TWI286688B - Memory information protection system, semiconductor memory and method of protecting memory information - Google Patents

Description

1286688 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 之ί:明係有關於一種用來保護被記憶在半導體記憶體 之貝枓的機密的技術。 【先前技術】 ^知^藉由將半導體記憶體呈自由裝卸狀地連接，而利 一 ？ °己保存在該半導體記憶體的軟體程式或資料等的 貧訊處理裝置。 寸w 邱半導體記憶體中，财為了要保護被記憶保存在内 二1貝料等之機密的安全（SeCUrity)技術。例如在專利文 、2中則表示有利用鍵資料（key data)將資料實施密 方法。又’在專利文獻3中則表示有只有在被輸入 、，二k孩、碼化的指令時才能夠輸出輸入資料的方法。 專利文獻1··日本專利特開平9 —1〇669〇號公報 專利文獻2:日本專利特開平7-219852號公報 專利文獻3··日本專利特開2〇〇1-35171號公報 料上述專利文獻κ 2所述般，即使是利用鍵資 ，由排他的邏輯和等的邏輯演算進行資料的密碼化、 …由於能_察到在半導體記憶體與資訊處㈣ =行的通訊内容，因此有被密碼化的#料會被分析㈣ 又，如上述專利文獻3所述般，當針對人每+ 時’雖然藉由將密瑪方式變得複雜能夠提；碼二 很難針對各半導體記憶體採用不同的密石馬，而經常^給藉 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 由同-個的密瑪化方法而被密碼化的資料。 〃、上述專利文獻1、2同樣地，由於能夠被觀察 到在半導體記憶體與資訊處理裝置之間所授受的資料，因 此有很難避免被密碼化的資料會被分析出之可能性的問 題。 [發明内容】 本發明之主要目的在於提供一能夠提高被記憶在半導 •體記憶體之資料的機密，有效地防止記憶資料的非法讀取 之記憶資訊保護系統、記憶資訊之保護方法、及半導體記 憶體。 本發明的其他的目的在於提供一不會使得在體纪 憶體側的構成變成複雜，而難以從外部非法地讀取半導體 記憶體的記憶資料，不會導致半導體記憶體之成本的大幅 的上升，域夠達到記憶資料之保護的記憶資訊保護系 統、記憶貧訊之保護方法、及半導體記憶體。 本4月之#其他的目的在於提供一種難以針對半導 體記憶體的安全系統（security system)進行分析，而能 夠達成記憶資料之機密保護的強化的記憶#訊賴系統、 記憶貧訊之保護方法、及半導體記憶體。 與本發明有關之記憶資訊保護系統的第i形態是一由 資訊處理裝置（10)與相對於上述資訊處理裝置可自由穿 卸地被安裝的半導體記憶體(20)所構成的記.憶資訊保護 系統（1)。 上述半導體記憶體具備有··記憶包含應該要保護的程式 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 f内的資料，而為上述資訊處理裝置所存取的資料記憶手 •段（21)、從上述資訊處理裝置提供由命令碼以及位址資料 •所構成的指令，且用以將從上述資料記憶手段所讀取的資 _ t提供給上述資訊處理裝置的第丨輸出入端子部（22)、記 憶成為實施密碼化用之基本的密碼鍵基本資料的密碼鍵 基f資料記憶部（24)、將成為為了要判斷已被允許用在上 述資訊處理裝置而被使用之解碼鍵的解碼鍵資料，在不會 魯被上述資訊處理裝置所存取的狀態下加以記憶的解碼鍵曰 =料記憶手段（25)、以及包含利用上述解碼鍵資料針對 從上述資訊處理裝置所給予的密碼化指令實施解碼的解 碼手段（23a)在内的記憶體控制手段（23)。 #上述資訊處理裝置具備有：連接有上述半導體記憶體的 第1輸出入端子部，用以輸出由上述命令碼以及上述位址 資料所構成的指令，且輸入有從上述半導體記憶體所讀取 的資料的第2輸出入端子部（13)、針對從上述半導體記憶 鲁體所讀取的資料進行處理，且產生提供給半導體記憶體: 上述指令的處理手段（11)、用以記憶產生與上述解碼鍵資 料相關之密碼鍵資料用的密碼產生資料的密碼產生資料 記憶手段（14)、根據從上述密碼鍵基本資料記憶部所讀取 的上述密碼鍵基本資料與上述密碼產生資料而產生上述 密碼鍵資料的密碼鍵資料產生手段（15)、將由上述密碼鍵 ΐ料產生手段所產生的上述欲碼鍵資料加以暫時記惊的 ^暫日守5己憶手段（12 )、及產生一利用上述密碼鍵資料將由上 述處理手段所產生的指令實施密碼化的上述密喝化指令 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-12/94128578 7 1286688 到上述第2輸出入端子部 (5107) ，而將該密碼化指令輸出 (5108) 的密碼化手段（16)。 上述纪憶體控制手段則更進行利用經 所解碼的指令來讀取及控制被記憶在 之資料（S208)。 k貝卄》己怳手段 若根據與本發明有關之記憶資訊保護系統的第工妒 態，則資訊處理裝置會利用根據從半 / 眘却品太A ^ — 〒版0己『思脰所碩取的

