JP2003018151A - 外部記憶装置とシステム装置との間でなされる認証方法、認証システム、コンピュータ装置、システム装置、および外部記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部記憶装置が特定のシステム装置との組み
合わせ以外で動作することを禁止し、システム装置で
は、外部記憶装置を認証することを可能とする。 【解決手段】 データの書き込みおよび読み出しを行な
うセキュアＨＤＤ２０と、このセキュアＨＤＤ２０に対
してアクセスするセットトップボックス１０との間でな
される認証方法であり、セットトップボックス１０は、
発生した乱数をセキュアＨＤＤ２０に送信し、セキュア
ＨＤＤ２０は、送信された乱数に対して一定の法則に則
って加工を施した後に秘密鍵で暗号化した情報をセット
トップボックス１０に送信し、セットトップボックス１
０は、受信した情報を秘密鍵を用いて復号化し、復号化
された情報に基づいて、乱数に対して一定の法則に則っ
て加工が施されたことを認識し、セキュアＨＤＤ２０と
セットトップボックス１０とが互いに同一の秘密鍵を保
持していることを確認する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部記憶装置とシ
ステム装置との間でなされる認証方法等に係り、特に、
実効的に強力なセキュリティを確保する認証方法等に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＡＴＶ(ケーブルテレビ)の他、
デジタル放送であるＣＳ放送、ＢＳデジタル放送が開始
され、受信されるコンテンツを録画する方法としては、
従来のビデオテープへの録画方式から、ハードディスク
ドライブ(ＨＤＤ)等の外部記憶媒体に録画する方式に注
目が移っている。このＣＡＴＶやＣＳ放送、ＢＳデジタ
ル放送を受信するための機能に加え、内蔵されるハード
ディスクドライブに番組を録画して追いかけ視聴ができ
たり、インターネットに接続できたりといった機能を備
えた情報端末として、セットトップボックス(ＳＴＢ：S
et Top Box)が存在している。

【０００３】このセットトップボックスは、コンテンツ
の配信に重点が置かれており、現在のビジネスモデルで
は顧客に無料で配布される場合が多い。ハードディスク
ドライブが装備されたセットトップボックスを無料配布
するメーカにとっては、放送されるコンテンツの用途に
対してハードディスクドライブが利用されれば問題はな
いのであるが、他の用途に流用されることには問題があ
る。即ち、ハードディスクドライブを流用する目的でセ
ットトップボックスの無料配布を受ける顧客を排除する
ことが必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ＡＴ互換機の
ハードディスク・インターフェースとして、最も普及し
ているＡＴＡ(ＩＤＥ)では、下記のようなセキュリティ
コマンドが、標準ＡＴＡコマンドとしてサポートされて
いる。 ・ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＳＥＴ ＰＡＳＳＷＯＲＤ ・ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＵＮＬＯＣＫ ・ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＥＲＡＳＥ ＰＲＥＰＡＲＥ ・ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＥＲＡＳＥ ＵＮＩＴ ・ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＦＲＥＥＺＥ ＬＯＣＫ ・ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＤＩＳＡＢＬＥ ＰＡＳＳＷＯＲ
Ｄ

【０００５】しかしながら、これらは単純なパスワード
システムであり、例えば、ハードディスクドライブのロ
ック状態を解除するためのコマンドである「ＳＥＣＵＲ
ＩＴＹ ＵＮＬＯＣＫ」では、その因数としてのパスワ
ードをハードディスクドライブへ転送している。この構
成の場合、例えば、ハードディスクドライブが盗まれて
もその内容を盗まれたくないような態様には有効に働か
せることができる。しかし、セットトップボックスのシ
ステム所有者が、ハードディスクドライブが接続された
状態でパスワードを盗み、その後、ハードディスクドラ
イブを他に転用するような状況は想定されていない。即
ち、セットトップボックスの提供メーカが、無料配布す
るハードディスクドライブを特定のセットトップボック
ス(例えば配布時に組み合わされたセットトップボック
ス)に対してのみ使用を許可したいと欲するにも関わら
ず、現状の技術では、かかる顧客を排除することは困難
である。

【０００６】このハードディスクドライブを盗用しよう
とするもの(攻撃者)が行なうものとしては、パスワード
ハックと、横取りとがある。現状の技術では、ハードデ
ィスクドライブパスワードは、ハードディスクコントロ
ーラからハードディスクドライブに対して、素のもの(P
lain Text)が引き渡されている。攻撃者は、これをモニ
タすることによって、簡単にハードディスクドライブパ
スワードを盗み取る(パスワードハック)が可能である。
また、ハードディスクドライブは、一度、ハードディス
クドライブパスワードを受け取ってしまうと、以後、如
何なるコントローラからのコマンドに対しても応答して
しまう。この構成は、ハードディスクドライブを他の用
途に使用するチャンスを攻撃者に与えるだけではなく、
ハードディスクドライブ内コンテンツの読取りを簡便に
し、コンテンツプロテクションの脆弱性を高める可能性
もある。

