JP5101126B2

JP5101126B2 - 耐タンパーデバイス、時刻情報提供装置及び情報状態制御システム並びに情報状態制御方法

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Publication number: JP5101126B2
Application number: JP2007037106A
Authority: JP
Inventors: 信行杉尾; 浩三野秋; 高康山口; 憲嗣大崎; 博青野; 節之本郷
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: JP2008205646A

Description

本発明は、時刻に応じて情報の状態を制御する耐タンパーデバイス、時刻情報提供装置及び情報状態制御システム並びに情報状態制御方法に関する。

従来の情報状態制御技術では、耐タンパーモジュール（ＴＲＭ：ＴａｍｐｅｒＲｅｓｉｓｔａｎｔＭｏｄｕｌｅ）内の情報は、モジュールがもつ耐タンパー性によってアクセスが制限され、これが接続されている装置のみによって情報の状態が制御される。ここで、耐タンパー性とは、暗号モジュールに対する攻撃（タンパー）から、暗号モジュール内の秘密情報を守秘したり、機能の改変を困難としたりする性質のことをいう。耐タンパーモジュールとは、暗号化・復号・署名生成のための鍵をはじめとする秘密情報や秘密情報の処理メカニズムを外部から不当に観測・改変することや秘密情報を処理するメカニズムを不当に改変することが極めて困難であるように意図して作られたハードウェアやソフトウェアのモジュールのことをいう。

近年では、演算機能を有して電源を持たない耐タンパーモジュール、例えばＩＣカード等が普及しているが、ＩＣカード内で時刻管理は行っておらず、時刻に基づく情報制御は、外部から与えられる時刻情報を信頼して即時的に適用することで実現されている。

例えば、計算機におけるリムーバブルメディア上のコンテンツを対象として使用期限に応じた利用可否を制御しコンテンツの不正アクセスを防止するシステムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−８５３６０号公報

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

上述した耐タンパーモジュールは時計機能を備えていない。このため、その内部の情報、例えばコンテンツを使用期限に応じて制御しようとした場合、耐タンパーモジュールの外にあるクロックデバイスやＮＴＰ（ＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）サーバに、そのコンテンツを利用するたびに時刻を確認する必要がある。

耐タンパーモジュールの外にあるクロックデバイスに時間を確認するようにした場合には、クロックデバイスの時刻が正しいとは限らず、また時刻が詐称される虞がある。すなわち、モジュールが接続されている装置の時刻は、しばしば利用者によって変更・詐称され得るので、装置から提供される時刻を信頼することもできず、正しい時刻に基づく情報状態制御ができないという問題がある。

一方、ＮＴＰサーバに時刻を確認するようにした場合には、オフラインではＮＴＰサーバに接続できないため、耐タンパーモジュールは、常にネットワークに接続されていなければならない。この場合、移動通信環境の場合には、信頼できる時刻サーバに常時接続できるとは限らない問題がある。

そこで本発明は、上記問題のうち少なくとも１つを解決するためになされたものであり、正しい時刻に基づいて情報に対する処理を制御することができる耐タンパーデバイス、時刻情報提供装置及び情報状態制御システム並びに情報状態制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の耐タンパーデバイスは、
演算機能を備える耐タンパーデバイスであって、
自耐タンパーデバイスに対するアクセスに基づいて、時刻情報提供装置から時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスが管理する時刻を校正する時刻校正手段と、
前記校正した時刻を用いて、自耐タンパーデバイスに格納された情報に対する処理を制御する制御手段と
を備え、
前記時刻データ取得手段は、前記アクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、前記耐タンパーデバイスのＩＤと、前記時刻情報提供装置と共有し、且つ該時刻情報提供装置が前記耐タンパーデバイスの正当性を検証する際に使用する秘密鍵とにより、前記時刻情報提供装置に対して自耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成し、
前記時刻情報提供装置により、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性が検証され、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことが確認されることにより前記耐タンパーデバイスの認証処理が行われ、該認証処理の結果に従って、時刻データが取得され、該時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証が要求され、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージが生成され、
前記時刻校正手段は、前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一か否かを検証し、
前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一である場合に、取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスにより管理される時刻を校正する。

