WO2024005143A1 - 演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラム - Google Patents

演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラム Download PDF

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WO2024005143A1
WO2024005143A1 PCT/JP2023/024185 JP2023024185W WO2024005143A1 WO 2024005143 A1 WO2024005143 A1 WO 2024005143A1 JP 2023024185 W JP2023024185 W JP 2023024185W WO 2024005143 A1 WO2024005143 A1 WO 2024005143A1
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WO
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arithmetic processing
program
secure
hypervisor
processing device
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PCT/JP2023/024185
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真啓 小塚
智也 川西
健司 大平
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セーラ・ネットワークス株式会社
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Publication date
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    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/50—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems
    • G06F21/52—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems during program execution, e.g. stack integrity ; Preventing unwanted data erasure; Buffer overflow
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    • G—PHYSICS
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    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/455—Emulation; Interpretation; Software simulation, e.g. virtualisation or emulation of application or operating system execution engines

Definitions

  • the present invention relates to an arithmetic processing device, an arithmetic processing system, an arithmetic processing method, and an arithmetic processing program.
  • Patent Document 1 discloses a computer system that can scan all code groups stored in a storage space allocated to a virtual computer used by a client.
  • a special virtual machine that is hidden from the client is prepared outside the general virtual machine used by the client, and the special virtual machine is configured to remove data from the storage space allocated to the general virtual machine. Scan the read code group.
  • Patent Document 2 describes a virtual computer system that can enforce security policies on a guest OS and applications running on the guest OS without installing a special agent on the guest OS.
  • a security policy applied to the virtual computer system includes a setting item information holding unit that holds setting item information consisting of setting values of setting items depending on the type of guest OS or the type of application; a setting detection means for monitoring commands executed by the guest OS and output of the physical device to detect a setting value set in a setting item of the setting item information holding means or a setting value about to be changed;
  • the setting application means applies the setting value indicated by the setting item information to the guest OS or application to which the setting item is set. Equipped with a hypervisor.
  • the scanner includes an assister that reads a code group from the storage space of a general virtual machine and an engine that scans the read code group.
  • the assist is executed on the hypervisor. For this reason, since the code group in the storage space of a general virtual machine is managed by the hypervisor, a secure environment can be maintained for users of the general virtual machine if the hypervisor is a reliable system. On a general network, it is difficult to maintain a secure environment because the hypervisors in all virtual computer systems are not necessarily reliable.
  • the hypervisor when the setting value detected by the setting detection means and the setting value indicated by the setting item information are different, the hypervisor , is equipped with a setting application means that applies the setting value indicated by the setting item information, and can enforce the security policy on the guest OS and applications running on the guest OS, but the hypervisor It is assumed that the system is reliable. However, as described above, on a general network, the hypervisors in all virtual computer systems are not necessarily reliable, making it difficult for guest OS users to maintain a secure environment.
  • an object of the present invention is to provide an environment in which an arithmetic processing device, an arithmetic processing system, an arithmetic processing method, or an arithmetic processing program can be securely processed even in a system where the hypervisor is unreliable.
  • the arithmetic processing device is an arithmetic processing device that can acquire a secure program from the outside, and includes hardware that includes at least a CPU, an input/output device, and a storage device, and that manages the hardware. and one or more virtual processing devices provided with a virtual processing environment by the hypervisor, the virtual processing devices having at least a guest OS and a memory, Transferring a boot loader from the outside to the memory for each virtual processing device in a form in which the hardware can be used only by the virtual processing device, and the boot loader starts the secure program in the virtual processing device. It is characterized by
  • the arithmetic processing device is characterized in that, in the arithmetic processing device according to the first aspect, the boot loader acquires at least one of the guest OS, the secure program, or the secure hypervisor. shall be.
  • the arithmetic processing device is characterized in that, in the arithmetic processing device according to the second aspect, the guest OS is obtained and started by the boot loader.
  • the arithmetic processing device is characterized in that the guest OS acquires the secure program in the arithmetic processing device according to the third aspect.
  • the arithmetic processing device is characterized in that the guest OS acquires a secure hypervisor as the secure program in the arithmetic processing device according to the fourth aspect.
  • the arithmetic processing device in the arithmetic processing device according to the first aspect, at least one of the guest OS, the secure program, or the secure hypervisor is transferred together with the transfer of the boot loader. It is characterized by
  • the virtual arithmetic processing device is managed by the secure hypervisor, and the secure hypervisor receives information from an external information providing device. It is characterized by managing such that arithmetic processing is performed within the range of usage conditions defined by additional information attached to the acquired provision information.
  • the secure program includes a secure hypervisor, an OS, a game, a processing infrastructure for data science, an AI, and a system that is configured to prevent reverse engineering.
  • the invention is characterized by being a program that includes at least one of the following programs that have intellectual property value.
  • An arithmetic processing system is an arithmetic processing system including at least the arithmetic processing device according to the first aspect and a management server that manages the arithmetic processing device, wherein the management server
  • the present invention is characterized in that it includes at least a secure program management section that manages the secure program provided to the virtual processing device.
  • a tenth aspect of the present invention is an arithmetic processing method using an arithmetic processing device capable of acquiring a secure program from the outside, wherein the arithmetic processing device includes a hardware including at least a CPU, an input/output device, and a storage device. a hypervisor that manages the hardware; and one or more virtual processing devices provided with a virtual processing environment by the hypervisor, and the virtual processing device has a guest OS; a step of transferring a boot loader from the outside to the memory for each virtual processing device in a form in which the hardware can be used only by the virtual processing device;
  • the apparatus is characterized in that it includes the step of activating the secure program in the apparatus.
  • the arithmetic processing method according to an eleventh aspect of the present invention is the arithmetic processing method according to the tenth aspect, in which the secure program includes a secure hypervisor, an OS, a game, a data science processing infrastructure, an AI, and a program that is intended to prevent reverse engineering.
  • the invention is characterized by being a program that includes at least one of the following programs that have intellectual property value.
  • the arithmetic processing program according to the twelfth aspect of the present invention is characterized in that each step of the arithmetic processing method according to the tenth or eleventh aspect is executed by a computer.
  • a secure computing environment can be provided even in a system where the hypervisor is unreliable.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of an information providing system.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the information providing system.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the virtual processing device.
  • FIG. 2 is a block diagram of an arithmetic processing device.
  • FIG. 3 is a flow diagram for downloading a secure program.
  • FIGS. 1 to 5 An arithmetic processing device, an arithmetic processing system, an arithmetic processing method, and an arithmetic processing program according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • a virtual arithmetic processing device 50 that performs arithmetic processing under the secure hypervisor 24 will be described as an example of an arithmetic processing system using FIGS. 1 to 3.
  • the secure hypervisor 24 will be described as an example of the secure program 54; however, the present invention is not limited to this, and as described in the second embodiment, the secure hypervisor 24 may be used as the secure program 54.
  • the secure program 54 includes various programs such as the OS itself, games, etc.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of the arithmetic processing system.
  • the arithmetic processing system includes an information providing apparatus 10, an arithmetic processing apparatus 20, and a management server 30, and the information providing apparatus 10, arithmetic processing apparatus 20, and management server 30 are each interconnected by an information network 40.
  • One or more information providing devices 10 and one or more arithmetic processing devices 20 are provided.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the arithmetic processing system.
  • the information providing device 10 includes a verification data creation section 11 and a database 12.
  • the verification data creation unit 11 and the database 12 are interconnected, and information in the database 12 can be provided to the arithmetic processing device 20 via the verification data creation unit 11.
  • the verification data creation unit 11 is configured by a CPU (not shown) based on an information providing device program provided from the secure program management unit 31 of the management server 30 in response to data request information from the data request unit 22 of the arithmetic processing unit 20. Through the calculation, verification data and verification calculation result data used for verification of the calculation process are output as described later. In addition, the verification data creation unit 11 similarly uses a CPU according to a program for the information providing device based on data usage restriction information set in advance by an input/output means (not shown) or stored in the database 12, for example. The authority list data for the arithmetic processing device 20 is created by the calculation.
  • the verification data creation unit 11 accesses the database 12 in accordance with the information providing device program to obtain requested data, that is, data that is actually used in calculations by the arithmetic processing device 20 . Then, the verification data creation unit 11 transmits these data as provided information to the program verification unit 23 of the arithmetic processing device 20.
  • the arithmetic processing device 20 includes one or more virtual arithmetic processing devices 50, as described below.
  • the virtual arithmetic processing device 50 includes an arithmetic processing program execution section 21, a data request section 22, and a program verification section 23.
  • the arithmetic processing program execution section 21, data request section 22, and program verification section 23 are all managed by a secure hypervisor 24.
  • the secure hypervisor 24 is a system that exclusively uses the resources managed by the OS (here, the guest OS 51 of the virtual processing unit 50), so that other people are not allowed to use them, such as viewing them. In other words, it refers to a program that manages the OS under a controlled environment.
  • the secure hypervisor 24 is employed as an example of the secure program 54, which will be described later.
  • the secure program 54 is a program executed under a secure virtual environment. For example, based on the arithmetic processing device program provided by the secure program management section 31, resources managed by the OS can be exclusively managed. For example, in the case of a virtual processing system like the one shown in FIG. By installing it, a controlled environment can be maintained by the management server 30 and a secure virtual processing device 50 can be provided.
  • the arithmetic processing program execution unit 21 requests the data requesting unit 22 to send data requested by the arithmetic processing program to the information providing device 10, and in response to this request, the information providing device 10 sends the requested data to the program verification unit 23.
  • the provided information including the information will be sent.
  • the program verification section 23 the arithmetic processing program is verified, and if the arithmetic processing program is appropriate, the requested data is provided to the arithmetic processing program execution section 21.
  • Both the data request unit 22 and the program verification unit 23 are managed by the secure hypervisor 24 according to the program for the arithmetic processing unit, and the data request unit 22 performs arithmetic processing on data request information and programs in a secure OS environment.
  • Various arithmetic processes such as program verification by the verification unit 23 and processing of providing request data to the arithmetic processing program are executed by the virtual arithmetic processing device 50.
  • the processing in the arithmetic processing program execution unit 21 is similarly executed by the virtual arithmetic processing device 50 equipped with a secure OS (guest OS 51) environment.
