JP4439879B2

JP4439879B2 - データ処理装置および履歴検証方法

Info

Publication number: JP4439879B2
Application number: JP2003384032A
Authority: JP
Inventors: 伸二長尾; 蔵之花舘; 俊之宮澤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2023-11-13
Also published as: JP2005149011A

Description

本発明は動作状況を記録した履歴データの偽造、複製、削除、改ざんの防止が可能なデータ処理装置に関する

・送受信したパケットのサイズ、回数に応じて課金される通信装置、
・番組、タイトル単位で課金される有料コンテンツの視聴、閲覧システム、
・監査が必要なコンピュータシステムの操作ログ、
・フライトレコーダーなど、
システムおよび装置の利用内容、もしくは回数に応じて料金が発生するサービスや、高いセキュリティが求められているコンピュータシステムにおいては、動作状況を記録した履歴データは重要であり、正しい課金や監査のために偽造、複製、削除、改ざんなどの不正な操作から防御しなければならない。

また持開２００２−１５７５３２号公報（特許文献１）における電子チケットや電子マネーなどの電子的価値の受領装置では、過去に受け取った電子的価値移転情報を記録することにより、記録された電子的価値移転情報による再度の移転を拒絶している。リプレイ攻撃による電子的価値の複製を防ぐため、記録は安全に保管される必要がある。

これらのような場合、履歴データは利用者自身からも不正に操作できないようにしなければならない。しかし、インターネットやパーソナルコンピュータで構成されるオープンシステムにおいては、物理的に密閉するなど、特殊な対策を施した機器の利用を前提におく事はできない。そのため利用者端末の記憶装置に保存されるデータを保護することは難しい。

ＩＣカードなど耐タンパ装置への格納は有効な手段であるが、他の記憶装置に比べて容量が少なく高価であるため、履歴データのように、操作や処理、時間の進行とともに増加していく情報の格納には向かない。前出の特開２００２-１５７５３２号公報においては、一定期間より古い電子的価値移転情報は受領しないと取り決めて履歴データを削除し、受領記録の保持に必要な容量を一定範囲に抑えることでＩＣカードヘの実装を可能としているが、この場合は通信障害や遅延などにより電子的価値が受け取れなくなる可能性を許容しなければならない。

また、暗号化技術を用いた電子署名の方法を用いれば、一般にデータの改ざんは防止できる。中でも特開２００１−３３７６００号公報（特許文献２）の方法では、各データの署名に前回データの署名を含めること、署名に用いる鍵情報と最新データの署名をＩＣカード内に隠蔽することで、履歴データ全体の内容、順位を保証し、データの削除をも検出することができる。

持開２００２−１５７５３２号公報持開２００１−３３７６００号公報

しかし、この特開２００１−３３７６００号公報の方法では一度入力されたデータについては内容を保証できるが、隠蔽のためにデータ人力を行わなかったり、入力データを偽造したり、装置に入力される前にデータを改ざんするといった不正に対しては検出が行えないという問題がある。またＩＣカードなどの処理能力の低いデバイスにおいては、署名処理にかかるコストは高い。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、処理履歴の改ざんを検出できるデータ処理装置であって、耐タンパ装置と外部記憶装置と通信装置とから構成され、
前記耐タンパ装置は、
・データ処理の内容を特定できる履歴情報Ｒを生成する履歴情報生成手段と、
・複数の履歴情報Ｒを要素とする履歴リストＬｉを保持する履歴リスト保持手段と、
・データ処理と、それに対応する履歴情報Ｒを履歴リストＬｉへ追加する処理とを行うデータ処理手段と、
・履歴リストＬｉの容量が不足した場合に、履歴情報Ｒを前記外部記憶装置に退避するとともに、退避する履歴情報Ｒの内容、および退避する順番を保証する退避記録Ｓを生成する退避手段と、
・生成された退避記録Ｓを保持する退避記録保持手段とを有し、
前記退避記録Ｓは
・ｎ回目に退避される履歴情報Ｒｎと、前回の退避記録Ｓｎ−１との連接に一方向性関数ｆを適用し生成される、つまり退避記録Ｓｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｓｎ−１）であり、
前記外部記憶装置は、
・履歴リストＬｉから退避された履歴情報Ｒを退避された順に先頭に追加する外部リストＬｏを保持する手段を有し、
前記通信装置は、
・監査の度ごと、データ処理装置ごとに任意の値（チャレンジ）を生成する検証装置から、該チャレンジを含む履歴提出要求を受信する履歴要求受信手段と、
・外部リストＬｏ、退避記録Ｓ、チャレンジ、及び署名Ｓｇを前記検証装置に送信する履歴情報送信手段とを有し、
前記耐タンパ装置は、さらに、
・装置製造時に封入された秘密鍵Ｓｋを外部から参照および変更ができないように保持する秘密鍵保持手段と、
・チャレンジと退避記録Ｓとの連接に対して前記秘密鍵Ｓｋを用いて電子署名Ｓｇを生成する署名生成手段とを有し、
前記退避手段は、
・履歴提出に先立ち履歴リストＬｉの内容を順次、全て外部リストＬｏに退避する、
ことを特徴とする。

