JP3293760B2

JP3293760B2 - 改ざん検知機能付きコンピュータシステム

Info

Publication number: JP3293760B2
Application number: JP13718197A
Authority: JP
Inventors: 和広望月
Original assignee: 株式会社エヌイーシー情報システムズ
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2002-06-17
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: JPH10333902A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、改ざん検知機能付
きコンピュータシステムに関し、特にコンピュータシス
テムの起動時にファイルの改ざんの検知を行なう改ざん
検知機能付きコンピュータシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の改ざん検知機能付きコン
ピュータシステムは、例えば第１の例として「インテグ
リティチェック法を中心としたコンピュータウイルス対
策システムの研究報告書」（１９９６年３月情報処振
興事業協会発行）に示されるように、コンピュータウイ
ルス（以下単にウイルスと呼ぶ）によるプログラムファ
イルの改ざんを検知するために用いられている。この報
告書に示されているシステムはデジタル署名と呼ばれる
暗号技術を用いてウイルスによるプログラムファイルの
改ざんを検知している。この基本原理を図１２を用いて
説明する。

【０００３】改ざんの有無を検査すべきプログラムファ
イルには予めデジタル署名（以下単に署名と呼ぶ）を生
成しておく。これは署名生成プログラムで、まず検査す
べきプログラムファイルをＨａｓｈ関数と呼ばれる関数
で圧縮し、圧縮値を秘密の鍵（以下秘密鍵と呼ぶ）で暗
号化し、その暗号データを署名とする（図１２Ａ）。

【０００４】検査時には、プログラムファイルを再度Ｈ
ａｓｈ関数で圧縮した値と、署名を公開された鍵（以下
公開鍵と呼ぶ）で復号化した値とを比較する（図１２
Ｂ）。プログラムが改ざんされていなければこの２つの
値は一致する。一致しなければ何らかの改ざんがあった
と判断できる。

【０００５】ここで用いる暗号方式は、非対称暗号ある
いは公開鍵暗号と呼ばれるもので、暗号化する鍵と復号
化する鍵が異なり、一方から他方が推測できない性質を
持つものである。プログラムファイルの改ざんを隠蔽す
るために署名を偽造することは秘密鍵を知り得ない限り
不可能である。

【０００６】またＨａｓｈ関数とは入力データを１６０
ビット程度に圧縮する一方向性関数である。一方向性関
数とは、ある値に変換される元の値を逆算することが計
算量的に不可能な関数を言う。従って改ざんを隠蔽する
ためにＨａｓｈ関数による圧縮値が変らないように改ざ
ん内容を調整する必要があるが、これも不可能である。

【０００７】前述の報告書付録５ページには、この従来
技術の試作システム「ＩＰＡＩｎＣＳ」の運用上の注意
が記述されている。そこには、ＯＳと署名検証システム
をライトプロテクトを施したＦＤで保持し、そのＦＤで
コンピュータを立ち上げてから実行する方法が安全だと
している。これはＯＳローダやＯＳファイル、もしくは
署名検証システム自身がウイルスに感染した場合に、署
名検証システムで改ざんの有無を検査をする以前にウイ
ルスが動作してしまうからである。このウイルスがステ
ルス機能を持つものであれば、後から感染（つまり改ざ
ん）されたプログラムファイルを検査しても、改ざんは
隠蔽されて検知できない。ステルス機能が検査のために
プログラムファイルを読み込むのを事前に察知し、改ざ
ん部分を修復した読み込み結果を渡すからである。

【０００８】我が国におけるコンピュータウィルス感染
被害の報告の半数以上が、ＯＳローダに感染するブート
セクタ感染ウイルスである現在、前記のような運用方法
をとる必要性は高い。

【０００９】プログラムファイルの改ざんを防止するシ
ステムの例としては、特開平６−２３０９５９号公報に
示されるものがある。このシステムでは、専用の拡張ボ
ードを用いて、機能を拡張したＢＩＯＳとＤＯＳを動作
させることにより、プログラムファイルが不正に書き換
えられることを防止している。しかしこのシステムは、
万が一プログラムファイルの改ざんがあった後にそれを
検知できる仕組みではなく、本発明とは目的が異なるの
で、本方式の代替の方法となるものではない。しかも、
ウイルスが感染のためにプログラムファイルを改ざんす
るのを監視するものであり、任意のファイル（例えばセ
キュリティの設定や暗号鍵などを格納したデータファイ
ル）の改ざんを防止するものではない。さらに、不正に
はアクセスできないＲＯＭとＲＡＭを持つハードウエア
構成を必須とする装置構成上の制約がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題点は、
操作性の問題である。

【００１１】その理由は、前記従来の技術の第１の例で
示したように、安全に運用するためには、物理的に書き
換え不能な安全な媒体でコンピュータシステムを立ち上
げて検査を実行しなければならない。しかし実際問題と
しては、ほとんどのコンピュータ使用者は通常、ＯＳや
アプリケーションプログラムはハードディスクに保持し
ている。ハードディスクは物理的に書き換え不能な媒体
ではなく、改ざんの危険性が高い。従ってＯＳと改ざん
検査プログラムの格納されたライトプロテクトを施した
フロッピーディスクで立ち上げ、ハードディスク内のＯ
ＳやＯＳローダを検査した後に、再度ハードディスクで
立ち上げると言った方法を取らざるを得ない。これは使
用者に操作の煩わしさと、余分なシステムの立ち上げ待
ち時間を強いることになる。

