发明名称 机密资讯处理系统及大型积体电路
摘要 本发明之处理机密资讯之系统,其目的在于防止由于软体之不合法更改或冒充而使用机密资讯处理用LSI,和保护在流排流动之资料,使其不能经由使用探针等解析。本发明之解决手段是在机密资讯处理用LSI中,在比较器1008对控制LSI1002之软体进行更改检测,和在比较器1020进行认证处理,用来确认软体之合法性,防止利用不合法之软体而使用机密资讯处理用LSI。另外,LSI和软体双方共用以认证处理所使用之乱数为基础之对话键1035、1038,经由进行使用该对话键之密码通信,可以保护在流排流动之资料。
申请公布号 TWI259985 申请公布日期 2006.08.11
申请号 TW093136250 申请日期 2004.11.25
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 鸟崎唯之;藤原睦;根本佑辅
分类号 G09C1/00;G06F13/38;G06F9/00 主分类号 G09C1/00
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种机密资讯处理系统,其特征是: 具备有:记忆器,用来储存软体;CPU用来执行从记忆 器读出上述软体;及LSI,其具有用来检测软体之更 改之更改检测电路和用来进行软体之认证之认证 处理电路之至少一方之电路,同时具有利用软体之 控制藉以处理机密资讯之电路; 上述LSI对上述软体,利用上述更改检测电路或上述 认证处理电路,进行更改检测和认证之至少一方之 处理,根据其结果由上述LSI决定上述LSI之动作。 2.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 在更改检测之结果是检测到有更改之情况,或是认 证处理之结果是认证失败之情况,停止上述LSI内之 上述机密资讯输入/输出端子之动作。 3.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 在更改检测之结果是未检测到有更改之情况,或是 认证处理之结果是认证成功之情况,开始LSI内之机 密资讯输入/输出端子之动作。 4.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 在更改检测之结果是检测到有更改之情况,或是认 证处理之结果是认证失败之情况,停止LSI内之处理 机密资讯之电路之动作。 5.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 在更改检测之结果是未检测到有更改之情况,或是 认证处理之结果是认证成功之情况,开始LSI内之处 理机密资讯之电路之动作。 6.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 软体在组装前预先求得杂凑値,具有使其结果密码 化之第1密码化杂凑値; 更改检测电路具有:第1解码电路,其使用第1解码键 用来对上述第1密码化杂凑値进行解码;杂凑制成 电路其在上述软体之执行时,制成上述软体之第1 杂凑値;及第1比较器,其使利用上述第1解码电路对 上述第1密码化杂凑値进行解码所获得之値,和上 述第1杂凑値进行比较,用来检测上述软体之更改 。 7.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 软体在组装前,在指定之位置连结第1常数,利用软 体密码键进行密码化; 更改检测电路具有:软体解码电路,其具有第2常数, 同时使用软体解码键对上述软体进行解码,从上述 指定之位置取出第1比较値;及第2比较器,其使上述 第1比较値和上述第2常数进行比较,用来检测软体 之更改。 8.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 认证处理电路具有:第1乱数产生电路,用来产生第1 乱数;第1电路,其使用第1共用键,对上述第1乱数进 行第1单向函数处理;和第3比较器; 软体具有第1功能,其使用共用键对上述第1乱数进 行第1单向函数处理; 上述第3比较器使利用上述认证处理电路进行第1 单向函数处理之结果所获得之第2比较値,和在上 述软体对从上述认证处理电路输入之上述第1乱数 进行上述第1单向函数处理之结果所获得之第3比 较値进行比较,用来认证上述软体。 9.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其中 认证处理电路具有:第2电路,其使用第2共用键用来 进行第2单向函数处理;和第4比较器; 软体具有:第2功能,其使用共用键进行第2单向函数 处理;和第1乱数产生功能,用来产生第2乱数; 上述第4比较器使在上述软体对上述第1乱数产生 功能所产生之上述第2乱数进行上述第2单向函数 处理之结果所获得之第4比较値,和在上述认证处 理电路,利用上述第2电路对从上述软体输入之第2 乱数进行上述第2单向函数处理之结果所获得之第 5比较値进行比较,用来认证上述软体。 