【０００７】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、外部記憶装置が特定のシステムとの組み合わせ以
外で動作することを禁止することにある。また他の目的
は、外部記憶装置を盗用しようとする者が、その認証プ
ロトコルなどを知り得ても、盗用が成功しないような充
分安全(セキュア)なプロトコルと機構とを実装すること
にある。更に他の目的は、現状のコマンドとの最大限の
整合性を考慮した新たなコマンド体系を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明は、ハードディスクドライブ等の外部記憶装置とシス
テム側であるシステム装置との間で秘密情報(秘密鍵)を
共有し、これによって機器相互認証を行なう。また、シ
ステム装置は、この秘密情報を用いてパスワードを暗号
化して外部記憶装置に送信し、以後、システム装置は、
コマンドを外部記憶装置へ発行する度に、または特定の
コマンド群を外部記憶装置へ発行する度に、秘密情報に
基づいた毎回発生するパスワードを外部記憶装置へ送信
している。更に、パスワードを受け取った外部記憶装置
は、そのパスワードの有効性を毎回検査の上、システム
装置からのコマンドに応答し、または拒否を行なってい
る。

【０００９】即ち、本発明は、データの書き込みおよび
読み出しを行なう外部記憶装置とこの外部記憶装置に対
してアクセスするシステム装置との間でなされる認証方
法として把握できる。ここで、このシステム装置は、発
生した乱数を外部記憶装置に送信し、外部記憶装置は、
送信された乱数に対して一定の法則に則って加工を施し
た後に秘密鍵で暗号化した情報をシステム装置に送信
し、システム装置は、受信した情報を秘密鍵を用いて復
号化し、復号化された情報に基づいて、乱数に対して一
定の法則に則って加工が施されたことを認識し、外部記
憶装置とシステム装置とが互いに同一の秘密鍵を保持し
ていることを確認することを特徴としている。ここで、
このシステム装置は、確認の結果として認証の失敗回数
をカウントし、この認証の失敗回数がある一定値を超え
た時点で外部記憶装置に対するアクセスを停止すること
を特徴とすることができる。

【００１０】また、本発明が適用される認証方法では、
外部記憶装置は、発生した乱数に第１の秘密鍵を用いて
暗号化を施した暗号化乱数をシステム装置に送信し、シ
ステム装置は、送信された暗号化乱数に対して第１の秘
密鍵を用いて復号化し、一定の法則に則って加工を施し
た後に第２の秘密鍵で暗号化された情報を外部記憶装置
に送信し、外部記憶装置は、送信された情報を第２の秘
密鍵を用いて復号化した後の数が乱数を一定の法則に則
って加工したものであることを確認することを特徴とす
ることができる。

【００１１】更に、本発明が適用される認証方法では、
外部記憶装置及びシステム装置は、秘密情報として第１
の鍵および第２の鍵を互いに保持し、この第１の鍵およ
び第２の鍵を用いて、それぞれ暗号化および復号化を行
なうことが好ましい。

【００１２】また、本発明が適用される認証方法では、
外部記憶装置は、発生させた乱数を秘密鍵を用いて暗号
化してシステム装置に送信し、システム装置は、送信さ
れた乱数を秘密鍵を用いて復号化し、復号化された乱数
によりパスワードに対して論理演算が施された演算結果
を外部記憶装置に送信し、外部記憶装置は、送信された
演算結果に対して論理演算の逆演算を施すことによりパ
スワードを抽出し、外部記憶装置が保持しているパスワ
ードと一致しているか否かを判断することを特徴とする
ことができる。また、第１の秘密鍵と第２の秘密鍵とを
互いに保持し、システム装置は、この第１の秘密鍵によ
り復号化された乱数を第２の秘密鍵により暗号化してパ
スワードマスクとし、パスワードに対してパスワードマ
スクによる論理演算が施された演算結果を外部記憶装置
に送信することを特徴とすることができる。

【００１３】一方、本発明は、外部記憶装置と、この外
部記憶装置に対してアクセスするシステム装置とを備え
た認証システムとして把握することができる。この認証
システムにおけるシステム装置では、発生した乱数を外
部記憶装置に送信し、送信された乱数に対して外部記憶
装置が一定の法則に則って加工を施した後に秘密鍵で暗
号化した情報を外部記憶装置から受信し、受信した情報
を秘密鍵を用いて復号化し、復号化された情報に基づい
て、乱数に対して一定の法則に則って加工が施されたこ
とを認識することで、外部記憶装置とシステム装置とが
互いに同一の秘密鍵を保持していることを確認してい
る。この確認の結果として、認証の連続失敗回数をカウ
ントし、認証の連続失敗回数がある一定値を超えた時点
で外部記憶装置に対するアクセスを停止することを特徴
とすれば、認証の誤りに対してアクセスを停止してしま
う問題に対応することができる。

