JP5052878B2 - 記憶装置及び利用者認証方法 - Google Patents

Description

本発明は、暗号化手段を用いた利用者の認証技術に関する。

近年、ＩＴ技術の発展に伴い、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤなど、種々の記憶媒体が普及している。こうした記憶媒体に職務上の機密情報等の第３者に知られたくない情報を記憶させる場合に備え、パスワードによる利用者認証を行う装置やデータを暗号化して記憶させる装置が開発されている。例えば、下記特許文献１は、ユーザが入力するパスワードにより利用認証を行う携帯可能な記憶装置を開示している。

特表２００３−５２４８４２号公報

一方、こうした記憶装置においては、管理者とユーザなど、複数の立場で使い分けたいケースが存在する。例えば、管理者が使用する際には、記憶装置に接続された記憶媒体へのアクセスと、当該記憶媒体に係る各種設定とを行うことができ、管理者権限を持たないユーザが使用する際には、記憶装置に接続された記憶媒体へのアクセスのみ行うことができるというような運用を行いたいケースである。

しかし、このようなケースにおいて特許文献１に記載の技術を用いると、管理者とユーザが同一のパスワードを管理しなくてはならず、さらに、両者のうち一方がパスワードを変更した場合には、その都度、他方にそのことを確実に伝える必要があり、運用が面倒であった。あるいは、このような状況を回避するために、パスワードを管理者用とユーザ用の２種類設定する必要があり、セキュリティ強度が低下することが問題となっていた。

上述の問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、複数の立場で利用認証する場合であっても、利便性と高度なセキュリティとを確保できる記憶装置の提供である。

上記課題を解決する本発明の記憶装置は、
暗号化手段を用いて、利用者の認証を行える記憶装置であって、
所定の公開鍵と秘密鍵とを生成し、該公開鍵により暗号化を行い、該秘密鍵により復号化を行う公開鍵暗号化手段と、
前記記憶装置の利用者が入力する、前記記憶装置のユーザ用の識別情報を受け付けるユーザ用識別情報受付手段と、
前記利用者の認証を行うための初期設定として、前記公開鍵暗号化手段を用いて、前記ユーザ用の公開鍵と、前記記憶装置の管理者用の公開鍵と秘密鍵とを生成するとともに、前記管理者の入力に応じて前記ユーザ用識別情報受付手段により受け付けられたユーザ用の識別情報をもとに第１の鍵を生成し、該第１の鍵を前記ユーザ用の公開鍵で暗号化した第２の鍵と、前記管理者用の公開鍵で暗号化した第３の鍵とを生成し、前記ユーザ用の公開鍵と前記管理者用の公開鍵と前記第２の鍵と前記第３の鍵とを、前記記憶装置が備え、または前記記憶装置に接続され、所望のデータを記憶させるための第１の記憶媒体に記憶させる初期設定手段と、
前記ユーザの入力に応じて前記ユーザ用識別情報受付手段により受け付けられたユーザ用の識別情報をもとに第４の鍵を生成し、前記公開鍵暗号化手段を用いて、該第４の鍵を前記記憶されたユーザ用の公開鍵で暗号化して、第５の鍵を生成し、該第５の鍵と前記記憶された第２の鍵とを照合して、ユーザが少なくとも前記第１の記憶媒体にアクセス可能とするためのユーザの認証を行うユーザ認証手段と、
前記管理者の操作に応じて、前記管理者用の秘密鍵を受け付ける管理者用秘密鍵受付手段と、
前記公開鍵暗号化手段を用いて、前記管理者用秘密鍵受付手段により受け付けられた管理者用の秘密鍵で前記記憶された第３の鍵を復号化して第６の鍵を生成し、該第６の鍵を前記記憶されたユーザ用公開鍵で暗号化して第７の鍵を生成し、該第７の鍵と前記記憶された第２の鍵とを照合して、前記管理者が、前記第１の記憶媒体にアクセス可能とするとともに、前記第１の記憶媒体に係る各種設定を設定可能とするための管理者認証を行う管理者認証手段と
を備えたことを要旨とする。

かかる構成の記憶装置は、ユーザ用識別情報をもとにしてユーザ認証を行い、公開鍵暗号化手段が生成した管理者用の秘密鍵をもとにして管理者認証を行う。すなわち、ユーザ及び管理者の認証にそれぞれ異なる方法を用いるため、セキュリティ強度を低下させずに複数の利用者の認証を行える。

なお、本願において、記憶装置とは、記憶媒体と記憶媒体へのデータの書き込み等を行う記憶媒体制御装置とを一体的に備えた装置、例えば、ＵＳＢフラッシュメモリ、外付けハードディスクドライブ、コンピュータ等の種々の装置と、記憶媒体と脱着可能に接続でき、当該記憶媒体へのデータ書き込み等を行う制御装置、例えば、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、ＭＯドライブ、ブルーレイドライブ、メモリカードリーダ等の種々の装置とを併せた総称である。

また、こうした記憶装置において、第１の記憶媒体は、所定のプログラムでしかアクセスできない隠し領域を備え、初期設定手段は、ユーザ用の公開鍵と前記管理者用の公開鍵と第２の鍵と第３の鍵とを隠し領域に記憶させることとしてもよい。

かかる構成の記憶装置は、管理者及びユーザの認証に関係する情報を記憶装置に接続された記憶媒体の隠し領域に記憶させるため、万が一、記憶装置が第３者の手に渡った場合であっても、これらの情報に簡単にアクセスすることができない。したがって、記憶装置に接続された記憶媒体のセキュリティを高めることができる。

また、こうした記憶装置において、初期設定手段は、更に、管理者用の秘密鍵を記憶装置と接続された第２の記憶媒体に記憶させ、管理者用秘密鍵受付手段は、管理者の、管理者用の秘密鍵が記憶された場所を指定する操作に応じて、管理者用の秘密鍵を受け付けることとしてもよい。