【００１２】本発明の主たる目的は、使用者にストレス
を感じさせない操作性のもとで、ＯＳローダやＯＳや他
のコンピュータ起動時に実行されるプログラムの改ざん
の有無を確実に検査することである。

【００１３】本発明の他の目的は、第１の目的を実現す
るための装置構成を簡素化する点である。

【００１４】本発明の他の目的は、改ざん検知処理の高
速化を図る点である。

【００１５】本発明の他の目的は、システム全体の保守
性を向上させる点である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の実施形態
では、ＲＯＭ１に格納されたブートプログラム２に、補
助記憶装置４に格納された任意個の任意の被検査ファイ
ルの改ざんの有無の検査する機能を持たせる。より具体
的には、補助記憶装置４に格納された第１の保存情報４
１を読み込む保存情報読み込み手段（図１の３１）と、
読み込んだ第１の保存情報４１の記載内容を元に補助記
憶装置４から任意個の被検査ファイル４２を読み込む被
検査ファイル読み込み手段（図１の３２）と、ブートプ
ログラム２の内部に持つ第２の保存情報３４と読み込ん
だ第１の保存情報４１と各被検査ファイル４２とから各
被検査ファイル個々の改ざんの有無を検査する改ざん検
知手段（図１の３３）とを有する。

【００１７】本発明の第２の実施形態では、第１の実施
形態で記載した第２の保存情報３４を使用者の入力から
取得することを特徴とする。より具体的には、ブートプ
ログラム２が入力装置６から第２の保存情報３４を取得
する保存情報取得手段（図５の３５）を有する。

【００１８】本発明の第３の実施形態では、第２の実施
形態において一方向性関数による圧縮値で改ざんの有無
を検査する特徴を持つ。より具体的には、入力装置６か
ら第２の保存情報３４を取得する保存情報取得手段（図
５の３５）と、被検査ファイル４２と第２の保存情報３
４とを一方向性関数で圧縮した圧縮値と予め第１の保存
情報４１に保存された圧縮値とを比較して改ざんの有無
を判定する改ざん検知手段（図５の３３）とを有する。

【００１９】本発明の第４の実施形態では、第２の保存
情報３４を外部記憶装置７に持つことを特徴とする。よ
り具体的には、ブートプログラム２は外部記憶装置７か
ら第２の保存情報３４を取得する第２の保存情報読み込
み手段（図７の３６）を有し、外部記憶装置７は第２の
保存情報３４の改ざん防止手段（図７の７１）を有す
る。

【００２０】本発明の第５の実施形態では、第２の保存
情報３４を外部コンピュータ８に持ち、改ざん検知に必
要な計算処理を外部コンピュータ８側で行なわせる。よ
り具体的には、外部コンピュータ８は、第２の保存情報
３４の改ざん防止手段（図８の８１）と、改ざん検知に
必要な計算を行なう改ざん検知計算手段（図８の８２）
とを備え、ブートプログラム２は、外部コンピュータ８
との通信手段（図８の３７）と、通信手段３７を介して
外部コンピュータ８側の改ざん検知計算手段８２を使用
して各被検査ファイル個々の改ざんの有無を検査する改
ざん検知手段（図８の３３）を有する。

【００２１】本発明の第６の実施形態では、改ざん検知
機能３を改ざん検知プログラム９をライトプロテクト機
能付きの記憶装置９１に保持してブート時に実行する。
より具体的には、ブートプログラム２は、改ざん検知プ
ログラム９の実行手段（図９の３８）を有する。

【００２２】本発明の第７の実施形態では、改ざん検知
機能３を改ざん検知プログラム９を補助記憶装置４にに
保持してブート時に検査して実行する。より具体的に
は、ブートプログラム２は、一方向性関数を用いて改ざ
ん検知プログラム９の改ざんの有無を検査する改ざん検
知プログラム検査手段（図１０の３９）と、改ざん検知
プログラム９を実行する改ざん検知プログラム実行手段
（図１０の３８）とを有する。

【００２３】本発明の第８の実施形態では、ＯＳローダ
４３に改ざん検査機能３を持たせる。より具体的には、
代替ＯＳローダ４６が、改ざん検知機能３を備えた改ざ
ん検知プログラム９を前記補助記憶装置４から読み込み
実行する改ざん検知プログラム実行手段（図１１の４６
１）と、別途保存されたＯＳローダ４３を読み込み実行
するＯＳローダ実行手段（図１１の４６２）とを有す
る。

【００２４】

【作用】本発明の第１の実施形態では、保存情報読み込
み手段は、被検査ファイル読み込み手段に対して、被検
査ファイルを読み込むための情報、具体的には補助記憶
装置内に被検査ファイルが格納されている物理的位置の
情報を提供する。また、改ざん検知手段に対しては、被
検査ファイルの改ざんの有無を判定するための情報、具
体的には被検査ファイルに対する署名データなどを提供
する。

【００２５】被検査ファイル読み込み手段は、改ざん検
知手段に対して、現在の被検査ファイルの内容を提供す
る。

【００２６】改ざん検知手段は、提供された被検査ファ
イルの改ざんの有無を判定するための情報と、現在の被
検査ファイルの内容と、ブートプログラム２の内部に持
つ第２の保存情報（具体的には署名検証用の鍵など）か
ら、被検査ファイルの改ざんの有無を検査する。

【００２７】本発明の第２の実施形態と第３の実施形態
では、保存情報取得手段が、改ざん検知手段に、第２の
保存情報を提供する。

【００２８】本発明の第４の実施形態では、外部記憶装
置に保存された第２の保存情報は、外部記憶装置の改ざ
ん防止手段で改ざんから守られる。保存情報読み込み手
段は第２の保存情報を外部記憶装置から取得し、改ざん
検知手段に提供する。

