JP7170588B2 - データ処理方法及びデータ処理システム - Google Patents
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Description
<データ処理システムの構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係るデータ処理システムの構成例を示すブロック図である。図1に示すように、データ処理システム1は、書き込み対象物10、データ書き込み器20、データ処理管理媒体(以下、「ドングル」とも表記する)30を含む。なお、書き込み対象物10の代表例としては、MCUが挙げられる。MCUには、一般市場で入手可能な汎用MCUも含まれる。そこで、以下では、書き込み対象物10を、汎用MCU10と表記する場合もある。
データ処理管理媒体であるドングル30は、汎用MCU10へのデータ書き込み回数の管理を行う装置である。図1に示すように、ドングル30は、演算器31、メモリ32、インタフェース33等を備えている。ドングル30は、内部構造が解析されにくく見破られにくい耐タンパー性を有している。
データ書き込み器20は、汎用MCU10への書き込み用データの書き込み処理を行う装置である。図1に示すように、データ書き込み器20は、演算器21、メモリ22、電源回路23、インタフェース24等を備えている。データ書き込み器20は、書き込み処理用の専用品でもよいし、パソコン等の情報処理装置等で構成されてもよい。
書き込み対象物10には、書き込み用データの書き込みが行われる。書き込み対象物10は、演算器11及びメモリ12を備えている。すでに述べた通り、書き込み対象物10は、一般に入手可能な汎用MCU等である。
次に、データ処理システム1におけるデータ書き込み処理を詳しく説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係るデータ書き込み処理の一例を示すフロー図である。図3は、図2の主要な処理と、データ処理システムの各要素における動作とを対応させた図である。
本実施の形態によれば、ドングル30は、データ書き込み器20からプログラム等の書き込み用データの書き込み要求を受信すると、書き込み処理の実行回数CNをインクリメントし、データ書き込み器20へ書き込み用データの書き込み許可を送信する。また、ドングル30は、実行回数CNが所定の実行回数上限値CNLに達すると、さらなる書き込み要求を受信しても書き込み許可を送信しない。この構成によれば、ドングル30は、実行回数を適切に管理し、オーバープロダクションを防止することが可能となる。
次に、実施の形態2について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態で述べた内容と重複する箇所については適宜省略する。図4は、本発明の実施の形態2に係るデータ処理システムの構成例を示すブロック図である。
メモリ32は、書き込み処理の実行回数CN、実行回数上限値CNL、秘密鍵(第3秘密鍵)k1、秘密鍵(第4秘密鍵)sk等を格納する。また、メモリ32は、ドングル30を動作させるプログラムやパラメータ等を格納する。
データ書き込み器20のメモリ22は、秘密鍵skに対応する公開鍵(第2公開鍵)pkを用いて暗号化されたデータの暗号文C13を格納する。この暗号文C13は、例えば、データ書き込み器20のユーザやソフトウェアベンダにより事前に生成されたものである。この公開鍵pkは、例えばドングル30の製造元のウェブサイトにおいて公開される鍵であり、秘密鍵skに対応する鍵である。言い換えれば、秘密鍵skと、公開鍵pkは、一対の鍵ペアを構成する。ドングル30を用いてデータ書き込み器20のユーザやソフトウェアベンダは、当該ウェブサイトから公開鍵pkを入手した上で、暗号文C13を生成し、メモリ22へ格納しておく。
汎用MCU10のメモリ12は、識別情報ID、秘密鍵(第3秘密鍵)k1等を格納する。本実施の形態の演算器11は、実施の形態1における各機能に加え、秘密鍵k1を用いた、秘密鍵(第5秘密鍵)k2、秘密鍵(第6秘密鍵)k3の生成も行う。秘密鍵k2、k3は、ドングル31と同様に、例えば鍵導出関数を用い、秘密鍵k1を入力として出力される。
