JP5500232B2 - 情報処理装置及び情報保護方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置及び情報保護方法に係り、特に自装置内の秘密情報を保護する情報処理装置及び情報保護方法に関する。

セキュリティを重視するＰＣ等の情報処理装置や複合機（ＭＦＰ）等の画像処理装置においては、自装置内の秘密情報を保護する必要がある。近年、ＰＣ等の情報処理装置や複合機等の画像処理装置ではセキュリティ意識の高まりに伴い、盗聴等を防ぐため、装置内部に保存している秘密情報の暗号化が可能となった。

例えば特許文献１にはＴＣＰＡ（Trusted Computing Platform Alliance）の仕様に基づいたＰＣにおいて、ＴＰＭ（Trusted Platform Module ）を用いた情報の暗号化について記載されている。ＴＰＭを用いることにより、情報処理装置や画像処理装置は秘密情報を暗号化できる。ＴＰＭは例えばマザーボードに直付けされるチップで実現される。秘密情報は、通常、パスワード等の特定の利用者と紐づけられた保護情報により保護される。

また、特許文献２にはバグやセキュリティホール、又は機能の追加、変更等に対処するため、情報処理装置や画像処理装置において、プログラムの更新を行うことが記載されている。

しかし、設定情報がシステム管理者の権限によりコントロールされており、システム管理者不在の状況でも再起動などの初期化と再スタートを実施できることを要求される情報処理装置や画像処理装置では、特定の利用者と紐づけられた保護情報により秘密情報を保持することが困難である。システム管理者不在の状況での起動時には、システム管理者が保護情報を情報処理装置や画像処理装置へ入力できない為である。

設定情報がシステム管理者の権限によりコントロールされており、システム管理者不在の状況でも再起動などの初期化と再スタートを実施できることを要求される情報処理装置や画像処理装置で自装置内の秘密情報を保護する場合には、起動時に装置内の構成（システム）の真正性を確認する必要がある。

この為、ＴＰＭ内にあるＰＣＲ（Platform Configuration Register）へファームウェアから計算したハッシュ値を登録し、ＰＣＲに登録されたハッシュ値を秘密情報の復号条件とすることで、情報処理装置や画像処理装置は自装置内の秘密情報を、不正なシステムによるデータ窃取から保護している。

しかしながら、ファームウェアの更新（ファームウェアアップデート）を行う情報処理装置や画像処理装置では、秘密情報の復号条件に含まれているハッシュ値の更新が必要となるが、更新に用いるハッシュ値の真正性の確保が困難であった。そこで、従来の情報処理装置や画像処理装置では、ファームウェアの更新に利用するファームウェア更新ファイルから信頼できる方法で計算されたハッシュ値を用いていた。

従来の情報処理装置や画像処理装置は、暗号化に利用した暗号鍵や暗号化された秘密情報を書き換え可能な記憶媒体に記憶している。通常の書き換え可能な記憶媒体は通常の物理インタフェースにより書き換えが実施されるため、単純な攻撃でデータの破壊や改竄の被害を受けやすい。

したがって、従来の情報処理装置や画像処理装置では記憶媒体に記憶されている暗号化に利用した暗号鍵や暗号化された秘密情報がブルートフォース攻撃などの暗号解読の攻撃にさらされやすいという問題を有していた。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、自装置内の暗号化された秘密情報を高いセキュリティレベルで保護することが可能な情報処理装置及び情報保護方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為、本発明は、自装置内の情報を保護する情報処理装置であって、前記情報の暗号化のための暗号鍵を記憶する記憶手段と、ファームウェアからハッシュ値を算出する算出手段と、算出された前記ハッシュ値に基づき、前記ハッシュ値に関して規定された定義に従って、前記記憶手段に記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うアクセス制御手段と、を備え、前記記憶手段は、複数の領域を有し、前記情報の暗号化のための暗号鍵を前記領域ごとに記憶し、前記アクセス制御手段は、算出された前記ハッシュ値に基づき、前記ハッシュ値に関して前記領域ごとに規定された定義に従って、前記領域ごとに記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うことを特徴とする。

なお、本発明の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも本発明の態様として有効である。

本発明によれば、自装置内の暗号化された秘密情報を高いセキュリティレベルで保護することが可能な情報処理装置及び情報保護方法を提供できる。

本発明による情報処理装置の一実施例のハードウェア構成図である。 本発明による情報処理装置の一実施例のソフトウェア構成図である。 ＴＰＭの起動時の動作を表した模式図である。 ＮＶ領域の特徴を表した模式図である。 起動時にデバイス暗号鍵を取得する処理を表した模式図である。 起動時にデバイス暗号鍵を取得する処理を表したシーケンス図である。 ＮＶ領域からのデータの読み出し処理又はＮＶ領域へのデータの書き込み処理を表したフローチャートである。 ＮＶ領域を定義する処理を表したフローチャートである。 ファームウェアの更新に利用するファームウェア更新ファイルの一例の構造図である。 ＰＣＲ値フィールドの一例の構成図である。 ファームウェア更新ファイルの頒布形態を表した模式図である。 ファームウェアを更新する処理を表した模式図である。 ネットワーク経由でファームウェアを更新する処理を表したフローチャートである。 本発明の情報処理装置におけるデータ／プログラムの一例の配置図である。 ＴＰＭ内のデータ構成を表した模式図である。 起動時にデバイス暗号鍵を取得する処理を表した他の例の模式図である。 ＴＰＭ内のデータ構成を表した他の例の模式図である。 本発明による情報処理装置の他の実施例のソフトウェア構成図である。 セキュアデバイスの起動時の動作を表した模式図である。 セキュアデバイスの起動時の動作を表した他の例の模式図である。

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していく。なお、本実施例ではＰＣ等の情報処理装置を例に説明しているが、複合機等の画像処理装置であってもよい。また、本発明による情報処理装置はファームウェアを用いて秘密情報を保護する必要があり、そのファームウェアの更新を行う可能性のある装置の一例である。本発明による情報処理装置は、例えば携帯電話や車載情報装置なども含まれる。