  • the information providing device 10 and the virtual processing device 50 are connected to the management server 30, and the programs of the verification data creation unit 11 of the information providing device 10 and the secure hypervisor 24 of the virtual processing device 50 are connected to the secure hypervisor 24 of the management server 30. These programs are provided by the program management section 31 and are managed by the secure program management section 31. As a result, the arithmetic processing system provides and utilizes information in a controlled environment on the information providing platform.
  • the secure program management unit 31 also manages algorithms for data encryption, decryption, and digital signatures when communicating between the information providing device 10 and the arithmetic processing device 20 .
  • the data requesting unit 22 creates data request information for requesting each information providing device 10 for request data required by the arithmetic processing program. .
  • the verification data creation unit 11 creates verification data for verifying the target arithmetic processing program.
  • the arithmetic processing program to be processed executed by the arithmetic processing program execution unit 21 is, for example, a Rust program such as the following arithmetic processing program P1.
  • the arithmetic processing program P1 is an example of linear regression analysis, and performs linear regression using the method of least squares (OLS) on requested data (data group).
  • the data request information includes information on the request data for performing linear regression using the least squares method, which is an instruction regarding the request data, as well as information on the arithmetic processing program P1 as the arithmetic program to be processed, such as a source program. Contains information. Note that the information on the arithmetic processing program is not limited to only the source program, but also information that can specify the relationship between the output and the input, such as information that can be used directly from dedicated hardware whose processing content has been verified and confirmed in advance. Any information may be used as long as it can grasp the processing content of the arithmetic processing program, such as connecting such hardware in series.
  • data request information is transmitted from the data request unit 22 to the verification data creation unit 11 of the information providing device 10. It is desirable that the data request information be encrypted according to a protocol managed by the secure program management section 31.
  • the verification data creation in the verification data creation unit 11 in (3) above will be explained in detail.
  • the verification data creation section 11 if the data request information is encrypted, it is decrypted according to a protocol managed by the secure program management section 31.
  • the verification data creation unit 11 generates information for defining the range of arithmetic processing allowed for the arithmetic processing program to be processed in the arithmetic processing device 20 .
  • the verification data creation unit 11 analyzes the processing content of the arithmetic processing program attached to the data request information, generates information necessary for verifying whether the arithmetic processing program is appropriate, and adds it to the provided information. . Therefore, the following information is included in the provided information sent from the verification data creation section 11 to the program verification section 23.
  • Authority information that defines the range of arithmetic processing allowed for the arithmetic processing program in the arithmetic processing unit 20 and usage restriction conditions, such as an authority list
  • Verification data c
  • Request data data used in actual calculation
  • provided information including request data and additional information defining the range of arithmetic processing allowed for the arithmetic processing program is transmitted from the verification data creation unit 11 to the program verification unit 23 of the arithmetic processing unit 20.
  • the above (a) may also be encrypted.
  • by adding an electronic signature to the provided information falsification can be more reliably prevented.
  • the processing of the program verification unit 23 in (5) above will be explained in detail.
  • the program verification unit 23 uses the above (b) and (c) included in the provided information to determine the result when the processing program to be data processed is executed using the verification data in (b) above. , it is verified whether or not it matches the verification calculation result data used for the calculation processing verification in (c) above.
  • the processing device 20 saves the calculation results. However, storing the request data itself separately is not permitted. Therefore, when the processing program for data processing is executed using the verification data in (b) above, it is verified whether data storage is within the scope of the authorization list.
  • the secure hypervisor 24 of the virtual processing device 50 is always operated in a controlled environment by a program provided by the secure program management section 31. Therefore, the arithmetic processing of the arithmetic processing program executed in the program verification section 23 and the arithmetic processing program execution section 21 of the virtual processing device 50 can be constantly monitored by the secure hypervisor 24, and data storage, transfer, Processing details such as deletion are always known. For this reason, in the arithmetic processing system of this embodiment, when the processing program for data processing is executed using the verification data in (b) above, it is necessary to appropriately check whether data storage is within the scope of the authorization list. It is possible to verify this.
  • the result when the program verification unit 23 executes the target calculation processing program using the verification data in (b) above matches the verification calculation result data used in the calculation processing verification in (c) above.
  • the processing program for data processing is executed using the verification data in (b) above, it is determined that the processing program does not perform processing beyond the scope permitted by the authority information in (a) above.
  • the arithmetic processing program to be processed is determined to be appropriate, that is, it is authenticated as an appropriate arithmetic processing program.
  • the request data in (d) above is provided to the arithmetic processing program, and in the arithmetic processing program execution unit 21, the arithmetic processing program performs actual calculation using the requested data. .
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the virtual processing device 50.
  • the data request section 22, program verification section 23, arithmetic processing program execution section 21, memory 25, and other input/output devices (not shown) are all processed in an environment managed by the secure hypervisor 24.
  • a state in which all operations of the guest OS 51 can be managed by the secure hypervisor 24, that is, a secure execution environment for the guest OS 51 can be realized.
  • the operational explanatory diagram of the virtual processing device 50 in FIG. 3 is an example of the present embodiment, and the OS can be secured using various other configurations.
  • the function 28 sends and receives all data 29 via the library 27.
  • a library-only area is virtually provided in the memory 25 that can be accessed only by the library 27.
  • request data obtained through the program verification unit 23 is stored in the library-only area in the memory 25. Ru.
  • data 29 is stored in a library exclusive area within the memory 25.
  • Function 28 can access request data stored in a library-only area within memory 25. Then, the function 28 receives the data 29 in the memory 25 via the library 27. The function 28 uses the received data 29 to perform calculations according to the function 28 by the CPU of the arithmetic processing unit 20 .
  • the function 28 After the calculation of the function 28 is completed, only the final calculation result list by the calculation processing program is provided to the user, and the data 29 used during the calculation in the data 29 area in the memory 25 is completely deleted.
  • the method for completely deleting the data 29 is not particularly limited, but any suitable method such as filling all the data with "0" can be used.
  • the function 28 provides only a list of calculation results to the user.
  • the function 28 sends and receives all the data 29 via the library 27 under the complete management of the secure hypervisor 24, so the function 28 sends and receives all the data 29 through the library 27, so that the Request data and data 29 in the middle of calculation are not left in the area, and the request data is stored only in the library 27 in a state that can be managed by the secure hypervisor 24. Therefore, the secure hypervisor 24 can use the requested data within the scope of authority defined in the authority list received from the information providing device 10 and can reliably manage the requested data within the library 27. Furthermore, as described above, the data 29 in the library dedicated area in the memory 25 can be completely deleted.
  • the operation of the arithmetic processing device 20 can be managed by the secure hypervisor 24 by virtualizing the application used in the computation of the arithmetic processing program execution unit 21. It is also possible. In this case, after the calculation by the application starts and before the application calls the requested data, the application make it work. Next, when the application outputs the calculation results, the secure hypervisor 24 provides the user with only a list of the calculation results, and after deleting the request data and the data 29 in the middle of the calculation, the application leaves the secure environment. The operation of the arithmetic processing device 20 is returned to the normal arithmetic environment.
  • the secure hypervisor 24 monitors whether the application is within the range of authority defined in the authority list received from the information providing device 10 in order to manage the application in a secure environment. In other words, output to the console is restricted, writing to files, network communication, etc. are prohibited according to the provisions of the permission list. Further, by using, for example, an authenticated GPU, only the calculation results can be presented to the user under the management of the secure hypervisor 24.
  • each program is authenticated
  • this embodiment is not limited to this.
  • multiple programs may be authenticated in advance and multiple authenticated programs may be combined. It is also possible to perform calculations.
  • FIG. 4 is a block diagram of the arithmetic processing device 20.
  • the arithmetic processing device 20 includes one or more virtual arithmetic processing devices 50, a hypervisor 60, and hardware 61.
  • the hypervisor 60 manages the hardware 61 of the arithmetic processing unit 20 and provides the virtual arithmetic processing unit 50 with an arithmetic processing environment as a virtual physical environment.
  • the hardware 61 is a hardware resource of the arithmetic processing unit 20 including at least a CPU, an input/output device, and a storage device.
  • the arithmetic processing device 20 includes a host OS 62 and an administrator user interface 63. Note that the arithmetic processing device 20 also includes a user interface and the like for the virtual arithmetic processing device 50, but these are not shown.
  • the virtual processing device 50 includes a guest OS 51, a memory 52, and a secure hypervisor 24. Further, the memory 52 stores a boot loader 53 and a secure program 54. The boot loader 53 is for acquiring the secure program 54, and receives information from the secure program management unit 31 without being monitored by the hypervisor 60, that is, without the content of the information being read by the hypervisor 60 (the same applies hereinafter). It is transferred to the memory 52 using the functions of the hardware 61. Note that the boot loader 53 can have the same contents for each guest OS 51.
  • the secure program 54 is a program executed under a secure virtual environment. Although not particularly limited, in this embodiment, a case where the secure hypervisor 24 is employed as the secure program 54 will be described as an example. Furthermore, since the memory 52 is encrypted using the functions of the hardware 61, the hypervisor 60, host OS 62, administrator user interface 63, and other virtual processing devices 50 cannot read or write its contents. .
  • the guest OS 51 is encrypted using the first public key, obtained from the secure program management unit 31 by the boot loader 53, decrypted using the first private key, and activated.
  • the first secret key is a secret key that is built into the boot loader 53 to obtain the guest OS.
  • the secure program 54 is encrypted using the second public key, is acquired from the secure program management unit 31 by the guest OS 51, and is decrypted using the second private key.
  • the second secret key is a secret key included in the guest OS 51 in order to obtain the secure program 54. Then, the secure hypervisor 24 is activated by starting the secure program 54.
  • the guest OS 51 acquires information from the information providing device 10 managed by the management server 30, and the virtual processing device 50 uses the information within the range of information usage conditions approved in advance.
  • the arithmetic processing is executed within the scope of the request data and the additional information that defines the range of arithmetic processing allowed by the arithmetic processing program and the conditions for usage restrictions.
  • the hardware 61 including the CPU of the arithmetic processing unit 20 is reliable.
  • reliable means, for example, that it can be trusted as something that will not be tampered with or leaked (the same applies hereinafter).