このように構成することにより、耐タンパーデバイスとしての耐タンパーモジュール内の演算機能を用いて時刻を管理できる。具体的には、モジュール起動の際に、信頼できる時刻情報提供装置（時刻サーバ）から取得した時刻データで、自モジュールが管理する時刻を校正し、該校正を行った時刻を用いてモジュール内に格納されている情報に対する処理を制御することにより、情報の状態を自律的に管理できる。

本発明の時刻情報提供装置は、
演算機能を備える耐タンパーデバイスが、該耐タンパーデバイスに対するアクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、前記耐タンパーデバイスのＩＤと、前記耐タンパーデバイスと時刻情報提供装置との間で共有される秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを送信し、
前記時刻情報提供装置は、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性を検証し、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことを確認することにより前記耐タンパーデバイスの認証処理を行う認証処理手段と、
前記認証処理の結果にしたがって、時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データを前記耐タンパーデバイスに通知する通知手段と
を備え、
前記通知手段は、取得した時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証を要求し、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを生成する。

このように構成することにより、耐タンパーデバイスにより送信された認証要求及び時刻データ要求メッセージに基づいて、時刻データを提供できる。

本発明の情報状態制御システムは、
演算機能を備える耐タンパーデバイスと、前記耐タンパーデバイスに時刻情報を提供する時刻情報提供装置とを備える情報状態制御システムであって、
前記耐タンパーデバイスは、
自耐タンパーデバイスに対するアクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、自耐タンパーデバイスのＩＤと、前記時刻情報提供装置との間で共有する秘密鍵とにより、前記時刻情報提供装置に対して自耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成し、該認証要求及び時刻データ要求メッセージに対する応答信号に含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一か否かを検証することにより、前記時刻情報提供装置から時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスにより管理される時刻を校正する時刻校正手段と、
前記校正された時刻を用いて、自耐タンパーデバイスに格納された情報に対する処理を制御する制御手段と
を備え、
前記時刻情報提供装置は、
前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性を検証し、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことを確認することにより前記耐タンパーデバイスの認証処理を行う認証処理手段と、
前記認証処理の結果にしたがって、時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵により、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証を要求し、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを生成し、取得した時刻データを前記耐タンパーデバイスに通知する通知手段と
を備える。

本発明の情報状態制御方法は、
演算機能を備える耐タンパーデバイスにおける情報状態制御方法であって、
演算部が、自耐タンパーデバイスに対するアクセスに基づいて、時刻情報提供装置から時刻データを取得する時刻データ取得ステップと、
前記演算部が、取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスが管理する時刻を校正する時刻校正ステップと、
前記演算部が、前記校正した時刻を用いて、自耐タンパーデバイスに格納された情報に対する処理を制御する制御ステップと
を有し、
前記時刻データ取得ステップでは、前記演算部は、前記アクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、前記耐タンパーデバイスのＩＤと、前記時刻情報提供装置と共有し、且つ該時刻情報提供装置が前記耐タンパーデバイスの正当性を検証する際に使用する秘密鍵とにより、前記時刻情報提供装置に対して自耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成し、
前記時刻情報提供装置により、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性が検証され、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことが確認されることにより前記耐タンパーデバイスの認証処理が行われ、該認証処理の結果に従って、時刻データが取得され、該時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証が要求され、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージが生成され、
前記時刻校正ステップでは、前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一か否かを検証し、
前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一である場合に、取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスにより管理される時刻を校正する。

このようにすることにより、耐タンパーデバイスとしての耐タンパーモジュール内の演算機能を用いて時刻を管理できる。具体的には、モジュール起動の際に、信頼できる時刻情報提供装置（時刻サーバ）から取得した時刻データで、自モジュールが管理する時刻を校正し、該校正を行った時刻を用いてモジュール内に格納されている情報に対する処理を制御することにより、情報の状態を自律的に管理できる。

本発明の実施例によれば、正しい時刻に基づいて情報に対する処理を制御することができる耐タンパーデバイス、時刻情報提供装置及び情報状態制御システム並びに情報状態制御方法を実現できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例に係る耐タンパーデバイス及び時刻情報提供装置が適用される情報状態制御システムの構成について、図１を参照して説明する。

本実施例においては、一例として、移動機１１００に接続された耐タンパーデバイスとしての耐タンパーモジュール１２００に格納された情報に対し、予め設定された期限を過ぎてアクセスされた場合に、当該情報を削除する処理が行われる場合について説明する。