図１は本発明による情報処理装置の一実施例のハードウェア構成図である。図１の情報処理装置は、ＣＰＵ１，ＡＳＩＣ２，揮発性メモリ３，エンジンコントローラ４，ＴＰＭ５，不揮発メモリ６，ネットワークデバイス７，ｓｄカードＩ／Ｆ８を有するように構成される。

ＣＰＵ１は、メインバス９を介してＡＳＩＣ２，エンジンコントローラ４に接続されている。ＡＳＩＣ２は揮発性メモリ３と接続されると共に、ローカルバス１０を介してＴＰＭ５，不揮発メモリ６，ネットワークデバイス７，ｓｄカードＩ／Ｆ８に接続される。

図１の情報処理装置は、ローカルバス１０上にＴＰＭ５が搭載されており、秘密情報の暗号化や復号、プラットフォームの真正性を確認するプラットフォーム検証の機能を提供できる構成となっている。

図２は本発明による情報処理装置の一実施例のソフトウェア構成図である。図２の情報処理装置は、ＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１，アプリケーションパッケージ２２，アプリケーションパッケージ２３を有するように構成される。

また、基本パッケージ２１は、ネットワーク更新モジュール３１，ｆｌａｓｈメディア更新モジュール３２，基本アプリケーション（コピー）３３，システム管理モジュール３４，システム起動モジュール３５，システム更新モジュール３６，ファームウェア認証モジュール３７，暗号鍵管理モジュール３８，ＴＰＭ管理モジュール（ＴＳＳ）３９，オペレーティングシステム４０を有する構成である。なお、オペレーティングシステム４０はファイルシステム４１，不揮発メモリドライバ４２，ＴＰＭドライバ４３を有する構成である。

アプリケーションパッケージ２２は、基本アプリケーション（プリンタ）４４，基本アプリケーション（ネットワーク）４５を有する構成である。アプリケーションパッケージ２３は基本アプリケーション（スキャナ）４６を有する構成である。

ＢＩＯＳ２０は、システムの起動の初期を担うモジュールである。ＢＩＯＳ２０はＴＰＭ５へのアクセス手段を有している。オペレーティングシステム４０は他のソフトウェアモジュールからハードウェア機能を利用する機能を提供する。オペレーティングシステム４０のファイルシステム４１はデータを管理する。不揮発メモリドライバ４２は不揮発メモリ６へアクセスを行うためのソフトウェアである。ＴＰＭドライバ４３はＴＰＭ５へアクセスを行うためのソフトウェアである。

情報処理装置の起動時、ＢＩＯＳ２０はオペレーティングシステム４０を起動する。オペレーティングシステム４０の起動後は、システム内の他のソフトウェアを起動する為のシステム起動モジュール３５が起動される。システム起動モジュール３５は、他のソフトウェア（モジュール）を規定された順に起動する。

ＢＩＯＳ２０，オペレーティングシステム４０，ファイルシステム４１等のモジュールは、ＣＰＵ１により揮発性メモリ３等へ読み込まれて実行される。以下の説明では、説明の便宜上、ＢＩＯＳ２０，オペレーティングシステム４０，ファイルシステム４１等のモジュールを処理主体として説明する。なお、図１及び図２に示した情報処理装置の動作の詳細は後述する。

ここで、ＴＰＭ５を用いた情報の暗号化及び復号について簡単に説明する。図３はＴＰＭの起動時の動作を表した模式図である。プラットフォーム５０では、まず、ＢＩＯＳ２０が自身のハッシュ値を計算し、ＴＰＭ５内のＰＣＲ５１へ登録する。ＢＩＯＳ２０は例えば原文から固定長の疑似乱数を生成する演算手法によって計算されるハッシュ値をＰＣＲ５１へ登録する。

次に、ＢＩＯＳ２０は基本パッケージ２１のハッシュ値を計算し、ＴＰＭ５内のＰＣＲ５２へ登録した後、基本パッケージ２１を起動する。また、基本パッケージ２１は、アプリケーションパッケージ２２のハッシュ値を計算し、ＴＰＭ５内のＰＣＲ５２へ登録した後、アプリケーションパッケージ２２を起動する。

このように、ＴＰＭ５のＰＣＲ５１〜５３には、情報処理装置の起動に伴い、ＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１及びアプリケーションパッケージ２２から計算されるハッシュ値が登録される。ＴＰＭ５はＮＶ領域と呼ばれる不揮発領域を有している。ＮＶ領域は記憶しているデータのアクセスコントロール（制御）が可能である。したがって、ＮＶ領域に記憶されているデータは改竄が困難である。

図４は、ＮＶ領域の特徴を表した模式図である。図４のＴＰＭ５は、２つのＮＶ領域５４ａ及び５４ｂを有する例を表している。なお、２つのＮＶ領域５４ａ及び５４ｂの何れでもよい場合は、単にＮＶ領域５４と呼ぶ。

ＮＶ領域５４はＴＰＭ５のオーナのみが定義，変更，破棄できる。ＮＶ領域５４はＰＣＲ，オーナ認証，領域固有の認証情報（パスワード）など、様々な要因でアクセスコントロールできる。また、ＮＶ領域５４はデータの読み出し（ｒｅａｄ）又はデータの書き込み（ｗｒｉｔｅ）双方に、要因構成の異なるアクセスコントロールができる。さらにＴＰＭ５は、インデックスによって識別される１つ以上のＮＶ領域５４ごとにアクセスコントロールの定義を規定できる。

例えば図４のＴＰＭ５は、インデックス「ｉｎｄｅｘ：１」によって識別されるＮＶ領域５４ａと、インデックス「ｉｎｄｅｘ：２」によって識別されるＮＶ領域５４ｂとを有する。

ＮＶ領域５４ａは、インデックス（ｉｎｄｅｘ）及びサイズ（ｓｉｚｅ）からなる情報５５ａ、読み出し許可の定義（ｒｅａｄ ｐｅｒｍｉｓｓｉｏｎ）５６ａ、書き込み許可の定義（ｗｒｉｔｅ ｐｅｒｍｉｓｓｉｏｎ）５７ａ、実データ５８ａを有する。