【００１４】また、本発明は、ハードディスクドライブ
が内蔵された提供されるセットトップボックス(ＳＴＢ)
等のコンピュータ装置として把握することができる。

【００１５】更に観点を変えると、本発明は、外部記憶
装置に対してアクセスするシステム装置として把えるこ
とができる。このシステム装置は、秘密情報として外部
記憶装置と共通する２つの秘密鍵を保持する保持手段、
乱数を発生する乱数発生手段、乱数を外部記憶装置に送
信する送信手段、送信された乱数に対して外部記憶装置
が一定の法則に則って加工を施した後に秘密鍵で暗号化
した情報を外部記憶装置から受信する受信手段、受信し
た情報を秘密鍵を用いて復号化する復号化手段、復号化
された情報により乱数発生手段にて発生した乱数に対し
て一定の法則に則って加工が施されたことを認識するこ
とで、外部記憶装置とシステム装置とは互いに同一の秘
密鍵を保持することを確認する確認手段とを備えてい
る。

【００１６】また、本発明が適用されるハードディスク
ドライブ等の外部記憶装置では、システム装置と同一の
秘密鍵を保持する保持手段、乱数を発生する乱数発生手
段と、乱数に秘密鍵を用いて暗号化を施す暗号化手段
と、暗号化が施された暗号化乱数をシステム装置に送信
する送信手段、送信した暗号化乱数に対してシステム装
置にて復号化された後に加工された乱数をシステム装置
から受信する受信手段、受信した乱数が一定の法則に則
って加工されたものであることを確認する確認手段を備
えたことを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本実施の
形態が適用されるコンピュータシステムの構成を説明す
るための図である。ここでは、コンピュータシステムの
一例として、ケーブルＴＶ(ＣＡＴＶ)用であるデジタル
型のセットトップボックス１０を挙げて説明する。本実
施の形態が適用されるセットトップボックス１０は、ケ
ーブルＴＶとして配信される番組(コンテンツ)を受信す
るケーブルモデム８と、配信された番組を表示出力する
ディスプレイ(ＴＶ)９に接続されている。

【００１８】また、システム側として機能するセットト
ップボックス１０には、ＩＣカードの１つであるスマー
トカード７を取り付けることができる。このスマートカ
ード７には、システム側の秘密情報(後述するＰks、Ｐk
h)が保存されている。また、このスマートカード７には
乱数発生装置が組み込まれており、本実施の形態にてシ
ステム側で生成すべき乱数は、このスマートカード７の
内部で生成されている。

【００１９】セットトップボックス１０は、スマートカ
ード７に格納された情報を読み込みスマートカード７に
アクセスすることができるスマートカードリーダ１１、
ディスプレイ(ＴＶ)９とのインターフェース(Ｉ/Ｆ)と
して機能するディスプレイＩ/Ｆ１２、ケーブルモデム
８を介して受信したコンテンツを取り込むイーサネット
（登録商標）Ｉ/Ｆ１３、各種カウンタの値等を格納す
るＲＡＭ１４、セットトップボックス１０の全体を制御
するＭＰＵ１５、ＭＰＵ１５の動作プログラム等が格納
されているＲＯＭ１６を備えている。このＲＯＭ１６に
は、手順公開型の秘密鍵暗号の一方式であるＤＥＳ(Dat
a Encryption Standard)や対象ストリーム暗号方式であ
るＲＣ４等の暗号プログラムが実装されている。

【００２０】更に、セットトップボックス１０は、本実
施の形態が適用される外部記憶装置であるセキュア(Sec
ure)ＨＤＤ(ハードディスクドライブ)２０が接続されて
いる。セットトップボックス１０を提供するメーカから
は、セットトップボックス１０とセキュアＨＤＤ２０と
を筐体に一体として組み込んだ形式にて提供される。ケ
ーブルモデム８を介して配信されるコンテンツは、セッ
トトップボックス１０のイーサネットＩ/Ｆ１３を通
り、セキュアＨＤＤ２０に保存される。保存されたコン
テンツは、必要に応じて、ディスプレイＩ/Ｆ１２を介
してディスプレイ(ＴＶ)９に再生表示される。

【００２１】図２は、本実施の形態が適用される外部記
憶装置の構成を詳述した説明図である。本実施の形態が
適用されるセキュアＨＤＤ２０は、データが格納される
メディアであるディスクメディア２１、ディスクメディ
ア２１を制御するメディアコントローラ２２、セキュア
ＨＤＤ２０の全体を制御する演算処理装置であるＭＰＵ
２３、ＤＥＳやＲＣ４等の暗号プログラムが実装される
ＲＯＭ２４、ＭＰＵ２３により制御される各種カウンタ
等を格納するＲＡＭ２５、ＡＴＡ(AT Attachment)によ
りシステム側とのインターフェースを司るＡＴＡ Ｉ/Ｆ
２６を備えている。