次に、本実施の形態のデータ書き込み処理を詳しく説明する。図5は、本発明の実施の形態2に係るデータ書き込み処理の一例を示すフロー図である。図6は、図3の主要な処理と、データ処理システムの各要素における動作とを対応させた図である。
本実施の形態では、前述の実施の形態1における各効果に加え、以下の効果が得られる。書き込み許可に含まれる識別情報の比較とともに、書き込み許可の暗号文を用いて生成されるメッセージ認証符号の比較が行われる。この構成によれば、通信路中での通信エラー、故意の改ざん等を防ぎ、システム内での通信の安全性をより向上させることが可能となる。
前記データ処理管理媒体は、第2秘密鍵と、前記第2秘密鍵と対応する第1公開鍵とからなる鍵ペアを生成し、前記第1公開鍵と、前記第2秘密鍵及び前記識別情報を含む暗号化された前記書き込み許可とを前記データ書き込み器へ送信し、
前記データ書き込み器は、受信した前記第1公開鍵を用いて前記データを暗号化し、暗号化された前記データと、暗号化された前記書き込み許可とを前記書き込み対象物へ送信し、
前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可を前記第1秘密鍵を用いて復号して前記第2秘密鍵を取得し、暗号化された前記データを前記第2秘密鍵を用いて復号する、
データ処理システム。
前記データは、前記書き込み対象物から読み出された前記識別情報を含み、
前記書き込み対象物は、自身の前記識別情報と、前記データに含まれる前記識別情報とが一致するとき、前記書き込み用データの書き込みを行う、
データ処理システム。
前記データ処理管理媒体は、第3秘密鍵及び第4秘密鍵を格納し、前記第3秘密鍵を用いて第5秘密鍵及び第6秘密鍵を生成し、前記第5秘密鍵を用いて前記第4秘密鍵を含む前記書き込み許可を暗号化し、暗号化された前記書き込み許可と前記第6秘密鍵とを用いて前記第1メッセージ認証符号を生成し、前記第1メッセージ認証符号及び暗号化された前記書き込み許可を前記データ書き込み器へ送信し、
前記データ書き込み器は、前記第4秘密鍵と対応する第2公開鍵を用いて暗号化された前記データを格納し、前記第1メッセージ認証符号、暗号化された前記書き込み許可、及び暗号化された前記データを前記書き込み対象物へ送信し、
前記書き込み対象物は、前記第3秘密鍵を格納し、前記第3秘密鍵を用いて前記第5秘密鍵及び前記第6秘密鍵を生成し、受信した暗号化された前記書き込み許可と、生成した前記第6秘密鍵とを用いて第2メッセージ認証符号を生成する、
データ処理システム。
前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可を前記第5秘密鍵を用いて復号して前記第4秘密鍵を取得し、暗号化された前記データを前記第4秘密鍵を用いて復号する、
データ処理システム。
前記データ処理管理媒体及び前記書き込み対象物は、鍵導出関数を用いて、前記第3秘密鍵を入力として前記第5秘密鍵及び第6秘密鍵を取得する、
データ処理システム。
前記データ書き込み器及び前記データ処理管理媒体は、シリアルバスで互いに接続される、
データ処理システム。
前記データ書き込み器及び前記データ処理管理媒体は、USB端子で互いに接続されている、
データ処理システム。
第2秘密鍵と、前記第2秘密鍵と対応する第1公開鍵とからなる鍵ペアを生成し、前記第1公開鍵と、前記第2秘密鍵及び前記識別情報を含む暗号化された前記書き込み許可とを前記データ書き込み器へ送信する、
データ処理管理媒体。
第3秘密鍵及び第4秘密鍵を格納し、前記第3秘密鍵を用いて第5秘密鍵及び第6秘密鍵を生成し、前記第5秘密鍵を用いて前記第4秘密鍵を含む前記書き込み許可を暗号化し、暗号化された前記書き込み許可と前記第6秘密鍵とを用いて前記第1メッセージ認証符号を生成し、前記第1メッセージ認証符号及び暗号化された前記書き込み許可を前記データ書き込み器へ送信する、
データ処理管理媒体。
鍵導出関数を用いて、前記第3秘密鍵を入力として前記第5秘密鍵及び第6秘密鍵を取得する、
データ処理管理媒体。
