash digest, och (2) överföra digesten och den mottagna signaturen till en signaturverifierande process som bestämmer autenticiteten för signaturen baserat på den tillhandahållna digesten. I några utföringsexempel”applicerar metoden alternativt hashing funktionen vid enheten genom att (1) generera en andra signatur baserad på hash digesten, och (2) jämföra de första och andra signaturema för att bestämma integriteten för den överförda digitala informationen. 10 15 20 25 30 ' 35 535 797 Källan till den digitala informationen kan vara olika i olika utföringsexempel. Till exempel kan källan vara infonnationens upphovsman, distributör, etc. Enheten som mottager den digitala informationen kan också vara olika i olika utföringsforrner.

Exempel på en sådan enhet inkluderar en portabel audio/video spelare (Lex. iPod), en laptop, en mobiltelefon, etc. Den digitala informationen kan också vara olika i olika utföringsformer. Den digitala informationen kan t.ex. vara firmware-updateringar till operativsystemet för enheten, tredje-part applikationer för att' köras på enheten, audio/video filer för att spelas på enheten etc.

II. SYSTEM FÖR INTEGRITETSVERIFIERTNG ENLIGT NÅGRA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar konceptuellt en mer detaljerad version av ett system för integritets- verifiering 100 för någon utföringsforrn av uppfinningen. Som visas i denna figur innehåller detta system en källenhet för digital information 1 10 och en informations- mottagande enhet 115. Som visas i figur 1 överför källenheten för digital infonnation 110 åtminstone ett block av digital information 105 till den informationsmottagande enheten 115. En infonnationskälla är varje part inblandad i skapandet av informationen, dess försäljning eller distribution. Exempel på en sådan part inkluderar informationens upphovsman, försäljare, distributör etc. Källenheten för digital information 110 kan bestå av en eller flera stationära eller portabla enheter, datorer, servrar, etc. Som visas i figur 1 utför källenheten för digital infonnation 110 en hashing-procedur 120 och en signaturgenereringsprocedurj130. Hashing-proceduren 120 applicerar en hash-funktion på en del av den digitala informationen 105. Denna del är ett speciellt mönster av bitar . 125 vilket visas konceptuellt som svärtade sektioner av den digitala informationen 105 i figur 1.

I några utföringsforrner är detta bitrnönster specificerat på ett sätt som (till exempel av källenheten för digital information 1 10, av en DRM-server som styr enheten 110, etc.) säkerställer att tillräcklig digital information hashas för att uppnå tre mål. För det första måste bitmönstret specificeras så att manipulering med den digitala informationen kräver manipulering med en av sektionerna som hashas, vilket skulle avslöja manipuleringen eftersom manipuleringen skulle ändra den följande signaturen. För det andra måste bitmönstret specificeras så att två olika delar av digital infonnation som hashas av proceduren 120 inte kolliderar (det vill säga, inte producerar samma hash).

.För det tredje, eftersom den informationsmottagande enheten 115 kommer att utnyttja samma bitmönster fór sin hashing-procedur, så bör bitmönstret utnyttja minsta antalet 10 15 20 25 30 35 535 797 bitar som behövs för att uppfylla de tvåtörsta målen, så att hashing-proceduren kommer att minimalt utnyttja beräkningsresurserna för den inforrnationsmottagande enheten 1 15.

Hashing-proceduren 120 är i några utföringsformer konfigurerad att välja bitmönstret 125 kvasi-slumpartat, eller systematiskt (t.ex. baserat på ett ordnat mönster av bitar) i andra utlöringsforrner. I några utföringsforrner kan t.ex. den digitala informationen bestå av objektkod till ett program (som t.ex. operativsystemet för den informations- mottagande enheten 115, en tredj eparts-applikation som körs på den informations- mottagande enheten 115, etc.) I en del av dessa utföringsforrner inkluderar koden en uppsättning op-koder (det vill säga instruktionskoder) och ingen eller flera operander (det vill säga ingen eller flera databitar) för varje op-kod. En del av dessa utföringsforrner applicerar således hash- funktionen på så stor del av op-koderna och operanderna som behövs för att maximera detekteringen av manipulering, minimera hash-kollisioner och minimera användningen av beräkningsresurser.

I en del utföringsforrner utnyttjar t.ex. den infonnationsmottagande enheten en ARM mikroprocessor. I en sådan mikroprocessor kallas varje rad av objektkod (som . inkluderar en op-kod och dess tillhörande operand) en mikroprocessor-operationsenhet (MOU), vilken har en statistisk längd av fyra bytes. En del utföringsforrner använder därför fyra-bytes avståndet för att identifiera gränsen mellan varje kodrad, och använder sedan denna information för att utvälja en eller flera bytes från varje MOU. Valet av byte från varje MOU kan utföras på olika sätt i olika utföringsfonner. En del t utföringsforrner inkluderar en kvasi-slumpartad blandning av op-koder och operander i bitmönstret, som skall hashas. Andra utföringsformer kanske endast inkluderar op-koder (till exempel de flesta eller alla op-koder) i en koddel, som hashas och signeras.