、《&產生的畨碼鍵資料而與半導體記憶體進行通訊。因 此相較於經常使用同一個的密碼鍵資料的情形或在 處理裝置與半導體記憶體之間進行密碼鍵資料資訊之傳 达接收的情形，則難以針對安全系統進行分析，而能夠有 效地防止資料被違法讀取。 ―與本發明有關之記憶資訊保護系統的第2形態，是在其 第1形態中，上述密碼鍵資料產生手段會利用上述密碼鍵 f本資料，且根據上述密碼產生資料而產生與上述解碼鍵 _貢料具有一定之關係的上述密碼鍵資料。 若根據與本發明有關之記憶資訊保護系統的第2形 L ’則會根據密碼鍵基本資料而產生密瑪鍵資料。因此， 即使密碼鍵基本資料被讀取，也無法取得密碼鍵資料。 與本發明有關之記憶資訊保護系統的第3形態，是在其 第1或第2形態中，上述密碼鍵資料記憶手段則記憶較上 述密碼鍵基本資料長1 〇倍以上的上述密碼鍵資料。 若根據與本發明有關之記憶資訊保護系統的第3形態， 貧訊處理裝置可一邊從半導體記憶體只接收資料容量小 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 8 1286688 碼鍵基本資料，而一邊產生資料長度長的密碼鍵資料 :士用口此針對密碼鍵資料的分析會變得困難，而能 夠有效地防止資料被違法讀取。 笛t本Γ月有關之記憶資訊保護系統的第4形態，是在其 兼用形”二3形態的任一形態中，係由上述處理手段所 ’述挽碼鍵資料產生手段以及上述密碼化手段，上 資：：手=:對上述密碼鍵基本資料與上述密碼產生 、^订/貞mx求取上述密碼鍵資料並將其寫入到 上述暫時記憶手段（S105)，利用該密碼鍵資料而輸 述而成的上述密碼化指令(_)。 处右根據與本發明有關之記憶資訊保護系統的第4形 :上m據:個處理手段來實現密碼鍵資料產生手段以 形，能夠以簡單的構造來實現記憶#訊保護系統。的障 與本發明有關之記憶資訊保護系統的第5形能， 1,態中，上述密碼產生資料記憶手段則當作： 貧訊處理裝置之外部經由上述第2輸出入端子部二述 取的記憶體空間來配置。 丨進仃存 若根據與本發明有關之記憶資訊保護系 態，藉著從外部錢絲對於解碼㈣ 形 資訊，因此難以針對安全系統進行分析。化為必要的 與本發明有關之記憶資訊保護系統的第 第1形態至第5形態的任-形態中，上 二疋在其 手段係記憶與被記憶在上述密石馬鍵基本記料記憶 心部而為 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 9 1286688 基礎的上述密碼鍵基本㈣成為一對的上述解 與：：明有關之記憶資訊保護系統的第7形態，是在第 :=太:被記憶在上述密碼鍵基本㈣ 馬'錄本㈣與被記憶在上述解碼鍵資料記憶手段的上 述解碼鍵資料’則根據被記憶在上述資料記憶手段之 的種類而被選作為不同之成對的鍵資料。 若根據與本發明有關之記憶資訊保護系統的第6形離 或第7形態，藉著針對各半導體記憶體利用由不同的密 鍵基本資料與解碼鍵資料所成的對（pair)，則相較於全部 的半導體記憶體利用相同的密碼鍵資料的情形，難 密碼鍵資料進行分析。 、 〃與本發明有關之記憶資訊保護系統的第8形態，是在其 第1形態至第7形態的任一形態中，上述處理手段在根據 上述密碼化手段而輸出所希望量的上述密碼化指令後 鲁（S112)’抹除被記憶在上述暫時記憶手段的上述 料（S113)。 若根據與本發明有關之記憶資訊保護系統的第8形態， 由於在利用後抹除密碼鍵資料，因此難以針對密碼鍵資料 進行分析。 與本發明有關之記憶資訊之保護方法的第】形態，係一 在由包含CPU(ll)在内的資訊處理裝置（1〇)與相對於上述 資訊處理裝置可自由裝卸地被安裝的半導體記憶體（20) 所構成的記憶資訊保護系統（1)中之記憶資訊之保護方 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 、 述半^r體έ己憶體具備有：記憶包含應該要保護的程 f f内之資料的資料記憶手段（21 )、從上述資訊處理裝置 由命令以及位址資料所構成的指令，且用以將從上述 二；碎己匕手^又所續取的資料提供給上述資訊處理裝置的 ，1輸出入端子部（22)、記憶成為實施密碼化用之基本的 山二馬鍵基本貧料的密碼鍵基本資料記憶部（24)、將為了要 =已被允許用在上述資訊處理裝置而被使用的解碼鍵 在不會被上述資訊處理裝置所存取的狀態下加以吃 的解碼鍵資料記憶手段（25)、及包含利用上述解碼鍵 貧料針對從上述資訊處理裝^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ” 解碼的解石⑷斤、、、口予的也碼化指令實施 ^馬手& (23a)在内的記憶體控制手段（23)。 訊處理裝置具備有：連接有上述半導體記憶體的 二所：二:：部’用以輸出由上述命令以及上述位址資 資料的第2二i輸入有從上述半導體記憶體所讀取的 所讀取的資料進行處理，生述半導體記憶體 ^^ _ 且產生耠供給半導體記憶體之上 湯的處理手段⑽、記憶利用上 用以產生盘上述餘石民紐次丨L 、、’ 土本貝料而 資料產生L 關之密碼鍵資料的密碼鍵 力=產生程式記憶手段(⑷、及將上述 在碼鍵W4加以暫時記憶的暫時記憶手 更且，上述CPU則依序執行 鍵基本資料，且根據上述密碼鍵產生用上述控碼 料的第1步驟（Sl〇4)、使在i二產生密，資 鍵資料暫時記憶在上述暫時 /^中所產生的密碼 寸5己炫手段的第2步驟（S105)、 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 手段所產生的指令。