JP2689998B2 - 暗号動作を行う装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般にデータ処理システ
ムおよび方法に関し、特にセキュリティの向上のために
データ処理システムで用いられる暗号システムおよび方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び課題】米国特許出願第５５５０２号
（出願日１９８７年３月、後に米国特許第４、８５０、
０１７号となった）、同第２３１１１４号（出願日１９
８８年８月１１日、後に米国特許第４、９４１、１７６
号となった）、同第４０１４８６号（出願日１９８９年
８月３０日、後に米国特許第４、９１８、７２８号とな
った）、同第３９８３００号（出願日１９８９年８月２
４日）、同第３９８２９９号（出願日１９８９年８月２
４日、後に米国特許第４、９２４、５１５号となっ
た）、同第３４４１６５号（出願日１９８９年４月２７
日、後に米国特許第５、１０３、４７８号となった）、
同第４４３４１８号（出願日１９８９年１１月２９日、
後に米国特許第４、９９３、０６９号となった）および
同第５０６３１９号（出願日１９９０年４月９日、後に
米国特許第５、００７、０８９号となった）の各明細書
は、データ処理システムにおける暗号キーに要求される
キー管理機能がそのキーのオリジネータにより許可され
ているということを検証するための暗号アーキテクチャ
を示し、制御ベクトル検査にもとづくキー使用検証法を
示している。制御ベクトルは、関連する暗号キーの意図
する使用を全体として記述する予め定められた値の１以
上のフィールドを含むデータ構造である。この制御ベク
トルはキー発生時にキーのオリジネータにより特定され
る。上記出願の明細書は更に指定された使用がこの暗号
アーキテクチャのキー使用検証機構により強制されるこ
とを保証するために一貫性をもって制御ベクトルをキー
値に結合する方法を開示している。

【０００３】制御ベクトル検査は、制御ベクトルが、行
われるべき要求されたキー管理機能を示すオペレーショ
ンコードと共に物理的に安全な暗号装置内の制御ベクト
ル検査ユニットに送られるように構成されたキー使用検
証法である。この制御ベクトル検査ユニットは夫々の送
られた制御ベクトル内の種々のフィールドの内容を検査
し、比較するために一群の検査ルールを用いる。制御ベ
クトルが要求されたキー管理機能に関連した検査ルール
を満足すれば、制御ベクトル検査ユニットが許可信号
を、要求されたキー管理機能を完結することの出来る暗
号ファシリティ内の命令プロセッサに送る。１個あるい
はそれ以上の制御ベクトルがこれら検査ルールを満足し
ないならば、不許可信号が出され、そして命令実行はア
ボートされる。

【０００４】上記出願の明細書は制御ベクトル検査ルー
ル、すなわち暗号装置の夫々の実行可能な命令に対しハ
ードワイヤードまたはハードコーデッドされる静的ルー
ル、ユーザまたはインプリメンタが制御ベクトル変換を
用いて基本的な検査ルール群を増補しうるようにするパ
ラメトリックルールおよび検査目安を暗号装置外部の貯
蔵部から制御ベクトル検査ユニットに安全且つ動的にロ
ードしうるようにするプログラム可能検査ルール、をつ
くる種々の方法を示している。

【０００５】すべてのキー使用検証法は暗号キーと関連
する制御ベクトル内にキーオリジネータにより定義され
た使用属性を規定することにもとづいていることは当業
者には明らかである。総体的に、これらキー使用検証法
は制御ベクトル（ＣＶ）エンフォースメントとして知ら
れている。このＣＶエンフォースメントのすべてに共通
な特性はＣＶ検査の概念、すなわちユーザから暗号装置
に送られる１組以上の制御ベクトルの種々の所定のフィ
ールドおよび値に一群の検査ルールを適用することであ
る。

【０００６】ＣＶ検査法ではユーザが暗号装置の外でＣ
Ｖを管理しなければならない。ＣＶ管理は制御ベクトル
の定義、分配および記憶を指す総合的な用語である。例
えばＣＶエンフォースメントのＣＶ検査法ではキー管理
要求の処理のためにキーが暗号装置に与えられるときＣ
Ｖがそのキーを伴わねばならないから、暗号装置のユー
ザはキーのオリジネータのＣＶコピーを維持しなければ
ならない。（ＣＶはそのキーの要求された使用を認証す
るため、およびそのキーの平文フォームを適正に回復す
るための両方に必要である。）ＣＶ検査法では更にユー
ザが暗号化キーの発生または処理の前に各ＣＶの全内容
を定義しなければならない。ユーザはまた暗号キーが他
のシステムに出されるときそのキーと共にＣＶを分配し
なければならない。

【０００７】それ故本発明の目的は暗号装置外でのＣＶ
管理の必要性を減少またはなくす制御ベクトルエンフォ
ースメント用の安全方法を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は暗号装置外でのＣＶの
記憶手段をなくすことである。

【０００９】本発明の他の目的はキーと結合された明示
的制御ベクトルの値が未知であるとき暗号キーを検証
し、それを回復することを許す制御ベクトルエンフォー
スメント用安全方法を提供することである。

【００１０】本発明の他の目的は暗号装置に入る入力情
報から内部的に制御ベクトルをとり出しうる制御ベクト
ルエンフォースメント用安全方法を提供することであ
る。

【００１１】本発明の他の目的は、暗号装置外でとり出
されるインデクスにもとづき制御ベクトルが暗号装置内
の記憶手段から選ばれる制御ベクトルエンフォースメン
ト用安全方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的は制御
ベクトルエンフォースメントの幾つかのモードを用いる
本発明の安全暗号動作により達成される。本発明は暗号
装置に与えられる暗号サービス要求に含まれるデータに
もとづき制御ベクトルを発生し、選択しまたはとり出す
種々の方法を開示する。制御ベクトルの発生、とり出し
または選択は暗号装置の安全境界内で行われるから、そ
れにもとづく制御ベクトルエンフォースメントは高い安
全性をもって行われる。

【００１３】暗号装置自体にＣＶ管理能力の一部または
すべてを移すことにより多くの利点が得られることは当
業者には明らかである。本発明は暗号装置に供給される
入力情報にもとづきＣＶを暗号装置内で発生しあるいは
獲得しうるようにする異なるＣＶエンフォースメントを
与える。これら利点のいくつかは次のものを含む。

【００１４】 ・信頼性の向上（暗号装置により維持されるＣＶの完全
性） ・使用性の向上（より簡単な命令インターフェース） ・記憶機構の縮小（暗号装置外で記憶されるＣＶの減
少） 本発明はまた、ＣＶ管理能力がユーザと暗号装置とによ
り共用されるようにするＣＶエンフォースメントモード
を与える。このモードはＣＶの種々の部分が最大許容値
範囲をもって使用属性についてユーザにより特定されう
ることを特徴とする。しかしながら、ＣＶの固定部分は
要求された動作、および一群の予定値に限られる範囲を
もつ使用属性についての他の入力情報にもとづき暗号装
置により特定される。

【００１５】本発明によるＣＶエンフォースメントの別
のモードは、定義されたキータイプとキー利用のセット
が充分に定義される暗号インプリメンテーションに特に
適用しうる。そのようなシステムでのそれらモードの使
用により、暗号装置内のＣＶエンフォースメント機構の
動作と検査の複雑性が低下する。