  • the hypervisor 60 of the arithmetic processing device 20 is not necessarily reliable, in this embodiment, even in an environment where the hypervisor 60 is not reliable, the secure hypervisor 24 can be safely and securely installed in each virtual arithmetic processing device 50. A means of installation can be provided.
  • FIG. 5 is a flow diagram for downloading the secure program 54.
  • the secure hypervisor 24 of the virtual processing device 50 is acquired from the secure program management unit 31 and activated.
  • the secure hypervisor 24 of the virtual processing device 50 is activated by using encrypted communication that cannot be read by the hypervisor 60. It is necessary to install it on the corresponding virtual processing device 50.
  • Step 1 Procedures with the management server 30 (S1)
  • the provided information is used in the arithmetic processing device 20 while managing the provided information provided by the information providing device 10 so that it is not misused. Execute calculation processing and make it possible to utilize the calculation results.
  • the administrator of the arithmetic processing device 20 sends the hardware information to the management server 30 by inputting from the administrator user interface 63 in order to install the boot loader 53 and the secure hypervisor 24 in each virtual arithmetic processing device 50. 61 is registered in the secure program management section 31 (S1).
  • the secure program management unit 31 can determine whether the hardware 61 is authentic. For example, in a CPU having a function of encrypting the memory 52 for each virtual processing unit 50, specifically, AMD's SEV, the public key of the hardware 61 (CPU) is registered. Information for registering the hardware 61 is sent from the administrator user interface 63 to the secure program management unit 31 via the hypervisor 60 and the hardware 61.
  • Step 2 Transferring the bootloader 53 (S2-S3)
  • the administrator of the arithmetic processing device 20 requests the secure program management section 31 to transfer the boot loader 53 from the administrator user interface 63 via the hypervisor 60 and the hardware 61.
  • the hypervisor 60 requests the secure program management unit 31 to transfer the boot loader 53 via the hardware 61 using the public key of the hardware 61 .
  • the secure program management unit 31 transfers the boot loader 53 to the memory 52 via the hardware 61 and hypervisor 60.
  • the transfer process of the boot loader 53 is performed in a manner that the hypervisor 60 cannot read the contents of the transfer request of the boot loader 53.
  • the transfer information of the boot loader 53 is encrypted in a form that can be used only by the virtual processing unit 50, for example, in a form that can only be read by the executing hardware 61, so it includes the first secret key.
  • the contents of the program cannot be read by the hypervisor 60. Therefore, the boot loader 53 can be transferred from the secure program management unit 31 to the memory 52 using the functions of the hardware 61 without being monitored by the hypervisor 60.
  • the data is transferred to the memory 52, the present embodiment is not limited to this, and the data may be stored in, for example, a hard disk. If the data is stored in a hard disk or the like, there is no need to repeat the transfer of the boot loader 53 every time the virtual processing device 50 is started.
  • Step 3 Encryption of memory 52 (S4-S5)
  • a request is made from the administrator user interface 63 to the hardware 61 via the hypervisor 60 to start the virtual processing device 50.
  • the hardware 61 encrypts the memory 52 according to a command from the hypervisor 60.
  • the hypervisor 60 instructs the hardware 61 to encrypt the memory 52 for each virtual processing unit 50.
  • the hardware 61 encrypts the memory 52 for each virtual processing unit 50.
  • the memory 52 is automatically encrypted using a different encryption key for each virtual processing device 50.
  • the hypervisor 60 cannot read the encryption key used for encryption regarding the command to encrypt the memory 52.
  • the memory transfer request in S5 is 52 encryption, or if the boot loader 53 is already stored in a hard disk or the like, there is no need to read the boot loader 53 again each time the virtual processing device 50 is started.
  • Step 4 Deploying the boot loader 53 to each memory 52 (S6)
  • the hardware 61 transfers the boot loader 53 to the memory 52 in S6 after S5. Expand each time.
  • the hypervisor 60 cannot read the program of the boot loader 53 that includes the first secret key developed for each memory 52.
  • the boot loader 53 is transferred to the memory 52 using the functions of the hardware 61, and in S6, the boot loader 53 is expanded to each memory 52 using the functions of the hardware 61.
  • the information transferred in response to the activation request of the virtual processing unit 50 is encrypted in a form that can be used only by the virtual processing unit 50, for example, in a form that can only be read by the hardware 61 that is executing it. Therefore, the contents of the program including the first private key cannot be read by the hypervisor 60. Therefore, without being monitored by the hypervisor 60, the boot loader 53 can be transferred from the secure program management unit 31 to the memory 52 using the functions of the hardware 61, and expanded in each memory 52.
  • the execution state of one virtual processing unit 50 possessed by the CPU of the hardware 61 is saved, and the execution state of a virtual processing unit 50 owned by the CPU of the hardware 61 is saved and You can use the Migration function that allows you to run .
  • this migration function even in the case of a virtual processing device 50 whose memory 52 is encrypted, its contents can be expanded to the memory 52 of another virtual processing device 50.
  • the CPU is AMD's SEV
  • it supports the migration function and the administrator of the arithmetic processing unit 20 can transfer the bootloader 53 to the memory 52 as an SEV function without being monitored by the hypervisor 60.
  • the boot loader 53 can be expanded in each memory 52 for each virtual processing device 50.
  • the SEV Migration function the boot loader 53 is encrypted for each hardware 61 during transfer, and can create an encrypted memory image for each virtual processing unit 50 of the boot loader 53.
  • the contents of the same memory 52 can be expanded to all virtual processing units 50 in the device 20 in an encrypted form for each virtual processing unit 50.
  • the hardware 61 boots up the boot loader 53 developed in the memory 52 for each virtual processing device 50.
  • Step 4 Launching guest OS 51 (S7-S8)
  • the boot loader 53 transmits a request to start up the guest OS 51 to the secure program management section 31.
  • a request to start up the guest OS 51 is transmitted from the boot loader 53 to the secure program management section 31 via the hardware 61.
  • the secure program management section 31 transfers the guest OS 51 to the memory 52.
  • the guest OS 51 is transmitted from the secure program management section 31 to the memory 52 via the hardware 61.
  • the boot loader 53 boots up the guest OS 51 for each virtual processing device 50 using the first secret key.
  • the encrypted communication when the secure program management unit 31 transfers the guest OS 51 to the memory 52 is encrypted using the first public key and cannot be decrypted without the first private key, so it cannot be monitored by the hypervisor.
  • TLS1.3 can be used for this encrypted communication.
  • Step 5 Acquisition of secure program 54 (S9-S10)
  • the guest OS 51 obtains the secure program 54 from the secure program management section 31 through encrypted communication using the second secret key, and stores it in the memory 52.
  • the guest OS 51 transmits a request to acquire the secure program 54 to the secure program management unit 31 via the hardware 61.
  • the secure program management unit 31 transmits the secure program 54 to the memory 52 via the hardware 61 in S10.
  • the encrypted communication when transferring the secure program 54 is encrypted using the second public key, and since the secure program 54 is stored in the encrypted memory 52, the virtual processing device 50 is connected to the hypervisor 60.
  • the secure program 54 can be acquired without being monitored by. For example, TLS1.3 can be used for this encrypted communication.
  • Step 6 Starting the secure hypervisor 24 (S11-S12)
  • the guest OS 51 starts the secure program 54 acquired in step 5 and stored in the memory 52, and in S12, the secure hypervisor 24 is executed. is enabled.
  • FIG. 4 is a block diagram when the secure hypervisor 24 is enabled.
  • the guest OS 51 acquires provided information from the information providing device 10 managed by the management server 30 through encrypted communication using a secret key, and complies with the usage conditions specified by the additional information. Perform calculations within the range.
  • the virtual arithmetic processing device 50 is provided with the arithmetic processing program execution section 21, the data requesting section 22, and the program verification section 23, as explained in FIG. The acquisition and arithmetic processing of the provided information are performed under the management of the secure hypervisor 24.
  • the secure hypervisor 24 is installed on the virtual processing device 50.
  • the migration function and encryption function of the CPU of the hardware 61 a secure environment is constructed using the secure hypervisor 24 in each virtual processing unit 50, even if the processing unit 20 is equipped with an unreliable hypervisor 60. can do.
  • public key cryptography is used for encryption, the hassle of password management can be eliminated.
  • the public key and private key can be freely set in the secure program management section 31.
  • TLS1.3 communication can be used for encrypted communication. This is a communication that allows two-way authentication.
  • the management server 30 side has a private key, it is guaranteed that the management server 30 itself is an authentic management server while the public key is widely disclosed.
  • the guest OS 51 side has the secret key, it is guaranteed that the guest OS 51 itself is an authentic OS. Therefore, compared to the case where public key cryptography is not used, password management such as distribution of one-time passwords can be omitted.
  • the second secret key is further held within the cryptographic wall of the first secret key, a highly reliable virtual processing device 50 can be provided. That is, when the boot loader 53 starts up the guest OS 51, the guest OS 51 transferred from the secure program management unit 31 to the memory 52 includes the second private key, is encrypted with the first public key, and is encrypted with the first public key. 1. Cannot be decrypted without private key. When the guest OS 51 downloads the secure program 54, communication encrypted using the second public key is used and cannot be decrypted without the second private key. At the time of transferring the boot loader 53, a first secret key has been distributed to the virtual processing device 50, and this first secret key is protected in the encrypted memory 52.
  • the secure program management unit 31 transfers the boot loader 53 to the memory 52 in S2 and S3, but the present embodiment is not limited to this procedure. At least one of the guest OS 51, the secure program 54, and the secure hypervisor 24 may also be transferred. Similarly, when such programs are transferred, they are not monitored by the hypervisor 60, so even if the hypervisor 60 is in an unreliable environment, each program (bootloader) can be safely transferred to each virtual processing unit 50. 53, guest OS 51, secure program 54, secure hypervisor 24, etc.) can be transferred to the memory 52. Furthermore, if other programs are transferred simultaneously with the transfer of the boot reader 53, the subsequent steps are not necessarily limited to steps 3 to 6 above, and the hypervisor 60 may monitor the program transfer. Any procedure can be used unless otherwise specified.
  • the secure program 54 includes the OS itself, games, data science processing infrastructure, AI, programs containing intellectual property value that is desired to be prevented from reverse engineering, etc.