かかる構成の記憶装置は、管理者認証の認証鍵として用いる管理者用の秘密鍵を、所望のデータを記憶させる第１の記憶媒体とは別の第２の記憶媒体に記憶させるため、所望のデータを記憶させた第１の記憶媒体を紛失するなどして、第３者に渡った場合であっても、第１の記憶媒体に利用者認証に必要な認証鍵の情報が記憶されておらず、第３者は容易に利用者認証されることがない。また、管理者は、認証鍵を暗記しておく必要も、紙等に記録して保管しておく必要もない。したがって、セキュリティを確保できると共に、秘密鍵の情報を簡便かつ確実に管理できる。

また、こうした記憶装置において、更に、ユーザ認証が行われた後に、ユーザ用の識別情報を変更するために、ユーザの入力に応じて、新たなユーザ用の識別情報を受け付ける新ユーザ用識別情報受付手段と、新ユーザ用識別情報受付手段が新たなユーザ用の識別情報を受け付けた時には、初期設定手段を用いて、新たなユーザ用の識別情報をもとに、少なくとも前記第１ないし第３の鍵を生成し直し、該生成し直した新たな第２の鍵及び新たな第３の鍵を第１の記憶媒体に記憶させて、初期設定を変更する初期設定変更手段とを備えたものとしてもよい。

かかる構成の記憶装置は、ユーザがユーザ用の識別情報を変更した際に、記憶媒体に記憶された、管理者認証に必要な情報を併せて変更するため、管理者は、ユーザがユーザ用の識別情報を変更した場合であっても、変更前と同様の方法の管理者認証が行える。

また、こうした記憶装置において、初期設定変更手段は、新ユーザ用識別情報受付手段が新たなユーザ用の識別情報を受け付けた時には、初期設定手段を用いて、新たなユーザ用の識別情報をもとに、第１ないし第３の鍵と、ユーザ用の公開鍵とを生成し直し、該生成し直した新たな第２の鍵と新たな第３の鍵と新たなユーザ用の公開鍵とを第１の記憶媒体に記憶させて、初期設定を変更するものとしてもよい。

かかる構成の記憶装置は、ユーザがユーザ用の識別情報を変更した際に、ユーザ用の公開鍵を併せて変更するため、セキュリティを高めることができる。

また、こうした記憶装置において、更に、所定の共通鍵を生成し、該共通鍵により暗号化または復号化を行う共通鍵暗号化手段と、所望のデータを、第１の鍵を共通鍵暗号化手段の共通鍵として利用して暗号化して、第１の記憶媒体に入力するデータ入力手段と、データ入力手段により暗号化して入力された所望のデータを、第１の鍵を共通鍵暗号化手段の共通鍵として利用して復号化して、第１の記憶媒体から出力するデータ出力手段とを備えた装置としてもよい。

かかる構成の記憶装置は、第１の記憶媒体に記憶する所望のデータを、処理速度の速い共通鍵暗号化方式により暗号化するための共通鍵を、セキュリティの高い公開鍵暗号方式で暗号化して、暗号化された共通鍵を記憶媒体に記憶させるので、記憶媒体への書き込み速度と記憶媒体のセキュリティを両立させることができる。また、２種類の暗号化方式を用いているために、１種類の暗号化方式を用いる場合と比べて、セキュリティが向上する。

なお、本発明は、上述した記憶装置としての構成のほか、利用者認証方法としても構成することができる。

本発明の実施例について、以下の順序で説明する。
（１）ＵＳＢフラッシュメモリの概略構成：
（２）利用者認証の初期設定方法：
（３）ユーザ認証方法：
（４）ユーザパスワード変更方法：
（５）管理者認証方法：
（６）データの暗号化保存方法：

（１）ＵＳＢフラッシュメモリの概略構成：
図１は、本願の実施例としてのＵＳＢフラッシュメモリ１０の概略構成を示す説明図である。ＵＳＢフラッシュメモリ１０は、汎用入出力ポート１１０、ＣＰＵ１２０、ＲＯＭ１３０、ＳＲＡＭ１４０、暗号用回路１５０、内部インターフェース１６０、フラッシュメモリ１７０、ＵＳＢコネクタ１９０、電圧制御部２００を備えており、それぞれが内部バスで接続されている。

汎用入出力ポート１１０は、ＵＳＢフラッシュメモリ１０に図示しない指紋認証装置等の付加デバイスを接続する場合に利用するパラレルインターフェースである。

ＣＰＵ１２０は、フラッシュメモリ１７０やＲＯＭ１３０に記憶されたＵＳＢフラッシュメモリ１０の制御に関するプログラムをＳＲＡＭ１４０に展開し、実行することで、利用者の認証や、フラッシュメモリ１７０へのデータ書き込み等の機能部として動作する。

ＲＯＭ１３０は、不揮発性メモリであり、ＵＳＢフラッシュメモリ１０をコンピュータＰＣに接続した際に、ＵＳＢフラッシュメモリ１０を起動させるためのファームウェアが保存されている。

ＳＲＡＭ１４０は、ＣＰＵ１２０が各種処理を行う際に利用するバッファである。本実施例では、単純化のために単一のバッファとして示しているが、各処理の高速化のために、例えば、フラッシュメモリ１７０のためのバッファと暗号用回路１５０のためのバッファからなる構成としてもよい。

暗号用回路１５０は、フラッシュメモリ１７０に入出力するデータや、ＵＳＢフラッシュメモリ１０を利用可能とするための利用者認証を行うためのパスワード等を暗号化／復号化するための回路であり、公開鍵暗号と共通鍵暗号の両方式の回路を備えている。本実施例においては、公開鍵暗号はＲＳＡ方式、共通鍵方式はＡＥＳ方式を採用した。なお、本実施例においては、暗号化手段として暗号用回路１５０を用いたが、暗号化ソフトウェアなど、別の方法を用いてもよい。