利用上述密碼鍵資料 2 碼化的上述密碼化指令，且㈣到上述第 輪出入知子部的第3步驟（S107, Sl〇8)。 :上述記憶體控制手段則依序執行以下的步驟 鍵資料將上述指令予以解碼的第4步驟⑽4)及 所解碼的上述指令為讀取碼時，將在 匕3的位址貧料供給到上述資料記憶手段，並 己憶手段之資料的第5步驟_、糊。 „ , Γ-f ；' ^ # θ" ^ Μ ^^ *ικ ^ ^^ ^ « 1 ^ ;二=二裝置會利用根據從半導體記憶體所讀取的 貝。而產生的雄、碼鍵資料而與半導體記憶體進行通訊。因 :相較於經常使用同一個的密石馬鍵資料的資 處理裝置與半導體記憶體之間進行密碼鍵 = 效地防止資料被違法讀取糸統進灯分析，而能夠有 第3ΓΓ關之Γ憶資訊之係護方法的第2形態，是在 〜中’上述第1步驟包含有利用上述密碼鍵基本資 料且根據上述密碼鍵資料產生程式而產生與上述解碼鍵、 貧料相同的上述密碼鍵資料的步驟。上述第3步驟 有根據與上述記憶體控制手段所解碼的上述解 相同的上述密碼鍵資料而實施密碼化的步驟。 若根據與本發明有關之記憶f訊之保心㈣_ 態，則會根據密碼鍵基本資料而產生密碼鍵資： 即使密碼鍵基本資料被讀取，也無法取得密碼鍵資料。 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 12 1286688 與本發明有關之丰導_ 导 °己丨思爿豆的弟1形態，係一能夠相 對於利用密碼鍵資料㈣以產生由命令指令以及位址資 ㈣構成之密碼化指令的資訊處理裝置（顯示部⑻呈可 自由A卸地被安衣。具備有：被分配到能夠根據上述資訊 處理裝置來存取的記情辦允^ _ 、 體二間，而記憶包含應該保護之程 式在2之資料的資料記憶手段(21)、被分配到不能夠根據 上述貪訊處理裝置來存取的記憶體空間，用以記憶對於將 從上述資訊處理裝置所供給之上述密聽指令的解碼化 為必要之解碼鍵資料的解碼鍵㈣記憶手段（25)、被分配 到能夠根據上述資訊處縣置來存取的記憶體空間，用以 s己憶與上述解碼鍵資料有關且在資訊處理裝置產生上述 密碼鍵貢料時所❹之密碼鍵基本資料的密碼鍵基本資 料m (24)、利用上述解碼鍵資料將從上述資訊處理裝 置所供給的上述密碼化指令實施解碼化的解碼化手段、 (23a)、及當判斷在根據上述解碼化手段所解碼的指令中 所包含的上述命令指令為讀取命令碼時(s2⑹，藉由 取信號供給到上述資料記憶手段，同時將在該指令中所包 έ的上述位址資料當作讀取位址而供給到上述資料記憶 手段（S2G7)’而針對對上述資料記憶手段的記憶資料的進 打讀取及控制（S208)的讀取手段（23b)。 若根據與本發明有關之半導體記憶體的第1形態，則 貢訊處理裝置會利用根據從半導體記憶體所讀取的資訊 而產生的密碼鍵資料而與半導體記憶體進行通訊。因 較於經常使用同一個的密碼鍵資料的情形或在資訊處理 312XP/發明說明書(補件)/94· 12/94128578 1286688 :置與半導體記憶體之間進行密碼鍵資料 防止資料被違法讀取。…先進^刀析’而能夠有效地 ^本發明有關之半導體記憶體的第2形 悲中，記憶在上述密碼鍵基本資 在弟1形 ^與被記憶在上述解碼鍵_記料 本貝 而姑、二： 貧料記憶手段之上述程式的種類 被k作為不同的成對。 若根據與本發明有關之丰莫雕 針對夂车道^己憶體的第2形態，藉著 十對¥以憶體利用由不同的密碼鍵基本資料與解 料所成的對（pair)’則相較於全部的半導體記憶體 1㈣的密碼鍵資料的情形’難以針對密碼鍵資料進行 分析。 乂、本广明有關之半導體記憶體的第3形態、，是在第1形 心或^ 2形怨中，被記憶在上述解碼鍵資料記憶手段的解 籲馬鍵貝料係被選在較上述密碼鍵基本資料長1 〇倍以上的 資料長度。 若^據與本發明有關之半導體記憶體的第3形態，資訊 處理1置可一邊從半導體記憶體只接收資料容量小的密 馬鍵基本資料’而一邊產生資料長度長的密碼鍵資料來利 用因此’針對密碼鍵資料的分析會變得困難，而能夠有 *效地防止資料被違法讀取。 • 本發明的目的、特徵、形態、以及優點則根據以下的詳 細的說明與所附的圖面而更加明白。 14 12XP/發明說明書(補件)/94·12/94ΐ28578 1286688 【實施方式】 (記憶資訊保護系統的構成） 圖1為與本發明之-實施形態有關之記憶f訊保護系統 的方塊圖。在圖1中’記憶資訊保護系統1是由資訊處 理裝置10與半導體記憶體20所構成。 、 首先，沉明記憶貧訊保護系統丨的概要内容。記憔資訊 保護系統1的目的在於防止從所設定的資訊處理裝置' 以外的裝置違法地讀取半導體記憶體2G的記憶内容。因 資訊處理裝i 10在讀取半導體記憶體20白勺記憶資料 牯會產生由根據密碼鍵資料將由應供給到半導 _ _命令指令及位址資料所構成的指令實施密碼化°而= 的在碼化扣令’且將該密碼化指令供給到半導體記憶體 20 ° +導體記憶體2G則根據解碼鍵資料針對從資訊處理裝 置10所供給的密碼化指令實施解碼而抽出原來的指令， •有在解碼後的指令為所設定的指令(由讀取命令指令及 讀取位址資料所構成的讀取指令）時，會根據讀取信號與 位址資料而讀取被記憶在半導體記憶體20内的核心 記憶體（core memory)(後述的資料記憶部21)中的資料。 