【００２９】本発明の第５の実施形態では、外部コンピ
ュータに保存された第２の保存情報は、外部外部コンピ
ュータの改ざん防止手段で改ざんから守られる。ブート
プログラムは周辺機器の初期化処理後、改ざん検知手段
で、通信手段を介して外部コンピュータとデータの送受
信を行ない、外部コンピュータ側の改ざん検知計算手段
を利用して、各被検査ファイルの改ざんの有無を検査す
る。

【００３０】本発明の第６の実施形態では、ブートプロ
グラムは周辺機器の初期化処理後、改ざん検知プログラ
ム実行手段で、ライトプロテクト機能付きの記憶装置に
格納された改ざん検知プログラムを実行する。

【００３１】本発明の第７の実施形態では、ブートプロ
グラムは周辺機器の初期化処理後、改ざん検知プログラ
ム検査手段で、補助記憶装置４に格納された改ざん検知
プログラムに改ざんがないかチェックする。次いで、改
ざん検知プログラム実行手段で改ざん検知プログラムを
実行する。これで被検査ファイルを検査する。

【００３２】本発明の第８の実施形態では、ブートプロ
グラムにより代替ＯＳローダが実行され、代替ＯＳロー
ダはまず、改ざん検知プログラム実行手段で改ざん検査
機能を持った改ざん検知プログラムを実行する。これで
これから起動するＯＳに必要な被検査ファイルを検証す
る。次いで、代替ＯＳローダ４６は、ＯＳローダ実行手
段で、別途保存されたＯＳローダ４３を読み込み実行
し、ＯＳが起動する。

【００３３】

【発明の実施の形態】

［１］構成の説明次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細
に説明する。

【００３４】図１を参照すると、本発明の第１の実施の
形態は、制御部１００と、補助記憶装置４とを含む。

【００３５】制御部１００は、ＲＯＭ１とＲＡＭ１０２
と、それらに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ１
０１とを含む。

【００３６】ＲＯＭ１に格納されたブートプログラム２
は、補助記憶装置４を含む周辺機器の初期設定を行ない
基本入出力システム（以下ＢＩＯＳと略す）を使用可能
にした後、補助記憶装置４に格納されたＯＳローダ４３
をＲＡＭ１０２に読み込み実行するプログラムである。
本発明は、このブートプログラム２に、改ざん検知機能
３を持たせることを特徴とする。

【００３７】補助記憶装置４には、ＯＳファイル４４
と、ＯＳファイル４４をＲＡＭ１０２に読み込み実行す
るためのＯＳローダ４３ととが含まれている。本発明で
は、この補助記憶装置４に任意個の任意のファイルを、
システム立ち上げ時に改ざんの有無を検査する被検査フ
ァイル４２として設定でき、その設定内容と、改ざん検
査用の情報、例えばディジタル署名などの情報を第１の
保存情報４１に格納していることを特徴としている。

【００３８】前述の改ざん検知機能３は、保存情報読み
込み手段３１と、被検査ファイル読み込み手段３２と、
改ざん検知手段３３とを備える。

【００３９】保存情報読み込み手段３１は、補助記憶装
置４から第１の保存情報４１を読み込むものである。こ
の処理を行なう時点、つまりブートプログラム２が起動
する時点は、まだＯＳの起動前であり、ＯＳを介したフ
ァイルアクセスは使用できない。従ってＢＩＯＳの低レ
ベルな関数だけを使って補助記憶装置４をアクセスする
必要がある。例えば、ＯＳがマイクロソフト社製のＭＳ
−ＤＯＳであれば、補助記憶装置４のディレクトリデー
タとファイルアロケーションテーブル（以下ＦＡＴと略
す）を参照して、各ファイルの格納された補助記憶装置
４内での物理的位置の情報を得ることができる。つまり
ディレクトリデータにはファイル名とＦＡＴのエントリ
ポイントの対応が記述されており、そのエントリポイン
トから順にＦＡＴを辿ることにより、ファイルが格納さ
れた物理的格納位置を知ることができる。従って予め第
１の保存情報４１のファイル名を固定しておけば、その
ファイル名から補助記憶装置４内の物理的格納位置を取
得することができ、ＢＩＯＳを使って読み出せばよい。
他のＯＳの場合も同様に、そのＯＳが行なうファイルの
物理的格納位置の取得方法を実行し、ＢＩＯＳで読み出
せばよい。

【００４０】被検査ファイル読み込み手段３２は、読み
込んだ第１の保存情報４１から被検査ファイル４２の設
定内容を取得し、その被検査ファイル４２を補助記憶装
置４から読み込むものである。ここでもＢＩＯＳの低レ
ベルな関数だけを使っての記憶装置にアクセスする必要
がある。これも前述の保存情報読み込み手段３１と同様
に、使用するＯＳが行なうのと同じ方法で補助記憶装置
４内の物理的格納位置を取得し、ＢＩＯＳを使って読み
出せばよい。

【００４１】改ざん検知手段３３は、補助記憶装置４か
ら読み込んだ各被検査ファイルに対して、第１の保存情
報４１から読み取った検査用の情報と、ブートプログラ
ム自身が持つ第２の保存情報３４とから、改ざんの有無
を検査する。例えば、第１の保存情報４１として、各被
検査ファイルに対するディジタル署名を格納し、第２の
保存情報３４として、署名検証用の鍵を格納しておく。
改ざん検知手段３３は前記ディジタル署名と前記署名検
証用の鍵とで各被検査ファイルの改ざんの有無を検査す
る。