  • the processing infrastructure of data science includes data collection, data accumulation, data processing, data analysis, and the like.
  • AI examples include machine learning and the like.
  • programs that contain intellectual property value that you want to prevent from reverse engineering are those that include inventions in the algorithms used in the program, and those that include inventions or copyrights in the data structure used in the program.
  • data used in the program contains trade secrets or information protected by unfair competition law, or contains machine learning trained models or training data, etc., and the program itself or A program in which the data used by the program includes inventions, copyrights, trade secrets, information protected by the Unfair Competition Prevention Act, etc.
  • the secure program 54 is the OS itself, it is possible to start up the OS using the same steps as S1 to S8 in the first embodiment. Furthermore, if the secure program 54 is a game, a data science processing platform, AI, a program that includes intellectual property value that would prevent reverse engineering, etc., the same steps as S1 to S10 in the first embodiment are performed. Then, the secure program 54 can be transferred to the memory 52.
  • step 4 in S7, the boot loader 53 transmits a startup request to the guest OS 51 to the secure program management unit 31, and the guest OS 51 first receives the request from the secure program management unit 31.
  • the boot loader 53 may transfer the secure program 54 or the secure hypervisor 24 simultaneously with the transfer of the guest OS 51 or instead of transferring the guest OS 51. That is, although the first embodiment has been described as transferring the secure program 54 after starting the guest OS 51, starting the guest OS 51 and the procedure thereof are not necessarily essential, and the boot loader 53 can transfer any secure program.
  • the program 54 can be transferred, and the transfer of the secure program 54 is not monitored by the hypervisor 60 as in the first embodiment. Therefore, even if the hypervisor 60 is in an unreliable environment, it is possible to safely transfer the secure program 54 to the memory 52 of each virtual processing device 50.

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Abstract

ハイパバイザが信頼できないシステムにおいても、セキュアな演算処理環境を提供すること。本発明の１つの実施形態に係る演算処理装置は、外部からセキュアプログラムを取得可能な演算処理装置であって、ＣＰＵ、入出力装置及び記憶装置を少なくとも含むハードウェアと、前記ハードウェアを管理するハイパバイザと、前記ハイパバイザにより仮想的な演算処理環境を提供された１つ以上の仮想演算処理装置と、を少なくとも備え、前記仮想演算処理装置が、ゲストＯＳと、メモリと、を少なくとも有し、前記ハードウェアが前記仮想演算処理装置のみから利用できる形で、外部から仮想演算処理装置毎に前記メモリにブートローダを転送し、前記ブートローダが、前記セキュアプログラムを取得し、前記仮想演算処理装置において、当該セキュアプログラムを起動することを特徴とする。

Description

演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラム
　本発明は、演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラムに関する。
　従来、ハイパバイザを用いて複数の仮想計算機を動作させる計算機システムが知られている。特許文献１には、クライアントから利用される仮想計算機に割り当てられている記憶空間に格納された全てのコード群をスキャンできる計算機システムが開示されている。特許文献１記載の計算機システムでは、クライアントから利用される一般仮想計算機の外部に、クライアントに対して隠蔽される特殊仮想計算機が用意され、特殊仮想計算機が一般仮想計算機に割り当てられている記憶空間から読み出されたコード群をスキャンする。
　また、特許文献２には、ゲストＯＳ上に特別なエージェントを設置することなしに、ゲストＯＳやゲストＯＳ上で動作しているアプリケーションに対してセキュリティポリシの強制を行うことができる仮想計算機システムが開示されている。特許文献２記載の仮想計算機システムでは、仮想計算機システムに適用されるセキュリティポリシがゲストＯＳの種類またはアプリケーションの種類に応じた設定項目の設定値からなる設定項目情報を保持する設定項目情報保持手段、ゲストＯＳが実行する命令および物理デバイスの出力を監視して、設定項目情報保持手段の設定項目に設定されている設定値または変更されようとしている設定値を検出する設定検出手段、及び、設定検出手段によって検出された設定値と設定項目情報で示される設定値とが相違するとき、設定項目の設定対象であるゲストＯＳまたはアプリケーションに、設定項目情報で示される設定値を適用させる設定適用手段をハイパバイザが備えている。
特開２０１０－０５５３１８号公報 国際公開第２００９／０８１５３０号
　上記特許文献１に記載の仮想計算機システムでは、スキャナが、一般仮想計算機の記憶空間からコード群を読み出すアシストと、読み出されたコード群をスキャンするエンジンとで構成され、エンジンが、特殊仮想計算機で実行され、アシストが、ハイパバイザで実行される。このため、一般仮想計算機の記憶空間にあるコード群がハイパバイザにより管理されるため、一般仮想計算機の利用者にとって、ハイパバイザが信頼できるシステムであることが前提であればセキュア環境が維持されるが、一般的なネットワーク上において、全ての仮想計算機システムにおけるハイパバイザが信頼できるとは限らないため、セキュア環境を維持することは困難である。
　上記特許文献２に記載の仮想計算機システムでは、ハイパバイザが設定検出手段によって検出された設定値と設定項目情報で示される設定値とが相違するとき、設定項目の設定対象であるゲストＯＳまたはアプリケーションに、設定項目情報で示される設定値を適用させる設定適用手段を備えており、ゲストＯＳやゲストＯＳ上で動作しているアプリケーションに対してセキュリティポリシの強制を行うことができるものであるが、ハイパバイザが信頼できるシステムであることが前提となる。ところが、上述のとおり、一般的なネットワーク上において、全ての仮想計算機システムにおけるハイパバイザが信頼できるとは限らないため、ゲストＯＳ利用者にとって、セキュア環境を維持することは困難である。
　そこで、本発明の目的は、ハイパバイザが信頼できないシステムにおいても、演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、又は演算処理プログラムをセキュアに演算処理できる環境を提供することにある。
　本発明の上記目的は、以下の構成によって達成できる。すなわち、本発明の第１の態様の演算処理装置は、外部からセキュアプログラムを取得可能な演算処理装置であって、ＣＰＵ、入出力装置及び記憶装置を少なくとも含むハードウェアと、前記ハードウェアを管理するハイパバイザと、前記ハイパバイザにより仮想的な演算処理環境を提供された１つ以上の仮想演算処理装置と、を少なくとも備え、前記仮想演算処理装置が、ゲストＯＳと、メモリと、を少なくとも有し、前記ハードウェアが前記仮想演算処理装置のみから利用できる形で、外部から仮想演算処理装置毎に前記メモリにブートローダを転送し、前記ブートローダが、前記仮想演算処理装置において、前記セキュアプログラムを起動することを特徴とする。
　本発明の第２の態様の演算処理装置は、第１の態様の演算処理装置において、前記ブートローダが、前記ゲストＯＳ、前記セキュアプログラム、又はセキュアハイパバイザの少なくともいずれか１つを取得することを特徴とする。
　本発明の第３の態様の演算処理装置は、第２の態様の演算処理装置において、前記ゲストＯＳが、前記ブートローダによって取得され、起動されたものであることを特徴とする。
　本発明の第４の態様の演算処理装置は、第３の態様の演算処理装置において、前記ゲストＯＳが、前記セキュアプログラムを取得することを特徴とする。