10.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其 中 认证处理电路具有:第2乱数产生电路;第3电路,其 使用第3共用键进行第3单向函数处理;和第5比较器 ;上述第2乱数产生电路用来产生第3乱数; 软体具有:第3功能,其使用共用键进行第3单向函数 处理;第2乱数产生功能;和第1比较功能,用来使被 提供之二个値进行比较;上述第2乱数产生功能用 来产生第4乱数; 上述第5比较器使在上述认证处理电路之上述第3 电路对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之 结果之第6比较値,和在上述软体利用上述第3功能 对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之结果 之第7比较进行比较; 上述第1比较功能使在上述软体内对上述第4乱数 进行上述第3单向函数处理之结果之第8比较値,和 在上述认证处理电路之上述第3电路对上述第4乱 数进行上述第3单向函数处理之结果之第9比较値 进行比较,藉以使LSI和软体互相认证。 11.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其 中在未检测到更改,而且不是认证失败之情况时, 在LSI和软体之间产生以乱数为基础之共用之第1对 话键,进行使用上述第1对话键之密码化通信。 12.如申请专利范围第11项之机密资讯处理系统,其 中具有第1计数器,其在进行使用第1对话键之密码 化通信时,用来计测通信次数,和具有第1乱数再发 行信号产生电路,其在进行一定次数之通信后,产 生第1乱数再发行信号以促成新乱数之产生,可以 用来更新第1对话键。 13.如申请专利范围第12项之机密资讯处理系统,其 中具有重设信号产生电路,其在进行过一定次数之 通信后之情况,在产生第1乱数再发行信号之同时, 产生第1对话键重设信号,将LSI和软体所保持之第1 对话键重设成为互不相同之値。 14.如申请专利范围第12项之机密资讯处理系统,其 中具有通信电路停止信号产生电路,其在进行过一 定次数之通信后之情况,在产生第1乱数再发行信 号之同时,产生通信电路停止信号,藉以停止LSI内 之机密资讯输入/输出端子之动作。 15.如申请专利范围第1项之机密资讯处理系统,其 中 软体在组装前预先求得杂凑値,具有使其结果密码 化之第1密码化杂凑値; 更改检测电路具有:第1解码电路,其使用第1解码键 用来对上述第1密码化杂凑値进行解码;杂凑制成 电路,其在上述软体之执行时,制成上述软体之第1 杂凑値;及第1比较器,其使利用上述第1解码电路对 上述第1密码化杂凑値进行解码所获得之値,和上 述第1杂凑値进行比较藉以检测上述软体之更改; 依照其结果使动作停止/开始的电路作为认证处理 电路; 上述认证处理电路具有:第2乱数产生电路;第3电路 ,其使用第3共用键进行第3单向函数处理;和第5比 较器;上述第2乱数产生电路用来产生第3乱数; 在此种情况上述软体具有:第3功能,其使用共用键 进行第3单向函数处理;第2乱数产生功能;和第1比 较功能,其使被提供之二个値进行比较;上述第2乱 数产生功能用来产生第4乱数; 上述第5比较器使在上述认证处理电路之上述第3 电路对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之 结果之第6比较値,和在上述软体利用上述第3功能 对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之结果 之第7比较値进行比较; 上述第1比较功能使在上述软体内对上述第4乱数 进行上述第3单向函数处理之结果之第8比较値,和 在上述认证处理电路之上述第3电路对上述第4乱 数进行上述第3单向函数处理之结果之第9比较値 进行比较,藉以使LSI和软体互相认证,以依照其认 证处理结果开始/停止动作之电路作为进行密码化 通信之电路; 进行上述密码化通信之电路,在未检测到更改,而 且不是认证失败之情况时,在LSI和软体之间产生以 乱数为基础之共用之第1对话键,进行使用上述第1 对话键之密码化通信; 具有第1计数器,其在进行上述密码化通信时,用来 计数通信次数,和具有第1乱数再发行信号产生电 路,其在进行一定次数之通信后,产生第1乱数再发 行信号,促成新乱数之产生,可以用来更新第1对话 键;和 具有重设信号产生电路,其在进行过一定次数之通 信后之情况,在产生第1乱数再发行信号之同时,产 生第1对话键重设信号,将LSI和软体所保持之第1对 话键重设成为互不相同之値。 