【００４２】また、この改竄検知機能３で、ＯＳローダ
４３の改竄の有無を検証することもできる。ＯＳローダ
は補助記憶装置４のブートセクタと呼ばれる部分に格納
されている。ブートセクタは補助記憶装置の物理的先
頭、もしくは複数のパーティションが切られているとき
は各パーティションの先頭に位置する。第１の保存情報
４１のファイル名の格納欄に検査したいブートセクタの
ドライブ名を記述しておけば、その補助記憶装置４内で
の物理的位置は特定できる。更にブートセクタに対する
改ざん検査用のデータ、例えばデジタル署名を格納して
おけば、この改ざん検知手段３３で、ブートセクタの改
ざんの有無、つまりはその中に格納されたＯＳローダ４
３の改ざんの有無を検査できる。厳密にはＯＳローダ４
３はブートセクタの一部であるので、ブートセクタの改
ざんの有無と、ＯＳローダ４３の改ざんの有無は異なる
が、ＯＳローダ４３のプログラム部分以外のブートセク
タには記録フォーマットなどの情報が格納されているの
で、ここも含めた改ざんの検査をすれば問題ない。プロ
グラム部分だけに限定させるなら、例えば、第１の保存
情報４１に先頭の読み飛ばしバイト数と終端の無視する
バイト数を格納するフィールドを追加すれば、検査すべ
きプログラム部分のみを特定できる。

【００４３】改ざん検知機能３でＯＳファイル４４の改
ざんの有無を検証することもできる。ＯＳファイル４
４とは、ここでは基本となるＯＳプログラムと、それが
読み込む設定ファイルと、およびＯＳ起動時に実行され
る各種ドライバ類の総称とする。例えばマイクロソフト
社のＭＳ−ＤＯＳを例に取ると、基本となるＯＳプログ
ラムはファイル名が「ｉｏ．ｓｙｓ」、「ｍｓｄｏｓ．
ｓｙｓ」、「ｃｏｍｍａｎｄ．ｃｏｍ」などのファイル
で、それらが読み込む設定ファイルは「ｃｏｎｆｉｇ．
ｓｙｓ」や「ａｕｔｏｅｘｅｃ．ｂａｔ」などのファイ
ルで、ドライバ類は前記設定ファイルに記述されたもの
がＯＳ起動時に実行されメモリ中に常駐する。これらの
ファイル名を予め第１の保存情報４１のファイル名の格
納欄に記述し、さらに改ざん検査用のデータ、例えばデ
ジタル署名を記述しておけば、前記改ざん検知手段３３
でＯＳの起動時に実行もしくは参照されるファイルの改
ざんの有無を検査できる。

【００４４】改竄検知機能３で第１の保存情報４１自身
の改ざんの有無を検証することもできる。この第１の保
存情報４１自身の改ざんの有無を検査する目的は、次の
通りである。例えば、ある被検査ファイル４２が改ざん
された際に、その被検査ファイル４２に対する記述を第
１の保存情報４１から削除してしまい、検査を逃れて改
ざんを隠蔽されることが有り得る。この第１の保存情報
の検証は、この隠ぺいの事実の有無を検出するのに有益
である。具体的な方法としては、例えば図３で示すよう
に第１の保存情報４１の末尾に、そこまでの情報に関す
る改ざん検査用保存情報、例えばデジタル署名を付与し
ておき、改ざん検知手段３３は、この改ざん検査用保存
情報とブートプログラム２内の第２の保存情報とを用い
て改ざんの有無を検査すればよい。［２］動作の説明次に、図１および図２を参照して、本発明の実施の形態
の動作について説明する。

【００４５】コンピュータシステムの電源を入れると、
ＣＰＵ１０１の実行アドレスはＲＯＭ１に格納されたブ
ートプログラム２の処理の先頭アドレスにセットされ、
ブートプログラム２の実行が開始される。

【００４６】図２はブートプログラム２の処理の流れを
示すフローチャートである。ブートプログラム２はまず
周辺機器の初期化の処理を実行する（ステップＡ１）。
これは、接続された周辺機器のテストや初期設定の実行
と、ＢＩＯＳの初期設定などを行なうものである。これ
によりＢＩＯＳが使用可能になる。ステップＡ２からス
テップＡ１０までが本発明の特徴となる部分である。

【００４７】まずステップＡ２で前述の保存情報読み込
み手段３１を用いて、第１の保存情報４１を読み込む。

【００４８】次いでステップＡ３で第１の保存情報４１
自身の改ざんの検査を行なう。これは例えばデジタル署
名を使用する方法であれば、まず図３で示すように第１
の保存情報４１の末尾に格納された第１の保存情報４１
自身の署名データを除いた部分をＨａｓｈ関数で圧縮す
る。次いで末尾にある第１の保存情報４１自身の署名デ
ータを、ブートプログラム２内の第２の保存情報３４に
格納された鍵を使って復号する。この圧縮値と復号値と
比較して、一致するか否かで改ざんの有無を検査する。
一致していれば改ざんは無いので、ステップＡ５に進
み、一致していなければステップＡ８に進む（ステップ
Ａ４）。

【００４９】ステップＡ５は、第１の保存情報４１に書
かれた被検査ファイル４２の数だけ改ざんの有無を検査
したどうかを確認するためのステップである。全部の被
検査ファイル４２の検査が終えていない場合、ステップ
Ａ６へと進み、全部の検査が終えてた場合はステップＡ
１１へと進む。