【００２２】図３は、図１および図２にて説明したコン
ピュータシステムにおける処理ブロックの構成を説明す
るための図である。ここでは、システム装置であるシス
テム側３０(セットトップボックス１０側)と外部記憶装
置であるＨＤＤ側５０(セキュアＨＤＤ２０側)とがデー
タバス４０を介して接続されている。システム側３０
は、図１に示すＭＰＵ１５に含まれる中央処理装置３
１、ＨＤＤ側５０とのデータ送受信を実行するデータ送
受信制御装置３２、本実施の形態におけるセキュリティ
関連情報の格納等がなされているセキュリティ制御機構
３３とを備えている。セキュリティ制御機構３３は、図
１に示すスマートカード７に格納される不揮発性メモリ
３４と乱数発生器３５を備え、また、図１に示すＭＰＵ
１５によって制御管理されてＲＡＭ１４上に保持される
認証失敗カウンタ３６およびコマンドカウンタ３７とを
含んでいる。更に、乱数発生器３５とは別のコマンドで
用いられる乱数発生器３８を備えている。

【００２３】この乱数発生器３８は、図１に示すＲＯＭ
１６上のソフトウェアによって実装され、より具体的に
は、ＤＥＳ、ＲＣ４等の暗号プログラムにより実現され
る。乱数発生器３８は、図１に示すスマートカード７の
不揮発性メモリ３４に格納されている秘密鍵(秘密情報
(Ｐks、Ｐkh))を受け取ると共に、乱数発生器３５から
初期乱数値を受け取る。暗号プログラムは、受け取った
この乱数初期値を秘密鍵で繰り返し暗号化することによ
り、擬似乱数列を生成している。認証失敗に関する情報
は認証失敗カウンタ３６に格納され、システム停止など
の定められた状態への遷移に利用される。また、データ
バス４０を介してハードディスクドライブとの送受信に
用いられたコマンドは、コマンドカウンタ３７に格納さ
れる。

【００２４】ＨＤＤ側５０は、図２に示したＭＰＵ２３
に含まれる中央処理装置５１、システム側３０とデータ
バス４０を介して送受信を行なうデータ送受信制御装置
５２、およびセキュリティ制御機構５３を備えている。
このセキュリティ制御機構５３は、乱数発生器５４を備
えている。この乱数発生器５４は、専用のハードウェア
を用意してＭＰＵ２３と接続してもよいが、本実施の形
態では、ＲＯＭ２４上のソフトウェアによる実装とし、
その前提として、ＨＤＤ出荷時にディスクメディア２１
に固有の乱数初期値を２個、書き込んでおくものとす
る。ＲＯＭ２４上には、ＤＥＳやＲＣ４等の暗号プログ
ラムが実装されており、１つの初期値を暗号鍵として、
暗号プログラムにより他の初期値を暗号化し、その暗号
化の結果をもって生成された乱数とみなすものとする。
この生成された乱数を、初期値に上書きし、以降、この
生成プロセスを繰り返すことにより、同一の乱数列が生
成されることを防いでいる。

【００２５】乱数発生器５７は、ＲＯＭ２４上のソフト
ウェアにより実装され、ＤＥＳやＲＣ４等の暗号プログ
ラムにより実現される。この暗号プログラムは、暗号鍵
と乱数初期値とを受け取り、乱数初期値を暗号鍵で繰り
返し暗号化することによって、擬似乱数列を生成してい
る。認証失敗カウンタ５５およびコマンドカウンタ５６
は、図２に示したＭＰＵ２３により制御管理され、これ
らの値はＲＡＭ２５上に保持される。

【００２６】システム側３０に設けられる認証失敗カウ
ンタ３６、ＨＤＤ側５０に設けられる認証失敗カウンタ
５５は、連続して認証の失敗をした回数が記録される。
ここでは、相手機器が秘密情報を共有していないことが
明らかになった時点で、認証の失敗が発生し、認証失敗
カウンタ３６,５５のカウント値がインクリメントされ
る。相手機器が秘密情報を共有していることが明らかに
なった時点で、認証失敗カウンタ３６,５５のカウンタ
値が「０」にリセットされる。また、認証失敗カウンタ
３６,５５のカウンタ値がある一定数を超えた時点で、
システム側３０またはＨＤＤ側５０の動作を停止してい
る。

【００２７】次に、図４〜図６を用いて、本実施の形態
におけるシステム側３０とＨＤＤ側５０とでなされる暗
号・認証方式について説明する。ここでは、パーソナラ
イズ(Personalize)処理、パスワードの暗号化、および
継続的な機器認証機構を説明する。

【００２８】図４は、イニシャル時になされるパーソナ
ライズ処理を説明するための図である。本実施の形態で
は、システム側３０とＨＤＤ側５０とで秘密情報(Perso
nalKey)を共有し、この秘密情報を用いることにより、
機器相互認証を行なっている。この機器相互認証は、電
源立ち上げ時には必ず行なわれる。また、システム側３
０とＨＤＤ側５０とは、互いに乱数を発生させ、これを
この秘密情報を用いて暗号化した後に交換している。

