JP6348273B2 - 情報処理システム - Google Patents
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Description
図4は、本発明の実施の形態1に係るセキュリティ回路12(12A)の構成を示す図である。図4の接続関係で示すように、セキュリティ回路12Aは、暗号化・復号回路41、キーストリーム生成回路42、セレクタ43、及びセッション鍵生成回路44を備えて構成されている。セッション鍵生成回路44には、例えば擬似乱数生成器が用いられる。
情報処理システム1の電源が投入されると、まず、キーストリーム生成回路42,52の初期化処理が実行される。初期化処理において、暗号化・復号回路41,51の動作モードは、通信データの暗号化及び復号を実行しないセキュリティオフモードに設定されている。
初期化処理が完了すると、初期セッション鍵K0をセッション鍵生成回路44によって生成された次のセッション鍵K1に更新するための鍵確立処理が実行される。
鍵確立処理が完了すると、メモリアレイ23の領域R3に記憶されているコンテンツデータDへのアクセスを伴うデータ通信処理が実行される。
図9は、本発明の実施の形態2に係るセキュリティ回路12(12B)の構成を示す図である。図9の接続関係で示すように、セキュリティ回路12Bは、暗号化・復号回路41、キーストリーム生成回路42、セレクタ43、及びレジスタ45を備えて構成されている。本実施の形態では、セキュリティ回路12Bにはセッション鍵生成回路が実装されていない。
情報処理システム1の電源が投入されると、まず、キーストリーム生成回路42,52の初期化処理が実行される。初期化処理の手順は上記実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
初期化処理が完了すると、初期セッション鍵K0をセッション鍵生成回路53によって生成された次のセッション鍵K1に更新するための鍵確立処理が実行される。
鍵確立処理が完了すると、メモリアレイ23の領域R3に記憶されているコンテンツデータDへのアクセスを伴うデータ通信処理が実行される。
図13は、本発明の実施の形態3に係るセキュリティ回路12(12C)の構成を示す図である。図13の接続関係で示すように、セキュリティ回路12Cは、暗号化・復号回路41及びキーストリーム生成回路42を備えて構成されている。本実施の形態では、セキュリティ回路12Cにはセッション鍵生成回路が実装されていない。
情報処理システム1の電源が投入されると、まず、キーストリーム生成回路42,52の初期化処理が実行される。初期化処理の手順は上記実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
初期化処理が完了すると、初期セッション鍵K0を次のセッション鍵K1に更新するための鍵確立処理が実行される。
鍵確立処理が完了すると、メモリアレイ23の領域R3に記憶されているコンテンツデータDへのアクセスを伴うデータ通信処理が実行される。
上記実施の形態2では、半導体記憶装置3にセッション鍵生成回路53を実装し、セッション鍵生成回路53は、所定の鍵生成アルゴリズムによってセッション鍵を生成する。上記実施の形態2の変形例として、通信装置2によって使用可能な半導体記憶装置3が複数存在する場合には、セッション鍵生成回路53の鍵生成アルゴリズムを、半導体記憶装置3毎に異ならせてもよい。
上記実施の形態3では、通信装置2及び半導体記憶装置3の双方ともにセッション鍵生成回路の実装が省略されており、セッション鍵の生成はマイクロプロセッサ11のソフトウェア処理によって行われる。上記実施の形態3の変形例として、通信装置2をインターネット等の通信網を介して外部サーバに接続し、外部サーバから通信装置2に更新プログラムを送信することにより、マイクロプロセッサ11が外部命令に従ってセッション鍵の生成アルゴリズムを更新してもよい。
上記実施の形態1〜3では、第2暗号アルゴリズムによって初期セッション鍵K0が暗号化されることにより、暗号化初期セッション鍵K0’が得られた。上記実施の形態1〜3の変形例として、通信装置2をインターネット等の通信網を介して外部サーバに接続し、外部サーバから通信装置2に更新プログラムを送信することにより、マイクロプロセッサ11が外部命令に従って、初期セッション鍵K0から暗号化初期セッション鍵K0’を得るための第2暗号アルゴリズムを更新してもよい。
上記実施の形態1〜3では、メモリアレイ23には初期セッション鍵K0及び暗号化初期セッション鍵K0’が記憶されている。上記実施の形態1〜3の変形例として、通信装置2によって使用可能な半導体記憶装置3が複数存在する場合には、メモリアレイ23に記憶する初期セッション鍵K0及び暗号化初期セッション鍵K0’を、半導体記憶装置3毎に異ならせてもよい。
2 通信装置
3 半導体記憶装置
11 マイクロプロセッサ
12,12A〜12C,21,21A〜21C セキュリティ回路
23 メモリアレイ
41,51 暗号化・復号回路
42,52 キーストリーム生成回路
44,53 セッション鍵生成回路
Claims (13)
- マイクロプロセッサと第1のセキュリティ回路とを有する通信装置と、
データ記憶部と第2のセキュリティ回路とを有する記憶装置と、
を備え、
前記第1のセキュリティ回路は、セッション鍵生成部と、第1のキーストリーム生成部と、第1暗号アルゴリズムで暗号化及び復号を行う第1の暗号化・復号部とを含み、
前記第2のセキュリティ回路は、第2のキーストリーム生成部と、第1暗号アルゴリズムで暗号化及び復号を行う第2の暗号化・復号部とを含み、
前記第2のセキュリティ回路にはセッション鍵生成部の実装が省略されており、
前記データ記憶部には、所定の初期セッション鍵と、第1暗号アルゴリズムとは異なる第2暗号アルゴリズムで初期セッション鍵が暗号化された暗号化初期セッション鍵とが記憶されており、