Ytterligare andra utföringsfonner kan utvälja en bestämd byte (till exempel alltid den första) i varje instruktionsiad. En del utfóringsfonner utnyttjar en hemlig funktion, vilken för. varje MOU producerar en heltalsmodul för MOU-längden och sedan utväljer sektionen eller sektionerna i MOUn som svarar mot denna modul. Andra .utförings- former kan utnyttja andra mikroprocessorer som till exempel mikroprocessorer tillhandahållna av Motorola Corporation, Intel Corporation, AMD Corporation, IBM i Corporation, etc.

I olika utföringsforrner applicerar hashirig-proceduren 120 olika hashing-funktioner på den speciella delen av den digitala informationen. Exempel på hashing-funktioner som 10 15 20 25 30 35 535 797 utnyttjas i olika utföringsforrner inkluderar MDS, SHA-1, etc. Hashing-funlctioner kan 1 utnyttjas med eller utan en nyckel (det vill säga hashing-funktioner kan vara nycklade hashing-funktioner).

Som ovan nämnts är en hashing-funktion en transformation som typiskt tar en form av data (t.ex. en textform) och överför den till en förvrängd output som kallas digest eller hash. Digesten har typiskt ett bestämt antal bits, som tjänar som ett unikt “fingeravtryck” för den ursprungliga informationen. Om det ursprungliga meddelandet ändras och hashas igen produceras med mycket hög sannolikhet en annan digest. Hash- funktioner kan således användas för att detektera ändrade och förfalskade dokument. De tillhandahåller meddelande-integritet, vilken försäkrar informationsmottagaren att informationen inte har ändrats eller fórvanskats.

Som visas i figur l mottager signaturgeneratorn 130 digesten, som hashing-funktioneni hashing-proceduren 120 producerar. Signaturgeneratorn 130 producerar en signatur 147 för informationen 105 utifrån den mottagna digesten 145. För att producera en sådan signatur kan generatorn 130 använda vilken som helst av ett antal kända tekniker som till exempel: SHA-l, MD5 MAC.

I systemet 100 överföres den digitala informationen 105 och den genererade signaturen 147 till den informationsmottagande enheten 115, såsom visas i figur 1. Olika utföringsforrner överför dessa data till den mottagande enheten 115 på olika sätt. En del utföringsforrner distribuerar till exempel dessa data via ett kommunikationsnätverk som till exempel ett LAN, WAN eller ett nätverk av nätverk (till exempel Intemet). Den inforrnationsmottagande enheten 115 kan dessutom via ett nätverk mottaga dessa data direkt från upphovsmannen, försäljaren eller distributören av informationen eller indirekt via en eller flera mellankopplade servers, som en eller flera DRM servers, informations-caching servers, etc.

En infonnationsmottagare är varje part inblandad i användandet eller distributionen av informationen. Exempel på en sådan part inkluderar inforrnationcns användare, distributör, etc. Den infonnationsmottagande enheten 1,15 kan vara en stationär eller portabel enhet, dator, server, audio/video spelare, en kommunikationsenhet (till exempel telefon, pager, textmeddelare, etc.), fickdator, etc.

I systemet 100 utnyttjar källenheten för digital information 110 och den infonnationsmottagande enheten 115 ett asymmetriskt förfarande för 10 15 20 25 30 35 535 797 integritetsverifiering. Den informationsmottagande enheten 115 utför således två förfaranden, en hashing-procedur 135 och en signatur-verifierande procedur 140.

Hashing-proceduren 135 applicerar samma hash-funktion på samma sektioner av den digitala informationen 105 som hashing-proceduren 120 i källenheten för digital information 110. Speciellt i en del utföringsforrner är hashing-proceduren 135 i den mottagande enheten 115 konfigurerad att utvälja samma bitmönstcr i den digitala informationen 105 som hashing-proceduren 120 i källenheten för digital information 110. Figur 1 illustrerar detta konceptuellt genom att visa att hashing-procedurerna 120 och 135 utnyttjar identiska svärtade bitmönster 125 i den digitala informationen 105.