本実施例に係る情報状態制御システムは、移動機１１００と、該移動機１１００に接続された耐タンパーモジュール１２００と、時刻情報提供装置としての時刻サーバ１４００とから構成される。移動機１１００と時刻サーバ１４００とは移動通信網１３００を介して有線又は無線により接続される。

耐タンパーモジュール１２００は、移動機１１００が備える通信機能を用いて、時刻サーバ１４００に対して、自耐タンパーモジュールの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを送付する（認証＆時刻データ要求）。該認証要求及び時刻データ要求メッセージを受信した時刻サーバ１４００は、耐タンパーモジュール１２００を認証した上で、耐タンパーモジュール１２００に対して自時刻サーバ１４００の認証を要求し、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを返す（認証＆時刻データ応答）。

認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを受信した耐タンパーモジュール１２００は、時刻サーバ１４００を認証した上で、時刻サーバ１４００から送信された認証要求応答及び時刻データ要求応答に含まれる時刻情報（時刻データ）を用いて、情報に対する処理を制御することにより、情報の状態を制御する。

次に、耐タンパーモジュール１２００について、図２を参照して説明する。図２は、耐タンパーモジュール１２００の構成の一例を示す。

耐タンパーモジュール１２００は、検出手段としての電源印加検出部１２１０と、時刻データ取得手段及び制御手段としての演算部１２２０と、記憶部１２３０と、時刻校正手段としての時計関数部１２４０と、通信制御部１２５０とを備える。

電源印加検出部１２１０は、耐タンパーモジュール１２００に対するアクセスを検出する。例えば、電源印加検出部１２１０は、電源（電圧）が印加されたか否かを検出することによりアクセスされたか否かを判断する。電源印加検出部１２１０は、自耐タンパーモジュール１２００に対するアクセス、すなわち電源（電圧）が印加されたことを検出すると、演算部１２２０に対して、時刻サーバ１４００の認証を行うための認証要求メッセージ及び時刻サーバ１４００に対して時刻データを要求する時刻データ要求メッセージを生成する命令を入力する。また、電源印加検出部１２１０は、時刻合わせを要求する時刻合せ要求信号が検出されたか否かによりアクセスされたか否かを判断するようにしてもよい。ここで、時刻合わせ要求には、操作者による自耐タンパーモジュール１２００に対する時刻合わせ要求及び自耐タンパーモジュール１２００が接続された装置（移動機）による時刻合わせ要求を含む。

演算部１２２０は、電源印加検出部１２１０により入力された認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成する命令に基づいて、記憶部１２３０に記憶されている前回使用されたシーケンス番号ＳＱＮ（ＳｅｑｕｅｎｃｅＮｕｍｂｅｒ）_ＯＬＤ及び乱数ｎｏｎｃｅ_ＯＬＤを呼び出す。また、演算部１２２０は、呼び出したシーケンス番号ＳＱＮ_ＯＬＤ及び乱数ｎｏｎｃｅ_ＯＬＤに基づいて、新たなシーケンス番号及び乱数ｎｏｎｃｅを生成し、生成したシーケンス番号ＳＱＮ及び乱数ｎｏｎｃｅを記憶部１２３０へ格納する。

また、演算部１２２０は、生成したシーケンス番号ＳＱＮ及び乱数ｎｏｎｃｅとを用いて認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成し、生成した認証要求及び時刻データ要求メッセージを通信制御部１２５０へ入力する。通信制御部１２５０は、入力された認証要求及び時刻データ要求メッセージを、移動通信網１３００を介して時刻サーバ１４００へ送出する。

その後、通信制御部１２５０は、時刻サーバ１４００から送信される認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを受信するまで待機する。

通信制御部１２５０は、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを受信すると、受信した認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを演算部１２２０へ入力する。

演算部１２２０は、入力された認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに基づいて、その認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号ＳＱＮと、記憶部１２３０に格納されているシーケンス番号ＳＱＮとを突合、すなわち突き合わせて調べることにより、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号ＳＱＮの正当性を検証する。すなわち、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号ＳＱＮが、記憶部１２３０に格納されているシーケンス番号ＳＱＮにあるか否かを調べることにより、ある場合に認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号ＳＱＮが正当であると判断する。

演算部１２２０は、シーケンス番号ＳＱＮの正当性が検証できた場合には、時刻データ要求応答メッセージに含まれる時刻情報（時刻データ）を抽出し、該時刻情報を時計関数部１２４０へ入力する。