内部インターフェース１６０は、フラッシュメモリ１７０とデータをやり取りするためのインターフェースから成る。

フラッシュメモリ１７０は、ブロック単位でデータの消去を行う不揮発性メモリであり、本実施例では、大容量化に適したＮＡＮＤ型のフラッシュメモリとした。

ＵＳＢコネクタ１９０は、バスパワード電源の利用が可能なシリアルインターフェースであり、ＵＳＢポートを備えたホストコンピュータＰＣに接続される。

電圧制御部２００は、ＵＳＢコネクタ１９０を介して接続されたホストコンピュータＰＣから供給される５Ｖのバスパワード電源を、例えば、３．３Ｖに調整し、各部へ供給する。

図２は、図１に示したフラッシュメモリ１７０の内部領域を示す説明図である。フラッシュメモリ１７０は、隠し領域１７１、フリー領域１７２、セキュア領域１７４を備えている。また、フリー領域１７２及びセキュア領域１７４は、それぞれ、フリー領域用、またはセキュア領域用のマスターブートレコード領域、パーティション情報領域、ファイルシステム情報領域、データ情報領域（図中の１８１〜１８４，１８６〜１８９）を備えている。

隠し領域１７１は、ＣＰＵ１２０が使用するプログラムや、後述する利用者認証やフラッシュメモリ１７０に保存するデータの暗号化に関する情報を記憶する領域である。フリー領域１７２は、利用者認証を行わずに、アクセスできる領域である。セキュア領域１７４は、利用者認証に成功した場合のみアクセス可能となる領域である。

マスターブートレコード領域１８１，１８６は、ＵＳＢフラッシュメモリ１０の起動時に最初に読み出される領域であり、ＵＳＢフラッシュメモリ１０のドライバを起動させるための情報等を記憶する領域である。パーティション情報領域１８２，１８７は、上述の内部領域の位置や大きさなどを記録したパーティションテーブルを記憶する領域である。ファイルシステム情報領域１８３，１８８は、ファイルやディレクトリを管理する情報を記憶する領域である。データ情報領域１８４，１８９は、フラッシュメモリ１７０に保存すべきデータを記憶する領域である。

上述の隠し領域１７１は、専用のプログラムを用いてしか見ることができない領域である。したがって、ＵＳＢフラッシュメモリ１０を接続したホストコンピュータＰＣのＯＳ上では、通常、見ることができない。一方、フリー領域１７２は、ＵＳＢフラッシュメモリ１０をホストコンピュータＰＣに接続しただけで、ホストコンピュータＰＣのＯＳ上で見ることができる領域である。また、セキュア領域１７４は、利用者認証が成功した後に見ることができる領域である。

このＵＳＢフラッシュメモリ１０は、他人に知られたくない情報をフラッシュメモリ１７０のセキュア領域用データ情報領域１８９に記憶させる場合のセキュリティ機能として、暗号化機能と利用者認証機能を備えている。暗号化機能は、上述の暗号用回路１５０を用いて、ＵＳＢフラッシュメモリ１０と接続されたホストコンピュータＰＣが記憶するデータを暗号化してセキュア領域用データ情報領域１８９に記憶させ、また、セキュア領域用データ情報領域１８９に記憶した暗号化されたデータを復号化して、ホストコンピュータＰＣに出力させる機能である。利用者認証機能は、利用者がＵＳＢフラッシュメモリ１０を利用する際に、利用者にパスワード等の情報を入力させて、予め利用を許された利用者であるか否かを確認し、予め利用を許された利用者であることが確認できた場合にのみＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域１７４の使用が許可される機能である。

また、このＵＳＢフラッシュメモリ１０は、ユーザモード、管理者モードと呼ばれる２つの利用モードを備えている。ユーザモードでは、ＵＳＢフラッシュメモリ１０をホストコンピュータＰＣに接続して、ホストコンピュータＰＣが記憶するデータをフリー領域用データ情報領域１８４や、セキュア領域用データ情報領域１８９に記憶させたり、フリー領域用データ情報領域１８４や、セキュア領域用データ情報領域１８９に記憶したデータをホストコンピュータＰＣに出力したりすることができる。管理者モードでは、上述のユーザモードでの動作に加えて、ＵＳＢフラッシュメモリ１０の各種設定、例えば、ユーザパスワードを間違えて入力した場合の許容入力回数を制限する設定やフリー領域１７２を変更できないようにする設定などを行うことができる。したがって、上述の利用者認証機能は、ユーザモードへの認証と管理者モードへの認証とが用意されている。

（２）利用者認証の初期設定方法：
図３は、ＵＳＢフラッシュメモリ１０の利用者認証を行うための初期設定の手順を示すフローチャートである。この初期設定は、上述の管理者のみが実施権限を持っている。図示する一連の処理は、管理者が、ＵＳＢフラッシュメモリ１０を管理者用のコンピュータＰＣｍに接続し、コンピュータＰＣｍのモニタに表示される選択画面の中から「初期設定」を選択することで開始される。この処理が開始されると、ＣＰＵ１２０は、初期設定を行う管理者からユーザ用仮パスワードＰＷ０を受け付ける（ステップＳ１００）。このユーザ用仮パスワードＰＷ０は、デフォルトパスワードとして、出荷時に決められているものであり、ユーザがＵＳＢフラッシュメモリ１０を使用する際には、ユーザ用パスワードＰＷ１に変更することが可能である（詳細は後述）。

次に、ＣＰＵ１２０は、受け付けたユーザ用仮パスワードＰＷ０から鍵Ａ０を生成する（ステップＳ１１０）。なお、本実施例においては、鍵Ａ０は、受け付けたユーザ用仮パスワードＰＷ０の文字列をＵＮＩＣＯＤＥにより数値変換するものとしたが、これに限られるものではなく、入力されたパスワードから一意に求められる鍵を生成できる方法であればよい。例えば、疑似乱数生成器を用いてソルトを生成し、このソルトとユーザ用仮パスワードＰＷ０から一方向ハッシュ関数を用いて、鍵Ａ０を生成するなど、別の方法を用いてもよい。