このデータ処理装置によれば、履歴情報の格納は、耐タンパ装置内でデータ処理と共に行われるため、偽造や隠蔽、改ざんを防止できる。また、外部リストに履歴情報を退避することで耐タンパ装置内の履歴リストに必要な記憶容量を抑制できる。また、耐タンパ装置内に保持が必要な退避記録はデータ処理の内容、回数に拠らず一定容量で済み、生成に必要な計算量も署名処理と比較して少ない。さらに、監査者はデータ処理装置を直接検証しなくても、退避記録と検査値の一致検証、および退避記録の署名検証により外部リストの改ざんを検出できるため、特別な防護手段を用いない一般の通信路を用いたデータ収集により、遠隔地に設置された装置の監査が効率よく実施できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のデータ処理装置において、前記耐タンパ装置は、外部リストＬｏの最後尾から履歴情報を退避した順に再度取り込み、前記退避手段における退避記録の生成と同じ一方向性関数ｆを用いて、外部リストＬｏ全体の検査値Ｃを、外部リストＬｏの最後尾からｎ番目の履歴情報Ｒｎの検査値Ｃｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｃｎ−１）として生成し、検査値Ｃを退避記録Ｓと照合することで、外部リストＬｏ全体の履歴情報Ｒの内容および順序の検証を行う外部リスト検証手段を有することを特徴とする。

このデータ処理装置によれば、耐タンパ装置内に保持している退避記録との整合性を保つように外部リストに対して履歴情報を挿入、削除、変更したり順番を入れ替えたりすることは、一方向性関数の性質上困難であるため、特別な不正防止策を用いない外部記憶装置にありながら、外部リストヘの改ざんなどの不正な操作を防止（検出）できる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のデータ処理装置において、
前記耐タンパ装置は、データ処理に先立ち生成された履歴情報について、履歴リストＬｉおよび外部リストＬｏを参照し、以前にデータ処理したことがあるかどうか検証する再処理検証手段を有し、
前記データ処理手段は、前記再処理検証手段において過去にデータ処理した実績があった場合、データ処理を行わないことを特徴とする。

このデータ処理装置によれば、電子的価値の受領など、処理したデータの内容に応じて利用者が利益を享受できる場合に、利用者のリプレイ攻撃による不正な価値の複製を防止できる。また、有料コンテンツの閲覧など、処理したデータの内容に応じて料金の発生するサービスにおいて、同一コンテンツの閲覧により多重に課金されることを回避できる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のデータ処理装置において、
前記履歴情報生成手段は、
・データ識別情報として処理データ中に含まれる、単調増加する値であるデータＩＤを履歴情報にも参照可能な形式で含め、
前記履歴リスト保持手段は、
・履歴リストを各履歴情報に含まれるデータＩＤの降順に整列させて保持し、
前記再処理検証手段は、
・履歴リスト、外部リストを先頭から走査し、対象データの持つデータＩＤより小さい値を持つレコードまで走査しても該当するデータＩＤを発見できない場合には、前記対象データは以前にデータ処理されていないと判断し、
前記退避手段は、
・履歴リストから外部リストヘの履歴情報の退避は、データＩＤの小さなものから順に行い、
・対象データが以前にデータ処理されたものでなく、且つ前記対象データの持つデータＩＤが履歴リストの履歴情報に含まれるデータＩＤの最小値より小さい場合、前記対象データのデータ処理後に該当する履歴情報を外部リストの正しいデータＩＤ位置に挿入し、該外部リストを用いて退避記録Ｓを再計算し、
前記退避記録保持手段は、前記対象データのデータ処理後に前記退避記録Ｓを更新することを特徴とする。