時計関数部１２４０は、時計の機能を備え、時刻を演算機能により管理する。時計関数部１２４０は、演算部１２２０により時刻情報が入力された場合、管理する時刻と入力された時刻情報とを同期させることにより、入力された時刻情報に管理する時刻を合わせる。このようにして、自タンパーモジュールで管理する時刻の校正を行う。

以後、演算部１２２０は、記憶部１２３０に格納された制御対象情報にアクセスがあると、そのアクセス対象の制御対象情報に設定されている有効期限と時計関数部１２４０により管理されている校正された時刻とを照合して、アクセス対象の制御対象情報の有効期限が過ぎている場合には、当該制御対象情報を削除し、アクセスを無効とする。

次に、耐タンパーモジュール１２００により行われる時刻合わせ処理について、図３を参照して詳細に説明する。

耐タンパーモジュール１２００は、電源印加検出部１２１０において、電源（電圧）の印加及び／又は時刻合せ要求が検出されたか否かを判断する（ステップＳ３１１０）。

電源の印加及び／又は時刻合せ要求が検出された場合（ステップＳ３１１０：ＹＥＳ）、演算部１２２０は時刻合せ完了フラグＦ_ｔの値を０にセットする（ステップＳ３１２０）。一方、電源の印加及び／又は時刻合せ要求が検出されない場合（ステップＳ３１１０：ＮＯ）、初期状態に戻る。

次に、演算部１２２０は、記憶部１２３０に格納されている前回用いたシーケンス番号ＳＱＮ_ＯＬＤを１インクリメントして新たなシーケンス番号ＳＱＮを生成し（ステップＳ３１３０）、併せて、前回用いた乱数ｎｏｎｃｅ_ＯＬＤに基づいて新たな乱数ｎｏｎｃｅを生成する（ステップＳ３１４０）。

次に、演算部１２２０は、新たに生成したシーケンス番号ＳＱＮと乱数ｎｏｎｃｅに加え、耐タンパーモジュール発行時に各モジュールに対して一意に付与されたＩＤ情報、ならびに、時刻サーバ１４００と共有する秘密鍵Ｓ_Ｋにより、式（１）に示す認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成する（ステップＳ３１５０）

式（１）において、「｜｜」はデータの連接を示し、記号（２）は排他的論理和を示す。

式（１）は、認証要求及び時刻データ要求メッセージとして、シーケンス番号ＳＱＮと乱数ｎｏｎｃｅの連接データと、秘密鍵Ｓ_Ｋとの排他的論理和を計算し、ＩＤ情報と、計算された排他的論理和と、ＩＤ情報と乱数ｎｏｎｃｅとをハッシュ関数で演算したものとの連接データを生成することを示している。

演算部１２２０は、生成した認証要求及び時刻データ要求メッセージを、通信制御部１２５０を介して時刻サーバ１４００へ送信する（ステップＳ３１６０）。

その後、演算部１２２０は、時刻サーバ１４００からの応答（認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージ）が予め設定された待ち時間の間に受信されたか否かを判断する（ステップＳ３１７０）。

時刻サーバ１４００からの応答が予め設定された待ち時間の間に受信された場合（ステップＳ３１７０：ＹＥＳ）、演算部１２２０は、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号ＳＱＮが、先に送信したものと同一であるか否かを検証する（ステップＳ３１８０）。一方、時刻サーバ１４００からの応答が予め設定された待ち時間の間に受信されない場合（ステップＳ３１７０：ＮＯ）、初期状態に戻る。

認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号ＳＱＮが、先に送信したものと同一である場合（ステップＳ３１８０：ＹＥＳ）、演算部１２２０は、シーケンス番号ＳＱＮの検証に成功したと判断し、上述した時刻合せ処理を行うとともに、時刻合せ完了フラグＦ_ｔの値を１にセットして（ステップＳ３１９０）、初期状態に戻る。一方、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号ＳＱＮが、先に送信したものと同一でない場合（ステップＳ３１８０：ＮＯ）、初期状態へと戻る
次に、時刻合せ処理が完了した後に耐タンパーモジュール１２００において行われる情報状態管理処理について、図４を参照して詳細に説明する
耐タンパーモジュール１２００は、演算部１２２０において、モジュール内部の制御対象情報へのアクセスがあったか否かを判断する（ステップＳ４１１０）。具体的には、演算部１２２０は、モジュール内部の制御対象情報のヘッダに含まれる制御対象であることを示す情報から、アクセスの対象となる情報が制御対象情報であるか否かを確認する。