鍵Ａ０を生成すると、ＣＰＵ１２０は、暗号用回路１５０を用いて、ＲＳＡ暗号の鍵ペアであるユーザ用公開鍵Ｂ０とユーザ用秘密鍵Ｃ０を生成する（ステップＳ１２０）。

そして、ＣＰＵ１２０は、上記ステップＳ１２０で生成したユーザ用公開鍵Ｂ０で、上記ステップＳ１１０で生成した鍵Ａ０を暗号化し、鍵Ａ０Ｂ０を生成し（ステップＳ１３０）、この鍵Ａ０Ｂ０とユーザ用公開鍵Ｂ０とをフラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１に保存する（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）とともに、鍵Ａ０を、ＵＳＢフラッシュメモリ１に接続されたコンピュータＰＣｍのＲＡＭに保存する（ステップＳ１６０）。なお、鍵Ａ０Ｂ０、ユーザ用公開鍵Ｂ０は、後述する利用者認証に用いる情報であり、このような情報を上述のように隠し領域１７１に保存すれば、万一、ＵＳＢフラッシュメモリ１０が紛失等により第３者に渡った場合であっても、容易に利用者認証を行うことができず、ＵＳＢメモリ１０に保存したデータの機密性を確保することができる。

次に、ＣＰＵ１２０は、暗号用回路１５０を用いて、ＲＳＡ暗号の鍵ペアである管理者用公開鍵Ｄ０と管理者用秘密鍵Ｅ０を生成する（ステップＳ１７０）。

そして、ＣＰＵ１２０は、上記ステップＳ１７０で生成した管理者用公開鍵Ｄ０で、上記ステップＳ１６０でコンピュータＰＣｍのＲＡＭに保存した鍵Ａ０を読み出して暗号化し、鍵Ａ０Ｄ０を生成し（ステップＳ１８０）、この鍵Ａ０Ｄ０と管理者用公開鍵Ｄ０とをフラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１に保存する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。

そして、ＣＰＵ１２０は、コンピュータＰＣｍのモニタに、管理者用秘密鍵Ｅ０の保存場所の入力指示画面を表示して、管理者の入力を受け付け、管理者用秘密鍵Ｅ０を、管理者用のコンピュータＰＣｍのハードディスクの指定された場所に保存する（ステップＳ２１０）。

以上の処理により、管理者による利用者認証のための初期設定は完了する。これにより、ＵＳＢフラッシュメモリ１０は、接続していたコンピュータＰＣｍから取り外され、ユーザの利用に供される。なお、上述の鍵Ａ０、鍵Ａ０Ｂ０、鍵Ａ０Ｂ０は、それぞれ、請求項の第１の鍵、第２の鍵、第３の鍵の例である。

（３）ユーザ認証方法：
図４は、ユーザが、ユーザモードでＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域１７４の利用を行う際の利用者認証の手順を示すフローチャートである。図示する一連の処理は、ユーザが、上述の初期設定が完了したＵＳＢフラッシュメモリ１０をユーザ用のコンピュータＰＣｕに接続し、コンピュータＰＣｕのモニタに表示される選択画面の中から「ユーザモード認証」を選択することで開始される。ユーザは、このＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域１７４を利用するためには、以下に説明するユーザ認証を経なければならない。この処理が開始されると、ＵＳＢフラッシュメモリ１０のＣＰＵ１２０は、ユーザからユーザ用仮パスワードＰＷ０を受け付ける（ステップＳ３００）。なお、ステップＳ３００においてユーザ用仮パスワードＰＷ０を受け付けるのは、後述するユーザ用パスワードの変更がなされる前の段階であり、ユーザが、ユーザ用仮パスワードＰＷ０を所望のユーザ用パスワードＰＷ１に変更した場合には、ユーザ用パスワードＰＷ１を受け付けることとなる。

次に、ＣＰＵ１２０は、受け付けたユーザ用仮パスワードＰＷ０から鍵Ａ０を生成する（ステップＳ３００）。この処理は、上記ステップＳ１１０と同一の処理である。

鍵Ａ０を生成すると、ＣＰＵ１２０は、フラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１から、上記ステップＳ１５０で保存されたユーザ用公開鍵Ｂ０を読み出し、このユーザ用公開鍵Ｂ０で、上記ステップＳ３００で生成された鍵Ａ０を暗号化し、鍵Ａ０Ｂ０を生成する（ステップＳ３２０）。

鍵Ａ０Ｂ０を生成すると、ＣＰＵ１２０は、このステップＳ３２０で生成された鍵Ａ０Ｂ０と、上記ステップＳ１４０でフラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１に保存された鍵Ａ０Ｂ０とを照合する（ステップ３３０）。

その結果、両鍵が一致しなければ（ステップＳ３３０：ＮＯ）、ステップＳ３００で入力されたユーザ用仮パスワードが正しくないということであり、ＣＰＵ１２０は、ＵＳＢフラッシュメモリ１０が接続されたコンピュータＰＣｕの画面にエラー表示をさせ（ステップＳ３４０）、ステップＳ３００に戻る。

一方、両鍵が一致すれば（ステップＳ３３０：ＹＥＳ）、ステップＳ３００で入力されたユーザ用仮パスワードが正しいということであり、ＣＰＵ１２０は、鍵Ａ０をコンピュータＰＣｕのＲＡＭに保存して（ステップＳ３５０）、ユーザ操作モードへ移行し（ステップＳ３６０）、ユーザモードでの利用者認証を完了する。このユーザ操作モードでは、フリー領域用データ情報領域１８４及びセキュア領域用データ情報領域１８９へのデータの入出力の他、フリー領域１７２とセキュア領域１７４との割合変更や、後述するユーザ用パスワードの変更が可能である。なお、上記ステップＳ３５０で鍵Ａ０をコンピュータＰＣｕのＲＡＭに保存するのは、ＵＳＢフラッシュメモリ１０をコンピュータＰＣｕから取り外した場合に、セキュリティの観点から、鍵Ａ０をＵＳＢフラッシュメモリ１０内に残さないようにするためであり、ＵＳＢフラッシュメモリ１０のＳＲＡＭ１４０に保存することでもよい。また、本実施例においては、この鍵Ａ０は、セキュア領域用データ情報領域１８９にデータを暗号化して保存する場合の暗号鍵として使用される（詳細は後述）。