【００１６】

【実施例】図１は１以上の適用業務（アプリケーショ
ン）プログラム（ＡＰＰＬ）８、暗号装置アクセスプロ
グラム（ＣＦＡＰ）６、および暗号装置（ＣＦ）４を含
む暗号システムＡ１００を示す。ＡＰＰＬ８はＣＦＡＰ
６から適用業務プログラミングインターフェース（ＡＰ
Ｉ）１８の入力チャンネル１０を介して暗号サービス要
求を出す。他方ＣＦＡＰ６は装置アクセスプログラムイ
ンターフェース（ＦＡＰＩ）２０の入力チャンネル１２
を介してＣＦ４の１以上の命令を呼び出す。ＣＦ４は夫
々呼び出された命令を実行し、その処理結果をＦＡＰＩ
２０の出力チャンネル１４を介してＣＦＡＰ６にもど
す。そしてＣＦＡＰ６は一群の命令呼出しの結果または
その結果のいくつかの機能をＡＰＩ１８の出力チャンネ
ル１６を介してＡＰＰＬ８にもどす。暗号システム内の
個々の要素および要素間のインターフェースの詳細は前
記出願の明細書に示されている。しかしながら、ＣＦＡ
Ｐ６、ＣＦ４およびＦＡＰＩ２０のインターフェースの
機能のある程度の説明は本発明を理解する上で有効であ
る。

【００１７】ＣＦ４はＦＡＰＩ２０の入力チャンネル１
２によりＣＦ４に与えられる一群の入力情報を介して外
部から呼び出しうる１以上の暗号命令からなる群をサポ
ートする。この入力情報はオペレーションコード、クリ
アおよび／または暗号キーパラメータ、平文データまた
は暗号文データ、等の形の暗号サービス要求を含むこと
が出来る。オペレーションコードすなわちＯＰコードは
ＣＦ４で行われるべき暗号命令をこの暗号命令群の内か
ら選ぶ。入力情報の他の部分はＯＰコードにより識別さ
れる暗号処理に用いられる制御またはデータパラメータ
である。この入力情報はＯＰコードおよびデータパラメ
ータを識別する、予定のフィールドと値をもつ構造化制
御ブロックの形でもよく、あるいは、ＣＦ４が暗号サー
ビス要求により選ばれた命令を実行するのに必要な入力
情報のすべてを受けてしまうまで入力チャンネル１２を
介して個々のデータ項目として送られてもよい。

【００１８】ＣＦ４は入力情報を用いて、ＦＡＰＩ２０
の入力チャンネル１２の入力情報を一群の出力情報に変
換し、この出力情報はＦＡＰＩ２０の出力チャンネルに
もどされる。命令の実行はＣＦ４の物理的な安全境界内
で完全に生じ、それ故平文の形の入力暗号化キーおよび
データそして他の中間的な結果に対し高い完全性と秘密
性を与える。

【００１９】前記出願の明細書に示されるように、ＣＦ
４は各暗号キーがその発生時にそれに割当てられた使用
属性と確実に一致するように用いられるようにする。ア
ーキテクチャ上、これら使用属性はキー暗号化キーと構
造化データ値とを結合することにより一つのキーに不可
分に関連づけられる。ＣＦ４の境界外に記憶されるとき
にそのキーを暗号化する。キーがＣＦ４の境界外に記憶
されるときにはそのキーはこのキー暗号化キーにより暗
号化される。この構造化データ値は制御ベクトル（Ｃ
Ｖ）であり、これはキー発生時に定義された使用属性に
対応する所定の値のフィールド群を含む。キーのＣＶ
（つまり使用属性）がＣＦ４内で処理されることを確か
なものとするためにＣＦ４で用いられる機構が、ＣＶエ
ンフォースメントである。

【００２０】前記米国出願の明細書は制御ベクトル検査
として知られるＣＶエンフォースメントの方法を開示し
ている。制御ベクトル検査ではＣＦ４は入力情報ブロッ
クとしてＣＦ４に与えられる各ＣＶ内の種々のフィール
ドを検査するためにＣＦ４内で記憶された固定の、ある
いは可変の、あるいはパラメータ化されたルール群を用
いる。与えられたＣＶの内容が要求された暗号命令に関
連する検査ルールを満たせばＣＦ４はその要求された暗
号変換を許可する。これらＣＶ内の１以上がルールを満
たさない場合にはその命令はアボートされる。各ＣＶは
関連するキーに密着しているから、そしてそのキーを発
生させた正しいＣＶを特定することなしにはＣＦ４内で
そのキーを回復しえないから、ＣＶ検査ルールを満たす
と共に暗号化キーの適正な内部回復をもたらす別のＣＶ
をＣＦ４に不法侵入者が与える機会はない。

【００２１】本発明は、キーパラメータに関連する制御
ベクトルの値がＣＦＡＰ６からＣＦ４に与えられるので
はなく各命令呼出しにおいてパスされた入力情報の内容
にもとづきＣＦ４により内部的に計算されるようになっ
ているＣＶエンフォースメントの他のモードを提案する
ものである。これらの方法はＣＶの一部あるいは多分す
べてをＣＦ４の外に記憶し、かつＦＡＰＩ２０を通す必
要がないという利点を有している。その理由は、ＣＶま
たはその一部分がＣＦ４内部でとり出されるからであ
る。

【００２２】図２はＣＦ４の要素を示しており、入力情
報はＦＡＰＩ２０の入力チャンネル１２を介してＣＦ４
に入る。ＦＡＰＩ２０は「通過」形インターフェースで
よく、あるいはこの入力情報をＣＦ４の内部要素に受け
入れうる形に変換するのに必要なフォーマットおよびタ
イプ変換機能を行うものでよい。同様に、暗号サービス
要求を処理した結果を表わす出力情報はＦＡＰＩ２０の
出力チャンネル１４を介してＣＦ４からもどされる。Ｆ
ＡＰＩはこの出力情報を、装置呼出しアクセスプログラ
ム（例えば図１のＣＦＡＰ６）に対して受け入れ可能な
形に変換するのに必要なデータフォーマットおよびタイ
プ変換機能を行う。

【００２３】内部的にはＣＦ４は情報選択手段３０、制
御ベクトル発生手段３２、キーソース手段３４および暗
号変換手段３６を含む。情報選択手段３０は入力チャン
ネル１２から入力情報を受ける。この入力情報はＣＦ４
の命令レパートリィ内の、暗号変換手段３６内で行われ
る複数の命令の内の１個を選択するオペレーションコー
ド（ＯＰコード）またはトークン値からなる。更に、こ
の入力情報は次の内の１つ以上を含むことが出来る。

【００２４】 ・処理されるべき平文または暗号文データ ・クリア（すなわち平文）暗号キー ・暗号化暗号キーすなわちシステムマスタキー（あるい
は他のキー暗号化キー）の関数（例えば排他−ＯＲ）で
あるキー暗号化キーおよび暗号化されたキーのタイプお
よび使用属性を定義する制御ベクトルにより暗号化され
る各平文キー ・制御ベクトル選択パラメータ ・他のプロセス特有のパラメータ。

【００２５】情報選択手段３０は入力情報に含まれる種
々のパラメータを必要に応じてＣＦ４の他の要素に方向
づける。このパラメータ選択及び方向づけはＯＰコード
のみに、あるいはＯＰコードと、一つの与えられたＯＰ
コード内の処理オプションを更に定義するモードセレク
タのような他のプロセス特有のパラメータとにもとづい
ている。