制御対象情報へのアクセスでない場合（ステップＳ４１１０：ＮＯ）、演算部１２２０は、そのアクセスの対象となる情報へアクセスを行う（ステップＳ４１５０）。一方、制御対象情報へのアクセスである場合（ステップＳ４１１０：ＹＥＳ）、演算部１２２０は、時刻合せ完了フラグＦ_ｔの値が１になっているか否かを確認する（ステップＳ４１２０）。

時刻合せ完了フラグＦ_ｔの値が１である場合（ステップＳ４１２０：ＹＥＳ）、演算部１２２０は、記憶部１２３０に格納されたその制御対象情報のヘッダに含まれる有効期限情報と、時計関数部１２４０により管理されている時刻に基づいて、制御対象情報の削除期限（有効期限）が経過しているか否かを確認する（ステップＳ４１３０）。記憶部１２３０に格納される情報のヘッダには、制御対象情報であるか否かを示す情報、有効期限を示す情報が含まれる。一方、時刻合せ完了フラグＦ_ｔの値が１でない場合（ステップＳ４１２０：ＮＯ）、演算部１２２０は、当該制御対象情報へのアクセスを行わずに終了する。

制御対象情報の削除期限を超えている場合（ステップＳ４１３０：ＹＥＳ）、演算部１２２０は、その制御対象情報を削除し（ステップＳ４１４０）、アクセスは行わない。一方、制御対象情報の削除期限を超えていない場合（ステップＳ４１３０：ＮＯ）、演算部１２２０は、その制御対象情報へのアクセスを行う（ステップＳ４１５０）。

次に、本発明の実施例に係る時刻サーバ１４００について、図５を参照して説明する。

本実施例に係る時刻サーバ１４００は、時刻管理部１４１０と、認証処理手段及び時刻データ取得手段としての演算部１４２０と、記憶部１４３０と、通知手段としての通信制御部１４４０とを備える。

通信制御部１４４０は、移動通信網１３００を介して耐タンパーモジュール１２００から認証要求及び時刻データ要求メッセージを受信すると、同メッセージを演算部１４２０へ入力する。

演算部１４２０は、入力された認証要求及び時刻データ要求メッセージに基づいて、その認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるＩＤに基づいて記憶部１４３０に格納されている秘密鍵Ｓ_Ｋを呼び出す。記憶部１４３０には、秘密鍵Ｓ_ｋと耐タンパーモジュールのＩＤとが対応付けられて記憶されている。そして、演算部１４２０は、秘密鍵Ｓ_Ｋにより認証要求及び時刻データ要求メッセージに対して排他的論理和演算を行うことにより乱数ｎｏｎｃｅを抽出し、ハッシュ関数を用いてＩＤの正当性を検証する。

また、演算部１４２０は、記憶部１４３０に格納されている過去のシーケンス番号と認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号とを照合し、同様のシーケンス番号がないことを確認し、繰り返し攻撃でないことを確認した上で、時刻管理部１４１０から時刻情報を読み出し、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを生成し、生成した認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを通信制御部１４４０へ入力する。

通信制御部１４４０は、入力された認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを、移動通信網１３００を介して、耐タンパーモジュール１２００へ送出する。

次に、時刻サーバ１４００において行われる時刻情報提供処理について、図６を参照して詳細に説明する。

時刻サーバ１４００は、通信制御部１４４０において、認証要求及び時刻データ要求メッセージが受信されたか否かを判断する（ステップＳ６１１０）。

認証要求及び時刻データ要求メッセージが受信された場合（ステップＳ６１１０：ＹＥＳ）、演算部１４２０は、同メッセージに含まれるＩＤが正当なＩＤであるか否かの検証を行う（ステップＳ６１２０）。一方、認証要求及び時刻データ要求メッセージが受信されない場合（ステップＳ６１１０：ＮＯ）、初期状態に戻る。