在此’在實施密碼化以及解碼化時必須要制具有一定 之關係的日鍵資料（例如共通的密碼鍵資料與解碼鍵資 料）。但是，當成為-將密碼鍵資料記憶在半導體記憶體 20内’而從半導體記憶體2〇讀取該密碼鍵資料，且將立 給予至資訊處理装置10㈣成時1密碼鍵資料會被非 312XP/發明說明書(補件)/9句2/94】28578 1286688 法地讀取而被分析。 t 因此，在本發明的記憶資訊保護系統1中，則將成為用 .來產生密碼鍵資料之原來（或是種子）之資料長度比較短 的密碼鍵基本資料（或密碼鍵種子資料）記憶在半導體記 憶體20，首先則讀取密碼鍵基本資料，在資訊處理裝置 .中根據密碼鍵基本資料而產生資料長度比較長的密碼 鍵貧料。因此，如使密碼鍵基本資料與密碼鍵資料能夠成 對地加以選擇。此時，由資訊處理裝置1〇所產生的密碼 鍵資料則被選擇為與解碼鍵資料具有一定的關係、例:相 同。 因此，半導體記憶體20則將軟體程式（s〇ftware program)或資料當作應該被機密保護的資料而記憶在相 當於以往之泛用的掩罩（mask)s R0M的記憶體核心（圖玉 的資料記憶部21)内。 該半導體記憶體20則例如以卡片（card)或卡匿 # (cartridge)般的形態而呈自由裝卸地被安裝在資訊處理 裝置10。用來利用被儲存在該半導體記憶體2〇之軟體程 式或資料的資訊處理裝置1〇 ，則包含有個人電腦 酬Per觸丨Digitai Assistant)般的卿資訊終端裝 置或晝像處理裝置。另外，當被儲存在半導體記憶體20内 的私式為遊戲程式時，則適用於電視遊樂器或攜帶型遊戲 .機等的各種的遊戲裳置。接著，則詳細地說明本發明之實 • 施形態的詳細内容。 ' (半導體記憶體） 312XP/發明說明書(補件)/94] 2/94128578 16 1286688 與2 = 或核心記憶體）2i ^ 而子22之間设有記憶體控制電路Μ冰β + 形態固有的構成則是由密碼鍵基本資料\=夕，δ亥貫施 鍵資料記憶部25所構成。資料記,心= 22目丨1 η办… 1 ζ1與輸出入端子 則疋與以往習知的泛用的記憶體相同。 資料記憶部21是如掩罩式R〇M般的 機密保護或針對非法讀取之保敎 資料記憶部21則不限定於掩革式_， 二閃記憶體⑴ash咖。ry)、Ep—_等。 貝細“ 21則可以從資訊處理裝置1〇經 地說是被設在記憶體控制電心二 判別•讀取電路23b)而被存取Uccess)。 10 :M二端子2:是一在電氣上與在後述的資訊處理農置 體20 it:里接的端子，而能夠在半導體記憶 據二二 端子與資料輸出端子、或是根 指令輸入與資料^ …王時間分割地使用在 記憶體控制電路23是由包含解碼化電路(解碼化手 段）23a與指令判別•讀取電路咖而構成。解碼化 23a則利㈣記憶在後述的解碼鍵㈣記憶部25 鍵貧料而針雜#訊處理U1G所給予的密碼化指八1 施解碼。該解碼化電路23a的具備的電路構成則是 根據1個的資料單位(例如1個位元組或是一定的位元組) 312XP/發明說明書(補件)/9木12/94128578 1286688 來進行位元演算的電路而實施與密碼化相反的演算處理 x (解碼處理）者。 ， 例如進行位元演算的電路可以是一利用邏輯演算電路 • (AND，0R，NAND，EXOR等）而根據1個的資料單位（例如！ • 個位兀組或是一定的位元組）依據多個階段（step)進行邏 輯凋异的電路。又，指令解碼電路則也可以是一利用如單 晶片微電腦（one chip micro)般的小規模的CPU作為指令 鲁解碼電路而進行簡單的解碼算術的演算者。

而根據解碼化電路23a所解碼的指令則被輸入到指令判 別•讀取電路23b而被執行。 V 指令判別•讀取電路23b具有可判別經過解碼的指令而 根據该指令的種類而動作的功能。具備地說當從資訊處理 裝置ίο所供給，且經過解碼化電路23a所解碼的指令為 密=鍵基本資料的讀取指令時，則將讀取信號與被分^給 該崔碼鍵基本貧料記憶部24的讀取位址資料輸出到密碼 馨鍵基本資料記憶部24，而從該密碼鍵基本資料記憶部24 讀取密碼鍵基本資料。 〜σ 又，當從解碼化電路23a所給予的指令為資料記憶部 的讀取指令時，則從該讀取指令抽出讀取命令指令# 與讀取 貢料，將讀取命令指令與讀取位址資料供給到資料記 憶部21 ，而讀取被記憶在資料記憶部Μ的資料。 ’ 更且，當資料記憶部21為可進行寫入讀取的記憶體（ ，如是快閃記憶體），而從解碼化電路23a所給予的指令為 針對育料記憶部21的寫入指令時，則從該寫入指令抽出 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 寫入命令指令與寫入位址資料，而將寫入信號與寫入位址 1資料供給到資料記憶部21，之後則將從資訊處理裝置1〇 '所供給的寫入資料寫入到資料記憶部21。此時，指令判 .別•讀取電路23b則當作指令判別•寫入電路來動作。 .密碼鍵基本資料記憶部24是一用來記憶成為用來產生 當根據資訊處理裝置10將指令實施密碼化時之密碼鍵資 料本（或是種子）的密碼鍵基本資料的記憶部，而用來 鲁屺fe貝料長度比較短（例如數位元組到數十位元組）的資 料。在該密碼鍵基本資料記憶部24則被分配從由半導體 記憶體20纟看為外部機器的資訊處理裝置10可以直接進 行存取的記憶體空間。 