【００２６】制御ベクトル発生手段３２は暗号変換手段
３６により用いられるべき制御ベクトルＣを発生しある
いはとり出すものであり、そのベクトルに関連する暗号
キーＫを処理する。制御ベクトル発生手段３２はかくし
て本発明の関連するＣＶエンフォースメントの別方法を
行う。手段３２はワーキングレジスタ３８に記憶すべく
出力チャンネル４８にその発生されたまたはとり出され
た制御ベクトルＣを出力する。一般に、制御ベクトル発
生手段３２は図３に示すようにワーキングレジスタ３８
に記憶されるべき、順序を与えられた制御ベクトル群Ｃ
１，Ｃ２，…，Ｃｎの形で複数の制御ベクトルを発生し
出力する。

【００２７】キーソース手段３４は暗号変換手段３６で
使用されるべき暗号キー値Ｋを発生または獲得する。キ
ーソース手段３４は命令ＯＰコードと他のパラメータを
含む選ばれた入力情報を受け、そしてワーキングレジス
タ３８にそれに関連する制御ベクトルＣと共に記憶され
るべく出力チャンネル４０を介して暗号キー値Ｋを出力
する。出力キー値Ｋはキーソース手段３４内でランダム
に発生されるか、あるいは入力チャンネル４４を介して
情報選択手段３０から入る選ばれた入力情報内のクリア
なまたは暗号化されたキーパラメータから抽出される。
キー値Ｋはクリアまたは暗号化されたキーを表わす。例
えば、キー値Ｋがランダムに発生されるとすると、Ｋは
制御ベクトルＣとマスタキーＫＭとの排他的ＯＲにより
形成されるキーにより暗号化されるランダムクリアキー
Ｋ′として定義される。これを、Ｋ＝ｅ* ＫＭ．Ｃ
（Ｋ′）と表記する。ここで＊ＫＭは１２８ビットのＫ
Ｍであることを意味する（＊がなければ６４ビット）。
一般に、キーソース手段３４は図３に示すようにクリア
および暗号化キーＫ１，…，Ｋｎからなる順序をもった
キー群の形で複数のキー値を選択し出力する。キー値Ｋ
ｉの夫々は制御ベクトル発生手段３２により出力された
対応する一つの制御ベクトルＣｉに関連づけられる。

【００２８】図４はキーソース手段３４の要素を示す。
キー出力セレクタ５６は選択された入力情報に含まれる
入力クリアまたは暗号化キー値Key １，…，Key ｊの内
の１組から、または乱数発生器５４の出力から出力キー
値Ｋｉの夫々を選択する。各キー値Ｋｉの選択プロセス
は命令ＯＰコード５０と、図３に示す情報選択手段３０
から入力チャンネル４４に入る選択された入力情報から
抽出された他のパラメータ５２にもとづく。例えば、Ｃ
Ｆ４が１２８ビットの制御ベクトルＣ３で１２８ビット
のキー暗号化キーＫＫを排他的ＯＲすることにより形成
されるキー暗号化キーにより暗号化される、ランダムに
発生された６４ビットキーＫを発生しなければならない
というような暗号サービス要求（例えば「モードＯＰＥ
Ｘでキーセット（ＧＫＳ）を発生するようなもの）を考
えることにする。ＫＫはｅ* ＫＭ．Ｃ１（ＫＫＬ），ｅ
* ＫＭ．Ｃ２（ＫＫＲ）という暗号化された形で記憶さ
れ、ここでＫＫＬはＫＫの左６４ビット、ＫＫＲはその
右６４ビットである。この暗号サービス要求の入力情報
はＯＰコード、モード、暗号化されたキーＫＫおよび制
御ベクトルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を再構成するのに必要な他
の情報を含む。入力チャンネル４４上の、キーソース手
段３４への選択された入力情報はＯＰコード、モードお
よびキーパラメータｅ* ＫＭ．Ｃ１（ＫＫＬ）とｅ* Ｋ
Ｍ．Ｃ２（ＫＫＲ）のみを含む。キー出力セレクタ５６
はＯＰコード５０とモード５２を用いてその出力選択目
安を次のように定義する：Ｋ１を乱数発生器５４の第１
の６４ビット出力Ｋにセットし；Ｋ２を入力キー暗号化
キーの左６４ビットｅ* ＫＭ．Ｃ１（ＫＫＬ）にセット
し；Ｋ３を入力キー暗号化キーの右６４ビットｅ* Ｋ
Ｍ．Ｃ２（ＫＫＲ）にセットする。

【００２９】図３にもどると、制御ベクトル発生手段３
２の出力、すなわち順序をもつ制御ベクトルＣ１，…，
Ｃｎの群は一群のワーキングレジスタ３８内でキーソー
ス手段の出力すなわち順序づけられたｎ個のキー値Ｋ
１，…，Ｋｎと結合される。ワーキングレジスタ３８の
内容はデータチャンネル４６により暗号変換装置３６に
送られる。情報選択手段３０はＯＰコードと他の選択さ
れた入力情報をデータチャンネル４２を介して暗号変換
手段３６に送る。

【００３０】暗号変換手段３６はＯＰコード、選択され
た入力情報およびワーキングレジスタ３８の内容を用い
てＯＰコードに関連した暗号サービスを行う。暗号処理
の結果は出力チャンネル１４を介して出力情報の形で暗
号装置呼出しアクセスプログラム（例えば図１のＣＦＡ
Ｐ６）に出力される。これらの結果はまた次の命令呼出
しで用いるためにＣＦ４内の記憶レジスタに記憶され
る。ＣＦ４の命令レパートリィ内の他の暗号命令は出力
を発生せず、それらの命令はＣＦ４の処理形態を変える
のみである（例えばクリアクリプト装置命令であり、こ
れはＣＦ４内のすべてのワーキングレジスタの内容をク
リアにする）。