データ通信を開始する前の初期化処理において、
前記マイクロプロセッサは、前記記憶装置から受信した暗号化初期セッション鍵を第2暗号アルゴリズムで復号することによって初期セッション鍵を取得し、当該初期セッション鍵を、第1ストリームキーの生成のために前記第1のキーストリーム生成部に設定し、
前記記憶装置は、前記データ記憶部から読み出した初期セッション鍵を、第1ストリームキーの生成のために前記第2のキーストリーム生成部に設定し、
前記初期化処理が完了した後の鍵確立処理において、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記マイクロプロセッサによって設定された初期セッション鍵に基づいて、第1ストリームキーを生成し、
前記セッション鍵生成部は、初期セッション鍵の次に使用する第1セッション鍵を生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、鍵確立コマンドと、前記セッション鍵生成部が生成した第1セッション鍵とを、前記第1のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化鍵確立コマンドを生成し、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記データ記憶部から読み出した初期セッション鍵に基づいて、第1ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記通信装置から受信した暗号化鍵確立コマンドを、前記第2のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、鍵確立コマンドと第1セッション鍵とを取得し、
前記通信装置は、前記セッション鍵生成部が生成した第1セッション鍵を、第1ストリームキーの次の第2ストリームキーの生成のために前記第1のキーストリーム生成部に設定し、
前記記憶装置は、前記第2の暗号化・復号部が取得した第1セッション鍵を、第1ストリームキーの次の第2ストリームキーの生成のために前記第2のキーストリーム生成部に設定する、情報処理システム。
- 前記鍵確立処理が完了した後のデータ通信において、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記セッション鍵生成部が生成した第1セッション鍵に基づいて、第2ストリームキーを生成し、
前記セッション鍵生成部は、第1セッション鍵の次に使用する第2セッション鍵を生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、前記データ記憶部にアクセスするためのアクセスコマンドと、前記セッション鍵生成部が生成した第2セッション鍵とを、前記第1のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化アクセスコマンドを生成し、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記第2の暗号化・復号部が取得した第1セッション鍵に基づいて、第2ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記通信装置から受信した暗号化アクセスコマンドを、前記第2のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、アクセスコマンドと第2セッション鍵とを取得する、請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記データ記憶部には、コンテンツデータがさらに記憶されており、
前記鍵確立処理が完了した後のデータ通信において、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記第2の暗号化・復号部が取得した第2セッション鍵に基づいて、第3ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記データ記憶部から読み出したコンテンツデータを、前記第2のキーストリーム生成部が第2セッション鍵に基づいて生成した第3ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化コンテンツデータを生成し、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記セッション鍵生成部が生成した第2セッション鍵に基づいて、第3ストリームキーを生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、前記記憶装置から受信した暗号化コンテンツデータを、前記第1のキーストリーム生成部が第2セッション鍵に基づいて生成した第3ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、コンテンツデータを取得する、請求項2に記載の情報処理システム。 - マイクロプロセッサと第1のセキュリティ回路とを有する通信装置と、
データ記憶部と第2のセキュリティ回路とを有する記憶装置と、
を備え、
前記第1のセキュリティ回路は、第1のキーストリーム生成部と、第1暗号アルゴリズムで暗号化及び復号を行う第1の暗号化・復号部とを含み、
前記第2のセキュリティ回路は、セッション鍵生成部と、第2のキーストリーム生成部と、第1暗号アルゴリズムで暗号化及び復号を行う第2の暗号化・復号部とを含み、
前記第1のセキュリティ回路にはセッション鍵生成部の実装が省略されており、
前記データ記憶部には、所定の初期セッション鍵と、第1暗号アルゴリズムとは異なる第2暗号アルゴリズムで初期セッション鍵が暗号化された暗号化初期セッション鍵とが記憶されており、
データ通信を開始する前の初期化処理において、