このデータ処理装置によれば、処理対象データが過去に既に処理されているか判定するにあたり履歴リスト、および外部リストを全走査する必要がなくなり、効率的な判定が可能である。また、対称データのＩＤが履歴リストの最小値より小さい場合であっても、退避履歴保持手段に正しい退避履歴が保持される。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載のデータ処理装置において、前記外部リスト検証手段は、
・外部リストＬｏの最後尾から走査範囲の前までの検査値を基点として外部リスト全体の検査値を求め、耐タンパ装置内の退避記録と比較することで検証を行い、
前記外部記憶装置は、
・外部リストの最後尾からの順番ｍと、最後尾からｍ番目までの履歴情報の検査値Ｃｍとを保持する検査値保持手段と、
・外部リストの最後尾からｍ番目までの検査値Ｃｍを基点に、ｎ番目（ｍ＜ｎ）までの検査値Ｃｎを生成する検査値生成手段と、
を有することを特徴とする。

このデータ処理装置によれば、外部リストの検証処理の一部を耐タンパ装置の外部で事前に実施しておけるため効率的な検証が可能である。

請求項６に係る発明は、耐タンパ装置と外部記憶装置と通信装置とを備えるデータ処理装置によって、処理履歴の改ざんを検証する履歴検証方法であって、
前記耐タンパ装置により、
・データ処理の内容を特定できる履歴情報Ｒを生成するステップと、
・複数の履歴情報Ｒを要素とする履歴リストＬｉを保持するステップと、
・履歴情報Ｒを履歴リストＬｉへ追加する処理を行うステップと、
・履歴リストＬｉの容量が不足した場合に、リスト中で最も古い履歴情報を前記外部記憶装置の外部リストＬｏに退避するとともに、退避する履歴情報Ｒの内容及び退避する順番を保証する退避記録Ｓを、ｎ回目に退避される履歴情報Ｒｎと、前回の退避記録Ｓｎ−１との連接に一方向性関数ｆを適用し、退避記録Ｓｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｓｎ−１）として生成するステップと、
・生成された退避記録Ｓを保持するステップと、
前記通信装置により、
・監査の度ごと、データ処理装置ごとに任意の値（チャレンジ）を生成する検証装置から、該チャレンジを含む履歴提出要求を該検証装置から受信するステップと、
前記耐タンパ装置により、
・装置製造時に封入され、外部から参照および変更ができないように保持された秘密鍵Ｓｋを用いて、チャレンジと退避記録Ｓとの連接に対して電子署名Ｓｇを生成するステップと、
前記通信装置により、
・外部リストＬｏ、退避記録Ｓ、チャレンジ、及び署名Ｓｇを前記検証装置に送信するステップと、
を含むことを特徴とする。

この履歴検証方法によれば、履歴情報の格納は、耐タンパ装置内でデータ処理と共に行われるため、偽造や隠蔽、改ざんを防止できる。また、外部リストに履歴情報を退避することで耐タンパ装置内の履歴リストに必要な記憶容量を抑制できる。また、耐タンパ装置内に保持が必要な退避記録はデータ処理の内容、回数に拠らず一定容量で済み、生成に必要な計算量も署名処理と比較して少ない。さらに、監査者はデータ処理装置を直接検証しなくても、退避記録と検査値の一致検証、および退避記録の署名検証により外部リストの改ざんを検出できるため、特別な防護手段を用いない一般の通信路を用いたデータ収集により、遠隔地に設置された装置の監査が効率よく実施できる。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載のデータ履歴検証方法において、
前記耐タンパ装置により、外部リストＬｏの最後尾から履歴情報を退避した順に再度取り込み、前記退避記録Ｓの生成と同じ一方向性関数ｆを用いて、外部リストＬｏ全体の検査値Ｃを、外部リストＬｏの最後尾からｎ番目の履歴情報Ｒｎの検査値Ｃｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｃｎ−１）として生成し、検査値Ｃを退避記録Ｓと照合することで、外部リストＬｏ全体の履歴情報の内容および順序の検証を行うステップ含むことを特徴とする。

この履歴検証方法によれば、耐タンパ装置内に保持している退避記録との整合性を保つように外部リストに対して履歴情報を挿入、削除、変更したり順番を入れ替えたりすることは、一方向性関数の性質上困難であるため、特別な不正防止策を用いない外部記憶装置にありながら、外部リストヘの改ざんなどの不正な操作を防止（検出）できる。