なお、上記ステップＳ３１０で生成された鍵Ａ０は、請求項の第４の鍵の例であり、上記ステップＳ３２０で生成された鍵Ａ０Ｂ０は、請求項の第５の鍵の例である。

（４）ユーザパスワード変更方法：
図５は、ユーザが、ユーザモードでＵＳＢフラッシュメモリ１０のユーザ用パスワードの変更を行う際の手順を示すフローチャートである。ユーザは、上述のユーザ認証に成功すると、フラッシュメモリ１７０内のセキュア領域１７４へのアクセスの他に、ユーザ用パスワードを変更する権限を持っている。図示する一連の処理は、ユーザが、ＵＳＢフラッシュメモリ１０をユーザ用のコンピュータＰＣｕに接続し、上述のユーザモード認証を行ってユーザ操作モードに移行させた後、コンピュータＰＣｕのモニタに表示される選択画面の中から「ユーザ用パスワード変更」を選択することで開始される。この処理が開始されると、ＵＳＢフラッシュメモリ１０のＣＰＵ１２０は、ユーザからユーザ用新パスワードＰＷ１を受け付ける（ステップＳ４００）。

次に、ＣＰＵ１２０は、受け付けたユーザ用新パスワードＰＷ１から鍵Ａ１を生成する（ステップＳ１１０）。なお、鍵Ａ１の生成方法は、上記ステップＳ１１０と同一である。

鍵Ａ１を生成すると、ＣＰＵ１２０は、暗号用回路１５０を用いて、ＲＳＡ暗号の新たな鍵ペアであるユーザ用公開鍵Ｂ１とユーザ用秘密鍵Ｃ１を生成する（ステップＳ４２０）。

次に、ＣＰＵ１２０は、上記ステップＳ４２０で生成したユーザ用公開鍵Ｂ１が、上記ステップＳ１２０で生成されたユーザ用公開鍵Ｂ０と同一でなく、かつ、上記ステップＳ１７０で生成された管理者用公開鍵Ｄ０と同一でないかを判断する（ステップＳ４３０）。その結果、ユーザ用公開鍵Ｂ１が、ユーザ用公開鍵Ｂ０または管理者用公開鍵Ｄ０と同一であると判断された場合には（ステップＳ４３０：ＮＯ）、ＣＰＵ１２０は、処理をステップＳ４２０に戻し、再度、ユーザ用公開鍵とユーザ用秘密鍵を生成し直す。

一方、ユーザ用公開鍵Ｂ１が、ユーザ用公開鍵Ｂ０と同一でなく、かつ管理者用公開鍵Ｄ０と同一でない判断された場合には（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２０は、上記ステップＳ４２０で生成したユーザ用公開鍵Ｂ１で、上記ステップＳ４１０で生成した鍵Ａ１を暗号化し、鍵Ａ１Ｂ１を生成し（ステップＳ４４０）、この鍵Ａ１Ｂ１とユーザ用公開鍵Ｂ１とをフラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１に保存する（ステップＳ４５０，Ｓ４６０）。

次に、ＣＰＵ１２０は、上記ステップＳ１７０で生成した管理者用公開鍵Ｄ０で、上記ステップＳ４１０で生成した鍵Ａ１を暗号化し、鍵Ａ１Ｄ０を生成し（ステップＳ４７０）、この鍵Ａ１Ｄ０をフラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１に保存する（ステップＳ４８０）。

以上により、ユーザによるユーザ用パスワードの設定が完了し、この後、ユーザは自らが所望する新たなパスワードを使用してユーザ認証を行うことができる。

なお、本実施例においては、上記ステップＳ４２０において、ユーザ用公開鍵Ｂ１、ユーザ用秘密鍵Ｃ１を新たに生成したが、これは同一の鍵ペアを使用し続けるよりも、ユーザ用パスワードの変更という契機を利用して、新たな鍵ペアに変更した方がセキュリティを向上させることができると考えられるためであり、必ずしも行う必要があるわけではない。新たに生成したユーザ用公開鍵Ｂ１に代えて、図３に示した初期設定のステップＳ１２０において生成したユーザ用公開鍵Ｂ０をそのまま用いてもよい。その場合には、上記ステップＳ４２０，Ｓ４３０は不要となり、上記ステップ４４０で鍵Ａ１Ｂ１に代えて鍵Ａ１Ｂ０を生成することとなる。また、上記ステップＳ４４０〜Ｓ４９０は図３に示した初期設定の変更にあたり、上述の鍵Ａ１Ｂ１、鍵Ａ１Ｄ０は、請求項の新たな第２及び第３の鍵の例である。

（５）管理者認証方法：
図６は、管理者が、管理者モードでＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域１７４の利用または各種設定を行う際の管理者認証の手順を示すフローチャートである。図示する一連の処理は、管理者がＵＳＢフラッシュメモリ１０を管理者用のコンピュータＰＣｍに接続し、コンピュータＰＣｍのモニタに表示される選択画面の中から「管理者モード認証」を選択することで開始される。管理者は、このＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域１７４を利用するためには、以下に説明する管理者認証を経なければならない。なお、図示する例は、この処理に先駆けて、上述のユーザ用パスワードの変更がなされた場合である。この処理が開始されると、ＵＳＢフラッシュメモリ１０のＣＰＵ１２０は、管理者から管理者用の認証鍵である管理者用秘密鍵Ｅ０を受け付ける（ステップＳ６００）。