杜料記憶部25則用來記憶將針對在從資訊處理 °貝取半導體記憶冑2G的記憶資料時被供給（或輸 :馬化指令實施解碼而得到原本的指令的解 存取的記☆人 無“外部直接被 、：王日]，而只會被解碼化電路23a所讀取。 盥斤=在解碼鍵貧料記憶部25的解碼鍵資料是一 ？石己义在密碼鍵基本資料記、告^ ^ ^ ^ 成對的資料，其資料長度可 丄 長10倍以上。m目以〜 碼鍵基本貧料 鍵美本資料& :、在於只要不是為被設定為與密碼 料記#部21的:碼化指令實施解碼，而除了能夠確保資 又二所以護外’也能夠提高機密保護的強度。 午碼鍵資料的資料長度設定為較密碼鍵基 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 19 1286688 本資料的資料長度為 長者會提高安全強度t故為一般而言，鍵資料長度 另一方面，當加長密碼鍵 當作密碼鍵資料來利时… 的貝枓長度’而直接 2〇的外邙非法铋拘$成夠防止從半導體記憶體 因此，飞N丄取得密碼鍵資料而導致安全強度降低。 。己h在半導體記憶體2〇之 當作成為用來產生穷次41 *山馬鍵基本—貝料則 (字元長产一山馬鍵貝料之基本或種子之資料長度 料也難Γ產二來使用’而即使是分析密碼鍵基本資 卞也雞以產生密碼鍵資料。 在上述的„兒明中’在半導體記 雖然是以被隼成Λ〗伽曰u T的谷電路#分 明“士 /、成在個曰曰片的記憶體的情形來加以說 利用：用=的技術思想並不限定於該實施形態，也可以 Μ吊掩罩式R〇M來構成資料記憶部21，而以JL他 的電路零件來構成其他 -他 用宓派# 4«=入 J电峪哔刀。即使疋此時，由於利 用:="，因此也能夠達到針對被記㈣ 21之1料的機密保護。 在半導體記憶體20的製造階段中，則能夠變更儲存在 t、碼鍵基本資料記憶部24的密碼鍵基本資料。因此，若 :變更密碼鍵基本資料時’則連與此對應的解碼鍵 會被變更。因此，若例如針對被記憶在資料記憶部21的 程式或資料的各種類來使用不同的密瑪鍵基本資料時，則 由於連由觀測在半導體記憶體20與資訊處理裝置1〇之間 之貧料的授受而得到的指令，也會改變與密碼鍵基 和解碼鍵資料之-對的鍵有關的資料也會變化，因此，、第 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94〗28578 20 !286688 一者很難進行分析而更能夠提高半 強度。 導體記憶體20 的安全 說明記憶體20由於能夠實現在本實施形態中所 功能及動作’因此不需要和以往之製品不同之 的:二成，處理。因此，相較於利用哪作為處理手段 題二、或是以往的製品不會伴隨著大幅的成本上升的問 (資訊處理裝置） HI處理裝置！ 〇則包含有作為處理手段之一例的 11除了在CpU11連接有暫時記憶部12及輸出入端子 卜也連接有岔碼產生資料記憶部14、密碼鍵資料產 邻15、及密碼化電路丨6以作為該實施形態固有的 部分。 暫時記憶部12則使用能夠寫入讀取資料的記憶體，例 如=RAM般的半導體記憶體或是硬碟（hard心以）等。該 鲁暫時記憶部12包含有：用於記憶從半導體記憶體2〇所讀 取之袷碼鍵基本資料的記憶領域、用於記憶利用密碼鍵基 本資料而產生之密碼鍵資料的記憶領域、用於記憶從半導 體记憶體20的資料記憶部21所讀取之資料（例如區段 (b 1 ock)單位的資料）的讀取資料記憶領域、及其他的工作 育料（working data)的記憶領域。暫時記憶部12的各記 憶領域則被分配可以從資訊處理裝置1 〇的外部來讀取資 • 料的記憶體空間。 輸出入端子13是一在電氣上與半導體記憶體2〇的輸 312XP/發明說明書(補件)/9442/94128578 21 1286688 出入编子22連接的連接端子或連接器，而被選擇為與輸 :出入端子22的端子數相同的端子數，且呈相同的端子配 '置（或是端子間隔）。在輸出入端子13除了連接有cpuil •的位址匯流排與資料匯流排外，也呈並聯地連接有密碼化 電路1 6的指令匯流排。 輸出入纟而子1 3最好為了要將位址匯流排與資料匯流排 及/或指令匯流排設為共用而減少端子數，因此也可以利 用一定的位元數的端子呈分時方式來使用位址匯流排•資 料匯流排與指令匯流排。 么碼產生資料圯憶部14則記憶用於利用從半導體記憶 體20的密碼鍵基本資料記憶部24所讀取的密碼鍵基本資 料來產生密碼鍵資料的密碼產生資料。密碼產生資料記憶 部14則被分配有無法從資訊處理裝置1〇的外部來進行存 取的記憶體空間。 因此，密碼鍵資料產生部丨5，藉由使用被記憶在暫時記 籲憶部12的密碼鍵基本資料與被記憶在密碼產生資料記憶 部14的密碼產生資料進行所設定的演算處理而產生密^ 鍵資料，而將該密碼鍵資料寫入到暫時記憶部12的密碼 鍵資料記憶領域。 如此一來，由於資料長度較密碼鍵基本資料為長的密石馬 鍵資料是在資訊處理裝置1〇内被產生而被記憶在暫時記 ‘憶部I2，因此相較於將密碼鍵資料記憶在半導體記憶體 • 20侧的情形，則更難針對密碼鍵資料進行分析。 在此，由密碼鍵資料產生部15所產生的密碼鍵資料則 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 成為與在半導體記憶體2〇側 丄 係的資咖如同一個資料)馬广貝料具有-定之關 但是如上述般所產生 =-種的共通密碼。 處理而產生指令，而只有 ： ，記憶資料時才被記憶保持在暫時吃，"二 2憶領域’但在休止或停止輪出指令時，Γ可以因2 夠、 if除。