【００５０】ステップＡ６は前述の被検査ファイル読み
込み手段３２を用いて、各被検査ファイル４２を読み込
む。

【００５１】次いでステップＡ７で、被検査ファイル４
２の改ざんの検査を行なう。これは例えばデジタル署名
を使用する方法であれば、まず被検査ファイルをＨａｓ
ｈ関数で圧縮する。次いで第１の保存情報４１に格納さ
れた署名データを、ブートプログラム２内の第２の保存
情報３４に格納された鍵を使って復号する。この圧縮値
と復号値と比較して、一致するか否かで改ざんの有無を
検査する。一致していれば改ざんは無いので、ステップ
Ａ５に進み、一致していなければステップＡ８に進む
（ステップＡ４）。

【００５２】ステップＡ４において、改ざんが検知され
た場合には、必要に応じて別途接続された表示装置に表
示し、継続して起動処理を継続するか確認する（ステッ
プＡ８、ステップＡ９）。別途接続された入力装置から
継続を指示された場合はステップＡ５へと進み、中止が
指示された場合はブートプログラムの処理を終了させ、
起動処理を中止する（ステップＡ１０）。

【００５３】ステップＡ５で全ての被検査ファイルを検
査を終了した場合、ステップＡ１１でＯＳローダ４３の
実行処理を行なう。これは補助記憶装置４のブートセク
タに書かれたＯＳローダ４３をＢＩＯＳを使ってＲＡＭ
１０２に読み込み、読み込まれたＲＡＭアドレスにＣＰ
Ｕの実行アドレスをセットすることにより、ＯＳローダ
４３に制御を移す。これでブートプログラムの処理は終
了する。［３］発明の他の実施形態次に本発明の第２の実施形態について図４を参照して説
明する。

【００５４】図４は、第２の実施形態における、第１の
保存情報４１の構成を示したものである。

【００５５】この実施形態では、第１の保存情報４１に
各被検査ファイル４２を一方向性関数で圧縮した圧縮値
と、第１の保存情報４１自身に対するデジタル署名とを
格納しておく。このデジタル署名の検証用の鍵は、第１
の実施形態と同じくブートプログラム２内の第２の保存
情報３４に格納しておく。

【００５６】この実施形態におけるブートプログラム２
の改ざん検知手段３３は、第１の実施形態と同じく、ま
ず第１の保存情報４１自身に対する署名データで、第１
の保存情報４１自身に改ざんが無いことを確認する。次
いで被検査ファイル読み込み手段３２で読み込んだ被検
査プログラムを一方向性関数で圧縮し、その圧縮値と第
１の保存情報４１に格納された圧縮値とを比較する。被
検査ファイル４２に改ざんが無い場合はこの値は一致す
る。被検査ファイル４２に改ざんがあった場合、現在の
内容を圧縮した値と保存された圧縮した値は異なるの
で、改ざんを検知できる。

【００５７】上記の圧縮値は使用している一方向性関数
の仕様さえ判れば生成することができる。従って被検査
プログラム４２が改ざんされ、その改ざんを隠蔽するた
め、第１の保存情報４１内に保存された圧縮値までも、
改ざん結果の圧縮値に書き換えられてしまうこともあり
うる。この場合、前述の圧縮値同士の比較は一致し、検
査をパスされてしまうが、その前に第１の保存情報４１
自身の改ざん検査で、改ざんの隠蔽があったことを検知
できる。

【００５８】この実施形態においては、前述のように第
１の保存情報４１自身までもが改ざんされ、被検査ファ
イル４２に改ざんが隠蔽された場合に、被検査ファイル
４２のいずれかが改ざんされそれが隠蔽されたと検知で
きるものの、被検査ファイル４２のどれが改ざんされた
のかの特定がこの方法だけではできないというデメリッ
トはある。ただし署名復号の処理が１回で済むため全て
の被検査ファイル４２を検証する処理時間は短時間で済
む。従って処理速度を重視する場合には有用である。

【００５９】次に本発明の第３の実施形態について図５
を参照して説明する。

【００６０】図５は、ブートプログラム２の改ざん検知
機能３の一部として、入力装置６を用いて前述の第２の
保存情報３４を使用者の入力操作により取得し、改ざん
検知手段３３で用いることを特長としている。

【００６１】ブートプログラム２は、図２のステップＡ
１の周辺機器の初期化の後で、入力装置６から第２の保
存情報３４を取得する。これはステップＡ１で入力装置
６の初期化とＢＩＯＳの初期化が完了しているので、Ｂ
ＩＯＳを使って入力装置６から入力情報を受け取ればよ
い。

【００６２】この実施形態は、第２の保存情報３４を使
用者の入力操作により取得するため、大きなサイズの情
報を使用できないというデメリットがあるものの、第２
の保存情報３４をブートプログラム２の格納されたＲＯ
Ｍ１から切り離すことで、情報を更新できるという効果
がある。さらに第２の保存情報３４をＲＯＭ１から切り
離すことにより、改ざんを企てる第３者から秘匿するこ
とができる。その結果次の第４の実施形態が可能にな
る。

【００６３】次に本発明の第４の実施形態について図６
を参照して説明する。

【００６４】図６は、前記第４の実施形態における、第
１の保存情報４２の例である。

【００６５】この例では、第１の保存情報４１に、各被
検査ファイル４２と使用者だけが知り得る第２の保存情
報とを連結し、一方向性関数で圧縮した圧縮値を格納す
る。ここでいう連結とは、各被検査ファイル４２の末尾
に第２の保存情報を繋げることを言う。連結する以外に
も、２つの情報の排他的論理和（ＸＯＲ）を取る方法で
も構わない。第１の保存情報４１自身も、第２の保存情
報３４と連結して一方向性関数で圧縮した圧縮値を、自
分自身の末尾に持たせておく。