上述したように、本発明によれば、データ処理とその履歴の作成を耐タンパ装置内で行うことで履歴データの偽造、隠蔽を防ぐことができ、更に履歴データのハッシュ値を連鎖的に耐タンパ装置内に保持することで、特別な不正防止手段を用いない外部記憶装置に退避した記録についても内容および順位性を保証し、偽造、改ざん、削除を検出することができる。

図１は本発明のデータ処理装置の構成を示す。データ処理装置１００は、外部記憶装置１０、通信装置２０、耐タンパ装置３０から構成される。
外部記憶装置１０は、外部リスト保持手段１１、検査値生成手段１２、検査値保持手段１３から構成される。
通信装置２０は、履歴要求受信手段２１、履歴情報送信手段２２から構成される。
耐タンパ装置３０は、データ処理手段３１、履歴情報生成手段３２、再処理検証手段３３、履歴リスト保持手段３４、退避手段３５、秘密鍵保持手段３６、署名生成手段３７、退避記録保持手段３８、外部リスト検証手段３９から構成される。

図２は実施例１の有料コンテンツ閲覧システムの構成図を示し、本システムは図１に示すデータ処理装置１００を具えている。
本実施例においては、データ処理装置１００を構成する各手段の機能を、有料コンテンツの閲覧、課金処理と関連して説明する。図中Ｓ０００〜Ｓ０１７は本実施例における有料コンテンツの閲覧、課金処理シーケンスを示す。

（Ｓ０００）（Ｓ００１）：有料コンテンツは暗号化された形式で配信センタ３００からネットワークを介して、或は、記録媒体３１０に格納されて配布され、利用者の再生装置２００で処理される。
（Ｓ００２）：再生装置２００はデータ処理装置１００に暗号化されたコンテンツを入力する。

（Ｓ００３）：耐タンパ装置３０は、秘密鍵保持手段３６に保持された秘密鍵Ｓｋを用いて、データ処理手段３１によりコンテンツを復号化する。また履歴情報生成手段３２により、コンテンツのＩＤ、タイトルから当該処理の履歴情報Ｒを生成する。
（Ｓ００４）：履歴情報Ｒを履歴リスト保持手段３４の履歴リストＬｉに追加する。

（Ｓ００５）：履歴リストＬｉに含まれる履歴情報の数が予め定めた一定数に達した場合、退避手段３５により、リスト中で最も古い履歴情報を外部リスト保持手段１１の外部リストＬｏに退避する。このときの履歴リストＬｉと外部リストＬｏの構造、および退避手段の処理と関連各手段とのデータの流れを図３に示す。

（Ｓ００５ａ）：通算ｎ回目に退避される履歴情報Ｒｎを履歴リストＬｉから得る。そのとき、履歴リストＬｉから履歴情報Ｒｎを削除する。
（Ｓ００５ｂ）：前回（ｎ−１回目）の退避の際に生成した退避記録Ｓ_ｎ−１を退避記録保持手段３８から得る。
（Ｓ００５ｃ）：履歴情報Ｒｎと前回退避記銀Ｓ_ｎ−１の連接を一方向性関数、例えばＳＨＡ−１などのハッシュ関数で処理し、新たな退避記録Ｓｎ＝Ｈ（Ｒｎ｜Ｓ_ｎ−１）を生成し、退避記録保持手段３８に保持する。
（Ｓ００６）：履歴情報Ｒｎを外部リストＬｏに追加する。

（Ｓ００７）：耐タンパ装置３０はデータ処理手段３１で復号化したコンテンツを再生装置２００に出力する。
（Ｓ００８）：再生装置２００は復号化されたコンテンツを再生する。

（Ｓ００９）：課金センタ４００は、予め定めた期間ごとに、利用者ごとに任意であり、かつ予測困難なチャレンジを生成し、履歴提出要求としてデータ処理装置１００に送信する。
（Ｓ０１０）：通信装置２０は履歴要求受信手段２１により受信したチャレンジを耐タンパ装置３０に入力する。

（Ｓ０１１）：耐タンパ装置３０は、履歴提出に先立ち、退避手段３５により、履歴リストＬｉ内の全履歴情報を外部リストＬｏに退避する。
（Ｓ０１２）：署名生成手段３７により、チャレンジと退避記録保持手段３８に保持されている退避記録Ｓとの連接に対して秘密鍵Ｓｋを用いて署名処理を行う。
（Ｓ０１３）（Ｓ０１４）：通信装置２０は外部記憶装置１０から外部リストＬｏを得て、耐タンパ装置３０から出力された退避記録Ｓ、署名情報Ｓｇ、チャレンジとともに、履歴情報送信手段２２を用いて課金センタ４００に送信する。