インデックスは何番目のＮＶ領域５４であるかを表す。サイズはどれだけのデータを配置できるかを表す。読み出し許可の定義５６ａは、ＰＣＲ，オーナ認証（ＯｗｎｅｒＡｕｔｈ），領域固有の認証情報（ＡｕｔｈＤａｔａ）を要因として規定されている。書き込み許可の定義５７ａは、ＰＣＲ，オーナ認証，領域固有の認証情報を要因として規定されている。また、実データ５８ａは、実際に配置され、アクセスコントロールが掛かる対象となるデータである。

なお、読み出し許可の定義５６ａ及び書き込み許可の定義５７ａは、オーナの所在を物理的手段で伝えられた場合にのみアクセスを許可することや、特定のアクセス経路からのアクセスのみ許可することなどを要因として規定することもできる。特定のアクセス経路からのアクセスのみ許可することなどを要因として規定する例としては、例えばハードやカーネルレベルのアクセスのみ許可し、ユーザランドからのアクセスを許可しない、などが考えられる。

ＰＣＲはＰＣＲ５１〜５３を利用したアクセスコントロールに利用されるハッシュ値を表すものであり、特定のＰＣＲ構成以外でのデータの読み出し又は書き込みを禁止するためのものである。

オーナ認証（ＯｗｎｅｒＡｕｔｈ）はデータへのアクセスのためにオーナ認証を必要とするか否かを表すものであり、データへのアクセス時にオーナであるかを認証するためのものである。領域固有の認証情報（ＡｕｔｈＤａｔａ）はデータへのアクセスのために領域固有の認証を必要とするか否か、及び認証情報を表すものであり、データへのアクセス時にオーナ認証と別の認証を掛けるものである。なお、ＮＶ領域５４ｂはＮＶ領域５４ａと同様である。

ＮＶ領域５４ａは、読み出し許可の定義５６ａに「ＰＣＲ０：Ｘ」，「ＰＣＲ１：Ｙ」及び「ＰＣＲ：Ｚ」が規定されている。また、ＮＶ領域５４ａは、書き込み許可の定義５７ａに「ＰＣＲ０：Ｇ」，「ＰＣＲ１：Ｙ」及び「ＰＣＲ：Ｚ」が規定されている。更に、ＰＣＲ５１〜５３には情報処理装置を起動する際に、ＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１及びアプリケーションパッケージ２２から計算された３つのハッシュ値「Ｘ」〜「Ｚ」が登録されている。

図４の場合、ＴＰＭ５は読み出し許可の定義５６ａに規定されているハッシュ値の組み合わせが、ＰＣＲ５１〜５３に登録されているハッシュ値の組み合わせと一致する為、実データ５８ａの読み出しを許可する。また、ＴＰＭ５は書き込み許可の定義５７ａに規定されているハッシュ値の組み合わせが、ＰＣＲ５１〜５３に登録されているハッシュ値の組み合わせと一致しない為、実データ５８ａの書き込みを許可しない。なお、図４のＮＶ領域５４ａは、実データ５８ａの読み出し及び書き込みのためにオーナ認証及び領域固有の認証を必要としないアクセスコントロールの例を表している。

上記のように、ＮＶ領域５４ａは読み出し許可の定義５６ａ及び書き込み許可の定義５７ａに従って、実データ５８ａの読み出し又は書き込み双方でアクセスコントロールが実現できる。

本発明による情報処理装置は、プラットフォーム５０内のファイルシステム４１にデバイス暗号鍵によって暗号化された秘密情報が含まれ、ＴＰＭ５内のＮＶ領域５４にデバイス暗号鍵が含まれる。デバイス暗号鍵の取得可否は、図５に示すように、ＰＣＲ５１〜５３に登録されているハッシュ値と、読み出し許可の定義５６ａに規定されている値とにより制御される。デバイス暗号鍵は、ファイルシステム４１上に配置された秘密情報の暗号化又は暗号化された秘密情報の復号に用いられる。

図５は起動時にデバイス暗号鍵を取得する処理を表した模式図である。ＴＰＭ５は情報処理装置の起動時、ＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１及びアプリケーションパッケージ２２から計算された３つのハッシュ値「Ｘ」〜「Ｚ」が「ＰＣＲ０」〜「ＰＣＲ２」へ登録されている。一方、ＮＶ領域５４の読み出し許可の定義５６には「Ｘ」〜「Ｚ」が「ＰＣＲ０」〜「ＰＣＲ２」に登録されている。

図５の場合、ＴＰＭ５は読み出し許可の定義５６に規定されているハッシュ値の組み合わせが、ＰＣＲ５１〜５３に登録されているハッシュ値の組み合わせと一致するため、実データ５８に含まれるデバイス暗号鍵７１の読み出しを許可する。暗号鍵管理モジュール３８は、デバイス暗号鍵７１を用いて、暗号化された秘密情報７２から秘密情報７３を復号できる。

図６は起動時にデバイス暗号鍵を取得する処理を表したシーケンス図である。ステップＳ１に進み、ＢＩＯＳ２０は自身のハッシュ値を計算し、ＴＰＭ５内のＰＣＲ５１へ登録する。次に、ステップＳ２へ進み、ＢＩＯＳ２０は基本パッケージ２１のハッシュ値を計算する。ステップＳ３に進み、ＢＩＯＳ２０は基本パッケージ２１を展開する。ステップＳ４に進み、ＢＩＯＳ２０は基本パッケージ２１のハッシュ値を、ＴＰＭ５内のＰＣＲ５２へ登録する。ステップＳ５に進み、ＢＩＯＳ２０はオペレーティングシステム４０を起動する。

ステップＳ６に進み、オペレーティングシステム４０はシステム起動モジュール３５を起動する。ステップＳ７に進み、システム起動モジュール３５はシステム管理モジュール３４を起動する。また、ステップＳ８に進み、システム起動モジュール３５は基本アプリケーション３３を起動する。