前記マイクロプロセッサは、前記記憶装置から受信した暗号化初期セッション鍵を第2暗号アルゴリズムで復号することによって初期セッション鍵を取得し、当該初期セッション鍵を、第1ストリームキーの生成のために前記第1のキーストリーム生成部に設定し、
前記記憶装置は、前記データ記憶部から読み出した初期セッション鍵を、第1ストリームキーの生成のために前記第2のキーストリーム生成部に設定し、
前記初期化処理が完了した後の鍵確立処理において、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記マイクロプロセッサによって設定された初期セッション鍵に基づいて、第1ストリームキーを生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、鍵確立コマンドを、前記第1のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化鍵確立コマンドを生成し、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記データ記憶部から読み出した初期セッション鍵に基づいて、第1ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記通信装置から受信した暗号化鍵確立コマンドを、前記第2のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、鍵確立コマンドを取得し、
前記セッション鍵生成部は、初期セッション鍵の次に使用する第1セッション鍵を生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記セッション鍵生成部が生成した第1セッション鍵を、前記第2のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化第1セッション鍵を生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、前記記憶装置から受信した暗号化第1セッション鍵を、前記第1のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、第1セッション鍵を取得し、
前記記憶装置は、前記セッション鍵生成部が生成した第1セッション鍵を、第1ストリームキーの次の第2ストリームキーの生成のために前記第2のキーストリーム生成部に設定し、
前記通信装置は、前記第1の暗号化・復号部が取得した第1セッション鍵を、第1ストリームキーの次の第2ストリームキーの生成のために前記第1のキーストリーム生成部に設定する、情報処理システム。
- 前記鍵確立処理が完了した後のデータ通信において、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記第1の暗号化・復号部が取得した第1セッション鍵に基づいて、第2ストリームキーを生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、前記データ記憶部にアクセスするためのアクセスコマンドを、前記第1のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化アクセスコマンドを生成し、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記セッション鍵生成部が生成した第1セッション鍵に基づいて、第2ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記通信装置から受信した暗号化アクセスコマンドを、前記第2のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、アクセスコマンドを取得する、請求項4に記載の情報処理システム。 - 前記データ記憶部には、コンテンツデータがさらに記憶されており、
前記鍵確立処理が完了した後のデータ通信において、
前記セッション鍵生成部は、第1セッション鍵の次に使用する第2セッション鍵を生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記データ記憶部から読み出したコンテンツデータと、前記セッション鍵生成部が生成した第2セッション鍵とを、前記第2のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化コンテンツデータを生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、前記記憶装置から受信した暗号化コンテンツデータを、前記第1のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、コンテンツデータと第2セッション鍵とを取得し、
前記記憶装置は、前記セッション鍵生成部が生成した第2セッション鍵を前記第2のキーストリーム生成部に設定し、
前記通信装置は、前記第1の暗号化・復号部が取得した第2セッション鍵を前記第1のキーストリーム生成部に設定する、請求項5に記載の情報処理システム。 - セッション鍵の生成アルゴリズムは、記憶装置毎に異なる、請求項4〜6のいずれか一つに記載の情報処理システム。
- マイクロプロセッサと第1のセキュリティ回路とを有する通信装置と、
データ記憶部と第2のセキュリティ回路とを有する記憶装置と、
を備え、
前記第1のセキュリティ回路は、第1のキーストリーム生成部と、第1暗号アルゴリズムで暗号化及び復号を行う第1の暗号化・復号部とを含み、
前記第2のセキュリティ回路は、第2のキーストリーム生成部と、第1暗号アルゴリズムで暗号化及び復号を行う第2の暗号化・復号部とを含み、
前記第1のセキュリティ回路及び前記第2のセキュリティ回路にはセッション鍵生成部の実装が省略されており、