　本発明の第５の態様の演算処理装置は、第４の態様の演算処理装置において、前記ゲストＯＳが、前記セキュアプログラムとしてセキュアハイパバイザを取得することを特徴とする。
　本発明の第６の態様の演算処理システムは、第１態様の演算処理装置において、前記ブートローダの転送と共に、前記ゲストＯＳ、前記セキュアプログラム、又は前記セキュアハイパバイザの少なくともいずれか１つを転送することを特徴とする。
　本発明の第７の態様の演算処理システムは、第５又は第６の態様の演算処理装置において、前記仮想演算処理装置が前記セキュアハイパバイザにより管理され、前記セキュアハイパバイザが、外部の情報提供装置から取得した提供情報に添付された付加情報によって規定された使用条件の範囲内で演算処理が行われるように管理することを特徴とする。
　本発明の第８の態様の演算処理システムは、第１の態様の演算処理装置において、前記セキュアプログラムは、セキュアハイパバイザ、ＯＳ、ゲーム、データサイエンスの処理基盤、ＡＩ、及び、リバースエンジニアリングを防ぎたいような知的財産的価値が含まれるプログラムのいずれか少なくとも１つを含むプログラムであることを特徴とする。
　本発明の第９の態様の演算処理システムは、第１の態様の演算処理装置と、前記演算処理装置を管理する管理サーバと、を少なくとも備えた演算処理システムであって、前記管理サーバが前記仮想演算処理装置に提供する前記セキュアプログラムを管理するセキュアプログラム管理部を少なくとも有することを特徴とする。
　本発明の第１０の態様の演算処理方法は、外部からセキュアプログラムを取得可能な演算処理装置による演算処理方法であって、前記演算処理装置は、ＣＰＵ、入出力装置及び記憶装置を少なくとも含むハードウェアと、前記ハードウェアを管理するハイパバイザと、前記ハイパバイザにより仮想的な演算処理環境を提供された１つ以上の仮想演算処理装置と、を少なくとも備え、前記仮想演算処理装置が、ゲストＯＳと、メモリと、を少なくとも有し、前記ハードウェアが前記仮想演算処理装置のみから利用できる形で、外部から仮想演算処理装置毎に前記メモリにブートローダを転送するステップと、前記ブートローダが、前記仮想演算処理装置において、前記セキュアプログラムを起動するステップと、を含むことを特徴とする。
　本発明の第１１の態様の演算処理方法は、第１０の態様の演算処理方法において、前記セキュアプログラムは、セキュアハイパバイザ、ＯＳ、ゲーム、データサイエンスの処理基盤、ＡＩ、及び、リバースエンジニアリングを防ぎたいような知的財産的価値が含まれるプログラムのいずれか少なくとも１つを含むプログラムであることを特徴とする。
　本発明の第１２の態様の演算処理プログラムは、第１０又は第１１態様の演算処理方法の各ステップをコンピュータにより実行することを特徴とする。
　本発明の実施形態によれば、ハイパバイザが信頼できないシステムにおいても、セキュアな演算処理環境を提供することができる。
情報提供システムの全体ブロック図である。 情報提供システムの動作説明図である。 仮想演算処理装置の動作説明図である。 演算処理装置のブロック図である。 セキュアプログラムをダウンロードするフロー図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラムを説明する。但し、以下に示す実施形態は本発明の技術思想を具体化するための演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラムを例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。
［第１実施形態］
　本発明の第１実施形態に係る演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラムについて、図１～図５を参照して説明する。まず、図１～図３を用いて、演算処理システムの一例として、セキュアハイパバイザ２４の下で演算処理を行う仮想演算処理装置５０を挙げて説明する。なお、本実施形態では、セキュアプログラム５４として、セキュアハイパバイザ２４を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２実施形態で説明するように、セキュアプログラム５４としては、例えばＯＳ自体、ゲーム等、さまざまなプログラムが含まれる。
　図１は、演算処理システムの全体ブロック図である。演算処理システムは、情報提供装置１０、演算処理装置２０及び管理サーバ３０を備えており、情報提供装置１０、演算処理装置２０及び管理サーバ３０はそれぞれ情報ネットワーク４０により相互に接続されている。情報提供装置１０及び演算処理装置２０は1個以上設けられている。
　図２は、演算処理システムの動作説明図である。情報提供装置１０は、検証データ作成部１１及びデータベース１２を備えている。検証データ作成部１１とデータベース１２とは相互に接続され、検証データ作成部１１を介してデータベース１２の情報は、演算処理装置２０に提供可能とされている。
　検証データ作成部１１は演算処理装置２０のデータ要求部２２からのデータ要求情報に応じて、管理サーバ３０のセキュアプログラム管理部３１から提供された情報提供装置用プログラムに基づくＣＰＵ（図示省略）による演算により、後述のように検証用データ、及び、演算処理検証に用いられる検証用演算結果データを出力する。また、検証データ作成部１１は、同様に、例えば予め入出力手段（図示省略）等により設定され、あるいは、データベース１２に保管されたデータ利用制限情報に基づき、情報提供装置用プログラムに従ったＣＰＵによる演算により、演算処理装置２０に対する権限リストのデータを作成する。さらに、検証データ作成部１１は、情報提供装置用プログラムに従って、データベース１２にアクセスして要求データ、すなわち、実際に演算処理装置２０の演算に用いられるデータを取得する。そして、検証データ作成部１１は、これらのデータを提供情報として、演算処理装置２０のプログラム検証部２３に送信する。
　演算処理装置２０は、後述のとおり、１つ以上の仮想演算処理装置５０を備えている。仮想演算処理装置５０は、演算処理プログラム実行部２１、データ要求部２２、プログラム検証部２３を有している。演算処理プログラム実行部２１、データ要求部２２、プログラム検証部２３はいずれもセキュアハイパバイザ２４により管理されている。ここで、セキュアハイパバイザ２４とは、ＯＳ（ここでは仮想演算処理装置５０のゲストＯＳ５１）が管理している資源を排他的に、例えば閲覧をはじめとする他者の利用をそのままでは許さないように管理するプログラム、別の表現では、ＯＳを統制が取れた環境の下で管理するプログラムを意味する。なお、排他的とは、例えば他者に漏洩、改ざんされないような管理を意図している（以下同様）。本実施形態では、後述のセキュアプログラム５４の一例として、セキュアハイパバイザ２４を採用した場合を挙げて説明する。ここで、セキュアプログラム５４とは、セキュアな仮想環境の下において実行されるプログラムである。
　例えばセキュアプログラム管理部３１から提供された演算処理装置用プログラムに基づき、ＯＳが管理している資源を排他的に管理することができる。例えば、後述の図４のような仮想演算処理システムの場合、演算処理装置２０のハードウェア６１を管理するハイパバイザ６０が信頼できないようなシステムにおいても、セキュアハイパバイザ２４を、各仮想演算処理装置５０にインストールしておくことで、管理サーバ３０により統制が取れた環境を維持し、セキュアな仮想演算処理装置５０を提供することができる。
　演算処理プログラム実行部２１からデータ要求部２２に対して、演算処理プログラムが要求するデータを情報提供装置１０に対して要求し、この要求に応じて情報提供装置１０からプログラム検証部２３へ要求データを含む提供情報が送信される。プログラム検証部２３においては、演算処理プログラムが検証され、適正であった場合には、演算処理プログラム実行部２１に要求データが提供される。
　データ要求部２２及びプログラム検証部２３はいずれも、演算処理装置用プログラムに従ってセキュアハイパバイザ２４により管理されており、セキュアなＯＳ環境の中で、データ要求部２２によるデータ要求情報の演算処理や、プログラム検証部２３によるプログラム検証及び演算処理プログラムへの要求データの提供処理等の各種演算処理が仮想演算処理装置５０により実行される。同様に、演算処理プログラム実行部２１における処理も同様に、セキュアなＯＳ（ゲストＯＳ５１）環境の整った仮想演算処理装置５０により実行される。
　情報提供装置１０及び仮想演算処理装置５０は、管理サーバ３０に接続されており、情報提供装置１０の検証データ作成部１１及び仮想演算処理装置５０のセキュアハイパバイザ２４のプログラムは、管理サーバ３０のセキュアプログラム管理部３１から提供され、これらのプログラムはセキュアプログラム管理部３１により管理されている。これにより、演算処理システムは、情報提供プラットフォーム上で統制がとれた環境の中で情報の提供及び情報の利用が行われる。情報提供装置１０と演算処理装置２０との通信を行う際のデータの暗号化、復号及び電子署名のアルゴリズムも、このセキュアプログラム管理部３１により管理されている。
　仮想演算処理装置５０に対して、情報提供装置１０から要求データが提供される手順について説明する。
（１）演算処理プログラム実行部２１からの要求に応じて、データ要求部２２において、演算処理プログラムが必要とする要求データを各情報提供装置１０に対して要求するためのデータ要求情報を作成する。
（２）データ要求部２２から情報提供装置１０の検証データ作成部１１に対して、データ要求情報が送信される。
（３）検証データ作成部１１において、対象とする演算処理プログラムを検証するための検証データを作成する。
（４）検証データ作成部１１から演算処理装置２０のプログラム検証部２３へ、データベース１２に保管されている要求データ及び演算処理プログラムに許容される演算処理の範囲や使用制限の条件を規定した付加情報が含まれる提供情報が送信される。
（５）プログラム検証部２３において、対象とする演算処理プログラムが認証された場合には、演算処理プログラム実行部２１に要求データが提供され、演算処理プログラムによる演算処理が実行される。
　上記（１）のデータ要求情報の作成について詳しく説明する。演算処理プログラム実行部２１で実行される処理対象の演算処理プログラムは、例えば次の演算処理プログラムＰ１のようなRustのプログラムである。演算処理プログラムＰ１は、線形回帰分析の例であり、要求データ（データ群）に対して、最小二乗法（OLS)を用いた線形回帰を行う。
［演算処理プログラムＰ１］
　データ要求情報には、要求データに関する指示である、最小二乗法を用いた線形回帰を行うための要求データの情報に加え、処理対象となる演算プログラムとしての演算処理プログラムＰ１の情報、例えばソースプログラムの情報が含まれる。なお、演算処理プログラムの情報としては、ソースプログラムだけに限られるものではなく、入力に対する出力の関係を特定できる情報、例えば、処理内容が事前に検証され、確認されている専用ハードウェアを直接に接続する、そのようなハードウェアを直列したものに接続する等、演算処理プログラムの処理内容が把握できるものであればどのような情報であってもかまわない。