検証の結果、ＩＤが正当でないと判断された場合（ステップＳ６１２０：ＮＯ）、演算部１４２０は、受信した認証要求及び時刻データ要求メッセージを破棄し、待ち受け状態に戻る。一方、正当なＩＤであることが検証できた場合（ステップＳ６１２０：ＹＥＳ）、演算部１４２０は、受信した認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と記憶部１４３０に記憶された過去に用いられたシーケンス番号とを照合して、繰り返し攻撃でないことを検証する（ステップＳ６１３０）。例えば、過去に用いられたシーケンス番号と同一であり、繰り返し攻撃であると検証された場合（ステップＳ６１３０：ＮＯ）、演算部１４２０は、受信した認証要求及び時刻データ要求メッセージを破棄し、待ち受け状態に戻る。一方、繰り返し攻撃ではないことが検証できた場合（ステップＳ６１３０：ＹＥＳ）、時刻管理部１４１０は、時刻情報を発行する（ステップＳ６１４０）。

次に、演算部１４２０は、式（３）に示す認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを生成し、耐タンパーモジュール１２００へ送信する（ステップＳ６１５０）。

式（３）は、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージとして、時間情報とシーケンス番号ＳＱＮの連接データと乱数ｎｏｎｃｅとの排他的論理和を計算し、さらに、計算された排他的論理和と秘密鍵Ｓ_Ｋとの排他的論理和を計算することを示している。

次に、耐タンパーモジュール１２００と、時刻サーバ１４００との間の、認証及び時刻データ授受のシーケンスについて、図７を参照して説明する。

本実施例では、予め、耐タンパーモジュール１２００と時刻サーバ１４００との間で秘密鍵Ｓ_Ｋが共有されていること、耐タンパーモジュール１２００側には前回用いたシーケンス番号ＳＱＮ_ＯＬＤがレジスタに保存されていること、時刻サーバ１４００側には一定回数分の過去のシーケンス番号ＳＱＮ_ＯＬＤが格納されていること、耐タンパーモジュール１２００側は乱数（ｎｏｎｃｅ）生成関数と、時計関数とを備えていることを前提として説明する。

耐タンパーモジュール１２００は、移動機１１００を介して、電源が印加されたことの検出及び／又は時刻合せ要求を受け取る。

耐タンパーモジュール１２００は、シーケンス番号ＳＱＮの生成及び乱数ｎｏｎｃｅの生成を行う（ステップＳ７１１０、ステップＳ７１２０）。

耐タンパーモジュール１２００は、式（４）に示す認証要求及び時刻データ要求メッセージを時刻サーバ１４００へ送信する（ステップＳ７１３０）。

式（４）は、認証要求及び時刻データ要求メッセージとして、シーケンス番号ＳＱＮと乱数ｎｏｎｃｅの連接データと、秘密鍵Ｓ_Ｋとの排他的論理和を計算し、ＩＤ情報と、計算された排他的論理和と、ＩＤ情報と乱数ｎｏｎｃｅとをハッシュ関数で演算したものとの連接データを生成することを示している。

時刻サーバ１４００は、認証要求及び時刻データ要求メッセージを受信すると、ＩＤ情報とシーケンス番号ＳＱＮの正当性確認を行う（ステップＳ７１４０、ステップＳ７１５０）。例えば、認証要求及び時刻データ要求メッセージに基づいて、耐タンパーモジュールの公開鍵によりｎｏｎｃｅを復号し、復号されたｎｏｎｃｅが、時刻サーバ１４００が備える乱数生成関数により生成したｎｏｎｃｅと同じか否かを判断し、同じである場合、耐タンパモジュールは認証される。また、ＩＤ情報と乱数ｎｏｎｃｅとをハッシュ関数で演算し、その演算結果と、認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるハッシュ値Ｈ（ＩＤ，ｎｏｎｃｅ）とを比較することにより、同じである場合にＩＤが正当であると判断する。

次に、時刻サーバ１４００は、ＩＤ情報とシーケンス番号ＳＱＮの正当性が確認できた場合に、時刻情報（時間情報）を発行し（ステップＳ７１６０）、式（５）に示す認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを、耐タンパーモジュール１２００へ送信する（ステップＳ７１７０）。

式（５）は、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージとして、時間情報とシーケンス番号ＳＱＮの連接データと、乱数ｎｏｎｃｅとの排他的論理和を計算し、さらに、計算された排他的論理和と秘密鍵Ｓ_Ｋとの排他的論理和を計算することを示している。

耐タンパーモジュール１２００は、認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに基づいて、シーケンス番号ＳＱＮの正当性検証を行う（ステップＳ７１８０）
耐タンパーモジュール１２００は、シーケンス番号ＳＱＮの正当性が確認できた場合に、時刻データ要求応答メッセージから時刻情報を抽出する（ステップＳ７１９０）。