ステップＳ９に進み、システム起動モジュール３５はアプリケーションパッケージ２２のハッシュ値を計算する。ステップＳ１０に進み、システム起動モジュール３５はアプリケーションパッケージ２２のハッシュ値を、ＴＰＭ５内のＰＣＲ５３へ登録する。

ステップＳ１１に進み、システム起動モジュール３５は暗号鍵管理モジュール３８を起動する。そして、ステップＳ１２に進み、暗号鍵管理モジュール３８は前述のようにＮＶ領域５４からデバイス暗号鍵７１を取得する。暗号鍵管理モジュール３８はデバイス暗号鍵７１を用いて、暗号化された秘密情報７２から秘密情報７３を復号できる。

なお、ＴＰＭ５はＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１及びアプリケーションパッケージ２２から計算されるハッシュ値がＰＣＲ５１〜５３に登録されたあと、ＮＶ領域５４からの暗号鍵７１の読み出しを受け付ける。暗号鍵モジュール３８はＴＰＭ５がＮＶ領域５４からの暗号鍵７１の読み出しを受け付けるようになったタイミングで、ＮＶ領域５４からの暗号鍵７１の取得をＴＰＭ５へ依頼する。この後、暗号鍵管理モジュール３８はＴＰＭ５がＮＶ領域５４から読み出したデバイス暗号鍵７１を取得できる。

図７はＮＶ領域からのデータの読み出し処理又はＮＶ領域へのデータの書き込み処理を表したフローチャートである。ステップＳ２１に進み、ＴＰＭ５はプラットフォーム５０側からオペレーションリクエストを受け付ける。ステップＳ２２に進み、ＴＰＭ５は受け付けたオペレーションリクエストに対応するインデックスのＮＶ領域５４が存在するかを判定する。

受け付けたオペレーションリクエストに含まれるインデックスのＮＶ領域５４が存在すれば、ＴＰＭ５はステップＳ２３に進み、オペレーションリクエストに含まれる認証情報が読み出し許可の定義５６，書き込み許可の定義５７に矛盾していないかを判定する。

オペレーションリクエストに含まれる認証情報が読み出し許可の定義５６，書き込み許可の定義５７に矛盾していなければ、ＴＰＭ５はステップＳ２４に進み、オーナ認証によるアクセスコントロールをクリアしているかを確認する。

オーナ認証によるアクセスコントロールをクリアしていれば、ＴＰＭ５はステップＳ２５に進み、ＰＣＲ値の条件をクリアしているかを判定する。ＰＣＲ値の条件をクリアしていれば、ＴＰＭ５はステップＳ２６に進み、オペレーションリクエストを実行し、そのオペレーション結果をプラットフォーム５０側に通知する。ここで言うオペレーションリクエストとは、ＮＶ領域５４からのデータの読み出し処理又はＮＶ領域５４へのデータの書き込み処理等である。

なお、受け付けたオペレーションリクエストに含まれるインデックスのＮＶ領域５４が存在しない場合、オペレーションリクエストに含まれる認証情報が読み出し許可の定義５６又は書き込み許可の定義５７に矛盾している場合、オーナ認証によるアクセスコントロールをクリアしていない場合、又はＰＣＲ値の条件をクリアしていない場合、ＴＰＭ５はステップＳ２６に進み、オペレーションリクエストを実行せず、そのオペレーション結果をプラットフォーム５０側に通知する。

図８は、ＮＶ領域を定義する処理を表したフローチャートである。ステップＳ３１に進み、ＴＰＭ５はプラットフォーム５０側からＮＶ領域５４を定義するオペレーションリクエストを受け付ける。

ステップＳ３２に進み、ＴＰＭ５はオーナ認証によるアクセスコントロールをクリアしているかを確認する。オーナ認証によるアクセスコントロールをクリアしていれば、ＴＰＭ５はステップＳ３３に進み、オペレーションリクエストに対応するインデックスが定義可能かを確認する。

オペレーションリクエストに対応するインデックスが定義可能であれば、ＴＰＭ５はステップＳ３４に進み、オペレーションリクエストで指定されたＮＶ領域５４の認証情報が書き込み許可の定義５７に矛盾していないかを判定する。オペレーションリクエストで指定されたＮＶ領域５４の認証情報が書き込み許可の定義５７に矛盾していなければ、ＴＰＭ５はステップＳ３５に進み、読み出し許可の定義５６及び書き込み許可の定義５７を規定してＮＶ領域５４を実際に確保する。そして、ＴＰＭ５はＮＶ領域５４の確保に成功すれば、ステップＳ３６に進み、ＮＶ領域５４を定義するオペレーションリクエストのオペレーション結果をプラットフォーム５０側に通知する。

なお、オーナ認証によるアクセスコントロールをクリアしていない場合、定義できないインデックスである場合、レーションリクエストで指定されたＮＶ領域５４の認証情報が書き込み許可の定義５７に矛盾している場合、ＮＶ領域５４の確保に失敗した場合、ＴＰＭ５はステップＳ３６に進み、オペレーションリクエストを実行できなかったというオペレーション結果をプラットフォーム５０側に通知する。

以下、ファームウェアから計算したハッシュ値の真正性を確保しつつ、情報処理装置においてファームウェアの更新を行う手順について説明する。

図９はファームウェアの更新に利用するファームウェア更新ファイルの一例の構造図である。図９のファームウェア更新ファイル（ＦＷＵファイル）８０は、ファームウェア用ヘッダ８１，ファームウェアＲＯＭイメージ８２，ＰＣＲ値８３，公開鍵署名８４を有する構成である。

ファームウェア用ヘッダ８１には、ファームウェア更新ファイル８０に関する情報が格納されている。ファームウェアＲＯＭイメージ８２には、更新するファームウェアそのものが格納されている。ＰＣＲ値８３にはファームウェアＲＯＭイメージ８２から計算したハッシュ値（ＰＣＲ値）の予測値を含んだ図１０のようなＰＣＲ値フィールドが格納されている。ＰＣＲ値は、例えば疑似ＴＰＭによるＰＣＲ値の予測により取得できる。