この処理は、本実施例では、ＣＰＵ１２０がコンピュータＰＣｍのモニタに表示させる指示画面に従い、管理者が、管理者用秘密鍵Ｅ０の保存場所（本実施例においては、図３の初期設定のステップＳ２１０において指定した、コンピュータＰＣｍのハードディスクの所定の場所）を指定し、ＣＰＵ１２０が、その指定された場所に保存された管理者用秘密鍵Ｅ０を読み込んで受け付けることとしたが、これに限るものではない。例えば、管理者がコンピュータＰＣｍのハードディスクの所定の場所に保存された管理者用秘密鍵Ｅ０の内容をコピーして、ＣＰＵ１２０がコンピュータＰＣｍの画面に表示させる指示画面にペーストする操作に応じて、ＣＰＵ１２０が管理者用秘密鍵Ｅ０を受け付ける方法や、管理者が予め紙面に記録した管理者用秘密鍵Ｅ０の内容を入力することで、ＣＰＵ１２０が管理者用秘密鍵Ｅ０を受け付ける方法など、種々の方法が考えられる。

管理者用秘密鍵Ｅ０を受け付けると、ＣＰＵ１２０は、フラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１から、上記ステップＳ４８０で保存された鍵Ａ１Ｄ０を読み出し、この鍵Ａ１Ｄ０を、上記ステップＳ６００で受け付けた管理者用秘密鍵Ｅ０で復号化し、第６の鍵である鍵Ａ１を生成する（ステップＳ６１０）。

鍵Ａ１を生成すると、ＣＰＵ１２０は、フラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１から、上記ステップＳ４６０で保存されたユーザ用公開鍵Ｂ１を読み出し、このユーザ用公開鍵Ｂ１で、上記ステップＳ６１０で生成された鍵Ａ１を暗号化し、第７の鍵である鍵Ａ１Ｂ１を生成する（ステップＳ６２０）。

鍵Ａ１Ｂ１を生成すると、ＣＰＵ１２０は、このステップＳ６２０で生成された鍵Ａ０Ｂ０と、上記ステップＳ４５０でフラッシュメモリ１７０の隠し領域１７１に保存された鍵Ａ１Ｂ１とを照合する（ステップＳ６３０）。

その結果、両鍵が一致しなければ（ステップＳ６３０：ＮＯ）、上記ステップＳ６００で受け付けた管理者用秘密鍵Ｅ０（管理者用認証鍵）が正しくないということであり、ＣＰＵ１２０は、ＵＳＢフラッシュメモリ１０が接続されたコンピュータＰＣｍの画面にエラー表示をさせ（ステップＳ６４０）、ステップＳ６００に戻る。

一方、両鍵が一致すれば（ステップＳ６３０：ＹＥＳ）、上記ステップＳ６００で受け付けた管理者用秘密鍵Ｅ０が正しいということであり、ＣＰＵ１２０は、鍵Ａ１をコンピュータＰＣｍのＲＡＭに保存して（ステップＳ６５０）、管理者操作モードへ移行し（ステップＳ６６０）、管理者モードでの利用者認証を完了する。この管理者操作モードでは、ユーザ操作モードで可能な操作に加えて、ＵＳＢフラッシュメモリ１０に係る各種設定が可能である。なお、鍵Ａ１をコンピュータＰＣｍのＲＡＭに保存するのは、ＵＳＢフラッシュメモリ１０をコンピュータＰＣｍから取り外した場合に、鍵Ａ１をＵＳＢフラッシュメモリ１０内に残さないようにするためであり、ＵＳＢフラッシュメモリ１０のＳＲＡＭ１４０に保存することでもよい。また、この鍵Ａ１は、フラッシュメモリ１７０でデータを暗号化して保存する場合の暗号鍵として使用してもよい（詳細は後述）。

なお、上記の例では、管理者認証を行う前に、図５によるユーザ用パスワードの変更を行って、ユーザ用パスワードＰＷ１を設定しているものとして、上記ステップＳ６１０においては、上記ステップＳ４８０でフラッシュメモリ１７０に保存された鍵Ａ１Ｄ０を読み出し、これを復号化して鍵Ａ１を生成し、これを暗号化してＡ１Ｂ１を生成し、これと上記ステップＳ４５０でフラッシュメモリ１７０に保存された鍵Ａ１Ｂ１とを照合して、管理者認証を行ったが、ユーザが図５によるユーザパスワード変更を行わず、デフォルトのユーザ用仮パスワードＰＷ０のまま、ＵＳＢフラッシュメモリ１０を利用していた場合には、上記ステップＳ１９０でフラッシュメモリ１７０に保存された鍵Ａ０Ｄ０を読み出し、これを復号化して鍵Ａ０を生成し、これを暗号化してＡ０Ｂ０を生成し、これと上記ステップＳ１４０でフラッシュメモリ１７０に保存された鍵Ａ０Ｂ０とを照合して、管理者認証を行うことは勿論である。

なお、上記ステップＳ６１０で生成された鍵Ａ１は、請求項の第６の鍵の例であり、上記ステップＳ６２０で生成された鍵Ａ１Ｂ１は、請求項の第７の鍵の例である。

かかる構成のＵＳＢフラッシュメモリ１０は、ユーザ及び管理者の認証にそれぞれ異なる方法を用いるため、セキュリティ強度を低下させずに複数の利用者の認証を行える。また、管理者が初期設定を行った後に、ユーザの利用に供し、ユーザが自ら所望する新たなパスワードを設定しても、管理者は、自らのコンピュータＰＣｍに保存している管理者用秘密鍵Ｅ０を用いて、管理者認証を行うことができる。したがって、ＵＳＢフラッシュメモリ１０の運用が容易となる。

（６）データの暗号化保存方法：
図７は、ユーザが、ユーザ用コンピュータＰＣｕに保存された所定のデータＤを暗号化して、ＵＳＢフラッシュメモリ１０が備えるフラッシュメモリ１７０のセキュア領域用データ情報領域１８９に保存する手順を示すフローチャートである。図示する一連の処理は、ユーザが、図４のユーザモードでの認証に成功し、ユーザ操作モードへ移行した後、所定の指示、例えば、コンピュータＰＣｕのモニタ上に表示された暗号化領域を示すウィンドウに、フラッシュメモリ１７０に保存したいファイルをドラッグすることで開始される。この処理が開始されると、ＵＳＢフラッシュメモリ１０のＣＰＵ１２０は、ユーザ用コンピュータＰＣｕのＲＡＭから、図４のステップＳ３５０において保存した鍵Ａ０を読み込む（ステップＳ７００）。