16.一种大型积体电路(LSI),其特征是具备有更改检 测电路和认证处理电路之至少一方之电路,和利用 CPU所执行之软体之控制用来处理机密资讯之电路, 利用上述更改检测电路或上述认证处理电路,对上 述软体进行更改检测和认证之至少一方之处理,根 据其结果决定动作或不动作。 17.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中具 有机密资讯输入/输出端子,在更改检测之结果是 检测到有更改之情况,或是认证处理之结果是认证 失败之情况,停止上述机密资讯输入/输出端子之 动作。 18.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中具 有机密资讯输入/输出端子,在更改检测之结果是 未检测到有更改之情况,或是认证处理之结果是认 证成功之情况,开始上述机密资讯输入/输出端子 之动作。 19.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中在 更改检测之结果是检测到有更改之情况,或是认证 处理之结果是认证失败之情况,停止处理机密资讯 之电路之动作。 20.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中在 更改检测之结果是未检测到有更改之情况,或是认 证处理之结果是认证成功之情况,开始处理机密资 讯之电路之动作。 21.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中 软体在组装前预先求得杂凑値,具有使其结果密码 化之第1密码化杂凑値; 更改检测电路具有:第1解码电路,其使用第1解码键 用来对上述第1密码化杂凑値进行解码;杂凑制成 电路,在上述软体之执行时,制成上述软体之第1杂 凑値;及第1比较器,其使利用上述第1解码电路对上 述第1密码化杂凑値进行解码所获得之値,和上述 第1杂凑値进行比较,用来检测上述软体之更改。 22.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中 软体在组装前,在指定之位置连结第1常数,利用软 体密码键进行密码化; 更改检测电路具有:软体解码电路,其具有第2常数, 同时使用软体解码键对上述软体进行解码,从上述 指定之位置取出第1比较値;及第2比较器,其使上述 第1比较値和上述第2常数进行比较,用来检测软体 之更改。 23.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中 认证处理电路具有:第1乱数产生电路,用来产生第1 乱数;第1电路,其使用第1共用键,对上述第1乱数进 行第1单向函数处理;和第3比较器; 软体具有第1功能,其使用共用键对上述第1乱数进 行第1单向函数处理; 上述第3比较器使利用上述认证处理电路进行第1 单向函数处理之结果所获得之第2比较値,和在上 述软体对从上述认证处理电路输入之上述第1乱数 进行上述第1单向函数处理之结果所获得之第3比 较値进行比较,用来认证上述软体。 24.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中 认证处理电路具有:第2电路,其使用第2共用键用来 进行第2单向函数处理;和第4比较器; 软体具有:第2功能,其使用共用键进行第2单向函数 处理;和第1乱数产生功能,用来产生第2乱数; 上述第4比较器使在上述软体对上述第1乱数产生 功能所产生之上述第2乱数进行上述第2单向函数 处理之结果所获得之第4比较値,和在上述认证处 理电路,利用上述第2电路对从上述软体输入之上 述第2乱数进行上述第2单向函数处理之结果所获 得之第5比较値进行比较,用来认证上述软体。 25.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中 认证处理电路具有:第2乱数产生电路;第3电路,其 使用第3共用键进行第3单向函数处理;和第5比较器 ;上述第2乱数产生电路用来产生第3乱数; 软体具有:第3功能,其使用共用键进行第3单向函数 处理;第2乱数产生功能;和第1比较功能,用来使被 提供之二个値进行比较;上述第2乱数产生功能用 来产生第4乱数; 上述第5比较器使在上述认证处理电路之上述第3 电路对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之 结果之第6比较値,和在上述软体利用上述第3功能 对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之结果 之第7比较値进行比较; 上述第1比较功能使在上述软体内对上述第4乱数 进行上述第3单向函数处理之结果之第8比较値,和 在上述认证处理电路之上述第3电路对上述第4乱 数进行上述第3单向函数处理之结果之第9比较値 进行比较,藉以使LSI和软体互相认证。 