【００２９】図４に示すように、システム側３０とＨＤ
Ｄ側５０とは、秘密情報として秘密鍵Ｐksと秘密鍵Ｐkh
とを持ち、その初期値として、各々Ｉs、Ｉhという値を
持っている。これらは、システム側３０とＨＤＤ側５０
との製造時に書き込むものとし、システム側３０とＨＤ
Ｄ側５０との初期化プログラムを実行することにより、
ＰksとＰkhとが各々Ｉs、Ｉhに戻るものとしている。こ
れらＩs、Ｉhには、例えば、客先固有の値を与え、夫々
を秘密にすることによって、初期状態にあるＨＤＤ側５
０に対しても、それを他社のシステム側３０に接続する
ことを禁止することができる。

【００３０】秘密状態として持つＰksまたはＰkhは、各
々異なるものを与える場合と、Ｐks＝ｆ(Ｐkh)というよ
うな、片方の値を加工した値を与える場合とが考えられ
る。例えば、ＰksはＰkhに１を加えたり、Ｐkhに特定の
定数値と排他的論理和を取ったものを採用する方法もあ
る。この初期状態にあるシステム側３０とＨＤＤ側５０
とを用い、例えばＳＴＢを提供するメーカは、セキュア
ＨＤＤ２０をセットトップボックス１０に装填する。

【００３１】システム側３０では、先ず乱数ＲＮＤxが
生成され、次にＨＤＤ側５０に対して、『ＳＥＴ_ＰＥ
ＲＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマンドが発行される。同時に、
コマンドの引数として、先に生成した乱数ＲＮＤxがＨ
ＤＤ側５０へ送信される。乱数の受け渡しの際に、何ら
かの加工が施される場合も本例に含むものとする。例え
ば、乱数ＲＮＤxを暗号化したものがＨＤＤ側５０へ送
信される場合などである。

【００３２】ＨＤＤ側５０では、乱数ＲＮＤyが生成さ
れ、次に、受け取った乱数ＲＮＤxに特定の加工が施さ
れる。そして、乱数ＲＮＤyおよび特定の加工が施され
た乱数ＲＮＤxが連結されたものがＰkhにより暗号化さ
れ、システム側３０に送信される。ここでは、手順公開
型であるＤＥＳによって暗号化されている。また、乱数
ＲＮＤxの加工例として、単純に＋１がなされる場合を
示しているが、例えば、乱数ＲＮＤyが加えられたり、
乱数ＲＮＤyと排他的論理和が取られる場合もある。更
には「０」が加えられる場合もある。

【００３３】システム側３０では、加工されて送られて
きた乱数ＲＮＤxに対して秘密鍵Ｐkh(＝Ｉh)にて復号化
が行なわれ、その結果が特定の加工を受けた乱数ＲＮＤ
xと同一であるかどうかが確認される。図４に示す例で
は、復号結果がＲＮＤx＋１になっているかどうかが確
認される。この結果が正しくなければ、システム側３０
内の認証失敗カウンタ３６がインクリメントされ、本コ
マンドプロトコルが終了される。認証失敗カウンタ３６
の出力がある特定の値(例えば３)を超える場合には、セ
キュリティ上の問題があるとして、システム側３０はシ
ステム停止などの定められた状態に遷移し、コマンドを
受け付けないようにする。但し、どのような状態に遷移
するかは基本的にはセットトップボックス１０を提供す
るメーカ側のセキュリティポリシーに依存するものとな
る。

【００３４】ＲＮＤx＋１が正しく確認された場合、図
４に示すように、システム側３０は、乱数 newＰks を
発生し、それが新たなＰksの候補とされる。また、シス
テム側３０では、ＲＮＤyがＰkh(＝Ｉh)にて復号化さ
れ、その結果に対して特定の加工(ここでは＋１)が行な
われる。システム側３０では、newＰksとＲＮＤy＋１と
がＰks(＝Ｉs)にて暗号化され、これがＨＤＤ側５０に
送信される。

【００３５】次に、ＨＤＤ側５０では、加工されて送ら
れてきたＲＮＤyに対して秘密鍵Ｐks(＝Ｉs)にて復号化
が行なわれ、その結果が特定の加工を受けたＲＮＤyと
同一であるかどうかが確認される(この例では、復号結
果がＲＮＤy＋１になっているかどうかが確認される)。
この結果が正しくなければ、ＨＤＤ側５０内の認証失敗
カウンタ５５がインクリメントされ、本コマンドプロト
コルが終了されて、通常のＡＴＡコマンドと同様の方式
にてエラーがシステム側３０に返される。認証失敗カウ
ンタ５５の出力がある特定の値(例えば３)を超える場合
には、セキュリティ上の問題があるとして、ＨＤＤ側５
０ではシステム停止などの定められた状態への遷移がな
され、コマンドが受け付けられないように制御される。
但し、どのような状態に遷移するかは、基本的にはセッ
トトップボックス１０を提供するメーカ側のセキュリテ
ィポリシーに依存することとなる。