【００６６】改ざん検知手段は、検査時に、前記保存情
報取得手段で取得した前記第２の保存情報とを連結し、
圧縮値を計算し、第１の保存情報４１に格納された値と
比較することで、前記各被検査ファイルの改ざんの有無
を確認する。第１の保存情報４１自身の改ざんの有無も
同様に確認する。

【００６７】被検査プログラムの改ざんを隠蔽するため
に、この保存情報を偽造することは、使用者だけが知り
得る第２の保存情報を知り得ない限り、一方向性関数の
性質上、計算量的に困難である。

【００６８】この実施形態は、前記第３の実施形態の効
果に加え、暗号処理を含まないため処理の高速化と、ブ
ートプログラム２が簡素化できる効果がある。

【００６９】次に本発明の第５の実施形態について図７
を参照して説明する。

【００７０】この実施形態では、第２の保存情報３４を
外部記憶装置７に持ち、ブートプログラム２は外部記憶
装置７から第２の保存情報を取得する第２の保存情報読
み込み手段３６を備え、なおかつ外部記憶装置７は第２
の保存情報３４の改ざん防止手段７１を備えることを特
徴としている。

【００７１】外部記憶装置７は例えば、フロッピーディ
スクとそのドライブで構成することができる。この場合
は、第２の保存情報読み込み手段３６は、ＢＩＯＳを用
いでドライブをアクセスすることで第２の保存情報３４
を取得できる。改ざん防止手段７１は、フロッピーディ
スクにライトプロテクトを施せばよい。

【００７２】この実施形態は、第２の保存情報３４をブ
ートプログラム２の格納されたＲＯＭ１から切り離すこ
とで、保存情報の更新が容易にできるという効果があ
る。

【００７３】次に本発明の第６の実施形態について図８
を参照して説明する。

【００７４】この実施例では、第２の保存情報３４を外
部コンピュータ８に持ち、この外部コンピュータは、第
２の保存情報の改ざん防止手段８１と、第２の保存情報
を用いて改ざん検知に必要な計算を行なう改ざん検知計
算手段８２とを備える。さらにブートプログラム２は、
外部コンピュータ８との通信手段３７を備える。そし
て、ブートプログラム２の改ざん検知手段３３は、第１
の保存情報４１と各被検査ファイル４２と、外部コンピ
ュータとの通信手段３７を介して外部コンピュータ８側
の改ざん検知計算手段８２を使用することとで、各被検
査ファイル４２個々の改ざんの有無を検査するものとす
る。

【００７５】この実施形態でいう外部コンピュータ８
は、例えば、公開鍵暗号の計算機能を備えたＩＣカード
とそのリーダ／ライタとで構成できる。

【００７６】公開鍵暗号の計算機能を備えたＩＣカード
としては、ＣＰ８トランサック（Ｔｒａｎｓａｃ）社製
のＴＢ９８Ｓなどが知られている。このようなカードを
用いれば、前述の改ざん検知計算手段８２として、署名
の復号化処理をブートプログラム２から切り離し、ＩＣ
カード側で行なうことができる。この場合ブートプログ
ラム２側の改ざん検知手段３３は、被検査ファイル４２
の署名をＩＣカードに送り、その復号値を受け取り、そ
の値とブートプログラム２側で圧縮した値とを比較して
改ざんを検査すればよい。

【００７７】外部コンピュータ２にＩＣカードを用いた
場合の第２の保存情報の改ざん防止手段８１は、所定の
手続き、例えば使用者のＰＩＮコードを照合しない限り
データの更新を許可しない機能で実現できる。この機能
はＩＣカードが一般的に持つ機能である。

【００７８】また、外部コンピュータ２にＩＣカードを
用いた場合のブートプログラム２側の通信手段３７は、
例えばＲＳ２３２−Ｃポートを介して接続されるリーダ
／ライタを使えば、実現できる。これは、ブートプログ
ラム２は最初に周辺機器を初期化する（図２ステップＡ
１）ので、検査を開始する時点ではＲＳ２３２−Ｃ関連
のＢＩＯＳも使用可能であり、これを用いて通信を行な
えばよい。

【００７９】この実施形態においては、改ざん検知に関
する計算処理の一部をＲＯＭ１内のブートプログラムか
ら切り離すことで、計算処理の変更やバージョンアップ
などに対応しやすくなる効果がある。

【００８０】次に本発明の第７の実施形態について図９
を参照して説明する。

【００８１】この実施形態では、改ざん検知機能３を持
つ改ざん検知プログラム９をライトプロテクト機能付き
の記憶装置９１に格納する。

【００８２】ライトプロテクト機能付きの記憶装置９１
は、拡張ボードとそれに搭載された拡張ＲＯＭとで構成
することができる。多くの拡張ボードには、そのボード
を扱うためのＢＩＯＳが搭載された拡張ＲＯＭをボード
上に持つ。これに対応すべく、多くのコンピュータシス
テムのブートプログラムは、ＢＩＯＳが格納された拡張
ＲＯＭが装着されていないか拡張ＲＯＭ用のアドレス空
間を検索し、見つけた場合はその初期ルーチンを呼び出
す機能を持つ。改ざん検知プログラム９を拡張ボード上
の拡張ＲＯＭに格納すれば、前述の初期ルーチンを呼び
出す機能がそのまま、改ざん検知プログラム実行手段３
８となる。