Valet iihashíng-proceduren' 135 avisamma bitmönster 125 kan göras på ett kvasi- slumpartat eller systematiskt sätt vilket leder till valet av samma bitmönster som i hashing-proceduren 120. ~ Appliceringen av hashing-funktionen i hashing-proceduren 135 på informationen 105 åstadkommer en digest 149. Denna digest bör vara identisk med digesten 145 genererad av hashing-funktionen i hashing-proceduren 120 då den digitala informationen som mottages av procedurerna 120 och 135 är densamma, eftersom båda procedurerna utvälj er samma uppsättning av sektioner i den digitala informationen.

Som visas i figur 1 mottager signaturgeneratorn 140 digesten 149, som hashing- funktionen i hashing-proceduren 135 producerar. Signaturverifieraren 140 mottager också signaturen 147 genererad av signaturgeneratorn 130 i källenheten för digital information 110. Verifierarcn 140 bestämmer sedan om den mottagna signaturen 147 är den korrekta signaturen för den mottagna digitala informationen 105 genom att bestämma om signaturen 147 är korrekt för digesten 149. För att bestämma om signaturen 147 är korrekt för digesten 149 kan verifieraren 140 använda sig av vilken som helst av ett antal kändatekniker som till exempel SHA-l or MDS.

Baserat på jämförelsen mellan digesten 149 och signaturen 147 levererar sedan verifieraren 140 ett integritetskontrollvärde 151. Detta värde specificerar huruvida den mottagna signaturen 147 är den korrekta signaturen för den mottagna digitala infonnationen 105. I en del utföringsformer är t.ex. integritetskontrollvärdet ett Boolskt värde, som är sant då den digitala inforrnationens integritet has verifierats (det vill säga den mottagna signaturen motsvarar den mottagna digitala informationen),loch är falskt då den digitala informationens integritet inte har verifierats. I andra utföringsformer är _ integritetskontrollvärdet vilken som helst annan typ av binärt värde, med ett värde indikerande att den digitala informationens integritet har verifierats och det andra värdet 10 15 20 25 30 35 535 797 indikerande att den digitala infonnationens integritet inte har verifierats. Integritets- kontrollen kommer att specificera att integriteten för informationen inte är verifierad då en eller flera delar av den digitala informationen manipulerats efter det att signaturen 147 har genererats och dessa delar inkluderar en eller flera informationssektioner som användes för att generera hash-digesten 145 och 149.

Andra utföringsfoimer kan implementeras i andra system för integritetsverifiering. Figur 2 visar till exempel en utföringsform av uppfinningen i ett symmetriskt system för integritetsverifiering 200. Systemet 200 liknar systemet 100 så när som på att dess inforrnationsrnottagande enhet 1 15 inte inkluderar den asymmetriska signatur- verifieraren 140 utan inkluderar en signaturgenerator 240 och en symmetrisk signaturverifierare 250. i Liksom signaturgeneratorn 130 i källenheten för digital information 110 genererar signaturgeneratorn 240 en signatur 253 ur hash-digesten 149, som den mottager. Den genererade signaturen 253 överföres sedan till signaturverifieraren 250 tillsammans med den mottagna signaturen 147. Verifieraren 250 jämför sedan de två signaturerna för att specificera integritetskontrollvärdet 151. Integritetskontrollvärdet 151 indikerar att den mottagna digitala informationen inte har manipulerats då de två signaturema 147 och 253 motsvarar varandra. Då dessa två signaturer inte motsvarar varandra indikerar integritetskontrollvärdet att informationen har manipulerats (det vill säga den mottagna signaturen 147 motsvarar inte den mottagna digitala informationen).

För att konceptuellt illustrera att olika delar av den digitala informationen kan hashas i olika utföringsforrner eller för olika delar av informationen, visar figur 2 ett annat svärtat bitmönster 225 i informationen 105 än mönstret visat i figur 1. De sväitade sektionerna i figur 2 har olika längder för att konceptuellt illustrera att sektioner av olika storlek kan hashas i en del utföringsformer av uppfinningen.

III. DRM SYSTEM IMPLEMENTERANDE SYSTEMET FÖR INTEGRITETSVERIFIERING ENLIKT NÅGRA UTFÖRINGSFORMER Systemet för integritetsverifiering enligt några utföringsforrner är implementerat i ett DRM system, som distribuerar information på ett sätt som säkerställer den legala användningen av informationen. Såsom visas i figur 3 inkluderar DRM systemet 300 en uppsättning DRM servers 310 som distribuerar information till en uppsättning av N användardatorer 315. Uppsättningen av servrar 310 är ansluten till användardatorema 315 via ett datomätverk 320, som till exempel ett LAN, WAN, ett nätverk av nätverk 10 15 20 25 30 35 535 797 10 (till exempel Internet), etc. Varje användardator 315 är ansluten till en uppsättning av en eller flera portabla multimedia enheter 330.