【００３６】ＲＮＤy＋１が正しく確認された場合に
は、ＨＤＤ側５０からは、乱数 newＰkh が出力され、
これが新たなＰkh候補とされる。次にＨＤＤ側５０で
は、newＰks が秘密鍵Ｐks(＝Ｉs)にて復号化され、こ
れが新たな 秘密鍵Ｐks とされて、古い秘密鍵Ｐks(＝
Ｉs)が置き換えられる。ＨＤＤ側５０からは、ステータ
スコードとして正常終了がシステム側３０に返されると
共に、newＰkhが秘密鍵Ｐkh(＝Ｉh)にて暗号化された結
果がシステム側３０に送信される。その後、ＨＤＤ側５
０では、newＰkhが新たな秘密鍵Ｐkhとして、古いＰkh
(＝Ｉh)に置き換えられる。

【００３７】システム側３０では、ステータスコードと
してエラーが返って来た場合には、Ｐks、Ｐkhが更新さ
れることはなく、プロトコルが終了される。ステータス
コードとして正常終了が返って来た場合には、システム
側３０では、newＰkh がＰkh(＝Ｉh)にて復号化され、
これが新たなＰkh として、古いＰkh(＝Ｉh)に置き換え
られる。更に、newＰks が新たなＰksとされて、古いＰ
ks(＝Ｉs)が置き換えられる。

【００３８】以上のようなプロトコルにより、秘密鍵で
あるＰksとＰkhとが更新され、以降、この新たな秘密鍵
を有するペアのシステム側３０とＨＤＤ側５０以外では
通信が不可能となる。その後、更に秘密鍵の更新が必要
となった場合には、上記のプロトコルにおける現在のＰ
ks、Ｐkhの値をIs、Ｉhに読み替えることによって、同
一のプロトコルにて実現することが可能となる。

【００３９】図５は、パスワードの暗号化処理を説明す
るための図である。ここでも前述と同様に、システム側
３０とＨＤＤ側５０とは、秘密鍵ＰksとＰkhとを秘密情
報として持つものとし、また、電源投入時に、ＨＤＤ側
５０は、パスワードロックがなされた状態で起動される
ものとする。このとき、本実施の形態では、システム側
３０はＨＤＤ側５０を使用するためにＨＤＤ側５０にパ
スワードを送らなければならず、図５に示す手順が実行
される。

【００４０】システム側３０では、先ず、乱数ｓＲＮＤ
が生成され、次にＨＤＤ側５０に対して『ＯＰＥＮ_Ｓ
ＥＳＳＩＯＮ』コマンドが発行される。同時に、このコ
マンドの引数として、先に生成した乱数ｓＲＮＤがＨＤ
Ｄ側５０へ送信される。

【００４１】ＨＤＤ側５０では、先ず乱数ｈＲＮＤが生
成され、次に受け取った乱数ｓＲＮＤに特定の加工が施
される。そして、乱数ｈＲＮＤと特定の加工が施された
乱数ｓＲＮＤとが連結されたものに対して秘密鍵Ｐkh
にて、例えばＤＥＳによる暗号化が施され、システム側
３０に送信される。ここでは、乱数ｓＲＮＤの加工例と
して単純に＋１が施される例が示されているが、例え
ば、乱数ｈＲＮＤが加えられたり、乱数ｈＲＮＤと排他
的論理和が取られる場合もある。更には、「０」が加え
られる場合もある。

【００４２】システム側３０では、加工されて送られて
きた乱数ｓＲＮＤに対して秘密鍵Ｐkh にて復号化がな
され、その結果が特定の加工を受けた乱数ｓＲＮＤと同
一であるか否かが判断される(図５に示す例では、復号
結果がｓＲＮＤ＋１になっているかどうかが確認され
る)。この結果が正しくなければ、システム側３０内の
認証失敗カウンタ３６がインクリメントされ、本コマン
ドプロトコルが終了される。認証失敗カウンタ３６の出
力が、ある特定の値(例えば３)を超える場合には、セキ
ュリティ上の問題があるとしてシステム側３０はシステ
ム停止などの定められた状態に遷移され、コマンドを受
け付けないように制御される。但し、どのような状態に
遷移するかは基本的にはＳＴＢメーカのセキュリティポ
リシーに依存している。

【００４３】ｓＲＮＤ＋１が正しく確認された場合、シ
ステム側３０では暗号化されたｈＲＮＤがＰkh にて復
号化され、乱数ｈＲＮＤが取り出される。システム側３
０では、この乱数ｈＲＮＤが更に秘密鍵Ｐks にて暗号
化され、これがＰＷ_Ｍａｓｋとされる。同時に、ＨＤ
Ｄ側５０でも乱数ｈＲＮＤが秘密鍵Ｐksにて暗号化さ
れ、これがＰＷ_Ｍａｓｋとされる。システム側３０で
は、通常のＨＤＤパスワードをＰＷ_Ｍａｓｋ により暗
号化(ここでは排他的論理和を計算)する事によってマス
クがなされる(Ｍａｓｋｅｄ_ＰＷ の生成)。