前記データ記憶部には、所定の初期セッション鍵と、第1暗号アルゴリズムとは異なる第2暗号アルゴリズムで初期セッション鍵が暗号化された暗号化初期セッション鍵とが記憶されており、
データ通信を開始する前の初期化処理において、
前記マイクロプロセッサは、前記記憶装置から受信した暗号化初期セッション鍵を第2暗号アルゴリズムで復号することによって初期セッション鍵を取得し、当該初期セッション鍵を、第1ストリームキーの生成のために前記第1のキーストリーム生成部に設定し、
前記記憶装置は、前記データ記憶部から読み出した初期セッション鍵を、第1ストリームキーの生成のために前記第2のキーストリーム生成部に設定し、
前記初期化処理が完了した後の鍵確立処理において、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記マイクロプロセッサによって設定された初期セッション鍵に基づいて、第1ストリームキーを生成し、
前記マイクロプロセッサは、初期セッション鍵の次に使用する第1セッション鍵を生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、鍵確立コマンドと、前記マイクロプロセッサが生成した第1セッション鍵とを、前記第1のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化鍵確立コマンドを生成し、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記データ記憶部から読み出した初期セッション鍵に基づいて、第1ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記通信装置から受信した暗号化鍵確立コマンドを、前記第2のキーストリーム生成部が初期セッション鍵に基づいて生成した第1ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、鍵確立コマンドと第1セッション鍵とを取得し、
前記通信装置は、前記マイクロプロセッサが生成した第1セッション鍵を、第1ストリームキーの次の第2ストリームキーの生成のために前記第1のキーストリーム生成部に設定し、
前記記憶装置は、前記第2の暗号化・復号部が取得した第1セッション鍵を、第1ストリームキーの次の第2ストリームキーの生成のために前記第2のキーストリーム生成部に設定する、情報処理システム。
- 前記鍵確立処理が完了した後のデータ通信において、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記マイクロプロセッサが生成した第1セッション鍵に基づいて、第2ストリームキーを生成し、
前記マイクロプロセッサは、第1セッション鍵の次に使用する第2セッション鍵を生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、前記データ記憶部にアクセスするためのアクセスコマンドと、前記マイクロプロセッサが生成した第2セッション鍵とを、前記第1のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化アクセスコマンドを生成し、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記第2の暗号化・復号部が取得した第1セッション鍵に基づいて、第2ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記通信装置から受信した暗号化アクセスコマンドを、前記第2のキーストリーム生成部が第1セッション鍵に基づいて生成した第2ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、アクセスコマンドと第2セッション鍵とを取得する、請求項8に記載の情報処理システム。 - 前記データ記憶部には、コンテンツデータがさらに記憶されており、
前記鍵確立処理が完了した後のデータ通信において、
前記第2のキーストリーム生成部は、前記第2の暗号化・復号部が取得した第2セッション鍵に基づいて、第3ストリームキーを生成し、
前記第2の暗号化・復号部は、前記データ記憶部から読み出したコンテンツデータを、前記第2のキーストリーム生成部が第2セッション鍵に基づいて生成した第3ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで暗号化することによって、暗号化コンテンツデータを生成し、
前記第1のキーストリーム生成部は、前記マイクロプロセッサが生成した第2セッション鍵に基づいて、第3ストリームキーを生成し、
前記第1の暗号化・復号部は、前記記憶装置から受信した暗号化コンテンツデータを、前記第1のキーストリーム生成部が第2セッション鍵に基づいて生成した第3ストリームキーを用いて、第1暗号アルゴリズムで復号することによって、コンテンツデータを取得する、請求項9に記載の情報処理システム。 - 前記マイクロプロセッサは、外部命令に従ってセッション鍵の生成アルゴリズムを変更可能である、請求項8〜10のいずれか一つに記載の情報処理システム。
- 前記マイクロプロセッサは、外部命令に従って第2暗号アルゴリズムを変更可能である、請求項1〜11のいずれか一つに記載の情報処理システム。
- 前記データ記憶部に記憶されている初期セッション鍵及び暗号化初期セッション鍵は、記憶装置毎に異なる、請求項1〜12のいずれか一つに記載の情報処理システム。
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JP2018092174A (ja) | 乱数生成装置、記憶装置及び情報処理システム |
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