【００３１】情報選択手段３０の機能は他の主要素の夫
々すなわち制御ベクトル発生手段３２、キーソース手段
３４、または暗号変換手段３６に組込むことが出来る。

【００３２】上述のように制御ベクトル発生手段３２は
ＣＶエンフォースメントの他の方法を行う。特に本発明
はＣＶエンフォースメントの三つの異なる手段（および
夫々についてのいくつかの変形）を開示するものであ
る： ・内部ＣＶテーブルルックアップ ・内部ＣＶ発生 ・マスキングまたは「ビット固定」 ＣＶエンフォースメント方法は夫々要求された暗号動作
について１個のＣＶまたは複数のＣＶを完全な形で選ば
ねばならない。夫々の暗号動作についての受け入れ可能
な制御ベクトル群を暗号装置の物理的または論理的安全
要素により、そしてその制御のもとで定義しなければな
らない。かくして、その装置のユーザはインプリメンタ
および権限を有するシステムアドミニストレータにより
定義されるキータイプと使用の制限をはずすための手段
を持たない。図５は制御ベクトル発生手段の役割を示し
ており、ＣＦ４に対する暗号サービス要求からの選ばれ
た入力情報にもとづき、一群の定義されたＣＶから１個
以上の制御ベクトルを選ぶ。図５の例ではIMPORTER（右
半分）ＣＶが群から選ばれる。このＣＶタイプは、リエ
ンサイファ・ツー・マスター・キー（ＲＴＭＫ）動作ま
たは、暗号化されたキー暗号化レシーバキーを処理する
他の動作について選ばれることがある。図５に示す定義
された制御ベクトル群は広義のものではなく、それらの
値は各ＣＶタイプの一般的な例を表わす。この「一般
的」とは与えられたキータイプと使用について最大の機
能性を許可し、かつ最少の制約を加える制御属性を有す
る制御ベクトルの一例を意味する。従って、この定義さ
れた制御ベクトル群は、機能性が更に制約されあるいは
或る種のユーザが定義しうるフィールドを与えられるよ
うな各ＣＶタイプの別の例を含むように拡張することが
出来る。図６は暗号サービス要求を処理するのに必要な
ＣＶが、制御ベクトル発生手段３２内に記憶されたＣＶ
のテーブルから選ばれるようにするＣＶエンフォースメ
ントの一つの方法を示す。この方法、すなわち「テーブ
ル索引法」では制御ベクトル発生手段３２が情報選択手
段３０から入力チャンネル４５を介して入る選択された
入力情報を受ける。この選択された入力情報は暗号装置
により行われるべき特定のオペレーション（または命
令）を識別するＯＰコード５０を含む。ＯＰコード５０
と他の入力パラメータ５２はＣＶテーブルインデクス選
択機能６５に与えられる。ＣＶテーブルインデクス選択
機能６５は制御ベクトルの予定のテーブル、すなわちＣ
Ｖテーブル６８の入力または順序づけられた入力群にポ
イントするインデクス６６を計算する。選択されたＣＶ
はワーキングレジスタ３８での記憶のために制御ベクト
ル発生手段３２により出力される。ＣＶテーブルインデ
クス選択機能６５は入力ＯＰコード５０と他のパラメー
タ５２を選択インデクス６６に変換するために数学的な
ハッシュ機能を用いることが出来る。あるいは、インデ
クス選択機能６５はインデクス６６の計算にアルゴリズ
ム（一群の「ＣＡＳＥ」ステートメントのようなもの）
を用いることが出来る。あるいは、選択機能のエレメン
トはＣＦ４の外にあり、ＣＦＡＰ６がインデクス６６を
計算し、それを入力情報を介してＣＦ４に与え、そこで
ＣＶテーブルインデクス選択機能により単に検証される
ようにしてもよい。この場合には、検証プロセスは与え
られたＯＰコードについての一群の有効インデクスに対
し選択されたインデクスを比較する簡単なアルゴリズム
でよい。テーブルルックアップ法は殆んどの命令につい
て制御ベクトルがＦＡＰＩ２０のインターフェースを通
らず、それ故ＣＶをＣＦ４のユーザにより記憶または管
理する必要がないという利点で特徴づけられる。暗号変
換手段３６の命令記憶手段が暗号装置の命令レパートリ
内の夫々定義された命令についての一群の適用可能な制
御ベクトルを含んでいるＣＶエンフォースメントのテー
ブル索引法の一つの変更例を図１６に示す。

【００３３】図７は他のＣＶエンフォースメント法、す
なわち発生法を示す。この発生法では制御ベクトル発生
手段３２は情報選択手段３０から入力チャンネル４５を
介して入る選択された入力情報を受ける。この選択され
た入力情報は暗号装置により行われるべき特定のオペレ
ーション（すなわち命令）を識別するＯＰコード５０を
含む。ＯＰコード５０と他の入力パラメータ５２はサー
ビス要求変換手段７０に与えられる。この手段７０はＯ
Ｐコード５０と他のパラメータ５２を用いて一群のＣＶ
発生パラメータ７２を発生し、これらパラメータ７２が
ＣＶ発生機能７４に与えられる。機能７４はこれら発生
パラメータを用いてワーキングレジスタ３８に出力チャ
ンネル８４を介して与えるべきＣＶまたは順序のついた
ＣＶ群を構成する。

【００３４】サービス要求変換手段７０はテーブルまた
はアルゴリズム手段を用いてＯＰコード５０と他の入力
パラメータ５２をＣＶ発生パラメータ７２に変換するこ
とが出来る。パラメータ７２はＣＶフィールド名および
対応する値の、パラメータ化された高レベルのリストで
構成することが出来る。例えば次のようなものである。

【００３５】 ＵＳＡＧＥ＝Ｅ，Ｄ，ＭＧ，ＭＶ ＥＸＰＯＲＴ＝ＮＯ ＫＥＹ−ＦＯＲＭ＝６４ＬＥＦＴ ＫＥＹ−ＰＡＲＴ＝ＮＯ ＣＶ発生機能７４はそのようなリストを解釈して夫々の
フィールド値キーワード対を特定のＣＶフィールド位置
に変換して夫々の定義された対に関連する所定の意味に
もとづき２進コード化する。

【００３６】あるいは、サービス要求変換手段７０は単
に暗号サービス要求内に与えられるＯＰコード５０と他
の入力パラメータ５２にもとづきＣＶのスケルトンを構
成してもよい。サービス要求変換手段７０はこのように
入力パラメータにより決まる値を有するＣＶフィールド
の限られた部分集合を初期化しうる。残りの、入力パラ
メータに対し依存性をもたないＣＶスケルトンのフィー
ルドはＣＶ発生機能７４で初期化される。そのような依
存性のないＣＶフィールドは予約フィールド（ゼロに初
期化される）、ＣＶタイプには無関係に固定された位置
と値をもつフィールド（アンチバリアントビット等）、
および他のインプリメンテーション定数（拡張フィール
ド等）を含むことが出来る。

【００３７】サービス要求変換手段７０のパラメータ依
存機能とＣＶ発生機能７４のパラメータ非依存機能は制
御ベクトル発生手段３２内で一つの要素に組合せること
が出来る。更に入力パラメータ５２はオペレーションモ
ードパラメータ（例えばデフォールトDATA PRIVACYキー
ではなくDATA COMPAT-INTERNALキーを用いるようにENCI
PHER要求を制限するパラメータMODE＝'COMPAT'）を含む
ことが出来る。入力パラメータ５２はまたＣＶのスケル
トンまたは完全なＣＶを含むことが出来、それから制御
ベクトル発生手段３２が暗号変換手段３６での次の暗号
変換のためにワーキングレジスタ３８に記憶するための
関連ＣＶをとり出すことが出来る。

【００３８】図８および図９は制御ベクトル発生手段３
２で行われるＣＶエンフォースメントの発生法の一例を
示す。この例ではＯＰコード５０はENCIPHERサービス要
求を含み、他の入力パラメータ５２はCOMPATモード制限
を含む。制御ベクトル発生手段３２の目的は、暗号化さ
れたフォームｅ* ＫＭ．Ｃ（Ｋ）としてＣＦ４に与えら
れるDATA COMPAT-INTERNALキーＫを内部的に回復するた
めに暗号変換手段３６により用いられる制御ベクトルＣ
を発生することである。これが回復されると、暗号変換
手段３６は、ＣＦ４に出される暗号サービス要求に与え
られた平文データのいくつかのブロックをENCIPHERする
ためにこの回復されたキーＫを用いる。制御ベクトル発
生手段３２はＯＰコード５０と他のモードパラメータ５
２を受けてそれらをサービス要求変換手段７０に与え、
DATA COMPAT-INTERNAL制御ベクトルＣ′のスケルトンを
構成する。サービス要求変換手段７０はＯＰコード５０
とモード５２をＣＡＳＥステートメント群に与えて、要
求された暗号変換に適用する一群の実行可能なステート
メントをアルゴリズム的に選択する。この場合、次のス
テートメントが選ばれて実行される。