耐タンパーモジュール１２００は、時計関数部１２４０において、時刻合せを行う（ステップＳ７２００）。

以後、移動機１１００を介して耐タンパーモジュール１２００内部に格納された情報へアクセスがあった場合（ステップＳ７２１０）、そのアクセス対象の情報が制御対象情報であれば、その制御対象情報の有効期限に基づいて、削除するか否かを判定する（ステップＳ７２２０）。

削除対象である場合（ステップＳ７２２０：ＹＥＳ）、その情報を削除する（ステップＳ７２４０）。一方、削除対象でない場合（ステップＳ７２２０：ＮＯ）、その情報を、移動機を介して送信する（ステップＳ７２３０）。

このようにすることにより、有効期限を過ぎた情報を削除することができ、有効期限以内の情報については、情報へのアクセスを許可することができる。

なお、本実施例では、有効期限を過ぎた情報を削除する場合を例にとって説明したが、削除以外にも、情報の複製や移動、変更などの処理も可能である。また、耐タンパーモジュール内に格納されている情報を対象に説明を行ったが、暗号化されて、耐タンパーモジュールの外にある情報を、耐タンパーモジュール内に格納されている鍵で復号することも同様の方法で実現できる。

また、電源（電圧）の印加及び／又は時刻合せ要求が検出された場合に時刻サーバに時刻データを要求する場合について説明したが、所定の周期で、時刻データを要求するようにしてもよい。

本発明の実施例によれば、耐タンパーモジュール内に時計機能を備えることにより、その内部の情報を使用期限に応じて制御する場合に、耐タンパーモジュールの外にあるクロックデバイスやＮＴＰ（ＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）サーバに、そのコンテンツを利用するたびに時刻を確認する必要がない。また、情報（ライセンス等）の期限管理など、演算機能を有して電源を持たない耐タンパーモジュールのメモリ内に格納された情報を、信頼できる外部サーバの時刻情報により校正された時刻に基づいて管理することが可能となる。

上述した実施例においては、耐タンパーモジュールがハードウエアモジュールにより構成される場合について説明したが、ソフトウエアモジュールとして構成するようにしてもよい。

本発明の実施例に係る情報状態制御装置が適用される情報状態制御システムを示す説明図である。本発明の一実施例に係る耐タンパーモジュールを示す部分ブロック図である。本発明の一実施例に係る耐タンパーモジュールの動作を示すフロー図である。本発明の一実施例に係る耐タンパーモジュールの動作を示すフロー図である。本発明の一実施例に係る時刻サーバを示す部分ブロック図である。本発明の一実施例に係る時刻サーバの動作を示すフロー図である。本発明の一実施例に係る耐タンパーモジュールと時刻サーバとの間で行われる認証処理と時刻データ授受処理を示すシーケンス図である。

符号の説明

１１００移動機
１２００耐タンパーモジュール
１２１０電源印加検出部
１２２０演算部
１２３０記憶部
１２４０時計関数部
１２５０通信制御部
１３００移動通信網
１４００時刻サーバ
１４１０時刻管理部
１４２０演算部
１４３０記憶部
１４４０通信制御部