　上記（２）においては、データ要求部２２から情報提供装置１０の検証データ作成部１１に対して、データ要求情報が送信される。データ要求情報はセキュアプログラム管理部３１で管理されるプロトコルに従って暗号化されることが望ましい。
　上記（３）の検証データ作成部１１における検証データ作成について詳しく説明する。検証データ作成部１１では、データ要求情報が暗号化されている場合には、セキュアプログラム管理部３１で管理されるプロトコルに従って復号される。次に、検証データ作成部１１では、演算処理装置２０において処理対象の演算処理プログラムに許容する演算処理の範囲を規定するための情報を生成する。
　検証データ作成部１１では、データ要求情報に付与された演算処理プログラムの処理内容を解析し、演算処理プログラムが適正であるかどうかを検証するために必要な情報を生成し、提供情報に付加する。このため検証データ作成部１１からプログラム検証部２３に送信される提供情報には、次の情報が含まれている。
（ａ）演算処理装置２０において演算処理プログラムに許容される演算処理の範囲や使用制限の条件を規定した権限情報、例えば権限リスト
（ｂ）検証用データ
（ｃ）演算処理検証に用いられる検証用演算結果データ
（ｄ）要求データ（実際の演算に用いられるデータ）
　上記（４）では、検証データ作成部１１から演算処理装置２０のプログラム検証部２３へ要求データ及び演算処理プログラムに許容される演算処理の範囲を規定した付加情報が含まれる提供情報が送信される。提供情報の中、少なくとも上記（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）はセキュアプログラム管理部３１で管理されるプロトコルに従って暗号化されることが望ましい。上記（ａ）も併せて暗号化を行ってもよい。さらに、提供情報に電子署名を付加することにより、より確実に改ざんを防ぐことができる。
　上記（５）のプログラム検証部２３の処理について詳細に説明する。プログラム検証部２３においては、提供情報に含まれている上記（ｂ）及び（ｃ）を用いて、上記（ｂ）の検証用データを用いてデータ処理対象の処理プログラムを実行した場合の結果が、上記（ｃ）の演算処理検証に用いられる検証用演算結果データと一致するかどうかを検証する。
　さらに、上記（ｂ）の検証用データを用いてデータ処理対象の処理プログラムを実行した場合に、処理プログラムが上記（ａ）の権限情報で許される範囲を超えた処理をしていないかどうかが判定される。
　例えば、権限情報としての権限リストに、データ保存に関し、演算結果の保存が許可されているが、要求データ自体の保存は許可されていない場合には、演算処理装置２０が、演算結果を保存することは許可されるが、要求データ自体を別途保存しておくことは許可されない。このため、上記（ｂ）の検証用データを用いてデータ処理対象の処理プログラムを実行した場合に、データ保存が権限リストの範囲にあるかどうかが検証される。
　仮想演算処理装置５０のセキュアハイパバイザ２４は、セキュアプログラム管理部３１により提供されたプログラムにより、常に統制された環境で動作されている。このため、仮想演算処理装置５０のプログラム検証部２３及び演算処理プログラム実行部２１において実行される演算処理プログラムの演算処理はセキュアハイパバイザ２４により常に監視することが可能であり、データの保存、転送、削除等の処理内容は常に把握されている。このために、本実施例の演算処理システムにおいては、上記（ｂ）の検証用データを用いてデータ処理対象の処理プログラムを実行した場合に、データ保存が権限リストの範囲にあるかどうかを適切に検証することが可能である。
　上記（ｂ）の検証用データを用いてプログラム検証部２３にて処理対象の演算処理プログラムを実行した場合の結果が、上記（ｃ）の演算処理検証に用いられる検証用演算結果データと一致し、かつ、上記（ｂ）の検証用データを用いてデータ処理対象の処理プログラムを実行した場合に、処理プログラムが上記（ａ）の権限情報で許される範囲を越えた処理をしていないと判定された場合に、処理対象の演算処理プログラムは適正であると判断され、すなわち、適正な演算処理プログラムとして認証される。
　演算処理プログラムが適正なプログラムとして認証されると、上記（ｄ）の要求データが演算処理プログラムに提供され、演算処理プログラム実行部２１において、演算処理プログラムは要求データを用いて実際の演算を行う。
　図３は、仮想演算処理装置５０の動作説明図である。データ要求部２２、プログラム検証部２３、演算処理プログラム実行部２１、メモリ２５及びそれ以外の入出力装置（図示省略）等は、全てセキュアハイパバイザ２４により管理された環境の中で処理されている。これによりセキュアハイパバイザ２４によりゲストＯＳ５１の全ての動作を管理できる状態、すなわち、ゲストＯＳ５１のセキュアな実行環境を実現することができる。なお、図３の仮想演算処理装置５０の動作説明図は、本実施形態の一例であり、他の様々な構成によって、ＯＳのセキュア化を実現することもできる。
　演算処理プログラム実行部２１において関数２８は、全てのデータ２９を、ライブラリ２７を介して送受している。メモリ２５内には、ライブラリ２７だけがアクセス可能なライブラリ専用領域が仮想的に設けられており、例えば、プログラム検証部２３を介して入手された要求データはメモリ２５内のライブラリ専用領域に格納される。また、例えば図３において、データ２９はメモリ２５内のライブラリ専用領域に記憶されているものである。関数２８は、メモリ２５内のライブラリ専用領域に格納された要求データにアクセスできる。そして、関数２８は、メモリ２５のデータ２９を、ライブラリ２７を経由して受け取る。関数２８は受け取ったデータ２９を用いて、演算処理装置２０のＣＰＵにより関数２８に従って演算を行う。関数２８の演算の終了後、演算処理プログラムによる最終的な演算結果リストだけがユーザに提供され、メモリ２５内のデータ２９の領域にある演算途中に用いられたデータ２９は完全に削除される。データ２９を完全に削除する方法としては、特に限定されるものではないが、例えばデータを全て「０」で埋めること等の適宜の方法を採用可能である。また、関数２８は、演算結果のリストのみをユーザに提供する。
　このように、関数２８は、セキュアハイパバイザ２４の完全な管理のもと、ライブラリ２７を介して全てのデータ２９の送受を行っているため、演算処理装置２０内におけるメモリ２５内のライブラリ専用領域以外の領域に要求データや演算途中のデータ２９を残すことがなく、要求データはライブラリ２７内にのみセキュアハイパバイザ２４が管理可能な状態で格納されている。したがって、セキュアハイパバイザ２４は、情報提供装置１０から受信した権限リストに規定された権限の範囲内で要求データを使用し、ライブラリ２７内で要求データを確実に管理することができる。また、上述のとおり、メモリ２５内のライブラリ専用領域のデータ２９は完全に削除することが可能である。
　ここでは、ＯＳ（ゲストＯＳ５１）をセキュア化する例を説明したが、演算処理プログラム実行部２１の演算で用いられるアプリケーションを仮想化することにより、演算処理装置２０の動作をセキュアハイパバイザ２４により管理することも可能である。この場合には、アプリケーションによる演算が開始された後、アプリケーションにより要求データが呼び出される前に、セキュアハイパバイザ２４が全ての動作を管理する仮想的な環境（以下「セキュア環境」という。）内でアプリケーションを動作させる。次に、アプリケーションから演算結果を出力されると、セキュアハイパバイザ２４は、ユーザに対して演算結果のリストだけを提供すると共に、要求データ及び演算途中のデータ２９を削除した後に、アプリケーションはセキュア環境から演算処理装置２０の通常演算環境での動作に戻される。したがって、アプリケーション仮想化の場合にも、セキュアハイパバイザ２４は、アプリケーションをセキュア環境において管理するため、情報提供装置１０から受信した権限リストに規定された権限の範囲内であることを監視する。すわなち、権限リストの規定に応じて、コンソールへの出力を制限すること、ファイルに書き込むこと、ネットワーク通信を行うこと等を禁止する。また、例えば認証されたＧＰＵを用いることにより、セキュアハイパバイザ２４の管理のもとでユーザに対して演算結果のみを提示することができる。
　ここでは、１つのプログラム毎に認証する例を示したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、複数のプログラムを予め認証しておき、認証済みの複数のプログラムを組み合わせて演算を行うことも可能である。
　図４は、演算処理装置２０のブロック図である。演算処理装置２０は、１つ以上の仮想演算処理装置５０、ハイパバイザ６０、及びハードウェア６１を備えている。ハイパバイザ６０は演算処理装置２０のハードウェア６１を管理し、仮想演算処理装置５０に対し仮想的な物理環境としての演算処理環境を提供する。ハードウェア６１はＣＰＵ、入出力装置及び記憶装置を少なくとも含む演算処理装置２０のハードウェア資源である。また、演算処理装置２０は、ホストＯＳ６２及び管理者ユーザインターフェイス６３を備えている。なお、演算処理装置２０は、仮想演算処理装置５０用のユーザインターフェイス等も備えているが、図示省略されている。
　仮想演算処理装置５０は、ゲストＯＳ５１、メモリ５２及びセキュアハイパバイザ２４を備えている。また、メモリ５２には、ブートローダ５３及びセキュアプログラム５４が格納されている。ブートローダ５３は、セキュアプログラム５４を取得するためのものであり、セキュアプログラム管理部３１から、ハイパバイザ６０に監視されることなく、すなわち、ハイパバイザ６０に情報の内容を読まれることなく（以下同様）、ハードウェア６１の機能を利用してメモリ５２に転送される。なお、ブートローダ５３は各ゲストＯＳ５１に対して同一の内容とすることができる。ここで、セキュアプログラム５４とは、セキュアな仮想環境の下において実行されるプログラムである。特に限定されるものではないが、本実施形態では、セキュアプログラム５４として、セキュアハイパバイザ２４を採用した場合を例示して説明する。また、メモリ５２は、ハードウェア６１の機能を利用して暗号化されているため、ハイパバイザ６０やホストＯＳ６２、管理者ユーザインターフェイス６３、他の仮想演算処理装置５０はその内容を読み書きすることはできない。
　ゲストＯＳ５１は第１公開鍵により暗号化されており、ブートローダ５３によってセキュアプログラム管理部３１から取得され、第１秘密鍵を用いて復号されて起動される。なお、第１秘密鍵とは、ゲストＯＳを取得するためにブートローダ５３に組み込まれている秘密鍵である。セキュアプログラム５４は第２公開鍵により暗号化されており、ゲストＯＳ５１によってセキュアプログラム管理部３１から取得され、第２秘密鍵によって、復号される。なお、第２秘密鍵とは、セキュアプログラム５４を取得するために、ゲストＯＳ５１に含まれている秘密鍵である。そして、セキュアハイパバイザ２４はセキュアプログラム５４を立ち上げることにより、有効化される。