外部からのアクセスが禁止されたセキュア領域を含むメモリを備えている、
データ処理管理媒体。
データ処理管理媒体により書き込み用データの書き込み処理の実行回数が管理されながら、データ書き込み器により前記書き込み用データの前記書き込み処理が実行される書き込み対象物であって、
自身の識別情報と、前記データ処理管理媒体から送信された前記書き込み対象物に対する前記書き込み許可に含まれる識別情報とが一致するとき、前記書き込み用データの書き込みを行う、
書き込み対象物。
前記データ処理管理媒体で暗号化された前記書き込み許可及び前記データ書き込み器で暗号化された前記データをそれぞれ復号する、
書き込み対象物。
第1秘密鍵を格納し、前記第1秘密鍵を用いて暗号化された前記書き込み許可を、自身が格納する前記第1秘密鍵を用いて復号する、
書き込み対象物。
第2秘密鍵及び前記識別情報を含む暗号化された前記書き込み許可を前記第1秘密鍵を用いて復号して前記第2秘密鍵を取得し、前記第2秘密鍵と対応する第1公開鍵を用いて暗号化された前記データを前記第2秘密鍵を用いて復号する、
書き込み対象物。
自身の前記識別情報と、前記データに含まれる前記識別情報とが一致するとき、前記書き込み用データの書き込みを行う、
書き込み対象物。
受信した暗号化された前記書き込み許可を用いて第2メッセージ認証符号を生成し、前記データ処理管理媒体で生成された第1メッセージ認証符号と前記第2メッセージ認証符号とが一致すれば、暗号化された前記書き込み許可及び暗号化された前記データをそれぞれ復号する、
書き込み対象物。
第3秘密鍵を格納し、前記第3秘密鍵を用いて第5秘密鍵及び第6秘密鍵を生成し、
前記データ管理媒体で生成された第5秘密鍵を用いて暗号化された第4秘密鍵を含む前記書き込み許可と、前記書き込み対象物で生成した前記第6秘密鍵とを用いて第2メッセージ認証符号を生成する、
書き込み対象物。
前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可を前記第5秘密鍵を用いて復号して前記第4秘密鍵を取得し、前記第4秘密鍵と対応する第2公開鍵を用いて暗号化された前記データを前記第4秘密鍵を用いて復号する、
書き込み対象物。
鍵導出関数を用いて、前記第3秘密鍵を入力として前記第5秘密鍵及び第6秘密鍵を取得する、
書き込み対象物。
前記書き込み対象物は、MCUである、
書き込み対象物。
Claims (13)
- 書き込み用データの書き込みが行われる書き込み対象物と、
前記書き込み対象物に対する前記書き込み用データの書き込み処理を行うデータ書き込み器と、
前記書き込み処理の実行回数を管理するデータ処理管理媒体と、
の間におけるデータ処理方法であって、
前記データ処理管理媒体は、前記データ書き込み器に対し着脱可能であり、
前記データ書き込み器が、前記データ処理管理媒体へ前記書き込み用データの書き込み要求を送信する第1ステップと、
前記データ処理管理媒体が、書き込み要求を受信すると、前記書き込み処理の前記実行回数をインクリメントする第2ステップと、
前記データ処理管理媒体が、前記データ書き込み器へ前記書き込み用データの書き込み許可を送信する第3ステップと、
を含み、
前記第2ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、前記実行回数が所定の実行回数上限値に達すると、さらに前記書き込み要求を受信しても前記書き込み許可を送信せず、
前記第1ステップにおいて、前記データ書き込み器は、前記書き込み対象物の識別情報を読み出し、読み出した前記識別情報を含む前記書き込み要求を前記データ処理管理媒体へ送信し、
前記第3ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、受信した前記識別情報を含む前記書き込み許可を前記データ書き込み器へ送信し、
前記データ書き込み器が、前記書き込み用データを含むデータ及び受信した前記書き込み許可を前記書き込み対象物へ送信する第4ステップと、
前記書き込み対象物が、自身の識別情報と、前記書き込み許可に含まれる前記識別情報とが一致するとき、前記書き込み用データの書き込みを行う第5ステップと、