（Ｓ０１５）：課金センタ４００は署名Ｓｇを検証し、且つ（Ｓ０１４）で送付されて来たチャレンジが（Ｓ００９）で送付した値と等しいことを検証することにより退避記録Ｓが正当な値かどうか検証する。
（Ｓ０１６）：課金センタ４００は更に外部リストＬｏに改ざんが加えられていないか次の方法で検証する。外部リストＬｏ最後尾の履歴情報Ｒ_１をハッシュ関数Ｈで処理した値を検査値Ｃ_１とし、これを基点として最後尾からｎ番目の履歴情報Ｒｎまでの検査値Ｃｎを、ＲｎとＣ_ｎ−１の連接のハッシュ値から得る。
Ｃ_１＝Ｈ（Ｒ_１）
Ｃ_２＝Ｈ（Ｒ_２｜Ｃ_１）
Ｃ_３＝Ｈ（Ｒ_３｜Ｃ_２）
：
Ｃ_ｎ＝Ｈ（Ｒ_ｎ｜Ｃ_ｎ−１）
こうして得た外部リスト全体の検査値Ｃと（Ｓ０１４）で送付されてきた退避記録Ｓとを比較し、同値であれば外部リストヘの改ざんは行われていないと判断する。

この際、外部リストの最後尾からｎ番目の履歴情報Ｒnまでは過去に検証済みである場合、過去に得ている検査値Ｃnを起点として外部リストＬｏ全体の検査値を求め、退避記録Ｓと比較することにより、外部リストＬｏのｎ＋１番目から先頭までの各履歴情報の内容と順序が改ざんされていないと判断することもできる。
（ＳO１７）：外部リストＬｏから利用者が再生したコンテンツを特定し、課金処理を行う。

ここで、コンテンツの復号及び署名生成に同じ秘密鍵を用いているが、この暗号方式は装置ごとに異なる鍵ペアを用いる公開鍵暗号方式を用いても良いし、配信センタと全データ処理装置内の耐タンパ装置でシステムの監査者により付与される共通の秘密鍵を用いる共通鍵暗号方式を用いても良い。公開鍵暗号方式は秘密鍵の漏洩が起こっても被害を該当する装置に留められるというメリットがあるが、この場合には装置ごとにコンテンツを暗号化する必要がある。また通常、電子署名では公開鍵暗号方式を用いるが、今回は課金センタで改ざん検出が出来れば良いため、共通鍵暗号方式で暗号化しても構わない。ただし、その場合は別途装置固有で改変できないＩＤ情報を耐タンパ装置内に保持し、暗号化の対象に含めることで、再生に用いた装置と履歴送信に用いる装置を分けることによる不正を防止する必要がある。

図４は電子的価値移転システムの一実施例の構成図を示し、本システムは図１に示すデータ処理装置１００からなる電子価値移転装置５００を具える。
本実施例においては、データ処理装置１００を構成する各手段の機能を、電子的価値移転処理と関連して説明する。

電子的価値は価値を表象する権利内容ｍと権利内容ｍのハッシュ値からなるトークンＴ＝Ｈ（ｍ）とから構成される。電子的価値の譲渡、行使は電子的価値移転装置５００内にトークンＴを保持する場合にのみ可能である。トークンは耐タンパ装置３０内のトークン格納部（図示せず）に保持され、受領者が指定された電子的価値移転情報であるトークン交換形式ＴＥＦを作成すると耐タンパ装置３０から削除される。また、電子的価値移転装置は正しい受領処理を行った場合にのみトークンを格納するものとする。この様に電子的価値はトークンとして電子的価値移転装置の耐タンパ装置内に保持されているか、あるいは受領者が指定されたトークン交換形式ＴＥＦとしてしか電子的価値移転装置外に存在しないため、電子的価値の原本性は保証されている。

本実施例では、特開２００２−１５７５３２号公報に示された電子的価値移転装置と同様の方法により、一回の電文送受を以って電子的価値を受領するが、既に受領したＴＥＦの再度の受領を防ぐために必要な既受領リストを、本発明では削除せず、外部記憶装置１０に退避する点が異なる。