【００８３】ライトプロテクト機能付きの記憶装置９１
は、他にフロッピーディスクとそのドライブ装置とでも
構成できる。つまり、ブートプログラム２が記憶装置９
１から改ざん検知プログラム９を読み込む方法は、例え
ば改ざん検知プログラム９を記憶装置９１の所定の物理
的位置から始まる物理的連続領域に格納しておき、その
所定の位置からＢＩＯＳを使って読み出せばよい。実行
する方法は、ジャンプ命令でＣＰＵ１００のＩＰアドレ
スを、ＲＡＭ１０２に読み込まれた改ざん検知プログラ
ム９の先頭アドレスに設定すればよい。

【００８４】この実施形態においては、改ざん検知機能
３をＲＯＭ１内のブートプログラムから切り離すこと
で、検知方法の変更やバージョンアップなどに対応しや
すくなる効果がある。

【００８５】次に本発明の第８の実施形態について図１
０を参照して説明する。

【００８６】この実施形態では、改ざん検知機能３を持
つ改竄検知プログラム９を補助記憶装置４に格納し、Ｒ
ＯＭ１内のブートプログラム２に、改ざん検知プログラ
ム９を予め一方向性関数で圧縮した改ざん検知プログラ
ム圧縮値３９１を記録しておく。そしてブート時には、
現在の被検査プログラムの内容を一方向性関数で圧縮し
て値と、保存された改ざん検知プログラム圧縮値３９１
とを比較して、改ざん検知プログラム９自身の改ざんの
有無を検査する（改ざん検知プログラム検査手段３
９）。改ざん検知プログラム９を読み込む方法は、例え
ば改ざん検知プログラム９を記憶装置９１の所定の物理
的位置から始まる物理的連続領域に格納しておき、その
所定の位置からＢＩＯＳを使ってＲＡＭ１０２に読み出
せばよい。改ざん検知プログラム実行手段３８は、ジャ
ンプ命令でＣＰＵ１００のＩＰアドレスを、ＲＡＭ１０
２に読み込まれた改ざん検知プログラム９の先頭アドレ
スに設定すればよい。

【００８７】この実施形態では、本発明を実施するため
にＲＯＭ１に格納されたブートプログラム２が新たに備
える機能が、一方向性関数を用いた簡易な改ざん検知プ
ログラム検査手段３９と、改ざん検知プログラム９をロ
ードして実行する改ざん検知プログラム実行手段３８だ
けであるので、ブートプログラム２のプログラムサイズ
を小さくでき、占有するＲＯＭ１のメモリ空間を小さく
できる効果がある。

【００８８】次に本発明の第９の実施形態について図１
１を参照して説明する。

【００８９】この実施形態では、改ざん検知機能３を備
えた改ざん検知プログラム９を補助記憶装置４から読み
込み実行する改ざん検知プログラム実行手段４６１と、
補助記憶装置４内のブートセクタ以外の物理的位置に別
途保存されたＯＳローダ４３を読み込み実行するＯＳロ
ーダ実行手段４６２とを備えた代替ＯＳローダ４６を、
補助記憶装置４のブートセクタに持たせる。

【００９０】改ざん検知プログラム実行手段４６１は、
例えば、改ざん検知プログラム９を補助記憶装置４の所
定の物理的位置から始まる物理的連続領域に格納してお
き、その所定の位置からＢＩＯＳを使ってＲＡＭ１０２
に読み込み、ジャンプ命令でＣＰＵ１００のＩＰアドレ
スを、ＲＡＭ１０２に読み込まれた改ざん検知プログラ
ム９の先頭アドレスに設定すればよい。

【００９１】ＯＳローダ実行手段４６２も同様に構成で
きる。つまり、別途保存したＯＳローダも補助記憶装置
４の所定の物理的位置から始まる物理的連続領域に格納
しておき、改ざん検知プログラム実行手段４６１と同様
に読み込み、実行すればよい。

【００９２】この実施形態では、補助記憶装置４に複数
のＯＳをインストールして使い分け使用環境において、
起動するＯＳ、つまりは起動するブートセクタが指定さ
れた後に改ざん検知機能３が動作することを特徴とす
る。これにより起動するＯＳに必要なファイルだけ、改
ざんの検査をさせることができ、検査処理時間の短縮が
図れる。

【発明の効果】第１の効果は、ＯＳローダやＯＳが起動
する前に、ＯＳローダやＯＳファイル、あるいはその他
任意のファイルの改ざんの有無を、確実に、しかも使用
者は意識せずに、検証することができることである。そ
の理由は、上記の検証を行なうのはブートプログラムで
あり、当該コンピュータシステム起動時には確実に実行
されるものであり、しかもＲＯＭに格納されているので
これ自身が改ざんされる心配はないためである。

【００９３】第２の効果は、ハードウエア構成が簡素に
構成できることである。その理由は、通常システムが持
つブートＲＯＭに改ざん検査を行なうソフトモジュール
を追加することと、被検査ファイルを補助記憶装置４の
物理的連続領域に配置し第１の保存情報４１を生成する
ユーティリティプログラムを使用するだけで、本発明を
構成することができ、特別なハードウエアの追加を必須
としないためである。