図１０はＰＣＲ値フィールドの一例の構成図である。図１０のＰＣＲ値フィード９１はＰＣＲの見出し（ｉｎｄｅｘ）と、このファームウェアを情報処理装置に適用したときの起動後のＰＣＲ値の予測値とを含んでいる。図１０は「ＰＣＲ０」のＰＣＲ値フィールド９１の例を表している。公開鍵署名８４には、改竄を防止する為、秘密鍵により算出されたファームウェアＲＯＭイメージ８２及びＰＣＲ値８３の電子署名が格納されている。

図１１はファームウェア更新ファイルの頒布形態を表した模式図である。ベンダー管理者は管理用ＰＣ１００を操作して、秘密鍵を保持している署名管理サーバ１０１にアクセスし、秘密鍵を利用して図９のようなファームウェア更新ファイル８０を作成する。ベンダー管理者は管理用ＰＣ１００を操作して、ファームウェア更新ファイル８０をファームウェア管理サーバ１０２に登録する。

利用者であるシステム管理者はファームウェア管理サーバ１０２からファームウェア更新ファイル８０を取得し、そのファームウェア更新ファイル８０を用いて対象機器１０３のファームウェアを更新する。なお、ファームウェア管理サーバ１０２の信頼性は電子認証等に基づいて確認する形態とする。

図１２はファームウェアを更新する処理を表した模式図である。図１２では一例として基本パッケージ２１を更新する例を表している。

ファームウェア更新ファイル（ＦＷＵファイル）１１０は、対象機器である情報処理装置内の改竄不可領域に格納されている公開鍵１１３を利用することで、公開鍵署名が正しいことを確認される。公開鍵署名が正しければ、ファームウェア更新ファイル１１０は改竄されていないと判定される。なお、情報処理装置内の改竄不可領域はＴＰＭ５内でなくてもよく、改竄の防止された記憶領域であればよい。

改竄されていないと判定すると、基本パッケージ２１は、ファームウェア更新ファイル１１０のファームウェアＲＯＭイメージにより基本パッケージ２１ａへ更新される。基本パッケージ２１ａへ更新されると、ＴＰＭ５のＰＣＲ５２は再起動により基本パッケージ２１ａのハッシュ値となる。

したがって、ＰＣＲ５１〜５３に登録されているハッシュ値によって実データ５８の取得可否が制御されるＮＶ領域５４は基本パッケージ２１ａから計算されるハッシュ値に基づいて読み出し許可の定義５６及び書き込み許可の定義５７を規定し直す必要がある。

そこで、本発明による情報処理装置は、ＴＰＭ５内のＮＶ領域５４からデバイス暗号鍵７１，ＰＣＲ値リポジトリ１１１，オーナパスワード１１２を取得する。情報処理装置は取得したＰＣＲ値リポジトリ１１１をファームウェア更新ファイル１１０のＰＣＲ値「ＹＹＹ」によりＰＣＲ値リポジトリ１１１ｃに更新する。ＰＣＲ値リポジトリ１１１ｃは再起動後、ＴＰＭ５のＰＣＲ５１〜５３へ登録されるハッシュ値となっている。

情報処理装置は、デバイス暗号鍵７１，ＰＣＲ値リポジトリ１１１，オーナパスワード１１２を実データ５８に書き込み、取得したオーナパスワード１１２によるオーナの権限で読み出し許可の定義５６及び書き込み許可の定義５７を規定し直したＮＶ領域５４ｃに更新できる。

図１３はネットワーク経由でファームウェアを更新する処理を表したフローチャートである。ステップＳ４１に進み、ネットワーク更新モジュール３１はファームウェア更新ファイル１１０を受け付ける。

ステップＳ４２に進み、ネットワーク更新モジュール３１はファームウェア更新ファイル１１０の内容を受け付け、システム管理モジュール３４へファームウェアの更新依頼を行う。

ステップＳ４３に進み、システム管理モジュール３４はファームウェア認証モジュール３７へファームウェア更新ファイル１１０の認証依頼を行う。すると、ファームウェア認証モジュール３７は、読み出し専用領域等、情報処理装置内の改竄不可領域に格納されている公開鍵１１３を取得する。ファームウェア認証モジュール３７は、取得した公開鍵１１３を用いて、ファームウェア更新ファイル１１０の認証を行う。

具体的に、ファームウェア認証モジュール３７はステップＳ４３ａにおいて、ファームウェア更新ファイル１１０のファームウェアＲＯＭイメージ及びＰＣＲ値のダイジェストを計算する。ステップＳ４３ｂにおいて、ファームウェア認証モジュール３７はファームウェア更新ファイル１１０の公開鍵署名を公開鍵１１３で復号し、ステップＳ４３ａで計算したダイジェストと照合することで署名検証を行う。署名検証により、ファームウェア認証モジュール３７はファームウェア更新ファイル１１０の認証を行う。

認証が成功すると、ステップＳ４４に進み、システム管理モジュール３４はシステム更新モジュール３６へファームウェアの更新依頼を行う。ファームウェアの更新依頼を受けたシステム更新モジュール３６は、ファームウェア更新ファイル１１０を用いてファームウェアを更新する。

ステップＳ４５に進み、システム管理モジュール３４は暗号鍵管理モジュール３８へＰＣＲ値リポジトリ１１１の更新依頼を行う。ＰＣＲ値リポジトリ１１１の更新依頼を受けた暗号鍵管理モジュール３８は、ファームウェア更新ファイル１１０のＰＣＲ値を用いてＮＶ領域５４の実データ５８に含まれるＰＣＲ値リポジトリ１１２の更新を行う。

具体的に、暗号鍵管理モジュール３８はステップＳ４５ａにおいて、ＴＰＭ５内のＮＶ領域５４からデバイス暗号鍵７１を読み出す。ステップＳ４５ｂにおいて、暗号鍵管理モジュール３８はＮＶ領域５４からＰＣＲ値リポジトリブロブ１１１を読み出す。ステップＳ４５ｃにおいて、暗号鍵管理モジュール３８はＮＶ領域５４からオーナパスワード１１２を読み出す。