【００３９】 ＣＡＳＥ opcode ＯＦ／* 制御ベクトルのＯＰコード特定 フィールドをセットアップ *／ ′ＥＮＣＩＰＨＥＲ′： ／* 特定フィールドENCIPHER *／ ＣＡＳＥ mode ＯＦ ′ＣＯＭＰＡＴ′： Set Bits 08..14 ＝B'0000000'／* ＣＶType=Data Compat Key *／ Set Bits 18..21 ＝B'1111' ／* Ｕsage= Ｅ，Ｄ，ＭＧ，ＭＶ *／ Set Bit 22 ＝B'0' ／* Reserved Bit *／ Set Bit 37＝B'0' ／* Software Bit=Unspecified *／ ′／* ′と′ *／′の間の表現はコメントとして扱われ
る。これらコメントは等号の左側で変更される適用可能
なＣＶフィールドの名前と、フィールドがセットされつ
つあるニーモニック値をあげている。サービス要求変換
手段７０は出力ＣＶＣの、入力パラメータおよびＣＶタ
イプに依存するフィールドを発生するように作用する
（この例における場合のように）。ＣＶ，Ｃ′のスケル
トンはサービス要求変換手段７０から出る。図８および
図９は６４ビットＣＶＣ′を８個の１６進バイトとして
示している（「ＸＸ」は非定義または未知を示す）。

【００４０】ＣＶＣ′のスケルトンは次に制御ベクトル
発生手段３２の制御ベクトル発生機能７４に与えられ
る。制御ベクトル発生機能７４は固定ＣＶフィールド発
生器７６を用いてこのＣＶの残りの、パラメータに依存
しないフィールドをセットまたは「固定」する。この例
ではこれらフィールドはいくつかの標準的な予約フィー
ルド、いくつかの未使用ソフトウェアビット、拡張ビッ
トなどからなる。これらフィールドの内のいくつかはこ
のインプリメンテーションでは固定されている（Export
ControlおよびKey Form）が、これらはユーザの機能的
および安全要件により他のインプリメンテーションでは
パラメータ依存形と考えることが出来る。出力ＣＶＣ″
はサービス要求変換手段７０と固定ＣＶフィールド発生
器７６のマージとなった出力フィールドを含む完全に分
布した制御ベクトルからなる。ＣＶＣ″はアジャストイ
ーブンパリティ成分８０内で偶数パリティに調整され
る。（制御ベクトルの各バイトはバイト毎に偶数パリテ
ィを保証するようにセットされなくてはならないパリテ
ィビットを含むことは前述した。）一般DATA COMPAT IN
TERNALＣＶタイプである最後のＣＶ Ｃ＝Ｘ′００００
７Ｄ０００３００００００′はワーキングレジスタ３８
に記憶すべく制御ベクトルＣ８４として出力される。

【００４１】ＣＶエンフォースメントの発生法はテーブ
ル索引法と同様に入力パラメータ（ＯＰコード、モー
ド：等）から制御ベクトルを内部的に計算することを特
徴とする。しかしながらこの発生法ではＣＶのフィール
ドはアルゴリズム、またはテーブルまたは両者の組合せ
で動的に構成される。入力ＣＶは付加的な機能的に関係
したＣＶを構成するためのテンプレートとしても用いら
れる。その例を図１４および図１５に示す。

【００４２】図１０はＣＶエンフォースメントの更に他
の方法、すなわちフィールド固定法を示す。この方法は
一群のアルゴリズムまたはテーブル駆動のルールを用い
て一群の入力ＣＶ内の特定のフィールドを無効にし、そ
れにより処理に用いられたＣＶが所定の仕様に確実に適
合するようにする。ユーザが定義するフィールドのイン
プリメンテーションをサポートするために、このフィー
ルド固定法は、定義された仕様に合わせるために変更し
なければならない入力ＣＶのフィールドを変更するだけ
である。他のすべてのフィールドは変更されずに通され
る。この方法はテーブル索引法および発生法とは異なっ
ており、ＣＶが維持され、かつＣＦ４に対し各暗号サー
ビス要求によりＦＡＰＩ２０を介してユーザにより与え
られるという点でＣＶ検査（ＣＶ Checking）（前記米
国出願に示されている）に近いものである。この方法は
ＣＶ検査とは次の点で異なる。すなわち、ＣＶフィール
ドの内容（例えばフィールドＸＹＺが値Ｂ′１０１′を
有する）を検査するのではなく、ＣＶフィールドに要求
される内容を強制的に含めさせる（フィールドＸＹＺを
前の内容には無関係にＢ′１０１′にセットすることに
より）。暗号装置内でＣＶフィールドの内容を予定の値
に強制的にセットするプロセスを「フィールド固定」ま
たは単に「固定」と呼ぶ。

【００４３】図１０はＯＰコード５０、５個の分散した
フィールドＦ１，…，Ｆ５を有する入力制御ベクトル８
２および他の入力パラメータ５２を含む、入力チャンネ
ル４５（情報選択手段３０からの）に入る一群の選択さ
れた入力情報を示す。上述の発生法と同様に、フィール
ドヘ固定法は二つの部分すなわち、（１）入力パラメー
タにもとづくフィールドの固定、および（２）入力パラ
メータには無関係なフィールドの固定、に分かれる。固
定フィールド発生器Ａ８６は入力ＯＰコード５０、パラ
メータ５２および入力ＣＶ８２を受けて入力ＣＶ内に一
群のパラメータ依存フィールドを固定する。固定フィー
ルド発生器Ａ８６のＣＶ出力は固定フィールド発生器Ｂ
８８に与えられ、そこに一部のパラメータ非依存ＣＶフ
ィールドが固定される。最後に、Ｂ８８のＣＶ出力は偶
数パリティ調整のためにアジャストイーブンパリティ要
素８０に与えられる。最終的な制御ベクトルＣ８４は元
の入力ＣＶ８２からのいくつかの変更されないフィール
ド（例えばＦ２とＦ５）および一群の固定フィールド
（例えばＦ１′，Ｆ３′，Ｆ４′）からなる。ＣＶＣ８
４は次の処理のためワーキングレジスタ３８に送られ
る。