Genom nätverksanslutningen kommunicerar användardatorema 315 med-uppsättningen DRM servrar 310 för att köpa, erhålla en licens för, uppdatera eller på- annat sätt mottaga information i vissa utfóringsforrner. Under det att i en del utföringsforrner ' uppsättningen av DRM servrar 310 således säljer eller licensierar information till användardatorerna så sälj er eller licensierar denna uppsättning inte informationen i andra utfóringsformer. I en del utföringsforrner verkställer uppsättningen av DRM servrar 310 bara distributionen av information till auktoriserade datorer utan något finansiellt intresse.

I en del utfóringsfonner inkluderar uppsättningen av DRM servrar 310 en informations- caching server som levererar krypterad information till en användardator 310 via nätverket 320 efter det att en annan DRM server 310 bestämt att datorn 310 har rätt till informationen. I en del utfóringsforrner utnyttjar systemet .300 ett antal caching-servrar för att lagra information på olika ställen i nätverket för att öka hastigheten och effektiviteten vid nedladdning av information över nätverket; Som ovan nämnts kommunicerar en användardator 315 med uppsättningen av DRM servrar 310 for att köpa, erhålla en licens för, uppdatera eller på annat sätt mottaga information via nätverket 320. I en del uttöringsforrner överför uppsättningen av DRM servrar 310 en signatur för en informationsmängd som distribueras till en användardator 315, varvid signaturen genereras genom hashning av endast en del av informationen, enligt en del utföringsfonner av uppfinningen.

Figur 3 visar speciellt en användardator 3 l5a som sänder en begäran om en informationsmängd “A” till uppsättningen av DRM servrar 310. Denna begäran kan vara en begäran om köp, om att erhålla en licens för, eller på annat sätt få tillgång till informationen. Altemativt, då informationen är en applikation eller ett operativsystem, som körs på användardatom eller en av dess associerade multimedia enheter 330, kan begäran vara en begäran om en uppdatering till applikationen eller operativsystemet.

Denna begäran kan vara en explicit begäran eller en implicit begäran i en procedur för uppdateringskontroll utförd på användardatorn 315, vilken med eller utan ingripande från användarenletar efter uppdateringar till applikationen eller operativsystemet. 15 20 25 30 35 535 797 ll Såsom visas i flgur 3 mottager uppsättningen av DRM servrar 310 begäran om informationen A från användardatorn 3 1 Sa. En ellerflera av DRM datorerna utför sedan i proceduren 400 illustrerad i figur 4 för att generera en signatur för den begärda informationen A. Såsom visas i figur 4 genererar proceduren 400 till att börja med (vid 405) en digest genom att applicera en hash-funktion på endast en del av den begärda informationen A. Applicering aven hash-funktion på endast en del av en informations- ' mängd har beskrivits i sektionema I och II ovan. Såsom ovan nämnts och ytterligare beskrivet nedan applicerar proceduren 400 hash-funktionen på samma del av informa- tionen A som hashing-funktionema i användardatorn 3lSa och dess associerade multimedia enhet 330a.

Efter applicering av hashing-funktionen vid 405 genererar proceduren 410 (vid 410) en signatur baserad på hash-digesten genererad vid 405. Generering av en signatur baserat på hash-digesten har beskrivits ovan i sektionerna l och ll. Efter generering av signaturen vid 410, överför proceduren den begärda informationen A och dess associerade signatur till användardatorn 3l5a, och avslutas därefter.

I en del utföringsformer utnyttjar användardatorn 3 l Sa den överförda signaturen för att verifiera integriteten för den mottagna informationen A. För att göra detta genererar användardatorn 31 Sa en hash-di gest för informationen A genom att applicera hashing- funktionen på samma del av informationen A som hashing-funktioneni uppsättningen av DRM servrar 310. Den utnyttjar sedan denna digest för att veriñera integriteten för signaturen genom att utnyttja en asymmetrisk signaturverifierande metod (såsom den ivisad i figur 1) eller en symmetrisk signaturverifierande metod (såsom den visad i figur 2).

I en del utförlngsformer mottager en multimedia enhet 330a ansluten till användardatom 3 1 Sa också informationen A och signaturen A för denna information då den synkroniseras med datorn 3 1 Sa. När således informationen A är information avsedd för multimedia enheten 330a registrerar i en del utfóringsformer användardatorn 315a (till exempel i ett dataminne) behovet att ladda ned informationen A och dess signatur till enheten 330a då enheten 33 0a synkroniserar nästa gång med datorn 3l5a.