【００４４】システム側３０からは、標準の『ＳＥＣＵ
ＲＩＴＹ ＵＮＬＯＣＫ』コマンドが発行されるが、こ
のとき、素のパスワードの代わりに、生成されたＭａｓ
ｋｅｄ_ＰＷ がパスワードフィールドに埋め込まれて、
ＨＤＤ側５０へ送信される。ＨＤＤ側５０では、Ｍａｓ
ｋｅｄ_ＰＷ が復号化される(ここでは、Ｍａｓｋｅｄ_
ＰＷ と ＰＷ_Ｍａｓｋ との排他的論理和が計算され
る)事により、素のＨＤＤパスワードが抽出される。Ｈ
ＤＤ側５０では、得られた素のＨＤＤパスワードが用い
られ、以後、標準の『ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＵＮＬＯＣ
Ｋ』コマンドの手順に従い、コマンド処理が実行され
る。

【００４５】図６は、継続的な機器認証機構を説明する
ための図である。イニシャルセットアップ(Initial Set
up)において、まず、システム側３０では、パスワード
の暗号化プロセスによって『ＯＰＥＮ_ＳＥＳＳＩＯ
Ｎ』コマンドが発行される。これに伴い、システム側３
０とＨＤＤ側５０とでは、乱数ｓＲＮＤとｈＲＮＤとが
共有される。ここでシステム側３０およびＨＤＤ側５０
では、ある特定の関数にｓＲＮＤとｈＲＮＤとが与えら
れ、擬似乱数列のシード値Ｉｖが作成される。具体的な
関数としては、例えばｓＲＮＤとｈＲＮＤとの排他的論
理和の計算等が挙げられるが、この他にもｓＲＮＤをｈ
ＲＮＤにて暗号化することも可能である。

【００４６】システム側３０およびＨＤＤ側５０には、
同一の擬似乱数発生器(ＰＲＮＧ(Pseudo Random Number
Generator))が内蔵され、これへの初期値としてＩｖが
与えられて、乱数列ＰＲＮＧ(Ｉｖ＋＋)が生成される。
システム側３０でのこの乱数列の先頭をＫｒｓとし、Ｈ
ＤＤ側５０でのこの乱数列の先頭をＫｒｈとする。

【００４７】システム側３０からＨＤＤ側５０へコマン
ドが送出される毎に、又は、システム側３０からＨＤＤ
側５０へ特定のコマンド群(例えばＲＥＡＤコマンド)が
送出される毎に、システム側３０からは『ＳＥＴ_ＫＥ
Ｙ』コマンドが発行され、その引数としてＫｒｓがＨＤ
Ｄ側５０に送信される。また、システム側３０からＨＤ
Ｄ側５０に対して、ＲＥＡＤコマンドが送信される。こ
のＲＥＡＤコマンドは、通常のＡＴＡコマンドである
が、この例では、機器認証を必要とするコマンドの例と
されている。

【００４８】ＨＤＤ側５０では、このＲＥＡＤコマンド
の受信に先立って、送信されたＫｒｓが、ＨＤＤ側５０
内部で生成されたＫｒｈと同一であるかどうかが検査さ
れる。これが同一である場合には、ＲＥＡＤコマンドに
対して通常どおりの処理が行なわれる。以降、ＨＤＤ側
５０およびシステム側３０では、それぞれのＰＲＮＧに
よって得られる乱数列から、順序に従って取り出した乱
数が、それぞれ新たなＫｒｓ、Ｋｒｈとされ、『ＳＥＴ
_ＫＥＹ』コマンドからのプロトコルが繰り返される。
また、ＫｒｓがＫｒｈと異なる場合、ＨＤＤ側５０の動
作が停止され、セキュリティロックがかかった状態に遷
移する。これを解除するためには、再度『ＯＰＥＮ_Ｓ
ＥＳＳＩＯＮ』コマンドから手続きを踏む必要がある。

【００４９】以上のようにして、システム側３０とＨＤ
Ｄ側５０との間における秘密鍵の共有と新規鍵への交
換、パスワードの暗号化、継続的な機器認証機構行い、
両者の機器認証を可能としている。これによって、ＨＤ
Ｄ側５０は、特定のシステム側３０以外では動作せず、
また、システム側３０は偽のＨＤＤ側５０を認識するこ
とが可能となる。また、２つの鍵を共有する場合には、
短い鍵を使用した比較的弱い暗号方式を使いながらも、
実行的に強力なセキュリティを確保することが可能とな
る。