Claims

演算機能を備える耐タンパーデバイスであって、
自耐タンパーデバイスに対するアクセスに基づいて、時刻情報提供装置から時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスが管理する時刻を校正する時刻校正手段と、
前記校正した時刻を用いて、自耐タンパーデバイスに格納された情報に対する処理を制御する制御手段と
を備え、
前記時刻データ取得手段は、前記アクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、前記耐タンパーデバイスのＩＤと、前記時刻情報提供装置と共有し、且つ該時刻情報提供装置が前記耐タンパーデバイスの正当性を検証する際に使用する秘密鍵とにより、前記時刻情報提供装置に対して自耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成し、
前記時刻情報提供装置により、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性が検証され、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことが確認されることにより前記耐タンパーデバイスの認証処理が行われ、該認証処理の結果に従って、時刻データが取得され、該時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証が要求され、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージが生成され、
前記時刻校正手段は、前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一か否かを検証し、
前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一である場合に、取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスにより管理される時刻を校正することを特徴とする耐タンパーデバイス。
請求項１に記載の耐タンパーデバイスにおいて、
前記時刻データ取得手段は、自耐タンパーデバイスが接続された装置が備える通信機能により、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージを送信し、前記時刻情報提供装置から時刻データを受信することを特徴とする耐タンパーデバイス。
請求項１又は２に記載の耐タンパーデバイスにおいて、
操作者による時刻合わせ要求及び自耐タンパーデバイスが接続された装置による時刻合わせ要求を、自耐タンパーデバイスに対するアクセスとして検出する検出手段
を備えることを特徴とする耐タンパーデバイス。
請求項１又は２に記載の耐タンパーデバイスにおいて、
前記時刻データ取得手段は、自耐タンパーデバイスの管理する時刻の校正が行われていない場合に、前記時刻情報提供装置から時刻データを取得することを特徴とする耐タンパーデバイス。
演算機能を備える耐タンパーデバイスが、該耐タンパーデバイスに対するアクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、前記耐タンパーデバイスのＩＤと、前記耐タンパーデバイスと時刻情報提供装置との間で共有される秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを送信し、
前記時刻情報提供装置は、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性を検証し、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことを確認することにより前記耐タンパーデバイスの認証処理を行う認証処理手段と、
前記認証処理の結果にしたがって、時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データを前記耐タンパーデバイスに通知する通知手段と
を備え、
前記通知手段は、取得した時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証を要求し、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを生成することを特徴とする時刻情報提供装置。
演算機能を備える耐タンパーデバイスと、前記耐タンパーデバイスに時刻情報を提供する時刻情報提供装置とを備える情報状態制御システムであって、
前記耐タンパーデバイスは、
自耐タンパーデバイスに対するアクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、自耐タンパーデバイスのＩＤと、前記時刻情報提供装置との間で共有する秘密鍵とにより、前記時刻情報提供装置に対して自耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成し、該認証要求及び時刻データ要求メッセージに対する応答信号に含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一か否かを検証することにより、前記時刻情報提供装置から時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスにより管理される時刻を校正する時刻校正手段と、
前記校正された時刻を用いて、自耐タンパーデバイスに格納された情報に対する処理を制御する制御手段と
を備え、
前記時刻情報提供装置は、
前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性を検証し、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことを確認することにより前記耐タンパーデバイスの認証処理を行う認証処理手段と、
前記認証処理の結果にしたがって、時刻データを取得する時刻データ取得手段と、
取得した時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証を要求し、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージを生成し、取得した時刻データを前記耐タンパーデバイスに通知する通知手段と
を備えることを特徴とする情報状態制御システム。
演算機能を備える耐タンパーデバイスにおける情報状態制御方法であって、
演算部が、自耐タンパーデバイスに対するアクセスに基づいて、時刻情報提供装置から時刻データを取得する時刻データ取得ステップと、
前記演算部が、取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスが管理する時刻を校正する時刻校正ステップと、
前記演算部が、前記校正した時刻を用いて、自耐タンパーデバイスに格納された情報に対する処理を制御する制御ステップと
を有し、
前記時刻データ取得ステップでは、前記演算部は、前記アクセスに対応するシーケンス番号及び乱数を生成し、該シーケンス番号及び乱数と、前記耐タンパーデバイスのＩＤと、前記時刻情報提供装置と共有し、且つ該時刻情報提供装置が前記耐タンパーデバイスの正当性を検証する際に使用する秘密鍵とにより、前記時刻情報提供装置に対して自耐タンパーデバイスの認証及び時刻データを要求する認証要求及び時刻データ要求メッセージを生成し、
前記時刻情報提供装置により、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれる前記耐タンパーデバイスのＩＤに基づいて取得される秘密鍵により前記耐タンパーデバイスの正当性が検証され、前記シーケンス番号が、過去のシーケンス番号にないことが確認されることにより前記耐タンパーデバイスの認証処理が行われ、該認証処理の結果に従って、時刻データが取得され、該時刻データと、前記シーケンス番号及び乱数と、前記秘密鍵とにより、前記耐タンパーデバイスに対して自時刻情報提供装置の認証が要求され、時刻データを提供する認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージが生成され、
前記時刻校正ステップでは、前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一か否かを検証し、
前記認証要求応答及び時刻データ要求応答メッセージに含まれるシーケンス番号が、前記認証要求及び時刻データ要求メッセージに含まれるシーケンス番号と同一である場合に、取得した時刻データにより、自耐タンパーデバイスにより管理される時刻を校正することを特徴とする情報状態制御方法。