【００９４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示す図である。

【図２】本発明の動作を説明するためのフローチャート
である。

【図３】第１の保存情報の一例を説明するための図であ
る

【図４】第１の保存情報の他の例を説明するための図で
ある。

【図５】本発明の他の実施の形態の構成を表わす図であ
る。

【図６】第１の保存情報の他の例を説明する図である。

【図７】本発明の他の実施の形態の構成を表わす図であ
る。

【図８】本発明の他の実施の形態の構成を表わす図であ
る。

【図９】本発明の他の実施の形態の構成を表わす図であ
る。

【図１０】本発明の他の実施の形態の構成を表わす図で
ある。

【図１１】本発明の他の実施の形態の構成を表わす図で
ある。

【図１２】従来の技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１ＲＯＭ２ブートプログラム３改ざん検知機能３１保存情報読み込み手段３２被検査ファイル読み込み手段３３改ざん検知手段３４第２の保存情報３５保存情報入力手段３６第２の保存情報読み込み手段３７通信手段３８改ざん検知プログラム実行手段３９改ざん検知プログラム検査手段３９１改ざん検知プログラム圧縮値４補助記憶装置４１第１の保存情報４２被検査ファイル４３ＯＳローダ４４ＯＳファイル４５ブートセクタ４６代替ＯＳローダ４６１改ざん検知プログラム実行手段４６２ＯＳローダ実行手段４７改ざん検知プログラム４８被検査ファイルリスト６入力装置７外部記憶装置７１改ざん防止手段８外部コンピュータ８１改ざん防止手段８２改ざん検知計算手段９改ざん検知プログラム９１ライトプロテクト機能付き記憶装置１００制御部１０１ＣＰＵ１０２ＲＡＭ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】起動するとまずＲＯＭ内のブートプログ
ラムが起動し、前記ブートプログラムは補助記憶装置内
のＯＳローダを起動し、前記ＯＳローダは前記補助記憶
装置内のＯＳを起動するコンピュータシステムにおい
て、前記ブートプログラムが、被検査ファイルに対する
ディジタル署名を保存する第１の保存情報を前記補助記
憶装置から読み込む保存情報読み込み手段と、読み込ん
だ前記第１の保存情報の記載内容を元に前記補助記憶装
置から前記被検査ファイルを読み込む被検査ファイル読
み込み手段と、前記ディジタル署名に対する署名検証用
鍵を保存する第２の保存情報を前記ブートプログラムか
ら読み込み、前記ディジタル署名と前記署名検証用鍵と
から前記被検査ファイルの改ざんの有無を検査する改ざ
ん検知手段と、を備えた改ざん検査機能を持つことを特
徴としたコンピュータシステム。
【請求項２】前記第１の保存情報に前記被検査ファイ
ルを一方向性関数で圧縮した圧縮値と、前記第１の保存
情報に対するデジタル署名とを格納し、前記第２の保存
情報に署名検証用鍵を格納し、前記改ざん検知手段は、
前記デジタル署名と前記署名検証用鍵とで前記第１の保
存情報の改ざんの有無を検査し、前記圧縮値で被検査フ
ァイルの改ざんの有無を検査することを特徴とした請求
項１記載のコンピュータシステム。
【請求項３】起動するとまずＲＯＭ内のブートプログ
ラムが起動し、前記ブートプログラムは補助記憶装置内
のＯＳローダを起動し、前記ＯＳローダは前記補助記憶
装置内のＯＳを起動するコンピュータシステムにおい
て、前記ブートプログラムが、前記補助記憶装置に格納
された第１の保存情報を読み込む保存情報読み込み手段
と、読み込んだ前記第１の保存情報の記載内容を元に前
記補助記憶装置から被検査ファイルを読み込む被検査フ
ァイル読み込み手段と、入力装置から入力された第２の
保存情報を取得する保存情報取得手段と、前記第１の保
存情報に予め含まれている第２の保存情報と前記被検査
ファイルとを連結して一方向性関数で圧縮した圧縮値と
前記保存情報取得手段により取得した第２の保存情報と
前記被検査ファイルとを連結して一方向性関数で圧縮し
た圧縮値とを比較することにより、前記被検査ファイル
の改ざんの有無を検査する改ざん検知手段とを備えた改
ざん検査機能を持つことを特徴としたコンピュータシス
テム。
【請求項４】起動するとまずＲＯＭ内のブートプログ
ラムが起動し、前記ブートプログラムは補助記憶装置内
のＯＳローダを起動し、前記ＯＳローダは前記補助記憶
装置内のＯＳを起動するコンピュータシステムにおい
て、前記ＲＯＭは、前記補助記憶装置に記憶されている
前記補助記憶装置に格納された第１の保存情報を読み込
む保存情報読み込み処理と、読み込んだ前記第１の保存
情報の記載内容を元に前記補助記憶装置から被検査ファ
イルを読み込む被検査ファイル読み込み処理と、前記ブ
ートプログラムの内部に持つ第２の保存情報と読み込ん
だ前記第１の保存情報と前記被検査ファイルとから前記
被検査ファイルの改ざんの有無を検査する改ざん検知処
理とを行う改ざん検知プログラムを一方向性関数で圧縮
した第１の圧縮値を予め保存し、前記ブートプログラム
は、前記改ざん検知プログラムを読み込む手段と、読み
込んだ改ざん検知プログラムを一方向性関数で圧縮して
第２の圧縮値を得る手段と、前記第１の圧縮値と前記第
２の圧縮値とを比較することにより前記改ざん検知プロ
グラムの改ざんの有無を検査する改ざん検知プログラム
検査手段と、前記改ざん検知プログラムを実行する実行
手段とを備えることを特徴とするコンピュータシステ
ム。