ステップＳ４５ｄにおいて、暗号鍵管理モジュール３８はファームウェア更新ファイル１１０のＰＣＲ値を用いて、新しいＰＣＲ値リポジトリ１１１ｃを作成する。ステップＳ４５ｅにおいて、暗号鍵管理モジュール３８は、取得したオーナパスワード１１２によるオーナの権限で読み出し許可の定義５６及び書き込み許可の定義５７を規定し直す。

ステップＳ４５ｆに進み、暗号鍵管理モジュール３８は、オーナパスワード１１２を実データ５８に書き込む。ステップＳ４５ｇに進み、暗号鍵管理モジュール３８はデバイス暗号鍵７１を実データ５８に書き込む。ステップＳ４５ｈに進み、暗号鍵管理モジュール３８はＰＣＲ値リポジトリ１１１ｃを実データ５８に書き込む。したがって、ＮＶ領域５４ｃの実データ５８に含まれるＰＣＲ値リポジトリ１１１ｃは、ファームウェアの更新後の再起動によりＰＣＲ５１〜５３へ登録されるハッシュ値となる。

ステップＳ４６に進み、システム管理モジュール３４はファームウェアの更新依頼に対する結果通知をネットワーク更新モジュール３１へ行う。ネットワーク更新モジュール３１は結果通知をファームウェア更新の依頼元に対して行う。なお、ステップＳ４３において認証が失敗した場合も、システム管理モジュール３４はステップＳ４６に進む。例えばネットワーク更新モジュール３１はファームウェアの更新成功又は失敗、ファームウェア更新ファイル１１０の認証失敗などをファームウェア更新の依頼元に通知する。

図１４は本発明の情報処理装置におけるデータ／プログラムの一例の配置図である。図１４の情報処理装置は揮発性メモリ３等のプログラム配置用デバイス１５０にＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１及びアプリケーションパッケージ２２が配置され、図示していない不揮発メモリ６等のデータ配置用デバイスにデバイス暗号鍵７１によって暗号化された秘密情報７２が配置され、ＴＰＭ５にＰＣＲ５１〜５３及びＮＶ領域５４が配置され、読み出し専用領域１５２にファームウェア認証用の公開鍵１１３が配置される。

図１５は、ＴＰＭ内のデータ構成を表した模式図である。図１５のＴＰＭ５は、ＰＣＲ５１〜５３，インデックス「ｉｎｄｅｘ：１」によって識別されるＮＶ領域５４を有している。

ＮＶ領域５４は、実データ５８と管理情報５９とを有する。実データ５８は、オーナパスワード１１２、デバイス暗号鍵７１及びＰＣＲ値リポジトリ１１１を含む。また、管理情報５９は、インデックス及びサイズからなる情報５５、読み出し許可の定義５６及び書き込み許可の定義５７を含む。

また、本発明による情報処理装置は、プラットフォーム５０内のファイルシステム４１にデバイス暗号鍵７１によって暗号化された秘密情報７２と、デバイス暗号鍵７１を暗号化したブロブ（以下、暗号鍵ブロブと呼ぶ）７０とが含まれる。

暗号鍵ブロブ７０の復号可否は図１６に示すように、ＮＶ領域５４の実データ５８に含まれるＳＲＫパスワード７５により制御される。また、ＳＲＫパスワード７５の取得可否は、図１６に示すように、ＰＣＲ５１〜５３に登録されているハッシュ値と、読み出し許可の定義５６に規定されている値とにより制御される。ＳＲＫパスワード７５はファイルシステム４１上に配置された暗号鍵ブロブ７０の復号に用いられる。デバイス暗号鍵７１はファイルシステム４１上に配置された秘密情報７３の暗号化又は暗号化された秘密情報７２の復号に用いられる。ＴＰＭ５の暗号処理部（ＳＲＫ）は、ＳＲＫパスワード７５によって暗号鍵ブロブ７０の復号を行う。

図１６は起動時にデバイス暗号鍵を取得する処理を表した他の例の模式図である。ＴＰＭ５は情報処理装置の起動時、ＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１及びアプリケーションパッケージ２２から計算された３つのハッシュ値「Ｘ」〜「Ｚ」が「ＰＣＲ０」〜「ＰＣＲ２」へ登録されている。また、ＴＰＭ５は、「Ｘ」〜「Ｚ」が、ＮＶ領域５４の読み出し許可の定義５６の「ＰＣＲ０」〜「ＰＣＲ２」に登録されている。

図１６の場合、ＴＰＭ５は読み出し許可の定義５６に規定されているハッシュ値の組み合わせが、ＰＣＲ５１〜５３に登録されているハッシュ値の組み合わせと一致する為、実データ５８に含まれるＳＲＫパスワード７５の読み出しを許可する。

ＳＲＫ７４はＳＲＫパスワード７５を用いて、暗号鍵ブロブ７０からデバイス暗号鍵７１を復号できる。暗号鍵管理モジュール３８、デバイス暗号鍵７１を用いて、暗号化された秘密情報７２から秘密情報７３を復号できる。

図１７は、ＴＰＭ内のデータ構成を表した他の例の模式図である。図１７のＴＰＭ５はＰＣＲ５１〜５３，インデックス「ｉｎｄｅｘ：１」によって識別されるＮＶ領域５４及びＳＲＫ７４を有している。

ＮＶ領域５４は、実データ５８と管理情報５９とを有する。実データ５８は、オーナパスワード１１２、ＳＲＫパスワード７５及びＰＣＲ値リポジトリ１１１を含む。また、管理情報５９は、インデックス及びサイズからなる情報５５、読み出し許可の定義５６及び書き込み許可の定義５７を含む。また、ＳＲＫ７４は復号許可の定義７６を含む。

上記の情報処理装置では、ＴＰＭ５を用いていたが、セキュアデバイス１１を用いてもよい。図１８は本発明による情報処理装置の他の実施例のソフトウェア構成図である。図１８の情報処理装置は、図２に示した情報処理装置と以下の点で異なっている。