若是在料的時刻來抹除密碼鍵資料時，則能 =從魏處理裝置1G的外部被讀取密碼鍵資料的可 ::從貧料記憶部21讀取資料則是以搜集到某一程度 :或夕數的區段（block)單位來讀取，而將其儲存在 y寺記憶部12。在處理該區段的資料的期間，若是處理 無，對半導體記憶體20進行存取的情形時，則在該期間 也能夠抹除密碼鍵資料。因此，在針對該區段的程式處理 結束後，當要再度讀取半導體記憶體2〇時，則也可以利 _用先剷所靖取的岔碼鍵基本資料而再度產生密碼鍵資料。 如此般，若是縮短密碼鍵資料被記憶在暫時記憶部12 的期間，則能夠防止密碼鍵資料被非法地讀取。 密碼化電路16則利用從暫時記憶部丨2所讀取的密碼鍵 鍵資料（key data)，藉由針對從CPU11所輸出而被供給到 半導體記憶體20的指令實施一定的演算處理而產生密碼 •化指令。 .在此，密碼化指令是由命令碼（code)與位址資料所構 成，而1個的指令是由多個位元組所構成。經過密碼化電 23 3 ΠΧΡ/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 路16實施密碼化的密碼化指令則經由輪出入端子i3及 位在半導體記憶體20側的輸出入端子22而被供給 . 碼化電路23a。 ,^ =即，貧訊處理裝置10的密碼化電路i 6與位在半導體 .=憶體20側的解碼化電路23a是處於對應關係，而藉由 山馬化電路16根據密碼鍵資料而被密碼化的指令則是藉 由解碼化電路23a利用與作為密碼鍵資料之基本的密碼 _鍵基本資料成對的解碼鍵資料而被解碼。 、換言之，密碼鍵資料產生部15則是利用密碼鍵基本資 料=針對密碼產生資料進行第j階段的密碼化處理而產、 生密碼鍵資料，而密碼化電路16則是進行利用密碼鍵資 料而將指令實施密碼化的第2階段的密碼化處理。、 但疋在上述的實施形態中，雖然是針對密碼鍵資料產生 部15與密碼化電路16是利用當作硬體（hardware)的電路 來2成，但也能夠藉由程式來實現密碼鍵資料產生部π |與捃碼化電路16的處理或功能，藉由利用cpui i來處理 忒程式，也能夠以軟體形式來產生密碼鍵資料與進 的密碼化。 θ 7 如此般，資訊處理裝置10並未固定式地具有密碼鍵資 料，由於是利甩從半導體記憶體2〇所讀取的資料長度短 的禮、碼鍵基本資料（或是密碼鍵種子資料）而產生密碼鍵 資料，因此從外部來讀取甚至於分析密碼鍵資料則變得困 難，結果能夠達到半導體記憶體2〇之記憶資料的機密保 3!2ΧΡ/發明說明書(補件)/94·12/94128578 24 1286688 、又，在產生密碼鍵資料之密碼時所使用的資料，由於是 被记憶在無法從外部被存取的密碼產生資料記憶部14， 因此即使是取得密碼鍵基本資料也無法產生密碼鍵資， 料’而能夠確保半導體記憶體2Q之記憶資料 貝 (記憶資訊保護系、統的動作） 域Μ生 程^ 3為用於說明記憶資訊保護系統1之動作的流 :之動流程圖’則在左側表示資訊處理裝置 力:白^程（步驟101〜113)，*右側表示半導體記 〜版20之動作的流程（步驟201〜211) 〇 ，疋半導體記憶體2〇並未包含如cpu般的處理 硬體的電路來動作’但為了要方便說明乃以 :式資訊處理裝置10之動作的流程。 體照圖1至圖3來說明記憶資訊保護系統1之具 將：ί出：ΐ導體記憶體20安裝到資訊處理裝置…而 :::出入：子13與輸出入端子22在電氣上加以連接。 起：的5衣置1〇的電源被切入時，在資訊處理裝置10 將電源供給到半導體記憶體-開始作為 產I二2驟（在圖2中簡略為中，CPU11則 座生*碼鍵基本資料記十咅 令指令與讀取位址資财取指令（包含讀取命 體記憶體^，而將其供給到半導 當判斷半導體記憶^被^、被密碼化的狀態。 飄入指令時（步驟201)，則指 312灯/發日顧簡瓣)/94]剔28578 25 1286688 令判別•讀取電路23b會判斷所供給的指令是否是密碼鍵 基本貪料記憶部24的讀取指令，而將讀取信號與讀取位 址貝料供給到該密碼鍵基本資料記憶部24。密碼鍵基本 貧料記憶部24則讀取密碼鍵基本資料，而將其供給到資 訊處理裝置10 (步驟202)。 士當CPU11在步驟102中判斷為被輸入密碼鍵基本資料 =，則將在步驟103中被輸入的密碼鍵基本資料寫入到暫 可己L β 12的欲碼鍵基本資料記憶領域而加以暫時記 憶。 ° 在步驟1 04中，CPU11則根據密碼鍵基本資料與被記憶 在密碼產生資料記憶部14的密碼產生資料來進行演算處 理而產生密碼鍵資料。用來產生密碼鍵資料的程式則能夠 例如與密碼產生資料一起被記憶在密碼產生資料記憶部 14。在步驟105中，則將所產生的密碼鍵資料寫入到^暫時 記憶部12的密碼鍵基本資料記憶領域而加以暫時記憶。 接著，在步驟106中，CPU11則產生應供給到半導體記 憶體20的指令。在步驟1〇7中，cpun則利用被記憶在 暫時記憶部12的密碼鍵資料而將該指令（也稱為基本‘指 令）實施密碼化（或是密碼化電路16利用密碼鍵資料將曰原 指令實施密碼化）。 、 、/' 在步驟108中，則輸出密碼化指令，而將其供給到 -體記憶體20。因此，CPU11在步驟1〇9中則待機 •半導體記憶體20的讀取資料為止。 