26.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中在 未检测到更改,而且不是认证失败之情况时,在LSI 和软体之间产生以乱数为基础之共用之第1对话键 ,进行使用上述第1对话键之密码化通信。 27.如申请专利范围第26项之大型积体电路,其中具 有第1计数器,其在进行使用第1对话键之密码化通 信时,用来计测通信次数,和具有第1乱数再发行信 号产生电路,其在进行一定次数之通信后,产生第1 乱数再发行信号以促成新乱数之产生,可以用来更 新第1对话键。 28.如申请专利范围第27项之大型积体电路,其中具 有重设信号产生电路,其在进行过一定次数之通信 后之情况,在产生第1乱数再发行信号之同时,产生 第1对话键重设信号,将LSI和软体所保持之第1对话 键重设成为互不相同之値。 29.如申请专利范围第27项之大型积体电路,其中是 具有通信电路停止信号产生电路,其在进行过一定 次数之通信后之情况,在产生第1乱数再发行信号 之同时,产生通信电路停止信号,藉以停止LSI内之 机密资讯输入/输出端子之动作。 30.如申请专利范围第16项之大型积体电路,其中 软体在组装前预先求得杂凑値,具有使其结果密码 化之第1密码化杂凑値; 更改检测电路具有:第1解码电路,其使用第1解码键 用来对上述第1密码化杂凑値进行解码;杂凑制成 电路,其在上述软体之执行时,制成上述软体之第1 杂凑値;及第1比较器,其使利用上述第1解码电路对 上述第1密码化杂凑値进行解码所获得之値,和上 述第1杂凑値进行比较藉以检测上述软体之更改; 依照其结果使动作停止/开始的电路作为认证处理 电路; 上述认证处理电路具有:第2乱数产生电路;第3电路 ,其使用第3共用键进行第3单向函数处理;和第5比 较器;上述第2乱数产生电路用来产生第3乱数; 在此种情况上述软体具有:第3功能,其使用共用键 进行第3单向函数处理;第2乱数产生功能;和第1比 较功能,其使被提供之二个値进行比较;上述第2乱 数产生功能用来产生第4乱数; 上述第5比较器使在上述认证处理电路之上述第3 电路对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之 结果之第6比较値,和在上述软体利用上述第3功能 对上述第3乱数进行上述第3单向函数处理之结果 之第7比较値进行比较; 上述第1比较功能使在上述软体内对上述第4乱数 进行上述第3单向函数处理之结果之第8比较値,和 在上述认证处理电路之上述第3电路对上述第4乱 数进行上述第3单向函数处理之结果之第9比较値 进行比较,藉以使LSI和软体互相认证,以依照其认 证处理结果开始/停止动作之电路作为进行密码化 通信之电路; 进行上述密码化通信之电路,在未检测到更改,而 且不是认证失败之情况时,在LSI和软体之间产生以 乱数为基础之共用之第1对话键,进行使用上述第1 对话键之密码化通信; 具有第1计数器,其在进行上述密码化通信时,用来 计数通信次数,和具有第1乱数再发行信号产生电 路,其在进行一定次数之通信后,产生第1乱数再发 行信号,促成新乱数之产生,可以用来更新第1对话 键;和 具有重设信号产生电路,其在进行过一定次数之通 信后之情况,在产生第1乱数再发行信号之同时,产 生第1对话键重设信号,将LSI和软体所保持之第1对 话键重设成为互不相同之値。 图式简单说明: 图1表示机密处理装置之构造。 图2表示本发明所使用之机密资讯处理用LSI之主要 构造。 图3表示本发明所使用之机密资讯处理用LSI之动作 之流程图。 图4表示本发明之第1实施形态,第2实施形态,第3实 施形态所使用之机密资讯处理软体之密码化杂凑 値之导出过程。 图5表示本发明之第1实施形态,第2实施形态,第3实 施形态所使用之机密资讯处理软体之构造和记忆 器之内容。 图6表示本发明之第1实施形态之机密资讯处理系 统之动作和机密资讯处理用LSI之构造。 图7表示本发明之第2实施形态之机密资讯处理系 统之动作和机密资讯处理用LSI之构造。 图8表示本发明之第3实施形态之机密资讯处理系 统之动作和机密资讯处理用LSI之构造。 图9表示本发明之第4实施形态所使用之机密资讯 处理软体之构造和记忆器之内容。 图10表示本发明之第4实施形态之机密资讯处理系 统之动作和机密资讯处理用LSI之构造。
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