図中、Ｓ２００〜Ｓ２０８は本実施例における電子価値の移転処理シーケンスを示す。
（Ｓ２００）：譲渡者側の電子的価値移転装置で受領者が指定されたトークン交換形式ＴＥＦを作成する。トークンＴＥＦは、権利内容ｍのハッシュ値からなるトークンＴと受領者情報に加えて、譲渡者の署名、耐タンパ証明書（ＴＰＧ）等を含む。
（Ｓ２０１）：譲渡者側の電子的価値移転装置から対応するトークンを削除する。
（Ｓ２０２）：権利内容ｍとトークン交換形式ＴＥＦを受領者に渡す。

（Ｓ２０３）：受領側の電子価値移転装置５００は、データ処理手段３１により、まず受領した権利内容ｍのハッシュ値を生成し、ＴＥＦに含まれるトークンと等しいか検証する。
（Ｓ２０４）：次に、ＴＥＦが正当なものかどうか受領者情報、譲渡者の署名、ＴＰＧの正当性を確認することで検証する。

（Ｓ２０５）：更に、履歴情報生成手段３２により、ＴＥＦのハッシュ値を履歴情報として生成し、再処理検証手段３３により、既に受領したＴＥＦかどうか履歴リストＬｉ、外部リストＬｏと照らし合わせて検証する。このとき、外部リスト検証手段３９により以下の方法で外部リストＬｏに改ざんが加えられていないか検証する。まず外部リストＬｏの最後尾から履歴情報を退避した順に取り込み、Ｓ０１６と同様の方法で外部リストＬｏ全体の検査値Ｃを生成し、次にこれを退避記録保持手段３８に保持されている退避記録Ｓと比較し、同値であれば外部リストヘの改ざんは行われていないと判断する。

この場合にも、外部リストの最後尾からｎ番目の履歴情報Ｒnまでは過去に検証済みである場合、過去に得ている検査値Ｃnを起点として外部リストＬｏ全体の検査値を求め、耐タンパ装置内の退避記録Ｓと比較することにより、外部リストＬｏのｎ＋１番目から先頭までの各履歴情報の内容と順序が改ざんされていないと判断することができる。

（Ｓ２０６）：以上Ｓ２０３〜Ｓ２０５の倹証が全て成功した場合、受領者側の電子的価値移転装置の耐タンパ装置３０のトークン格納部（図示せず）にトークンを格納する。
（Ｓ２０７）：Ｓ２０５で作成した、今回受領したＴＥＦを示す履歴情報Ｒを履歴リストＬｉに追加する。
（Ｓ２０８）：履歴リストＬｉが予め定めたある容量に達した場合、退避手段により、Ｓ００５と同様の方法で履歴情報を外部リストＬｏに退避するとともに、退避記録Ｓを生成し、退避記録保持手段３８に保持する。

尚、上述した実施例１及び２では、履歴情報は履歴リストに発生順に格納し、履歴情報の外部リストへの退避は古いもの順に行ったが、本発明はこれに限定されない。
本発明の他の実施例では、履歴情報生成手段３２は、データ識別情報として処理データ中に含まれる、単調増加する値であるデータＩＤを履歴情報にも参照可能な形式で含め、履歴リスト保持手段は、履歴リストを各履歴情報に含まれるデータＩＤの降順に整列させて保持し、前記退避手段は、データＩＤの小さな履歴情報から順に外部リストに退避する。

この場合には、再処理検証手段３３は、履歴リスト、外部リストを先頭から走査し、対象データの持つデータＩＤより小さい値を持つレコードまで走査しても該当するデータＩＤが発見できない場合には以前に処理していないと判断することができる。

また、外部リスト検証手段３９は、外部リストＬｏの最後尾から走査範囲の前までの検査値を基点として外部リスト全体の検査値を求め、耐タンパ装置内の退避記録と比較することで検証を行い、外部記憶装置１０は、外部リストの最後尾からの順番ｍと、最後尾からｍ番目までの履歴情報の検査値Ｃｍとを保持する検査値保持手段１２と、外部リストの最後尾からｍ番目までの検査値Ｃｍを基点に、ｎ番目（ｍ＜ｎ）までの検査値Ｃｎを生成する検査値生成手段１３とを具えるものとし、外部リストの検証処理の一部を外部記憶装置で事前に実施して、外部リスト検証手段３９はその結果を用いて外部リスト全体の検査値を計算できるようにすることができる。