På samma sätt som användardatorn 3 1 Sa genererar multimedia enheten 330a en hash- digest för informationen A genom att applicera hashing-funktionen på samma del av informationen A som hashing-funktionen i uppsättningen av DRM servrar 310. Den utnyttjar sedan denna hash-digest för' att verifiera integriteten för informationen genom l0 20 25 30 35 535 797 att utnyttja en asymmetrisk signaturverifierande metod (såsom den visad i figur 1) eller en symmetrisk signaturverifierande metod (såsom den visad i figur 2). Figur 5 illustrerar ett mera detaljerat exempel på förfarandet för integritetsverifiering500, som multimedia enheten 330a utför i en del utfóringsexempel. Denna procedur utföres under en synkroniseringsoperation som laddar exekverbar information (det villsäga kod för uppdatering av operativsystemet, för uppdatering av existerande applikationer, för nya applikationer, etc.) på multimedia enheten 330a. Såsom visas i denna figur mottager till att börja med proceduren 500 (vid 505) exekverbar information och signatur för denna information under en synkroniseringsoperation som säkerställer att enheten har all information, som användardatorii indikerar att den skall ha.

Efter synkroniseringen återstartar proceduren (vid 510), eftersom i en del utförings- exempel den integritetsverifierande proceduren utgör en del av boot-sekvensen vid start.

Speciellt utför i en del utföringsforrner boot-sekvensen vid start en procedur för integritetsverifikation för varje del av nyss mottagen kod även om i exemplet visat i figur 5 det antages att endast en informationsmängd laddas ner i enheten vid 505. I en del utfóringsfonner är boot-sekvensen (inkluderande förfarandet för integritets- verifiering) lagrad i ett permanent read-only minne i enheten 31 Sa. Detta säkerställer att förfarandet för integritetsverifiering inte kan manipuleras efter försäljning av enheten.

Således genererar proceduren 500 (vid 515) under boot-sekvensen vid start en hash- digest för den mottagna informationen genom att applicera hashing-funktionen på samma del av informationen som hashing-funktionen i uppsättningen av DRM servrar 310. Den utnyttjar sedan (vid 520) denna hash-digest för att verifiera integriteten för signaturen. Proceduren 500 kan till exempel utnyttja en asymmetrisk signatur- verifierande metod (såsom den visad i figur 1) eller en symmetrisk signaturverifierande metod (såsom den visad i figur 2).

Då proceduren inte kan verifiera (vid 520) integriteten av den nyss mottagna koden (det vill säga då den nyss mottagna signaturen inte motsvarar digesten genererad av enheten för den nyss mottagna informationen) stoppar proceduren utan att specificera att informationen kan laddas i det exekverbara minnet. Alternativt, då proceduren verifierat (vid 520) integriteten för den nyss mottagna koden, så specificerar proceduren (vid 525) att koden är exekverbar. I en del utfóringsforrner laddar proceduren (vid 525) koden i ett exekverbart minne och exekverar koden. DRM systemet 300 i figur 3 har mer än en användardator som mottager digital information och signaturer för sådan information enligt förfarandena för integritetsverifiering i en del utföringsformer av uppfinningen. 10 20 25 30 35 535 797 Figur 3 visar speciellt en användardator 3 15n, som begär om en inforrnationsmängd (det vill säga mängden B) från uppsättningen av DRM servrar 310. Såsom visas i denna figur mottager användardatorn 31 Sn den begärda informationen B och en signatur för 'denna information från uppsättningen av DRM servrar 310. Enligt uppfinningen genereras signaturen för informationen B genom hashning av endast en del av_ informationen B. Användardatorn 3 1 Sn och dess associerade uppsättning av portabla enheter 330 verifierar sedan integriteten för informationen B genom hashning av samma del av informationen B som uppsättningen av DRM servrar ungefär på samma sätt som beskrivits ovan för användardatorn 315a och dess associerade enheter 330a.

IV. SYSTEMDIAGRAM Figur 6 visar ett diagram för ett datorsystem som konceptuellt illustrerar komponenterna i en typisk DRM server, användardator eller portabel enhet implementerande några utföringsforrner av uppfinningen. Datorsystemet 600 inkluderar en buss 605, en processor 610, ett systemminne 615, ett read-only minne 620, ett permanent minne 625, input enheter 630 och output enheter 3035.

Bussen 605 representerar kollektivt alla system-, perifera- och chipsetbussar som sköter kommunikationen mellan interna enheter i datorsystemet 600. Bussen 605 samman- binder till exempel kommunikativt processorn 610 med read-only minnet 620, systemminnet 615 och den permanenta lagringsenheten 625. Från dessa olika minnesenheter hämtar processorn 610 instruktioner att exekvera och data att behandla för att exekvera proceduren enligt uppfinningen. Read-only minnet (ROM) 620 lagrar statiska data och instruktioner som behövs för processorn 610 och andra moduler i datorsystemet. I fallet med en portabel enhet som implementerar uppfinningen lagrar read-only minnet boot-sekvensen och hashing-proceduren i en del utföringsfonner, såsom nämnts ovan.