【００４４】図１１，１２，１３はＣＶエンフォースメ
ントのフィールド固定法の一例を示す。図１１は暗号装
置外部の例えば図２に示すように適用業務プログラムＡ
ＰＰＬ８または暗号装置アクセスプログラムＣＦＡＰ６
のようなユーザによる入力ＣＶ Ｃin８２の構成を示
す。ＡＰＰＬ８またはＣＦＡＰ６は制御ベクトルＣin内
に一群の可変フィールドを定義する。特に、ＡＰＰＬ／
ＣＦＡＰはＣＶタイプ、Export Control，Key Usage ，
およびいくつかのＣＦＡＰ強制使用ビットをセットす
る。この例ではＣＦＡＰ使用ビット（Ｃinのビット３４
…３７）は暗号サービス要求内の関連キーを用いる前に
ＣＦＡＰがキーのユーザにパスワードを気づかせる。Ｃ
ＦＡＰ使用ビットはまたＣＦＡＰがこのＣＶに関連する
キーが平日（ウィークデー）にのみ使用させるようにす
る。ＣＦＡＰ使用ビットについての他の考えられるエン
コーディングは「パスワード不要」または「金曜日のみ
使用」を特定することである。ＣＦＡＰ使用ビットのエ
ンフォースメントはＣＦＡＰ（それらビットが検査され
る場合）とＣＦ（関連キーを回復し、キーＣＶ関連の完
全性を保証するためにこれらビットがＣＶで使用される
場合）とで共用される。構成された制御ベクトルＣin＝
Ｘ′０００３Ｃ００３Ｃ００００００′は、ＣＶが完全
には特定されず、それ故ＣＦ４では使用出来ないという
点でＣＶのスケルトンを表わす。図１２はＣＶエンフォ
ースメントの固定フィールド法を行う制御ベクトル発生
手段３２を示す。ユーザ構成のＣＶ Ｃinは暗号サービ
ス要求内でＣＦＡＰ６を介してＣＦ４に与えられる。制
御ベクトル発生手段３２は暗号サービス要求からの選ば
れた入力情報４５内のＯＰコード´ENCIPHER´５０と制
御ベクトルＣin８２を受ける。入力制御ベクトルＣin８
２は固定フィールド発生器Ａ８６に送られ、この発生器
が入力ＯＰコード５０を用いて入力ＣＶＣinのパラメー
タ依存フィールドを固定する一群の実行可能なステート
メントを選択する。′ENCIPHER′とユーザ定義のＣＶタ
イプ（Ｃinのビット０８…１４）を等しくするＯＰコー
ド５０により次のステートメントが実行される。 CASE opcode OF 'ENCIPHER': ／* ENCIPHER-specific fields: *／ CASE CV _Type OF ／* CV−Type-dependent fields: *／ OTHERWISE Set Bits 08…14＝B'0000000' ／* Default is Data Compat Key *／ Set Bit 18＝B'1' ／* Usage must include E *／ Set Bit 22＝B'0' ／* Reserved Bit *／ END CASE CV −Type ／* other ENCIPHER fields: *／ Set Bits 40 …42＝B'000' ／* Key Form＝64b Key *／ Set Bit 44＝B'0' ／* Key Part＝No *／ Set Bits 48 …54＝B'0000000' ／* Reserved Bits *／ この“ルール”群はDATA COMPAT INTERNALを用いるENCI
PHERオペレーションについてENCIPHER使用ビットＥがセ
ット（入力Ｃinにおいてすでにセットされた）され、そ
のキーが６４個のビットであり、キー部分でないことを
保証するものである。また、ENCIPHER要求について図１
２の固定フィールド発生器Ａ８６のルールにおいて、入
力ＣＶ ＣinのＣＶタイプはDATA PRIVACY，DATA ANSI
，またはDATA COMPAT-INTERNALの内の１つでなくては
ならないことが判る。このように、制御ベクトル発生手
段３２は固定フィールド法を用いて、ENCIPHERオペレー
ションがこれら三つのタイプのキーにおいてのみ行われ
るという要件を強要する。固定フィールド発生器Ａ８６
のルールは二つの部分すなわち（１）ＣＶタイプ依存ル
ールと（２）非ＣＶタイプ依存ルールに分けられる。後
者のルールは入力ＯＰコード５０（例えばキーフォー
ム、キー部分等）にのみ依存する。固定フィールド発生
器Ａ８６は変更された制御ベクトルＣ′を固定フィール
ド発生器Ｂ８８に送る。この例のＣ′はユーザ定義の入
力ＣＶ Ｃinと同じであり、その理由はDATA COMPAT −
INTERNALキーを入力として用いるＯＰコード'ENCIPHER'
についての所定の固定フィールド仕様のすべてをＣin８
２が満たすからである。

【００４５】固定フィールド発生器Ｂ８８はＣＶＣ′の
残りの、定義されないフィールドをセットするために一
連の、ＯＰコードに依存しない固定ルールを実行する。
これらフィールドはすべての制御ベクトル（例えばアン
チバリアントビットの位置と値）またはすべての現イン
プリメンテーション内の制御ベクトル（例えば予約ビッ
トおよび拡張ビット）に共通の或る値を含む。固定フィ
ールド発生器Ｂ８８の出力は制御ベクトルＣ″であり、
これはアジャストイーブンパリティ要素８０に加えられ
る。この要素８０の出力は偶数パリティに調整された制
御ベクトルＣ＝Ｘ′００００３Ｃ００３Ｆ０００００
０′であり、これは以降の暗号処理のためにワーキング
レジスタ３８に記憶される。

【００４６】図１１〜１３の例は入力制御ベクトルＣin
＝Ｘ′００００３Ｃ００３００００００′から出力ＣＶ
Ｃ＝Ｘ′００００３Ｃ００Ｆ００００００′への変換を
示す。ENCIPHER要求において与えられるキーＫがユーザ
からのＣＶＣinでなく上記のＣＶＣを用いて暗号化され
ないかぎり、ＣＦ４はこのキーＫを正しくは回復しな
い。かくして、ＣＶエンフォースメントのフィールド固
定法の適用はユーザが実際のＣＶＣを与え、それによ
り、それに関連するキーＫが暗号化されるような場合で
あることが好ましい。この場合、Ｃが制御ベクトル発生
手段３２から変更されずに与えられるならば、要求され
たオペレーションについての固定フィールドエンフォー
スメントの基本ルールを満足し、キーＫはＣＦ４内で回
復される。固定フィールド法の利点は、ユーザ定義可能
なフィールドを許しつつ入力パラメータにもとづいたＣ
Ｖの選択されたフィールドのエンフォースメントを許す
ことである。他の利点（図１１〜１３の例に示す）はユ
ーザが入力ＣＶの僅かな、良好に定義されたフィールド
を特定するだけでよいということである。このＣＶ構造
の残りの部分はＣＦ４の制御ベクトル発生手段３２内の
固定フィールドルールにより与えることが出来る。

【００４７】図１４および図１５は１個の制御ベクトル
Ｃ１が機能的に関係する制御ベクトルＣ２を構成するた
めに用いられるようにしたＣＶエンフォースメントの発
生法の変更例を示す。特に図１４，１５は１２８ビット
IMPORTERキー（すなわちキー暗号化レシーバキー）ＫＫ
の左半分６４ビットＫＫ１Ｌに関連する与えられた制御
ベクトルＣ１からその右半分の６４ビットＫＫ１Ｒにつ
いての制御ベクトルＣ２をとり出す方法を示す。情報選
択手段３０（図２）から入力チャンネル４５を介して入
る選択された入力情報はサービス要求ＯＰコード５０′
ＲＴＭＫ′と他の入力パラメータ５２を含む。ＲＴＭＫ
はインポートフォームｅ* ＫＫ１．Ｃ３（Ｋ）（すなわ
ちIMPORTERキーにより暗号化される）のキーがオペレー
ションフォームｅ* ＫＭ，Ｃ４ＣＫ）（すなわち局所マ
スタキーＫＭで暗号化される）に変換されるように要求
する。IMPORTERキーの左および右の６４ビットは夫々フ
ォームｅ* ＫＭ．Ｃ１（ＫＫ１Ｌ）とｅ* ＫＭ．Ｃ２
（ＫＫ１Ｒ）でＣＦ４の命令に与えられる。

【００４８】ＣＶ Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４は他のパラメータ
５２の部分として制御ベクトル発生手段３２に与えら
れ、ＣＶ検査要素９０においてＣＶエンフォースメント
のＣＶ検査法を用いて検査される。これら値がＣＶ検査
要素９０内の検査を通ると、それらの関連キーと共に記
憶されていくワーキングレジスタ３８に直接入れられ
る。（Ｃ４は対応入力キーを有しない。Ｃ４は暗号変換
手段３６により、出力チャンネル１４を介して要求をし
たＣＦＡＰ６に出力するために、回復した平文キーＫを
暗号化するために用いられる。）前記出願の明細書では
ＣＶ検査を通らない場合にはオペレーションがアボート
される。他のオプションとしてＣＶ Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４
も発生され、テーブル索引で選ばれまたは制御ベクトル
発生手段３２への入力である他のパラメータ５２から別
のＣＶエンフォースメント手段９０にフィールド固定さ
れる。いずれにしてもＣＶＣ１は右ＣＶ発生器９２に与
えられ、発生器９２が左半分ＣＶＣ１を対応する右半分
ＣＶＣ２に変換する。Ｃ１とＣ２並びにＣ３とＣ４はワ
ーキングレジスタ３８内のそれらの位置に送られる。