鍵Ａ０を読み込むと、ＣＰＵ１２０は、ユーザ用コンピュータＰＣｕから、ＵＳＢコネクタ１８０を介して、フラッシュメモリ１７０に保存したいファイルのデータＤを受け付け、ＳＲＡＭ１４０に保存する（ステップＳ７１０）。

保存したいデータを受け付けると、ＣＰＵ１２０は、上記ステップＳ７００で読み込んだ鍵Ａ０を共通鍵暗号化方式の共通鍵として、ＳＲＡＭ１４０、暗号用回路１５０を用いて、データを暗号化する（ステップＳ７２０）。なお、本実施例では、ユーザ用パスワードＰＷ０から生成された鍵Ａ０を上述の共通鍵として用いたが、これに限られるものではなく、ユーザ用パスワードＰＷ０や鍵Ａ０と関連しない鍵を用いてもよい。

そして、ＣＰＵ１２０は、上記ステップＳ７２０で暗号化されたデータＤをフラッシュメモリ１７０のセキュア領域用データ情報領域１８９に保存する（ステップＳ７３０）。

以上の処理により、ユーザ用コンピュータＰＣｕに保存された所定のデータが、ＵＳＢフラッシュメモリ１０が備えるフラッシュメモリ１７０のセキュア領域用データ情報領域１８９に暗号化されて保存される。なお、上記の例では、図５に示したユーザ用パスワードの変更が行われていない状態で行われたものとして、共通鍵に鍵Ａ０を用いたが、パスワード変更後であれば、当然、鍵Ａ１が用いられることとなる。また、管理者が、管理者モードでの認証に成功し、管理者操作モードへ移行した後に行う場合についても同様である。さらに、図７の手順により暗号化して保存されたデータＤを復号化して、ユーザ用コンピュータＰＣｕに保存する場合についても、同様の流れで、共通鍵Ａ０の読み込み、暗号化データの読み込み、復号化、コンピュータＰＣｕの所定の場所への保存が行われる。

かかる構成のＵＳＢフラッシュメモリ１０は、利用者認証と保存データの暗号化に、公開鍵方式と共通鍵方式の２種類の暗号化方式を用いているために、１種類の暗号化方式を用いる場合と比べて、セキュリティが向上する。また、処理速度の速い共通鍵暗号化方式をデータの暗号化に用い、セキュリティの高い公開鍵暗号化方式を利用者認証用いることで、処理速度と記憶媒体のセキュリティを両立させることができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、本発明の記憶装置は、実施例に示したＵＳＢフラッシュメモリに限らず、外付けハードディスクドライブ、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、ＭＯドライブ、ブルーレイドライブ、メモリカードリーダ等、種々の記憶装置に適用することができる。また、利用者認証方法としての形態でも実現が可能であり、例えば、ノート型コンピュータの利用者認証に適用して、管理者用秘密鍵Ｅ０をＵＳＢフラッシュメモリに保存する態様や、携帯電話の利用者認証に適用して、管理者用秘密鍵Ｅ０をＳＤカードやｍｉｎｉＳＤに保存する態様など、種々の態様が考えられる。

実施例としてのＵＳＢフラッシュメモリ１０の概略構成を示す説明図である。 フラッシュメモリ１７０の内部領域を示す説明図である。 ＵＳＢフラッシュメモリ１０の利用者認証を行うための初期設定の手順を示すフローチャートである。 ユーザがユーザモードでＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域１７４の利用を行う際の利用者認証の手順を示すフローチャートである。 ユーザがユーザモードでＵＳＢフラッシュメモリ１０のユーザ用パスワードの変更を行う際の手順を示すフローチャートである。 管理者が管理者モードでＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域１７４の利用または各種設定を行う際の管理者認証の手順を示すフローチャートである。 ユーザがユーザ用コンピュータＰＣｕに保存された所定のデータＤを暗号化してＵＳＢフラッシュメモリ１０のセキュア領域用データ情報領域１８９に保存する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…ＵＳＢフラッシュメモリ
１１０…汎用入出力ポート
１２０…ＣＰＵ
１３０…ＲＯＭ
１４０…ＳＲＡＭ
１５０…暗号用回路
１６０…内部インターフェース
１７０…フラッシュメモリ
１７１…隠し領域
１７２…フリー領域
１７４…セキュア領域
１８１…フリー領域用マスターブートレコード領域
１８２…フリー領域用パーティション情報領域
１８３…フリー領域用ファイルシステム情報領域
１８４…フリー領域用データ情報領域
１８６…セキュア領域用マスターブートレコード領域
１８７…セキュア領域用パーティション情報領域
１８８…セキュア領域用ファイルシステム情報領域
１８９…セキュア領域用データ情報領域
１９０…ＵＳＢコネクタ
２００…電圧制御部

Claims (9)