Den permanenta lagringsenheten 625 å andra sidan är en read-and-write minnesenhet.

Denna enhet är en permanentminnesenhet, som lagrar instruktioner och data även då datorsystemet inte är i drift. En del utföringsformer av uppfinningen utnyttjar en massminnesenhet (som en magnetisk eller optisk skiva med tillhörande diskdrive) som den permanenta minnesenheten 625. Andra utföringsforrner utnyttjar en extem - minnesenhet (som ett minneskort eller minnessticka) som pennanent minnesenhet.

Liksom den pennanenta lagringsenheten 625 är systemminnet 615 en read-and-Write minnesenhet. Till skillnad från lagringsenheten 625 är emellertid systemminnet ett 10 15 20 25 30 35 535 797 l4 flyktigt read-and-write minne, som ett random access minne. Systemminnet lagrar en del av de instruktioner och data som processorn behöver då den arbetar. I en del utföringsformer är uppfinningens procedurer lagrade i systemminnet 615, den permanenta lagringsenheten 625 och/eller read-only minnet 620.

Bussen 605 är också förbunden med input och output enheterna 630 och 635.

Inputenhetema gör det möjligt för användaren att överföra information och välja kommandon för datorsystemet. Inputenheterna 630 inkluderar alfanumeriska tangentbord och styrenheter för pekare. Outputenhetema 635 visar bilder genererade av datorsystemet. Outputenhetema inkluderar printrar och displayenheter såsom displayenheter med katodstrålerör (CRT) eller flytande kristaller (LCD). Slutligen, som visas i figur 6, inkluderar också vissa konfigurationer av datorn 600 en nätverksadapter 640 ansluten till bussen 605.. Via nätverksadaptem 640 kan datorn vara en del av ett nätverk av datorer (som ett lokalt nätverk (“LAN”), ett vidsträckt nätverk (“WAN”) eller ett lntranet) eller ett nätverk av nätverk (som Intemet). Vilken som helst eller alla komponenterna i datorsystemet 600 kan användas tillsammans med uppfinningen.

Fackmannen inser emellertid att vilken som helst annan systemkonfiguration också kan användas tillsammans med uppfinningen.

V. FÖRDELAR Fackmartnen förstår att de ovan beskrivna förfarandena för integritetsverifiering har flera fördelar. Då man laddar ned ny exekverbar kod till en enhet, till exempel, är det - viktigt att verifiera integriteten för koden eftersom sådan kod ger ett lämpligt tillfälle att utsätta enheten för en attack. Integritetsprocedurerna, som ovan beskrivits, anvisar ett enkelt sätt att kontrollera integriteten för koden även på portabla enheter med begränsade beräkningsresurser.

En del utföringsformer inkorporerar också procedurerna för integritetsverifiering under boot-sekvensen vid start av enheten för att minimera möjligheten till manipulering av integritetsproceduren. För att ytterligare (minimera denna möjlighet har en del utföringsfornier integritetsprocedurerna lagrade i ett read-only minne i enheten. Även om uppfinningen har beskrivits med referens till ett stort antal specifika detaljer så inser fackmannen att uppfinningen kan realiseras i andra specifika former utan att man därvid lämnar uppfinningens ide. Som nämnts ovan, till exempel, kan en del utförings- former utnyttja en nycklad hashing-funktion. Om en nyckel användes kan både synimetriska (en enda hemlig nyckel) och asymmetriska nycklar (publika/privata 10 535 797 nyckelpar) användas. Ett exempel på en nycklad hash-funktion är en nycklad MDS teknik. En sändare lägger till en slumpartat genererad nyckel vid slutet på ett meddelande och hashar sedan meddelande-nyckel kombinationen under användande av en MDS hash för att åstadkomma en digest. Därefter tages nyckeln bort från meddelandet och krypteras med sändarens privata nyckel. Meddelandet, meddelande- digesten och den krypterade nyckeln skickas till mottagaren som öppnar nyckeln med t sändarens publika nyckel (validerande på så sätt att meddelandet verkligen är från sändaren). Mottagaren lägger sedan till nyckeln till meddelandet och applicerar samma hash som sändaren. Meddelande-digesten bör motsvara meddelande-digesten som sänts med meddelandet.