　セキュアハイパバイザ２４の管理のもと、ゲストＯＳ５１が管理サーバ３０により管理されている情報提供装置１０から情報を取得し、仮想演算処理装置５０においては、事前に承認された情報利用条件の範囲内で、すなわち要求データ及び演算処理プログラムに許容される演算処理の範囲や使用制限の条件を規定した付加情報の範囲内で、演算処理を実行する。
　ここで、演算処理装置２０のＣＰＵを含むハードウェア６１は信頼できる。ここで、信頼できるとは、例えば改ざんや漏洩を起こさないものとして信頼できることを意味する（以下同様）。ただし、演算処理装置２０のハイパバイザ６０は必ずしも信頼できるとは限らないので、本実施形態では、ハイパバイザ６０が信頼できない環境であっても、安全に、セキュアにセキュアハイパバイザ２４を各仮想演算処理装置５０にインストールする手段を提供することができる。
　次に、図５を参照して、仮想演算処理装置５０において、セキュアハイパバイザ２４が有効化されるまでの手順を説明する。図５は、セキュアプログラム５４をダウンロードするフロー図である。仮想演算処理装置５０のセキュアハイパバイザ２４は、セキュアプログラム管理部３１から取得されて有効化されるが、ハイパバイザ６０が信頼できない環境においては、ハイパバイザ６０に読み取られない暗号通信を用いて各ゲストＯＳ５１に対応する仮想演算処理装置５０にインストールする必要がある。
（手順１）管理サーバ３０との手続（Ｓ１）
　管理サーバ３０のセキュアプログラム管理部３１により管理されたセキュア環境において、情報提供装置１０から提供された提供情報が悪用されることがないように管理しながら、演算処理装置２０において提供情報を利用した演算処理を実行して、その演算結果を活用することができるようにする。このために、演算処理装置２０の管理者は、各仮想演算処理装置５０にブートローダ５３及びセキュアハイパバイザ２４をインストールするために、管理者ユーザインターフェイス６３からの入力により、管理サーバ３０に対してハードウェア６１の情報をセキュアプログラム管理部３１に登録する（Ｓ１）。管理者ユーザインターフェイス６３からの登録要求時の通信を暗号通信とした場合には、セキュアプログラム管理部３１がハードウェア６１が真正なものかどうかを判別することができる。例えば、仮想演算処理装置５０毎にメモリ５２を暗号化できる機能を持つＣＰＵ、具体的にはＡＭＤのＳＥＶでは、ハードウェア６１（ＣＰＵ）の公開鍵を登録する。ハードウェア６１を登録するための情報は、管理者ユーザインターフェイス６３から、ハイパバイザ６０、ハードウェア６１を介して、セキュアプログラム管理部３１に送信される。
（手順２）ブートローダ５３の転送（Ｓ２－Ｓ３）
　Ｓ２では、演算処理装置２０の管理者は、管理者ユーザインターフェイス６３から、セキュアプログラム管理部３１に対して、ハイパバイザ６０、ハードウェア６１を介して、ブートローダ５３の転送要求を行う。具体的には、ハイパバイザ６０がハードウェア６１の公開鍵を用いて、ハードウェア６１を介し、セキュアプログラム管理部３１に対して、ブートローダ５３の転送要求を行う。
　Ｓ３では、セキュアプログラム管理部３１は、ハードウェア６１、ハイパバイザ６０を介して、メモリ５２にブートローダ５３を転送する。このとき、ブートローダ５３の転送要求の内容についてはハイパバイザ６０からは読めない形で、ブートローダ５３の転送処理が行われる。この際に、ブートローダ５３の転送情報は、仮想演算処理装置５０のみから利用できる形で、例えば、実行しているハードウェア６１のみが読める形で暗号化されているので、第１秘密鍵を含むプログラムの内容はハイパバイザ６０では読むことができない。このため、ハイパバイザ６０で監視されることなく、セキュアプログラム管理部３１から、ハードウェア６１の機能を利用してブートローダ５３をメモリ５２に転送することができる。また、ここではメモリ５２に転送することを説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えばハードディスク等に保存しておいても良い。ハードディスク等に保存しておく場合には、仮想演算処理装置５０を起動する度にブートローダ５３の転送を繰り返す必要がなくなる。
（手順３）メモリ５２の暗号化（Ｓ４－Ｓ５）
　Ｓ４では、管理者ユーザインターフェイス６３から、ハイパバイザ６０を介して、ハードウェア６１に仮想演算処理装置５０の起動要求を行う。
　Ｓ５では、ハイパバイザ６０からの指令により、ハードウェア６１がメモリ５２の暗号化を行う。ハイパバイザ６０はメモリ５２を仮想演算処理装置５０毎に暗号化されるようにハードウェア６１に指示する。すると、ハードウェア６１はメモリ５２を仮想演算処理装置５０毎に暗号化する。例えば、ＡＭＤのＳＥＶでは、仮想演算処理装置５０毎に自動的に異なる暗号鍵を用いてメモリ５２が暗号化される。このとき、ハイパバイザ６０はメモリ５２を暗号化する指令について、暗号化に用いられる暗号鍵を読むことができない。なお、ここではＳ２からＳ５までのフローを説明したが、本実施形態はこのフローに限定されるものではなく、例えばＳ２におけるブートローダ５３の転送要求及びＳ３におけるブートローダ５３の転送については、Ｓ５におけるメモリ５２の暗号化の後に行ってもよいし、すでにハードディスク等にブートローダ５３が格納されている場合には、仮想演算処理装置５０の起動のたびにブートローダ５３を再度読み込む必要はない。
（手順４）ブートローダ５３の各メモリ５２への展開（Ｓ６）
　Ｓ４において、管理者ユーザインターフェイス６３から、ハイパバイザ６０を介して、ハードウェア６１に仮想演算処理装置５０の起動要求が行われると、Ｓ５の後に、Ｓ６では、ハードウェア６１は、ブートローダ５３をメモリ５２毎に展開する。このとき、ハイパバイザ６０は、メモリ５２毎に展開される第１秘密鍵を含むブートローダ５３のプログラムを読むことはできない。
　Ｓ３では、ブートローダ５３は、ハードウェア６１の機能を利用してメモリ５２に転送されると共に、Ｓ６では、ブートローダ５３は、ハードウェア６１の機能を利用して各メモリ５２に展開される。この際に、仮想演算処理装置５０の起動要求により転送される情報は仮想演算処理装置５０のみから利用できる形で、例えば、実行しているハードウェア６１のみが読むことができる形で暗号化されているので、第１秘密鍵が含まれるプログラムの内容はハイパバイザ６０では読むことができない。このため、ハイパバイザ６０で監視されることなく、セキュアプログラム管理部３１から、ハードウェア６１の機能を利用してブートローダ５３をメモリ５２に転送し、各メモリ５２に展開することができる。例えば、このブートローダ５３の各メモリ５２への転送及び展開には、ハードウェア６１のＣＰＵが有している、ある仮想演算処理装置５０の実行状態を保存し、別の仮想演算処理装置５０の下で実行できるようにするマイグレーション（Migration）機能を利用することができる。このMigration機能を用いれば、メモリ５２が暗号化されている仮想演算処理装置５０の場合でも、別の仮想演算処理装置５０のメモリ５２にその内容を展開することができる。
　例えば、ＣＰＵがＡＭＤ社のＳＥＶである場合には、Migration機能をサポートしており、演算処理装置２０の管理者は、ハイパバイザ６０に監視されることなく、ＳＥＶの機能として、ブートローダ５３をメモリ５２に転送すると共に、仮想演算処理装置５０毎に各メモリ５２にブートローダ５３を展開することができる。ＳＥＶのMigration機能においては、ブートローダ５３は、転送時にはハードウェア６１毎に暗号化されており、また、ブートローダ５３の仮想演算処理装置５０毎に暗号化されたメモリイメージをつくることができ、演算処理装置２０内の全ての仮想演算処理装置５０に対して、同一のメモリ５２の内容を仮想演算処理装置５０毎に暗号化された形で展開することができる。
　また、Ｓ６において、ハードウェア６１はメモリ５２に展開されたブートローダ５３を仮想演算処理装置５０毎に立ち上げる。
（手順４）ゲストＯＳ５１の立上げ（Ｓ７－Ｓ８）
　Ｓ７では、ブートローダ５３が、セキュアプログラム管理部３１に対して、ゲストＯＳ５１立上げ要求を送信する。ゲストＯＳ５１立上げ要求は、ブートローダ５３からハードウェア６１を介して、セキュアプログラム管理部３１に送信される。Ｓ８では、このゲストＯＳ５１立上げ要求を受け取ると、セキュアプログラム管理部３１はメモリ５２へゲストＯＳ５１を転送する。ゲストＯＳ５１は、セキュアプログラム管理部３１から、ハードウェア６１を介して、メモリ５２に送信される。このとき、ブートローダ５３は第１秘密鍵を用いて、仮想演算処理装置５０毎にゲストＯＳ５１を立ち上げる。すなわち、セキュアプログラム管理部３１がメモリ５２にゲストＯＳ５１を転送する際の暗号通信は、第１公開鍵によって暗号化されており、第１秘密鍵がないと復号できないため、ハイパパイザから監視されることはない。この暗号通信には、例えば、TLS1.3を用いることができる。
（手順５）セキュアプログラム５４の取得（Ｓ９－Ｓ１０）
　ゲストＯＳ５１は第２秘密鍵を用いた暗号通信によりセキュアプログラム管理部３１からセキュアプログラム５４を取得し、メモリ５２に格納する。Ｓ９にて、ゲストＯＳ５１は、セキュアプログラム５４の取得要求を、ハードウェア６１を介して、セキュアプログラム管理部３１に送信する。セキュアプログラム５４の取得要求を受け取ると、セキュアプログラム管理部３１は、Ｓ１０にて、セキュアプログラム５４をハードウェア６１を介して、メモリ５２に送信する。このセキュアプログラム５４を転送する際の暗号通信は、第２公開鍵によって暗号化されており、また、暗号化されたメモリ５２にセキュアプログラム５４が格納されるため、仮想演算処理装置５０はハイパバイザ６０により監視されることなく、セキュアプログラム５４を取得することができる。この暗号通信には、例えば、TLS1.3を用いることができる。
（手順６）セキュアハイパバイザ２４の起動（Ｓ１１－Ｓ１２）
　Ｓ１１にて、ゲストＯＳ５１は、手順５で取得されてメモリ５２に保存されているセキュアプログラム５４を起動し、Ｓ１２ではセキュアハイパバイザ２４が実行され、これにより、仮想演算処理装置５０において、セキュアハイパバイザ２４が有効化される。図４は、セキュアハイパバイザ２４が有効となっている場合のブロック図である。ゲストＯＳ５１は、セキュアハイパバイザ２４による管理のもと、秘密鍵を用いた暗号通信により、管理サーバ３０により管理されている情報提供装置１０から提供情報を取得し、付加情報によって規定された使用条件の範囲内で演算処理を行う。なお、図４には省略されているが、仮想演算処理装置５０には、図２で説明したように、演算処理プログラム実行部２１、データ要求部２２及びプログラム検証部２３が設けられており、セキュアハイパバイザ２４により管理された状態で、提供情報の取得及び演算処理が行われる。
　以上の手順によって、仮想演算処理装置５０にセキュアハイパバイザ２４がインストールされる。ハードウェア６１のＣＰＵの持つMigration機能や暗号化機能を用いて、信頼性のないハイパバイザ６０を備える演算処理装置２０であっても、各仮想演算処理装置５０においてセキュアハイパバイザ２４によるセキュアな環境を構築することができる。暗号化には公開鍵暗号方式が用いられているため、パスワード管理などの煩わしさを解消することができる。公開鍵および秘密鍵は、セキュアプログラム管理部３１において自由に設定可能である。