この実施例では、対象データのＩＤが以前処理したものでなく且つ履歴リストの最小値より小さい場合、前記退避手段３５は該当データ処理後に該当する履歴情報を外部リストの正しいＩＤ位置に挿入し、その外部リストを用いて退避記録Ｓを再計算し、前記退避記録保持手段３８は該当データ処理後に前記退避記録Ｓを更新する必要がある。

本発明は上記の実施例に限定されることなく、各手段をプログラムとして構築し、電子的価値移転装置として利用されるコンピュータに接続されるディスク装置やフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬記憶媒体に格納しておき、本発明を実施する際にインストールすることにより、容易に本発明を実現できる。また、それ以外にも特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。

本発明のデータ処理装置の構成を示す図である。本発明の実施例１における有料コンテンツ閲覧システムの構成と本システムにおけるコンテンツ閲覧、課金処理のシーケンスを示す図である。実施例１における履歴リスト、外部リストの構成と退避処理シーケンスを示す図である。実施例２における電子的価値移転システムの構成と本システムにおける電子価値移転処理シーケンスを示す図である。

符号の説明

１００データ処理装置
１０外部記憶装置
１１外部リスト保持手段
１２検査値生成手段
１３検査値保持手段
２０通信装置
２１履歴要求受信手段
２２履歴情報送信手段
３０耐タンパ装置
３１データ処理手段
３２履歴情報生成手段
３３再処理検証手段
３４履歴リスト保持手段
３５退避手段
３６秘密鍵保持手段
３７著名生成手段
３８退避記録保持手段
３９外部リスト検証手段
２００再生装置
３００配信センタ
３１０記録媒体
４００課金センタ
５００電子価値移転装置