まず、図１８の情報処理装置は、ＴＰＭ管理モジュール３９と、オペレーティングシステム４０内のＴＰＭドライバ４３とが無く、オペレーティングシステム４０内にセキュアデバイスドライバ４７が設けられている。図１８の情報処理装置は、ファームウェア認証モジュール３７及び暗号鍵管理モジュール３８がセキュアデバイスドライバ４７と接続されている。セキュアデバイスドライバ４７は後述のセキュアデバイス１１へアクセスを行うためのソフトウェアである。その他は図２の情報処理装置と同様である為、説明を省略する。

セキュアデバイス１１を用いた情報の暗号化及び復号について簡単に説明する。図１９はセキュアデバイスの起動時の動作を表した模式図である。図１９のセキュアデバイス１１は、インデックス「ｉｎｄｅｘ １」〜「ｉｎｄｅｘ ３」によって識別されているセキュア領域１９１〜１９３を有している。

セキュア領域１９１〜１９３は管理情報および実データを有する。なお、セキュア領域１９１〜１９３が有する実データは、管理情報によってデータの読み出し等のアクセスコントロールが可能である。

まず、ＢＩＯＳ２０は自身のハッシュ値（ＲＡＰ１）を計算する。次に、ＢＩＯＳ２０はハッシュ値（ＲＡＰ１）を読み出しアクセスパスワードとしてセキュア領域１９１にアクセスする。なお、セキュア領域１９１の管理情報には読み出しアクセスパスワードとしてＲＡＰ１が規定されている。従って、ＢＩＯＳ２０はセキュア領域１９１の実データからハッシュ値（ＲＡＰ２−０）を読み出せる。

ＢＩＯＳ２０は基本パッケージ２１のハッシュ値（ＡＰ２−１）を計算したあと、基本パッケージ２１を起動する。基本パッケージ２１はセキュア領域１９１の実データから読み出されたハッシュ値（ＡＰ２−０）と、自身のハッシュ値（ＡＰ２−１）とを合成したハッシュ値（ＲＡＰ２）を読み出しアクセスパスワードとしてセキュア領域１９２にアクセスする。なお、セキュア領域１９２の管理情報には読み出しアクセスパスワードとしてＲＡＰ２が規定されている。従って、ＢＩＯＳ２０はセキュア領域１９２の実データからハッシュ値（ＲＡＰ３）を読み出せる。

以後、同様にプラットフォーム５０側からは、ハッシュ値（ＲＡＰ３）を読み出しアクセスパスワードとしてセキュア領域１９３にアクセスすることにより、セキュア領域１９３の実データからデバイス暗号鍵（Ｋ１）を読み出せる。

なお、図１９のセキュア領域１９１，１９２は、ＴＰＭ５を利用する場合のＰＣＲ５１及び５２に相当するものである。セキュア領域１９３は、ＴＰＭ５を利用する場合のＮＶ領域５４に相当するものである。セキュア領域１９１〜１９３に含まれる「ＡｄｍｉｎＡｃｃｅｓｓＰａｓｓ」はＴＰＭ５を利用する場合のオーナパスワード１１２に相当するものである。

このように、セキュアデバイス１１のセキュア領域１９１〜１９３には、情報処理装置の起動に伴い、ＢＩＯＳ２０，基本パッケージ２１から計算されるハッシュ値を用いたアクセスコントロールが連続して行われるため、セキュアデバイス１１のセキュア領域１９３の実データは改竄が困難である。

図２０はセキュアデバイスの起動時の動作を表した他の例の模式図である。図２０のセキュアデバイス１１は、インデックス「ｉｎｄｅｘ １」〜「ｉｎｄｅｘ ２」によって識別されているセキュア領域２０１〜２０２を有している。

セキュア領域２０１〜２０２は管理情報および実データを有する。なお、セキュア領域２０１〜２０２が有する実データは、管理情報によってデータの読み出し等のアクセスコントロールが可能である。

まず、ＢＩＯＳ２０は自身のハッシュ値（ＡＰ１）を計算する。次に、ＢＩＯＳ２０はハッシュ値（ＡＰ１）を読み出しアクセスパスワードとしてセキュア領域２０１にアクセスする。なお、セキュア領域２０１の管理情報にはエリアパスワードとしてＡＰ１が規定されている。従って、ＢＩＯＳ２０はセキュア領域２０１の実データからハッシュ値（ＡＰ２−０）を読み出せる。

ＢＩＯＳ２０は基本パッケージ２１のハッシュ値（ＡＰ２−１）を計算したあと、基本パッケージ２１を起動する。基本パッケージ２１はセキュア領域２０１の実データから読み出されたハッシュ値（ＡＰ２−０）と、自身のハッシュ値（ＡＰ２−１）とを合成したハッシュ値（ＡＰ２）を読み出しアクセスパスワードとしてセキュア領域２０２にアクセスする。なお、セキュア領域２０２の管理情報には読み出しアクセスパスワードとしてＡＰ２が規定されている。従って、ＢＩＯＳ２０はセキュア領域２０２の実データからデバイス暗号鍵（Ｋ１）を読み出せる。

以上、本発明によれば、信頼できるハードウェアであるＴＰＭ５やセキュアデバイス１１にデバイス暗号鍵７１を保持することで、物理的にハードウェアを破壊する以外にデバイス暗号鍵７１の破壊を不可能にできる。また、本発明によれば、デバイス暗号鍵７１を物理的に保護することにより、暗号解読の攻撃にさらされることがないようにすることができる。結果として、本発明による情報処理装置は、自装置内の暗号化された秘密情報を高いセキュリティレベルで保護することが可能である。