【００４９】図１５は右ＣＶ発生器９２の要素およびそ
こでの処理の流れを示す。キータイプIMPORTER（左半
分）（図５）についての入力制御ベクトルＣ１は対応す
るIMPORTER（右半分）ＣＶＣ２をとり出すのに必要なキ
ーフォームビットで変換される。Ｃ２のキーフォームビ
ット以外のすべてのビットはＣ１のビットと同じであ
る。

【００５０】ＣＶエンフォースメントの発生法のこの変
更例は、暗号装置の外のユーザにより管理されるべき冗
長なＣＶの数が少なくなるという利点を有する。この方
法は、１つのＣＶが要求された暗号サービスを満足する
ように用いるべき付加ＣＶにマッピングされるように固
定の関係（または制御ベクトル発生手段３２に対し他の
入力パラメータ５２でパラメータ化される関係）を有す
る任意のＣＶに適用しうる。

【００５１】図１６は暗号変換手段３６の命令記憶手段
９４が暗号装置の命令レパートリ内の夫々定義された命
令について一群の適用可能な制御ベクトルを含むＣＶエ
ンフォースメントのテーブル索引法の変更例を示す。命
令記憶手段９４は一群の実行可能なルーチン用の記憶手
段を含み、各ルーチンは１個の暗号装置命令のすべてま
たは一部を処理するのに必要なコードを含む。暗号変換
手段３６の命令プロセッサ９６は、情報選択手段３０
（図２）からチャンネル４２を介して受けるＯＰコード
５０に対応するルーチンコードを命令記憶手段９４から
とり出して実行する。命令プロセッサ９６はチャンネル
４２を介して入る選ばれた入力情報内の他の処理パラメ
ータ５２を用いて適正な実行可能なコードをとり出す。

【００５２】命令記憶手段９４は暗号変換手段３６内で
行われる夫々の暗号命令について一群の予定の制御ベク
トルＣ１，…，Ｃｎを含む。かくして、暗号サービス要
求の処理において用いるための１以上の制御ベクトルを
選択するという図２の制御ベクトル発生手段３２の機能
は暗号変換手段３６で行われる。各暗号命令についての
制御ベクトルはその命令に関連したコードブロック内に
テーブル形に記憶されあるいは命令記憶手段９４内の共
通データブロック内で他のそのようなＣＶテーブルと共
にグルーブとされる。いずれの場合でも命令記憶手段９
４の実行可能な命令は、要求された暗号命令を処理する
に必要な夫々の制御ベクトルＣi の位置に対するコード
化されたリファレンスを含む。これらコード化されたリ
ファレンスは命令記憶手段９４に記憶された共通のＣＶ
テーブルに対するインデクスの形をとるか、あるいは、
特定のＯＰコード５０について命令プロセサ９６により
とり出されて処理される、実行可能なコードブロック内
のデータ項目として組込まれたＣＶに対する直接メモリ
アドレスの形であってもよい。

【００５３】命令プロセッサ９６はこのようにＯＰコー
ド５０を用いて命令記憶手段９４から一群の実行可能コ
ードと一群の制御ベクトルＣ１，…，Ｃｎを選択する。
命令プロセッサ９６はワーキングレジスタ３８から入力
チャンネル４６を介して、選ばれた制御ベクトルＣ１，
…Ｃｎに対応する一群のキーＫ１，…，Ｋｎを受け、Ｃ
Ｖとキーを用いて、暗号化されたキーをクリアまたは再
暗号化クリアキーにもどす。命令プロセッサ９６は暗号
変換手段３６内にクリア形で安全に記憶されたキーまた
は暗号変数（例えばシステムマスタキーＫＭ９８）をも
用いる。例えば命令プロセッサ９６は命令記憶手段９４
からとり出した制御ベクトルＣ１とマスタキーＫＭ９８
を用いてｅ* ＫＭ．Ｃ１（Ｋ）の形で暗号化されたデー
タキーを解読する。クリアキーＫは命令プロセッサによ
り、要求された暗号命令を満足するため、例えばキーＫ
で平文データを暗号化し、暗号文をチャンネル１４を介
して要求を出したＣＦＡＰ６に与えるために用いられ
る。

【００５４】ＣＶエンフォースメントのこのテーブル索
引法の変更例は、暗号命令を処理するに必要な制御ベク
トルがその命令を行う実行可能コードと共に記憶される
という利点を有する。暗号装置のユーザは暗号サービス
の要求をなすとき命令に制御ベクトルを入れる必要はな
い。ＣＶは要求されたＯＰコード５０および他の入力パ
ラメータ５２にもとづき命令プロセッサ９６により選ば
れる。このように暗号装置に対するインターフェースは
簡略化される。更に、ユーザは暗号装置の外での制御ベ
クトルを管理から解放される。

【図面の簡単な説明】

【図１】暗号システムの主要要件を示すブロック図。

【図２】暗号装置の論理要素を示すブロック図であっ
て、制御ベクトル発生手段とキーソース手段が暗号装置
に与えられる入力情報にもとづき夫々１個の制御ベクト
ルＣと暗号キーＫを発生し、そしてこの制御ベクトル発
生手段がＣＶエンフォースメントの１以上の異なるモー
ドを行うごとくなっている。

【図３】制御ベクトル発生手段とキーソース手段が暗号
装置に加えられる入力情報から複数の制御ベクトル−暗
号キー対（Ｃ，Ｋ）を発生すべく拡張されたブロック
図。

【図４】キーソース手段の要素とそこでのデータフロー
を示す図であって、キーソース手段が暗号サービス要求
において暗号装置に与えられる選ばれた入力情報からラ
ンダムキーを発生しあるいはキーを選択するごとくなっ
ている。

【図５】暗号サービス要求において暗号装置に与えられ
る選ばれた入力情報を制御ベクトル発生手段がマッピン
グする一群の制御ベクトルを示す図。

【図６】制御ベクトル発生手段が暗号サービス要求から
の選ばれた入力情報を用いてテーブルインデクスを計算
するようになったＣＶエンフォースメントの一方法を示
しており、このテーブルインデクスが暗号装置内の制御
ベクトルテーブルに記憶された制御ベクトル値をポイン
トし、かくして制御ベクトル発生手段が一群の予定の、
記憶された値から一つの制御ベクトルを選び出力するよ
うにする方法を示す図。

【図７】制御ベクトル発生手段が暗号サービス要求から
の選ばれた入力情報を用いて制御ベクトルを動的に発生
するようになったＣＶエンフォースメントの他の一方法
を示す図。

【図８】図７のＣＶ発生法の一例を図９と組合せて示す
ものであり、DATA COMPAT-INTERNAL制御ベクトルが暗号
サービス要求内で選ばれた入力情報内の、暗号装置に与
えられる入力動作コードと動作モードパラメータにもと
づき発生されるようにしたものを示す第１部分の図。