をさらに含む、
データ処理方法。 - 請求項1に記載のデータ処理方法において、
前記第3ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、前記書き込み許可を暗号化し、暗号化された前記書き込み許可を前記データ書き込み器へ送信し、
前記第4ステップにおいて、前記データ書き込み器は、前記データを暗号化し、暗号化された前記データ及び暗号化された前記書き込み許可を前記書き込み対象物へ送信し、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可及び暗号化された前記データをそれぞれ復号する、
データ処理方法。 - 請求項2に記載のデータ処理方法において、
前記データ処理管理媒体及び前記書き込み対象物は、第1秘密鍵をそれぞれ格納し、
前記第3ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、前記第1秘密鍵を用いて前記書き込み許可を暗号化し、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可を前記第1秘密鍵を用いて復号する、
データ処理方法。 - 請求項3に記載のデータ処理方法において、
前記第3ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、第2秘密鍵と、前記第2秘密鍵と対応する第1公開鍵とからなる鍵ペアを生成し、前記第1公開鍵と、前記第2秘密鍵及び前記識別情報を含む暗号化された前記書き込み許可とを前記データ書き込み器へ送信し、
前記第4ステップにおいて、前記データ書き込み器は、受信した前記第1公開鍵を用いて前記データを暗号化し、暗号化された前記データと、暗号化された前記書き込み許可とを前記書き込み対象物へ送信し、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可を前記第1秘密鍵を用いて復号して前記第2秘密鍵を取得し、暗号化された前記データを前記第2秘密鍵を用いて復号する、
データ処理方法。 - 請求項2に記載のデータ処理方法において、
前記データは、前記書き込み対象物から読み出された前記識別情報を含み、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、自身の前記識別情報と、前記データに含まれる前記識別情報とが一致するとき、前記書き込み用データの書き込みを行う、
データ処理方法。 - 請求項2に記載のデータ処理方法において、
前記第3ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、暗号化された前記書き込み許可を用いて第1メッセージ認証符号を生成し、生成した前記第1メッセージ認証符号を前記データ書き込み器へ送信し、
前記第4ステップにおいて、前記データ書き込み器は、前記第1メッセージ認証符号を前記書き込み対象物へ送信し、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、受信した暗号化された前記書き込み許可を用いて第2メッセージ認証符号を生成し、前記第1メッセージ認証符号と前記第2メッセージ認証符号とが一致すれば、暗号化された前記書き込み許可及び暗号化された前記データをそれぞれ復号する、
データ処理方法。 - 請求項6に記載のデータ処理方法において、
前記データ処理管理媒体は、第3秘密鍵及び第4秘密鍵を格納し、
前記第3ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、前記第3秘密鍵を用いて第5秘密鍵及び第6秘密鍵を生成し、前記第5秘密鍵を用いて前記第4秘密鍵を含む前記書き込み許可を暗号化し、暗号化された前記書き込み許可と前記第6秘密鍵とを用いて前記第1メッセージ認証符号を生成し、前記第1メッセージ認証符号及び暗号化された前記書き込み許可を前記データ書き込み器へ送信し、
前記データ書き込み器は、前記第4秘密鍵と対応する第2公開鍵を用いて暗号化された前記データを格納し、