半導體記憶體20則根據密碼化指令的輪 询八進仃以下的 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 26 1286688 動作（但在流程中所示的判斷步驟的部分則是一為了要方 •，便說明而記載者，實際上不是一軟體處理，而是一以硬體 '形式來處理的部分）。㈣，根據有密碼化指令輸入（步驟 ，203)解碼化電路23a利用解碼鍵資料針對密碼化指令進 行解碼（步驟2G4)。 指令判別•讀取電路23b%判別在解碼後的指令（步驟 205)田解碼後的扣令是讀取指令時（步驟206)，則指令 鲁判別•讀取電路2扑會從讀取指令抽出讀取命令指令與讀 取位址資料，而將讀取信號與讀取位址資料供給到資料記 憶部(步驟207)。根據此，資料記憶部21會讀取記憶 在所指定之讀取位址的資料。 在此，資料記憶部21的讀取控制方法則有從資訊處理 裝置10將讀取指令供給到各編號的方法、供給區段單位 之頃取指令（每個區段編號或是區段編號Ν號〜Μ號等）的 方法。在該實施例中則說明區段單位的讀取情形/此時， #在讀取指令中的讀取位址則是區段編號（該區段的先頭編 號：根據上位位元來指定區段）。因此，被記憶在與所指定 之區^又編號王對應之記憶領域的各編號的資料則是從資 料記憶部21依序被讀取。 貝 另一方面。CPU11則在步驟109中判斷是否有半導體記 憶體20的讀取資料，在步驟11〇中則將該讀取資料記憶 •在暫時記憶部12。因此，在步驟ln中則判斷是否讀出^ .所指定之資料長度的資料。在讀出所指定之資料長度的資 料之前則反覆步驟109到111的處理。結果，讀取所扑定 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-12/94128578 27 !286688 之王。卩的資料而將其記憶在暫時記憶部12。 f後，在步驟112中則判斷半導體記憶體2〇的資料讀 :是=2束，換言之，判斷必要之資料量的記憶體讀取二 至已:、、°束，若未結束則回到步驟109，若是結束則前進 到步驟113。在步驟113中則抹除被記憶在暫時記悚部12 =密碼，資料。之後，_1職據從半導體記憶體20所 巧取的貢料來進行該資料之原本的使用目的的處理。 此外，在上述半導體記憶體20側判斷是否為讀取指八 步驟2°6)中’當不是讀取指♦’而是讀取指令以 聍、曰7且為與記憶體控制有關之原本的指令（步驟209) 盼，則進仃根據原本的指令的處理或動作（步驟。 另一方面，當不是原本的指令時（步驟2〇 作(步㈣υ。藉此，當被給予用在非法讀取的指^動 動作，而禁止資料記憶部21的資料讀取，而能夠 達到育料的機密保護。 雕f是在抹除密碼鍵資料後’當產生要再度開始讀取半導 ::己=20的記憶資料的必要時’則回到上述的步驟_ ―了^鍵資料的產生處理，且反覆以後的處理。此外， 考慮到密碼鍵資料之非法讀取的風險時，則也可以 ’略掉上述步驟113的處理。 能地說明本發明’但是上述的發明在所有的形 ::二 已，本發明並不限定於該發明。未舉例之 .....文化例則可知在不脫離本發明的範圍的情形下可 以破推想而得。 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94·12/94128578 28 1286688 【圖式簡單說明】 圖1為與本發明之一實施形態有關之記憶資訊保護系統 的說明圖。 圖2為表示與本發明之一實施形態有關之記憶資訊保護 系統之動作的流程圖。 圖3為表示與本發明之一實施形態有關之記憶資訊保護 系統之動作的流程圖。 【主要元件符號說明】 ^ 1 記憶資訊保護系統 10 資訊處理裝置 11 CPU(處理手段） 12 暫時記憶部（R A Μ，暫時記憶手段） 13 輸出入端子 14 密碼產生資料記憶部（密碼產生資料記憶 手 生 產 料 資 「^\c 鍵 碼 密 Γν 部 生 產 料 資 }鍵 段碼 憶段 記+ S (I f路i取 解 電C讀 路憶部子制路· 電記憶端控電別 化體記入體化判 碼導料出憶碼令 手密段密半資輸記解指 ab 5 6 0 1 2 3 3 3 11 1i OAW 0/^w OAW OAW OAW 0/w 段 手 化 碼 密 段 手 憶 己 古口 料 資 段 手 制 控 29 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94128578 1286688 2 4 密碼鍵基本貢料記憶部 25 解碼鍵資料記憶部（解碼鍵資料記憶手 段）

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Claims (1)

1. !286688 十、申請專利範圍： 1 · 一種記憶資訊保護系統，係由資訊處理裝置（丨〇)、及 相對於上述貧訊處理裝置可自由裝卸地被安裝的半導體 圮憶體（20)所構成的記憶資訊保護系統， 上述半導體記憶體具備有·· 貝料d丨思手段（21 )，其記憶包含應該要保護的程式在内 的貧料，而為上述資訊處理裝置所存取； 人第1輸出入端子部（22)，其從上述資訊處理裝置提供由 :7碼以及位址資料所構成的指令，且用以將從上述資料 記憶手段所讀取的資料提供給上述資訊處理裝置；、 密碼鍵基本資料記憶部⑽，其記憶成為實施密碼化用 之基本的密碼鍵基本資料； ^解碼鍵資料記憶手段（25)，其將成為為了要判斷已被 用在上述資訊處理裝置而被使用之解碼鍵的解碼鍵 二料在不w被上述資訊處理裝置所存取的狀態下加以記 十思，及 記憶體控制手段⑵），其包含利用上述解碼鍵資料針對 此上述資訊處理裝置所給予的密碼化指令實施解碼的解 嗎手段（23a) ; 口解 上述資訊處理裴置具備有：