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１ ＣＰＵ
２ ＡＳＩＣ
３ 揮発性メモリ
４ エンジンコントローラ
５ ＴＰＭ
６ 不揮発メモリ
７ ネットワークデバイス
８ ｓｄカードＩ／Ｆ
９ メインバス
１０ ローカルバス
２０ ＢＩＯＳ
２１ 基本パッケージ
２２，２３ アプリケーションパッケージ
３１ ネットワーク更新モジュール
３２ ｆｌａｓｈメディア更新モジュール
３３ 基本アプリケーション（コピー）
３４ システム管理モジュール
３５ システム起動モジュール
３６ システム更新モジュール
３７ ファームウェア認証モジュール
３８ 暗号鍵管理モジュール
３９ ＴＰＭ管理モジュール（ＴＳＳ）
４０ オペレーティングシステム
４１ ファイルシステム
４２ 不揮発メモリドライバ
４３ ＴＰＭドライバ
４４ 基本アプリケーション（プリンタ）
４５ 基本アプリケーション（ネットワーク）
４６ 基本アプリケーション（スキャナ）
４７ セキュアデバイスドライバ
５０ プラットフォーム
５１〜５３ ＰＣＲ
５４ ＮＶ領域
５６ 読み出し許可の定義
５７ 書き込み許可の定義
５８ 実データ
５９ 管理情報
７０ 暗号鍵ブロブ
７１ デバイス暗号鍵
７２ 暗号化された秘密情報
７３ 秘密情報
７４ 暗号処理部（ＳＲＫ）
７５ ＳＲＫパスワード
７６ 復号許可の定義
８０，１１０ ファームウェア更新ファイル
８１ ファームウェア用ヘッダ
８２ ファームウェアＲＯＭイメージ
８３ ＰＣＲ値
８４ 公開鍵署名
９１ ＰＣＲ値フィード
１００ 管理用ＰＣ
１０１ 署名管理サーバ
１０２ ファームウェア管理サーバ
１０３ 対象機器
１１１ ＰＣＲ値リポジトリ
１１２ オーナパスワード
１１３ 公開鍵
１５０ プログラム配置用デバイス
１５２ 読み出し専用領域
１９１〜１９３，２０１，２０２ セキュア領域

特開２００４−２８２３９１号公報 特開２００５−１９６７４５号公報

Claims (14)

1. 自装置内の情報を保護する情報処理装置であって、
   前記情報の暗号化のための暗号鍵を記憶する記憶手段と、
   ファームウェアからハッシュ値を算出する算出手段と、
   算出された前記ハッシュ値に基づき、前記ハッシュ値に関して規定された定義に従って、前記記憶手段に記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うアクセス制御手段と、を備え、
   前記記憶手段は、複数の領域を有し、前記情報の暗号化のための暗号鍵を前記領域ごとに記憶し、
   前記アクセス制御手段は、算出された前記ハッシュ値に基づき、前記ハッシュ値に関して前記領域ごとに規定された定義に従って、前記領域ごとに記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記記憶手段は、前記定義の変更の権限を有するオーナであることを認証する為のオーナ認証情報を前記領域ごとに記憶しており、
   前記アクセス制御手段は、前記ハッシュ値に関して規定された定義に従って、前記記憶手段に記憶されたオーナ認証情報へのアクセス制御を行うことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記アクセス制御手段は、前記記憶手段に記憶されたオーナ認証情報に基づき、前記領域ごとの前記定義の変更を許可することを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
4. 前記アクセス制御手段は、前記記憶手段に記憶されたオーナ認証情報に基づき、前記領域ごとに記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の情報処理装置。
5. 前記複数の領域は、インデックスによって識別されることを特徴とする請求項１乃至４何れか一項記載の情報処理装置。
6. 前記アクセス制御手段は、前記領域ごとに設けられた認証情報、物理的手段により取得可能な識別情報、アクセス経路の少なくとも１つ以上に関して規定された定義に従って、前記領域ごとに記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項記載の情報処理装置。
7. 前記ファームウェアの更新を行うファームウェア更新手段と、
   更新後のファームウェアから算出されるハッシュ値の予測値を用いて、前記定義を変更する管理手段と、をさらに備え、
   前記管理手段は、前記ハッシュ値に関して規定された定義に従ってアクセス制御がなされる前記記憶手段から前記暗号鍵を読み出し、変更された前記ハッシュ値に関して規定された定義に従ってアクセス制御がなされるように新たに定義された前記記憶手段に前記暗号鍵を書き込むことを特徴とする請求項１乃至６何れか一項記載の情報処理装置。
8. 前記ファームウェア更新手段は、前記予測値を含むファームウェア更新ファイルを用いて前記ファームウェアの更新を行うことを特徴とする請求項７記載の情報処理装置。
9. 前記ファームウェア更新ファイルに含まれる電子署名を用いて前記ファームウェア更新ファイルの認証を行うファームウェア認証手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
10. 前記ファームウェア認証手段は、改竄の防止された公開鍵を用いて前記電子署名を照合することにより前記ファームウェア更新ファイルの認証を行うことを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
11. 前記アクセス制御手段は、前記暗号鍵の読み出し及び書き込み双方で異なる前記定義に従ってアクセス制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１０何れか一項記載の情報処理装置。
12. 前記アクセス制御手段は、ＴＰＭ（Trusted Platform Module）又はセキュアデバイスで実現されることを特徴とする請求項１乃至１１何れか一項記載の情報処理装置。
13. プロッタ部とスキャナ部とを有する画像処理装置であることを特徴とする請求項１乃至１２何れか一項記載の情報処理装置。
14. 自装置内の情報を保護する情報処理装置の情報保護方法であって、
    前記情報処理装置は、
    前記情報の暗号化のための暗号鍵を記憶する記憶手段であって、複数の領域を有し、前記情報の暗号化のための暗号鍵を前記領域ごとに記憶する記憶手段を備えており、
    前記情報処理装置がファームウェアからハッシュ値を算出する算出ステップと、
    前記情報処理装置が算出された前記ハッシュ値に基づき、前記ハッシュ値に関して規定された定義に従って、前記記憶手段に記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うアクセス制御ステップであって、算出された前記ハッシュ値に基づき、前記ハッシュ値に関して前記領域ごとに規定された定義に従って、前記領域ごとに記憶された前記暗号鍵へのアクセス制御を行うアクセス制御ステップと、
    を実行することを特徴とする情報保護方法。

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