前記第4ステップにおいて、前記データ書き込み器は、前記第1メッセージ認証符号、暗号化された前記書き込み許可、及び暗号化された前記データを前記書き込み対象物へ送信し、
前記書き込み対象物は、前記第3秘密鍵を格納し、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、前記第3秘密鍵を用いて前記第5秘密鍵及び前記第6秘密鍵を生成し、受信した暗号化された前記書き込み許可と、生成した前記第6秘密鍵とを用いて第2メッセージ認証符号を生成する、
データ処理方法。 - 請求項7に記載のデータ処理方法において、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可を前記第5秘密鍵を用いて復号して前記第4秘密鍵を取得し、暗号化された前記データを前記第4秘密鍵を用いて復号する、
データ処理方法。 - 請求項7に記載のデータ処理方法において、
前記第3ステップにおいて、前記データ処理管理媒体は、鍵導出関数を用いて、前記第3秘密鍵を入力として前記第5秘密鍵及び第6秘密鍵を取得し、
前記第5ステップにおいて、前記書き込み対象物は、鍵導出関数を用いて、前記第3秘密鍵を入力として前記第5秘密鍵及び第6秘密鍵を取得する、
データ処理方法。 - 書き込み用データの書き込みが行われる書き込み対象物と、
前記書き込み対象物に対する前記書き込み用データの書き込み処理を行うデータ書き込み器と、
前記書き込み処理の実行回数を管理するデータ処理管理媒体と、
を備え、
前記データ処理管理媒体は、前記データ書き込み器に対し着脱可能であり、前記データ書き込み器から前記書き込み用データの書き込み要求を受信すると、前記書き込み処理の前記実行回数をインクリメントし、前記データ書き込み器へ前記書き込み用データの書き込み許可を送信し、前記実行回数が所定の実行回数上限値に達すると、さらに前記書き込み要求を受信しても前記書き込み許可を送信せず、
前記データ書き込み器は、前記書き込み対象物の識別情報を読み出し、読み出した前記識別情報を含む前記書き込み要求を前記データ処理管理媒体へ送信し、
前記データ処理管理媒体は、受信した前記識別情報を含む前記書き込み許可を前記データ書き込み器へ送信し、
前記データ書き込み器は、前記書き込み用データを含むデータ及び受信した前記書き込み許可を前記書き込み対象物へ送信し、
前記書き込み対象物は、自身の識別情報と、前記書き込み許可に含まれる前記識別情報とが一致するとき、前記書き込み用データの書き込みを行う、
データ処理システム。 - 請求項10に記載のデータ処理システムにおいて、
前記データ処理管理媒体は、前記書き込み許可を暗号化し、暗号化された前記書き込み許可を前記データ書き込み器へ送信し、
前記データ書き込み器は、前記データを暗号化し、暗号化された前記データ及び暗号化された前記書き込み許可を前記書き込み対象物へ送信し、
前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可及び暗号化された前記データをそれぞれ復号する、
データ処理システム。 - 請求項11に記載のデータ処理システムにおいて、
前記データ処理管理媒体及び前記書き込み対象物は、第1秘密鍵をそれぞれ格納し、
前記データ処理管理媒体は、前記第1秘密鍵を用いて前記書き込み許可を暗号化し、
前記書き込み対象物は、暗号化された前記書き込み許可を前記第1秘密鍵を用いて復号する、
データ処理システム。 - 請求項11に記載のデータ処理システムにおいて、
前記データ処理管理媒体は、暗号化された前記書き込み許可を用いて第1メッセージ認証符号を生成し、生成した前記第1メッセージ認証符号を前記データ書き込み器へ送信し、
前記データ書き込み器は、前記第1メッセージ認証符号を前記書き込み対象物へ送信し、
前記書き込み対象物は、受信した暗号化された前記書き込み許可を用いて第2メッセージ認証符号を生成し、前記第1メッセージ認証符号と前記第2メッセージ認証符号とが一致すれば、暗号化された前記書き込み許可及び暗号化された前記データをそれぞれ復号する、
データ処理システム。
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