1. 暗号化手段を用いて、利用者の認証を行える記憶装置であって、
   所定の公開鍵と秘密鍵とを生成し、該公開鍵により暗号化を行い、該秘密鍵により復号化を行う公開鍵暗号化手段と、
   前記記憶装置の利用者が入力する、前記記憶装置のユーザ用の識別情報を受け付けるユーザ用識別情報受付手段と、
   前記利用者の認証を行うための初期設定として、前記公開鍵暗号化手段を用いて、前記ユーザ用の公開鍵と、前記記憶装置の管理者用の公開鍵と秘密鍵とを生成するとともに、前記管理者の入力に応じて前記ユーザ用識別情報受付手段により受け付けられたユーザ用の識別情報をもとに第１の鍵を生成し、該第１の鍵を前記ユーザ用の公開鍵で暗号化した第２の鍵と、前記管理者用の公開鍵で暗号化した第３の鍵とを生成し、前記ユーザ用の公開鍵と前記管理者用の公開鍵と前記第２の鍵と前記第３の鍵とを、前記記憶装置が備え、または前記記憶装置に接続され、所望のデータを記憶させるための第１の記憶媒体に記憶させる初期設定手段と、
   前記ユーザの入力に応じて前記ユーザ用識別情報受付手段により受け付けられたユーザ用の識別情報をもとに第４の鍵を生成し、前記公開鍵暗号化手段を用いて、該第４の鍵を前記記憶されたユーザ用の公開鍵で暗号化して、第５の鍵を生成し、該第５の鍵と前記記憶された第２の鍵とを照合して、ユーザが少なくとも前記第１の記憶媒体にアクセス可能とするためのユーザの認証を行うユーザ認証手段と、
   前記管理者の操作に応じて、前記管理者用の秘密鍵を受け付ける管理者用秘密鍵受付手段と、
   前記公開鍵暗号化手段を用いて、前記管理者用秘密鍵受付手段により受け付けられた管理者用の秘密鍵で前記記憶された第３の鍵を復号化して第６の鍵を生成し、該第６の鍵を前記記憶されたユーザ用公開鍵で暗号化して第７の鍵を生成し、該第７の鍵と前記記憶された第２の鍵とを照合して、前記管理者が、前記第１の記憶媒体にアクセス可能とするとともに、前記第１の記憶媒体に係る各種設定を設定可能とするための管理者認証を行う管理者認証手段と
   を備えた記憶装置。
2. 請求項１記載の記憶装置であって、
   前記第１の記憶媒体は、所定のプログラムでしかアクセスできない隠し領域を備え、
   前記初期設定手段は、前記ユーザ用の公開鍵と前記管理者用の公開鍵と前記第２の鍵と前記第３の鍵とを前記隠し領域に記憶させる
   記憶装置。
3. 請求項１または請求項２記載の記憶装置であって、
   前記初期設定手段は、更に、前記管理者用の秘密鍵を前記記憶装置と接続された第２の記憶媒体に記憶させ、
   前記管理者用秘密鍵受付手段は、前記管理者の、前記管理者用の秘密鍵が記憶された場所を指定する操作に応じて、前記管理者用の秘密鍵を受け付ける
   記憶装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか記載の記憶装置であって、
   更に、前記ユーザ認証が行われた後に、前記ユーザ用の識別情報を変更するために、前記ユーザの入力に応じて、新たなユーザ用の識別情報を受け付ける新ユーザ用識別情報受付手段と、
   前記新ユーザ用識別情報受付手段が前記新たなユーザ用の識別情報を受け付けた時には、前記初期設定手段を用いて、前記新たなユーザ用の識別情報をもとに、少なくとも前記第１ないし第３の鍵を生成し直し、該生成し直した新たな第２の鍵及び新たな第３の鍵を前記第１の記憶媒体に記憶させて、初期設定を変更する初期設定変更手段と
   を備えた記憶装置。
5. 請求項４記載の記憶装置であって、
   前記初期設定変更手段は、前記新ユーザ用識別情報受付手段が前記新たなユーザ用の識別情報を受け付けた時には、前記初期設定手段を用いて、前記新たなユーザ用の識別情報をもとに、前記第１ないし第３の鍵と、前記ユーザ用の公開鍵とを生成し直し、該生成し直した新たな第２の鍵と新たな第３の鍵と新たなユーザ用の公開鍵とを前記第１の記憶媒体に記憶させて、初期設定を変更する
   記憶装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか記載の記憶装置であって、
   更に、所定の共通鍵を生成し、該共通鍵により暗号化及び復号化を行う共通鍵暗号化手段と、
   前記所望のデータを、前記第１の鍵を前記共通鍵暗号化手段の共通鍵として利用して暗号化して、前記第１の記憶媒体に入力するデータ入力手段と、
   前記データ入力手段により暗号化して入力された所望のデータを、前記第１の鍵を前記共通鍵暗号化手段の共通鍵として利用して復号化して、前記第１の記憶媒体から出力するデータ出力手段と
   を備えた記憶装置。
7. 請求項１ないし請求項６記載の記憶装置であって、
   前記第１の記憶媒体は、前記ユーザ認証または前記管理者認証が行われる前において、アクセス可能な記憶領域を備えた
   記憶装置。
8. 請求項１ないし請求項７記載の記憶装置であって、
   前記第１の記憶媒体は、前記ユーザ認証または前記管理者認証が行われた後にのみ、アクセス可能な記憶領域を備えた
   記憶装置。
9. 公開鍵暗号化手段を用いて、利用者が所定の装置を利用可能とするために利用者の認証を行う利用者認証方法であって、
   前記利用者の認証を行うための初期設定として、前記装置が、該装置のユーザ用の公開鍵と、管理者用の公開鍵と秘密鍵とを生成すると共に、前記装置の管理者の入力に応じて前記ユーザ用の識別情報を受け付けて、該ユーザ用の識別情報をもとに第１の鍵を生成し、該第１の鍵を前記ユーザ用の公開鍵で暗号化した第２の鍵と、前記管理者用の公開鍵で暗号化した第３の鍵とを生成し、前記ユーザ用の公開鍵と前記管理者用の公開鍵と前記第２の鍵と前記第３の鍵とを、前記装置が備えた、または前記装置に接続された記憶媒体に記憶させ、
   前記ユーザが前記装置の機能の少なくとも一部を利用可能とするためにユーザ認証を行う際には、前記ユーザの入力に応じて前記ユーザ用の識別情報を受け付けて、該ユーザ用の識別情報をもとに第４の鍵を生成し、該第４の鍵を前記記憶されたユーザ用の公開鍵で暗号化して、第５の鍵を生成し、該第５の鍵と前記記憶された第２の鍵とを照合して、認証を行い、
   前記管理者が前記装置の機能を利用可能とするために管理者の認証を行う際には、前記管理者の操作に応じて管理者用の秘密鍵を受け付け、該管理者用の秘密鍵で前記記憶された第３の鍵を復号化して第６の鍵を生成し、該第６の鍵を前記記憶されたユーザ用公開鍵で暗号化して第７の鍵を生成し、該第７の鍵と前記記憶された第２の鍵とを照合して、認証を行う
   利用者認証方法。

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