　暗合通信には例えばTLS1.3通信を用いることができる。二方向の認証ができる通信である。管理サーバ３０側が秘密鍵を持つ場合には、公開鍵が広く公開されている中で、管理サーバ３０自身が真正な管理サーバであることを保証する。一方、ゲストＯＳ５１側が秘密鍵を持つ場合には、ゲストＯＳ５１自身が真正なＯＳであることを保証する。このため、公開鍵暗号方式を使わない場合と比べて、ワンタイムパスワードの配信等、パスワード管理を省略することができる。
　また、本実施形態においては、第１秘密鍵の暗号の壁の中で、さらに第２秘密鍵を保持しているため、信頼性が高い仮想演算処理装置５０を提供できる。すなわち、ブートローダ５３がゲストＯＳ５１を立ち上げる際に、セキュアプログラム管理部３１からメモリ５２に転送されるゲストＯＳ５１は第２秘密鍵を含んだ形で、第１公開鍵により暗号化されていて、第１秘密鍵がないと復号できない。そして、ゲストＯＳ５１がセキュアプログラム５４をダウンロードする際に、第２公開鍵により暗号化された通信が利用され、第２秘密鍵がなければ復号できない。ブートローダ５３を転送する時点で第１秘密鍵が仮想演算処理装置５０に配信されており、この第１秘密鍵は暗号化されたメモリ５２の中で保護される。
　上記手順２において、Ｓ２及びＳ３では、セキュアプログラム管理部３１がメモリ５２にブートローダ５３を転送するものとして説明したが、本実施形態はこの手順に限定されるものではなく、例えば、ブートローダ５３を転送と共に、ゲストＯＳ５１、セキュアプログラム５４、又はセキュアハイパバイザ２４の少なくともいずれか１つを転送するようにしてもよい。そして、このようなプログラムの転送の際にも同様に、ハイパバイザ６０に監視されることがないため、ハイパバイザ６０が信頼できない環境であっても、各仮想演算処理装置５０に安全に各プログラム（ブートローダ５３、ゲストＯＳ５１、セキュアプログラム５４、及びセキュアハイパバイザ２４等）をメモリ５２に転送することが可能である。また、ブートリーダ５３の転送と共に他のプログラムを同時に転送した場合には、その後の手順は必ずしも上記手順３～６に限定されるものではなく、プログラムの転送の際にハイパバイザ６０に監視されることがない限りにおいては、任意の手順とすることができる。
［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態に係る演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラムについて説明する。第１実施形態では、セキュアプログラム５４がセキュアハイパバイザ２４である例を説明したが、本実施形態では、セキュアプログラム５４がセキュアハイパバイザ２４以外の例について説明する。本実施形態のように、仮想環境のもとでは、セキュアプログラム５４として、ＯＳ自体、ゲーム、データサイエンスの処理基盤、ＡＩ、リバースエンジニアリングを防ぎたいような知的財産的価値が含まれるプログラム等、他にも様々なプログラムを利用することができる。例えば、データサイエンスの処理基盤としては、データ収集、データ蓄積、データ加工、及びデータ分析等が含まれる。ＡＩの例としては、機械学習等が挙げられる。また、リバースエンジニアリングを防ぎたいような知的財産的価値が含まれるプログラムとは、プログラムに使用されているアルゴリズムに発明が含まれているもの、プログラムで使用するデータ構造に発明や著作権が含まれているもの、プログラムで使用するデータに営業秘密ないし不正競争法で保護される情報が含まれているもの、機械学習の学習済みモデルや学習データが含まれているもの等であり、プログラム自体又は当該プログラムが使用するデータに、発明、著作権、営業秘密、不正競争防止法で保護される情報等が含まれているプログラムを意味する。いずれのセキュアプログラム５４をメモリ５２に転送する際にも、第１実施形態と同様に、ハイパバイザ６０に監視されることがない。そのため、ハイパバイザ６０が信頼できない環境であっても、各仮想演算処理装置５０に安全にセキュアプログラム５４をメモリ５２に転送することが可能である。
　セキュアプログラム５４がＯＳ自体である場合には、第１実施形態におけるＳ１～Ｓ８と同様の手順で、ＯＳを立ち上げることが可能である。また、セキュアプログラム５４がゲーム、データサイエンスの処理基盤、ＡＩ、リバースエンジニアリングを防ぎたいような知的財産的価値が含まれるプログラム等である場合には、第１実施形態におけるＳ１～Ｓ１０と同様の手順で、メモリ５２にセキュアプログラム５４の転送を行うことができる。
　また、第１実施形態においては、手順４において、Ｓ７では、ブートローダ５３が、セキュアプログラム管理部３１に対して、ゲストＯＳ５１立上げ要求を送信し、まずゲストＯＳ５１が、セキュアプログラム管理部３１から、ハードウェア６１を介して、メモリ５２に送信されるものとして説明したが、本実施形態はこの手順に限定されるものではなく、ブートローダ５３は、ゲストＯＳ５１、セキュアプログラム５４、又はセキュアハイパバイザ２４の少なくともいずれか１つを取得するものであればよい。このため、例えばブートローダ５３が、ゲストＯＳ５１の転送と同時に、あるいは、ゲストＯＳ５１の転送に替えて、セキュアプログラム５４、又はセキュアハイパバイザ２４の転送を行うようにするようにしてもよい。すなわち、第１実施形態ではゲストＯＳ５１の立ち上げ後にセキュアプログラム５４を転送するものとして説明したが、必ずしもゲストＯＳ５１の立ち上げや、その手順が必須であるものではなく、ブートローダ５３は、任意のセキュアプログラム５４の転送を行うことができ、このセキュアプログラム５４の転送の際には、実施形態１と同様にハイパバイザ６０に監視されることがない。そのため、ハイパバイザ６０が信頼できない環境であっても、各仮想演算処理装置５０に安全にセキュアプログラム５４をメモリ５２に転送することが可能である。
　以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態における本発明の技術思想を具体化するための演算処理装置、演算処理システム、演算処理方法、及び演算処理プログラムを例示するものであって、本発明をこれらに特定するものではなく、その他の実施形態のものにも等しく適用し得るものであり、また、これらの実施形態の一部を省略、追加、変更することや、各実施形態の態様を組み合わせることが可能である。
１０…情報提供装置
１１…検証データ作成部
１２…データベース
２０…演算処理装置
２１…演算処理プログラム実行部
２２…データ要求部
２３…プログラム検証部
２４…セキュアハイパバイザ
２５…メモリ
２７…ライブラリ
２８…関数
２９…データ
３０…管理サーバ
３１…セキュアプログラム管理部
４０…情報ネットワーク
５０…仮想演算処理装置
５１…ゲストＯＳ
５２…メモリ
５３…ブートローダ
５４…セキュアプログラム
６０…ハイパバイザ
６１…ハードウェア
６２…ホストＯＳ
６３…管理者ユーザインターフェイス

Claims (12)

  1. 　外部からセキュアプログラムを取得可能な演算処理装置であって、
    　ＣＰＵ、入出力装置及び記憶装置を少なくとも含むハードウェアと、前記ハードウェアを管理するハイパバイザと、前記ハイパバイザにより仮想的な演算処理環境を提供された１つ以上の仮想演算処理装置と、を少なくとも備え、
    　前記仮想演算処理装置が、ゲストＯＳと、メモリと、を少なくとも有し、
    　前記ハードウェアが前記仮想演算処理装置のみから利用できる形で、外部から仮想演算処理装置毎に前記メモリにブートローダを転送し、
    　前記ブートローダが、前記仮想演算処理装置において、前記セキュアプログラムを起動することを特徴とする演算処理装置。
  2. 　前記ブートローダが、前記ゲストＯＳ、前記セキュアプログラム、又はセキュアハイパバイザの少なくともいずれか１つを取得することを特徴とする請求項１に記載の演算処理装置。
  3. 　前記ゲストＯＳが、前記ブートローダによって取得され、起動されたものであることを特徴とする請求項２に記載の演算処理装置。
  4. 　前記ゲストＯＳが、前記セキュアプログラムを取得することを特徴とする請求項３に記転送載の演算処理装置。
  5. 　前記ゲストＯＳが、前記セキュアプログラムとしてセキュアハイパバイザを取得することを特徴とする請求項４に記載の演算処理装置。
  6. 　前記ブートローダの転送と共に、前記ゲストＯＳ、前記セキュアプログラム、又は前記セキュアハイパバイザの少なくともいずれか１つを転送することを特徴とする請求項１に記載の演算処理装置。
  7. 　前記仮想演算処理装置が前記セキュアハイパバイザにより管理され、
    　前記セキュアハイパバイザが、外部の情報提供装置から取得した提供情報に添付された付加情報によって規定された使用条件の範囲内で演算処理が行われるように管理することを特徴とする請求項５又は６に記載の演算処理装置。
  8. 　前記セキュアプログラムは、セキュアハイパバイザ、ＯＳ、ゲーム、データサイエンスの処理基盤、ＡＩ、及び、リバースエンジニアリングを防ぎたいような知的財産的価値が含まれるプログラムのいずれか少なくとも１つを含むプログラムであることを特徴とする請求項１に記載の演算処理装置。
  9. 　請求項１記載の演算処理装置と、前記演算処理装置を管理する管理サーバと、を少なくとも備えた演算処理システムであって、
    　前記管理サーバが前記仮想演算処理装置に提供する前記セキュアプログラムを管理するセキュアプログラム管理部を少なくとも有することを特徴とする演算処理システム。
  10. 　外部からセキュアプログラムを取得可能な演算処理装置による演算処理方法であって、
    　前記演算処理装置は、ＣＰＵ、入出力装置及び記憶装置を少なくとも含むハードウェアと、前記ハードウェアを管理するハイパバイザと、前記ハイパバイザにより仮想的な演算処理環境を提供された１つ以上の仮想演算処理装置と、を少なくとも備え、
    　前記仮想演算処理装置が、ゲストＯＳと、メモリと、を少なくとも有し、
    　前記ハードウェアが前記仮想演算処理装置のみから利用できる形で、外部から仮想演算処理装置毎に前記メモリにブートローダを転送するステップと、
    　前記ブートローダが、前記仮想演算処理装置において、前記セキュアプログラムを起動するステップと、
    を含むことを特徴とする演算処理方法。
  11. 　前記セキュアプログラムは、セキュアハイパバイザ、ＯＳ、ゲーム、データサイエンスの処理基盤、ＡＩ、及び、リバースエンジニアリングを防ぎたいような知的財産的価値が含まれるプログラムのいずれか少なくとも１つを含むプログラムであることを特徴とする請求項１０に記載の演算処理方法。
  12. 　請求項１０又は１１に記載の演算処理方法の各ステップをコンピュータにより実行することを特徴とする演算処理プログラム。
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