Flera av de ovan beskrivna utföringsfonnerna utväljer också bitmönster i objektkod- formatet för en information. Andra utforingsfonner kan utvälja andra mönster av sektioner då informationen har ett annat format (till exempel är i källkod eller XML- format). F ackrnannen inser således att uppfinningen inte är begränsad av de beskrivna illustrativa detalj ema utan istället skall definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (29)

10 15 20 535 797 Ib NYA PATENTKRAV FÖR AvnELAn ANSÖKAN

1. Ett datorläsbart medium lagrande ett datorprogram som är exekverbart med åtminstone en processor varvid datorprogrammet innefattar uppsättningar av instruktioner för: mottagning av en speciell information, vilken innefattar ett flertal rader med objektkod, varvid varje rad innefattar en op-kod och dess tillhörande uppsättning av operander; mottagning av en digital signatur genererad med användning av åtminstone en byte från varje rad av objektkod; och verifiering av autenticiteten för den speciella informationen genom att applicera en hashing-funktion på byte-arna av objektkod använda för att generera den digitala signaturen.

2. Datorläsbart medium enligt patentkrav l, varvid uppsättningen instruktioner tör verifiering av autenticiteten för den speciella informationen dessutom innefattar: jämförelse av resultatet av appliceringen av hashing-funktionen på byte-arna av objektkod mot den digitala signaturen mottagen tillsammans med den speciella informationen.

3. Datorläsbart medium enligt patentkrav 2, varvid den mottagna digitala signaturen genereras av en uppsättning DRM servrar, vilka distribuerar den speciella informationen. 10 15 20 535 797 i?

4. Datorläsbart medium enligt patentkrav 1, varvid den mottagna digitala signaturen är genererad från kvasi-slumpartat valda bytes av objektkod från varje rad av objektkod.

5. Datorläsbart medium enligt patentkrav 1, varvid varje rad innefattar en mikroprocessor-operationsenhet med en fyra bytes statistisk längd.

6. Ett datorläsbart medium lagrande ett datorprogram för exekvering med åtminstone en processor, varvid datorprogrammet innefattar uppsättningar av instruktioner för: mottagning av en speciell information, vilken innefattar ett flertal uppsättningar av op-koder och operander, varvid varje uppsättning innefattar en op-kod och dess tillhörande uppsättning av operander, tillsammans med en digital signatur härledd från endast en del av den speciella informationen, baserad på ett ordnat mönster av bits i den speciella informationen, varvid delen innefattar en del av var och en av ett flertal av uppsättningarna av op-koder och operander; och verifiering av autenticiteten for den speciella informationen genom återberäkning av en digest använd vid härledningen av den digitala signaturen, varvid den återberäknade digesten är härledd från endast samma del av den speciella informationen.

7. Datorläsbart medium enligt patentkrav 6, varvid uppsättningen av instruktioner för verifiering av autenticiteten för den speciella informationen innefattar en uppsättning instruktioner för verifiering av den återberäknade digesten med användning av en asymmetrisk integritetskontroll, som inte återberäknar den digitala signaturen. 10 15 20 535 797

8. Datorläsbart medium enligt patentkrav 6, varvid uppsättningen instruktioner för verifiering av autenticiteten för den speciella infonnationen innefattar uppsättningar av instruktioner för: härledning av en ny digital signatur från den återberälmade digesten; och jämförelse av den nya digitala signaturen med den mottagna digitala signaturen.

9. Datorläsbart medium enligt patentkrav 6, varvid den speciella informationen innefattar en uppdatering för firmware till en enhet.

10. Datorläsbart medium enligt patentkrav 6, varvid den speciella informationen innefattar mediainforrnation.

11. Metod för verifiering av en speciell information på en användarenhet, varvid metoden innefattar: mottagning (i) av en speciell information, vilken innefattar ett flertal sektioner och (ii) en digital signatur genererad från en deluppsättning av nämnda flertal sektioner av den speciella informationen, varvid deluppsättningen är vald för att minska användningen av beräkningsresurser för verifiering av den digitala signaturen utan att öka sannolikheten för att digitala signaturer för tvâ olika infonnationer blir desamma; återberäkning av en digest från deluppsättningen av nämnda flertal sektioner av den speciella informationen; och verifiering av autenticiteten för den speciella informationen med användning av den återberäknade digesten och den mottagna digitala signaturen.

12. Metod enligt patentkrav 11, varvid deluppsâttningen också väljs för att förbättra detektering av manipulering av den speciella informationen.

13. Metod enligt patentkrav ll, varvid mottagningen, återberäkriingen och verifiering av autenticiteten utförs av en första enhet, varvid metoden dessutom l0 15 20 535 797 lit innefattar synkronisering med en andra enhet för överföring av den speciella informationen och mottagna digitala signaturen till den andra enheten.