   • 1輸出入端子部， •料所構成的指令， 料； 第2輸出入端子部（13)，其連接上述半導體 用以輸出由上述命令碼以及 且輸入從上述半導體記憶體所讀取的資 312XP/發明說明書(補件)/94^2/94^578 1286688 上述密碼鍵資料產生手段 處理手段所兼用，…及上述纖手段係由上述 =處理手段則針對上述密碼鍵基本資料與上述密碼 貝枓進行演算處理以求取上述密碼鍵資料並將其寫 將上、,ί::寺記：手段(S105)，利用該密碼鍵資料而輸出 (sioi。曰7貫施密碼化（S1〇7)而成的上述密碼化指令

   /+·如申請專利範圍第1項之記憶資訊保護系統，其中， ，碼產生資料記憶手段係當作無法從上述資訊處理 體空由上述第2輸出入端子部進行存取的記憶 ㈣如Γ請專利範圍第1至5項中任—項之記憶資訊保護 巾’上料碼鍵f料記憶手段係記憶與被記憶在 七1碼鍵基本貧料記憶部而成為密碼鍵之基本的上述 氆碼鍵基本資料成為一對的上述解碼鍵資料。 、:.如申請專利範圍第6項之記憶資訊保護系統，其中， 、〜it在上述4碼鍵基本貧料記憶部的上述密碼鍵基本 育料與被記憶在上述解碼鍵資料記憶手段的上述解碼鍵 貧^係根據被記憶在上述資料記憶手段之程式的種類而 被選作為不同之成對的鍵資料。 / 8.如中4專利範圍第丨至5項中任—項之記憶資訊保護 糸、先^中’上述處理手段在根據上述密碼化手段而輸出 所=望量的上述密碼化指令後（S112)，抹除被記憶在上述 暫時記憶手段的上述密碼鍵資料（S1丨3)。 312XP/發明說明書(補件)/9木12/941285*78 33 1286688 9,種記憶資訊之保護方法’係用以保護在由包含 〜CPU(⑴在Θ的資訊處理|置（⑻、及相對於上述資訊處 、理裝置可自由裝卸地被安裝的半導體記憶體⑵)所構成 的記憶資訊保護系統（丨）中之記憶資訊的方法， • 上述半導體記憶體具備有： *資料記憶手段⑵），其記憶包含應該要保護的程 之資料； # 1輸出入端子部（22)，其從上述資訊處理裝置提供 翬由命令以及位址資料所構成的指令，且用以將從上述資料 記憶手段所讀取的資料提供給上述資訊處理裝置； 密碼鍵基本資料記憶部(24)’其記憶成為實施密碼化用 之基本的密碼鍵基本資料； 解碼鍵資料記憶手段（25)，其將為了要確認已被允許用 在上述貧訊處理裝置而被使用的解碼鍵資料，在不會被上 述資訊處理裝置所存取的狀態下加以記憶；及 θ # 記憶、體控制手段⑵），其包含利用上述解碼鍵資料針對 從上述資訊處理裝置所給予的密碼化指I實施解碼的解 碼手段（23a); 上述資訊處理裝置具備有： 第2輸出入端子部（13)，其連接上述半導體記憶體的第 1輸出入端子部，用以輸出上述命令以及上述位址資料所 構成的指令，且輸入從上述半導體記憶體所讀取的資料，· 處理手段（11)，其針對從上述半導體記憶體所讀取的資 料進行處理，且產生提供給半導體記憶體之上述指令； 312ΧΡ/發明說明書(補件)/9木】2/9412 85 78 34 1286688 密碼鍵產生程式記憶手段（14)，其記憶利用上述密碼鍵 ··基本資料而用以產生與上述解碼鍵資料相關之密碼键資 、 料的密碼鍵資料產生程式；及 •暫時記憶手段2)，其將上述密碼鍵資料加以暫時記 *憶； 更且’上述CPU依序執行以下的步驟： 第1步驟（S104)，其利用上述密碼鍵基本資料，且根據 上述密碼鍵產生程式而產生密碼鍵資料·， 第2步驟（S105)，其使在上述第/步驟中所產生的密碼 鍵資料暫時記憶在上述暫時記憶手段；及 第3步驟（S107, S108)，其將由上述處理手段所產生的 指令，利用上述密碼鍵資料而產生上述經密碼化的上述密 碼化指令，且輸出到上述第2輸出入端子部； 而上述記憶體控制手段依序執行以下的步驟， 第4步驟（S204)，其利用上述密碼鍵資料將上述指令予 •以解碼；及 第5步驟（S207，S208)，其當在上述第4步驟中所解碼 的上述指令為讀取碼時，將在該指令中所包含的位址資料 供給到上述資料記憶手段，並讀取上述資料記憶手段之資 料。 、 10·如申請專利範圍第9項之記憶資訊之保護方法，其 中，上述第1步驟包含有利用上述密碼鍵基本資料且根據 上述密碼鍵貧料產生程式而產生與上述解碼鍵資料相同 的上述密碼鍵資料的步驟， 312XP/發明說明書(補件)/9132/94128578 35 1286688 ，立12·如申請專利範圍第u項之半導體記憶體，其令，記 L在上述a碼鍵基本資料記憶部的密碼鍵基本資料盘被 解碼鍵資料記憶手段的上述解碼鍵資料:、係根 在上述資料記憶手段之上述程式的種 作為不同的成對。 <

   給到上述資料記憶手段⑽7)，而針對對上述資料記情手 段的記憶資料進行讀取及控制（S 2 0 8 )。 13·如申請專利範圍第 中，被記憶在上述解碼鍵 k在較上述密碼鍵基本資 11或12項之半導體記憶體，其 資料記憶手段的解碼鍵資料係被 料長10倍以上的資料長度。

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