【図９】図８と組合されて１つのＣＶ発生法を示す第２
部分の図。

【図１０】制御ベクトル発生手段が入力制御ベクトルを
受けて暗号サービス要求内で選択された入力情報内の、
暗号装置に加えられる入力動作コードと他の入力パラメ
ータとにもとづき一群のフィールドを所定の値に固定
（すなわちオーバレイ）されるようにしたＣＶエンフォ
ースメントの他の方法を示す図。

【図１１】図１０に示すＣＶフィールド一固定法の一例
を図１２および１３と組合せて示すものであって、DATA
COMPAT - INTERNAL制御ベクトルがユーザ定義可能なフ
ィールドについての一群の使用属性を含む入力制御ベク
トルのスケルトンから発生されるようにしたものを示す
第１部分の図。

【図１２】図１１および１３と組合されてＣＶフィール
ド固定法を示す第２部分の図。

【図１３】図１１および１２と組合されてＣＶフィール
ド固定法を示す第３部分の図。

【図１４】１以上の制御ベクトルが暗号サービス要求内
で暗号装置に加えられる入力制御ベクトルから内部的に
とり出されるようにしたＣＶエンフォースメントのＣＶ
発生方法の他の実施例を図１５と組合せて示すものであ
って、１２８ビットIMPORTER（キー暗号化）キーの右側
６４ビットに関連する制御ベクトルがその１２８ビット
IMPORTERキーの右６４ビットに関連した入力制御ベクト
ルから内部的にとり出されるようにした例を示す第１部
分の図。

【図１５】図１４と組合されて１つのＣＶ発生法を示す
第２部分の図。

【図１６】１以上の制御ベクトルが暗号装置の命令レパ
ートリ内の夫々の暗号命令についての対応する一群の実
行可能コードを含む命令記憶手段に記憶された一群の所
定の値から選ばれるようにした、ＣＶエンフォースメン
トのテーブル索引法の変更例を示す図。

【符号の説明】

１００ 暗号システムＡ ８ アプリケーションプログラム（ＡＰＰＬ） ６ 暗号装置アクセスプログラム（ＣＦＡＰ） ４ 暗号装置（ＣＦ） １０ 入力チャンネル １６ 出力チャンネル １８ アプリケーションプログラミングインターフェー
ス（ＡＰＩ） ２０ 装置アクセスプログラムインターフェース（ＦＡ
ＰＩ） ３０ 情報選択手段 ３２ 制御ベクトル発生手段 ３４ キーソース手段 ３６ 暗号変換手段 ３８ ワーキングレジスタ ４０ 出力チャンネル ４４ 入力チャンネル ５４ 乱数発生器 ５６ キー出力セレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アン、ブイ、リ アメリカ合衆国バージニア州、マナサ ス、バトルフィールド、ドライブ、 10227 (72)発明者 スティーブン、エム、マトヤス アメリカ合衆国バージニア州、マナサ ス、セダー、リッジ、ドライブ、10298 (72)発明者 ロスチスラウ、プリマク アメリカ合衆国バージニア州、ダムフリ ース、フェアーウェイ、ドライブ、 15900 (72)発明者 ジョン、ディー、ウィルキンス アメリカ合衆国バージニア州、ソマービ ル、ピー、オー、ボックス、８ (56)参考文献 特開 平２−106787（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】暗号キーを用いて暗号動作を行う物理的に
   安全保障された暗号装置を有し、該暗号装置の外部から
   適用プログラムが暗号装置に対して暗号キーによる動作
   のための暗号サービス要求を与え、該暗号キーは制御ベ
   クトルに関連されており、該制御ベクトルの各々は予め
   定義された値のフィールドを有し、該フィールドは関連
   する暗号キーが実行することをそのオリジネータにより
   許可された機能を定義するようになっているデータ処理
   システムにおける、前記暗号装置内で暗号動作を行なう
   装置であって、 暗号サービス要求を含む入力情報を受ける入力端を有
   し、前記暗号サービス要求に応答して前記暗号装置内部
   で制御ベクトルを発生し、その出力端に前記制御ベクト
   ルを与える前記暗号装置内部の制御ベクトル発生手段
   と、 暗号サービス要求を含む入力情報を受ける入力端を有
   し、前記暗号サービス要求に応答して前記暗号装置内部
   で前記制御ベクトルに関連づけられたキー値を発生し、
   その出力端に前記キー値を与える前記暗号装置内部のキ
   ー・ソース手段と、 前記入力情報を受ける第１入力端と、前記制御ベクトル
   及び前記キー値を受ける第２入力端とを有し、前記制御
   ベクトル及び前記関連するキー値を用いて前記入力情報
   を出力情報に暗号的に変換するための前記暗号装置内部
   の暗号変換装置とを備えた、暗号装置内で暗号動作を行
   うための装置。
2. 【請求項２】前記制御ベクトル発生手段は、 前記制御ベクトルを記憶する手段と、 前記暗号サービス要求に応じて前記制御ベクトル発生手
   段の出力端を介して前記暗号変換装置に前記制御ベクト
   ルを出力する手段と、 を更に含んでいる請求項１に記載の暗号装置内で暗号動
   作を行うための装置。
3. 【請求項３】前記制御ベクトル発生手段は、 前記暗号サービス要求に関連したインデクス値によりア
   クセス可能な制御ベクトルのテーブルを有する記憶装置
   と、 前記記憶装置からアクセスされた制御ベクトルを前記暗
   号サービス要求に応じて前記制御ベクトル発生手段から
   前記暗号変換装置へ出力する手段と、 を更に含んでいる請求項１に記載の暗号装置内で暗号動
   作を行うための装置。
4. 【請求項４】前記制御ベクトル発生手段は、 前記暗号サービス要求に応じて前記暗号変換装置への出
   力となる前記制御ベクトルを含む命令であって、要求さ
   れた暗号サービスの実行のため前記暗号変換装置へ出力
   されるべき命令を記憶するための命令記憶手段を更に含
   んでいる請求項１に記載の暗号装置内で暗号動作を行う
   ための装置。
5. 【請求項５】前記制御ベクトル発生手段は、 暗号サービス要求を受けるための前記入力端に接続され
   る入力端を有し、前記暗号サービス要求をそれに応じた
   前記暗号変換装置への出力である制御ベクトルに変換す
   るためのサービス要求変換手段を更に含んでいる請求項
   １に記載の暗号装置内で暗号動作を行うための装置。
6. 【請求項６】前記暗号サービス要求は所定の値をもつフ
   ィールドを有する第１部分と可変の値をもつフィールド
   を有する第２部分を有し、 前記制御ベクトル発生手段は、前記第１部分および第２
   部分から一つの制御ベクトルを形成してその制御ベクト
   ルをこの暗号サービス要求に応じて前記暗号変換装置に
   出力する請求項１に記載の暗号装置内で暗号動作を行う
   ための装置。
7. 【請求項７】前記制御ベクトル発生手段は１組の予め定
   義された制御ベクトルの中から制御ベクトルを選択し、
   前記暗号サービス要求に応じて、選択された制御ベクト
   ルを前記出力端に与える、 請求項１に記載の暗号装置内で暗号動作を行うための装
   置。
8. 【請求項８】前記制御ベクトル発生手段は前記１組の予
   め定義された制御ベクトルをルックアップ・テーブルに
   記憶している、 請求項７に記載の暗号装置内で暗号動作を行うための装
   置。
9. 【請求項９】前記入力情報はマスターキーと前記制御ベ
   クトルの論理的組合せにより形成されるキーにより暗号
   化される値を含んでいる請求項１に記載の暗号装置内で
   暗号動作を行うための装置。