14. Metod innefattande: för en speciell information som innefattar ett flertal sektioner, val av en uppsättning sektioner av den speciella informationen; generering av en digital signatur för den speciella infonnationen från endast den valda uppsättningen av "sektioner från den speciella informationen, varvid uppsättningen sektioner väljs för att förbättra detektering av manipulering av den speciella informationen och minska användningen av beräkningsresurser för generering av den digitala signaturen; och distribution av den digitala signaturen.

15. Metod enligt patentkrav 14, varvid uppsättningen sektioner väljes för att undvika en ökning av sannolikheten för att digitala signaturer för två olika informationer blir desamma.

16. Metod enligt patentkrav l4, dessutom innefattande distribution av den speciella informationen med den digitala signaturen.

17. Metod enligt patentkrav 14, varvid uppsättningen sektioner väljes kvasi- slumpartat.

18. Ett datorläsbart medium lagrande ett datorprogram som är exekverbart med åtminstone en processor varvid datorprogrammet innefattar uppsättningar av instruktioner för: identifiering för en speciell information, ett flertal rader med objektkod i den speciella informationen, varvid varje rad innefattar en op-kod och dess tillhörande uppsättning av operander; 10 15 20 535 797 [lb val av åtminstone en byte från varje rad av objektkod, varvid mindre än hela raden väljes for ett flertal av raderna; generering av en digital signatur for hela den speciella informationen genom applicering av en hashing-funktion på endast de valda byte-arna från radema med objektkod; och distribution av den digitala signaturen.

19. Datorläsbart medium enligt patentkrav 18, varvid den digitala signaturen distribueras med den speciella informationen till en användarenhet.

20. Datorläsbart medium enligt patentkrav 18, varvid användarenheten verifierar den digitala signaturen under användande av endast en op-kod från varje uppsättning av den speciella informationen.

21. Ett datorläsbart medium lagrande ett datorprogram som är exekverbart med åtminstone en processor varvid datorprogrammet innefattar uppsättningar av instruktioner fór: identifiering for en speciell information, av ett flertal rader med objektkod i den speciella informationen, varvid varje rad innefattar en op-kod och dess tillhörande uppsättning av operander, val av åtminstone en byte från varje rad av objektkod, varvid mindre än hela raden väljes for nämnda flertal rader; generering av en digital signatur för den speciella informationen utifrån endast de valda byte-arna från radema med objektkod; och distribution av den digitala signaturen och den speciella informationen till en enhet. 10 15 20 535 797 &\

22. Datorläsbart medium enligt patentkrav 21, varvid uppsättningen instruktioner for generering av den digitala signaturen innefattar en uppsättning instruktioner för generering av en hash digest från de valda byte-arna från raderna med objektkod.

23. Datorläsbart medium enligt patentkrav 21, varvid den speciella informationen innefattar en applikation för exekvering på en enhet.

24. Metod for generering av en digital signatur fór en speciell information som innefattar en uppsättning sektioner, varvid metoden innefattar: i en uppsättning av digitala rättsfórvaltande (DRM) datorer, utvälja en delsektion från var och en av ett flertal sektioner i uppsättningen av sektioner baserat på ett ordnat mönster av bits i den speciella informationen, varvid var och en av nämnda flertal sektioner innefattar en första vald delsektion och en andra icke-vald delsektion; generering av en enda digital signatur för den speciella infonnationen utifrån endast de valda delsektionema av den speciella informationen; och från uppsättningen av DRM datorer tillhandahålla den enda digitala signaturen for verifikation av hela den speciella informationen.

25. Metod enligt patentkrav 24, varvid var och en av sektionerna innefattar en fyra bytes microprocessor operationsenhet (MOU), och den valda delsektionen från var och en av nämnda flertal sektioner är en forsta byte från MOU.

26. Metod enligt patentkrav 24, varvid var och en av sektionerna innefattar en op-kod och associerade operander och den valda delsektionen från var och en av nämnda flertal sektioner innefattar op-koden.

27. Metod for verifiering av en information, som innefattar en uppsättning sektioner, varvid metoden innefattar: 535 797 51A, mottagning av informationen och en enda digital signatur härledd från en del av informationen, varvid delen innefattar, för var och en av ett flertal sektioner, en första vald delsektion och en andra icke-vald delsektion; verifiering av hela informationen med användning av den enda digitala signaturen.

28. Metod enligt patentkrav 27, varvid de valda delsektionema väljes kvasi- slumpartat.

29. Metod enligt patentkrav 27, varvid de valda delsektionema väljes utifrån ett ordnat mönster av bits.