Claims

処理履歴の改ざんを検出できるデータ処理装置であって、耐タンパ装置と外部記憶装置と通信装置とから構成され、
前記耐タンパ装置は、
・データ処理の内容を特定できる履歴情報Ｒを生成する履歴情報生成手段と、
・複数の履歴情報Ｒを要素とする履歴リストＬｉを保持する履歴リスト保持手段と、
・データ処理と、それに対応する履歴情報Ｒを履歴リストＬｉへ追加する処理とを行うデータ処理手段と、
・履歴リストＬｉの容量が不足した場合に、履歴情報Ｒを前記外部記憶装置に退避するとともに、退避する履歴情報Ｒの内容、および退避する順番を保証する退避記録Ｓを生成する退避手段と、
・生成された退避記録Ｓを保持する退避記録保持手段とを有し、
前記退避記録Ｓは
・ｎ回目に退避される履歴情報Ｒｎと、前回の退避記録Ｓｎ−１との連接に一方向性関数ｆを適用し生成される、つまり退避記録Ｓｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｓｎ−１）であり、
前記外部記憶装置は、
・履歴リストＬｉから退避された履歴情報Ｒを退避された順に先頭に追加する外部リストＬｏを保持する手段を有し、
前記通信装置は、
・監査の度ごと、データ処理装置ごとに任意の値（チャレンジ）を生成する検証装置から、該チャレンジを含む履歴提出要求を受信する履歴要求受信手段と、
・外部リストＬｏ、退避記録Ｓ、チャレンジ、及び署名Ｓｇを前記検証装置に送信する履歴情報送信手段とを有し、
前記耐タンパ装置は、さらに、
・装置製造時に封入された秘密鍵Ｓｋを外部から参照および変更ができないように保持する秘密鍵保持手段と、
・チャレンジと退避記録Ｓとの連接に対して前記秘密鍵Ｓｋを用いて電子署名Ｓｇを生成する署名生成手段とを有し、
前記退避手段は、
・履歴提出に先立ち履歴リストＬｉの内容を順次、全て外部リストＬｏに退避する、
ことを特徴とするデータ処理装置。
請求項１に記載のデータ処理装置において、
前記耐タンパ装置は、外部リストＬｏの最後尾から履歴情報を退避した順に再度取り込み、前記退避手段における退避記録の生成と同じ一方向性関数ｆを用いて、外部リストＬｏ全体の検査値Ｃを、外部リストＬｏの最後尾からｎ番目の履歴情報Ｒｎの検査値Ｃｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｃｎ−１）として生成し、検査値Ｃを退避記録Ｓと照合することで、外部リストＬｏ全体の履歴情報の内容および順序の検証を行う外部リスト検証手段を有することを特徴とするデータ処理装置。
請求項１又は２に記載のデータ処理装置において、
前記耐タンパ装置は、データ処理に先立ち生成された履歴情報について、履歴リストＬｉおよび外部リストＬｏを参照し、以前にデータ処理したことがあるかどうか検証する再処理検証手段を有し、
前記データ処理手段は、前記再処理検証手段において過去にデータ処理した実績があった場合、データ処理を行わないことを特徴とするデータ処理装置。
請求項３に記載のデータ処理装置において、
前記履歴情報生成手段は、
・データ識別情報として処理データ中に含まれる、単調増加する値であるデータＩＤを履歴情報にも参照可能な形式で含め、
前記履歴リスト保持手段は、
・履歴リストを各履歴情報に含まれるデータＩＤの降順に整列させて保持し、
前記再処理検証手段は、
・履歴リスト、外部リストを先頭から走査し、対象データの持つデータＩＤより小さい値を持つレコードまで走査しても該当するデータＩＤを発見できない場合には、前記対象データは以前にデータ処理されていないと判断し、
前記退避手段は、
・履歴リストから外部リストヘの履歴情報の退避は、データＩＤの小さなものから順に行い、
・対象データが以前にデータ処理されたものでなく、且つ前記対象データの持つデータＩＤが履歴リストの履歴情報に含まれるデータＩＤの最小値より小さい場合、前記対象データのデータ処理後に該当する履歴情報を外部リストの正しいデータＩＤ位置に挿入し、該外部リストを用いて退避記録Ｓを再計算し、
前記退避記録保持手段は、前記対象データのデータ処理後に前記退避記録Ｓを更新することを特徴とするデータ処理装置。
請求項４に記載のデータ処理装置において、
前記外部リスト検証手段は、
・外部リストＬｏの最後尾から走査範囲の前までの検査値を基点として外部リスト全体の検査値を求め、耐タンパ装置内の退避記録と比較することで検証を行い、
前記外部記憶装置は、
・外部リストの最後尾からの順番ｍと、最後尾からｍ番目までの履歴情報の検査値Ｃｍとを保持する検査値保持手段と、
・外部リストの最後尾からｍ番目までの検査値Ｃｍを基点に、ｎ番目（ｍ＜ｎ）までの検査値Ｃｎを生成する検査値生成手段と、
を有することを特徴とするデータ処理装置。
耐タンパ装置と外部記憶装置と通信装置とを備えるデータ処理装置によって、処理履歴の改ざんを検証する履歴検証方法であって、
前記耐タンパ装置により、
・データ処理の内容を特定できる履歴情報Ｒを生成するステップと、
・複数の履歴情報Ｒを要素とする履歴リストＬｉを保持するステップと、
・履歴情報Ｒを履歴リストＬｉへ追加する処理を行うステップと、
・履歴リストＬｉの容量が不足した場合に、リスト中で最も古い履歴情報を前記外部記憶装置の外部リストＬｏに退避するとともに、退避する履歴情報Ｒの内容及び退避する順番を保証する退避記録Ｓを、ｎ回目に退避される履歴情報Ｒｎと、前回の退避記録Ｓｎ−１との連接に一方向性関数ｆを適用し、退避記録Ｓｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｓｎ−１）として生成するステップと、
・生成された退避記録Ｓを保持するステップと、
前記通信装置により、
・監査の度ごと、データ処理装置ごとに任意の値（チャレンジ）を生成する検証装置から、該チャレンジを含む履歴提出要求を該検証装置から受信するステップと、
前記耐タンパ装置により、
・装置製造時に封入され、外部から参照および変更ができないように保持された秘密鍵Ｓｋを用いて、チャレンジと退避記録Ｓとの連接に対して電子署名Ｓｇを生成するステップと、
前記通信装置により、
・外部リストＬｏ、退避記録Ｓ、チャレンジ、及び署名Ｓｇを前記検証装置に送信するステップと、
を含むことを特徴とする履歴検証方法。
請求項６に記載のデータ履歴検証方法において、
前記耐タンパ装置により、外部リストＬｏの最後尾から履歴情報を退避した順に再度取り込み、前記退避記録Ｓの生成と同じ一方向性関数ｆを用いて、外部リストＬｏ全体の検査値Ｃを、外部リストＬｏの最後尾からｎ番目の履歴情報Ｒｎの検査値Ｃｎ＝ｆ（Ｒｎ｜Ｃｎ−１）として生成し、検査値Ｃを退避記録Ｓと照合することで、外部リストＬｏ全体の履歴情報の内容および順序の検証を行うステップ含むことを特徴とする履歴検証方法。