【００５０】次に、図７〜図１０を用いてセットトップ
ボックス１０(システム装置)であるシステム側３０にお
ける処理の流れを詳述する。図７は、システム側３０に
おける全体処理の流れを説明するためのフローチャート
である。まず、中央処理装置３１の電源がオンされ(ス
テップ１０１)、『ＯＰＥＮ_ＳＥＳＳＩＯＮ』コマンド
の処理が実行される(ステップ１０２)。そして、パーソ
ナライズ(PERSONALIZE)要求の有無が判断される(ステッ
プ１０３)。要求が存在する場合には、『ＳＥＴ_ＰＥＲ
ＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマンドの処理が実行されて(ステ
ップ１０４)、ステップ１０７に移行する。ステップ１
０３で要求が存在しない場合には、各種ＨＤＤコマンド
要求の有無が判断される(ステップ１０５)。要求が存在
する場合には、各種ＨＤＤコマンド処理が実行され(ス
テップ１０６)、ステップ１０７に移行する。ステップ
１０５で要求が存在しない場合には、図３に示すコマン
ドカウンタ３７が特定の値、例えば「１０」より大きい
か否かが判断される(ステップ１０７)。この特定の値を
超える場合には、コマンドカウンタ３７を「０」にセッ
トし(ステップ１０８)、『ＳＥＴ_ＫＥＹ』コマンド処
理が実行される(ステップ１０９)。ステップ１０７で、
この特定の値を超えない場合には、コマンドカウンタ３
７をインクリメント(＋１)し(ステップ１１０)、ステッ
プ１０３に戻る。

【００５１】図中のからの処理、即ち、後述するタイ
ムアウトエラーや復号結果が正しくない場合には、認証
失敗カウンタ３６をインクリメント(＋１)する(ステッ
プ１１１)。そして、認証失敗カウンタ３６が特定の
値、例えば３より大きいか否かが判断される(ステップ
１１２)。特定の値を超える場合には、誤りがあるもの
として中央処理装置３１を停止する(ステップ１１３)。
認証失敗カウンタ３６が特定の値を超えない場合には、
ステップ１０３からの処理が実行される。

【００５２】図８は、図７のステップ１０４における
『ＳＥＴ_ＰＥＲＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマンドの処理を
詳述したフローチャートである。システム側３０は、ま
ず、乱数発生器３５から６４ビット乱数ＲＮＤxを取り
出す(ステップ２０１)。そして、取り出した乱数をパラ
メータに持つ『ＳＥＴ_ＰＥＲＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマ
ンドをデータ送受信制御装置３２からＨＤＤ側５０に対
して送信する(ステップ２０２)。その後、データ送受信
制御装置３２によって受信される１２８ビット通信デー
タを待つ(ステップ２０３)。中央処理装置３１は、タイ
ムアウトエラーが生じたか否かを判断し(ステップ２０
４)、タイムアウトの場合には、上述したの認証失敗
処理に移行する。タイムアウトエラーが生じる前に１２
８ビット通信データを受信した場合には、受信した１２
８ビット通信データをＤ１とする(ステップ２０５)。

【００５３】次に、中央処理装置３１は、不揮発性メモ
リ３４のハードディスク用秘密鍵領域からＰkhを取り出
す(ステップ２０６)。そして、このＰkhで受信データＤ
１を復号する(ステップ２０７)。ここで、復号データの
後半６４ビットデータがＲＮＤx＋１か否かが判断され
(ステップ２０８)、ＲＮＤx＋１ではない場合、即ち、
この結果が正しくない場合には、上述したの認証失敗
処理に移行する。正しい場合には、復号データの前半６
４ビットデータをＲＮＤyとする(ステップ２０９)。

【００５４】次に、不揮発性メモリ３４のシステム用秘
密鍵領域からＰksを取り出す(ステップ２１０)。そし
て、乱数発生器３５から６４ビットデータＤ２を作成し
(ステップ２１１)、このＤ２から５６ビットを取り出し
て新しいシステム用秘密鍵newＰksとする(ステップ２１
２)。次に、Ｄ２とＲＮＤy＋１を結合した１２８ビット
データをＰksで暗号化し(ステップ２１３)、この暗号化
データをデータ送受信制御装置３２から送信する(ステ
ップ２１４)。そして、データ送受信制御装置３２から
１２８ビット通信データを待ち(ステップ２１５)、タイ
ムアウトエラーの有無を判断して(ステップ２１６)、タ
イムアウトエラーである場合には、上述したのステッ
プに移行する。タイムアウトエラーではない場合には、
受信した６４ビット通信データをＰkhで復号し、その値
を不揮発性メモリ３４のハードディスク用秘密鍵領域に
格納する(ステップ２１７)。そして、newＰksを不揮発
性メモリ３４のシステム用秘密鍵領域に格納し(ステッ
プ２１８)、認証失敗カウンタ３６を０として(ステップ
２１９)、ステップ１０７へ戻る。

【００５５】図９は、図７のステップ１０２における
『ＯＰＥＮ_ＳＥＳＳＩＯＮ』コマンドの処理を詳述し
たフローチャートである。システム側３０は、まず、乱
数発生器３５から６４ビット乱数sＲＮＤを取り出し(ス
テップ３０１)、取り出した乱数をパラメータに持つ
『ＯＰＥＮ_ＳＥＳＳＩＯＮ』コマンドをデータ送受信
制御装置３２からＨＤＤ側５０に対して送信する(ステ
ップ３０２)。そして、データ送受信制御装置３２によ
って受信される１２８ビット通信データを待つ(ステッ
プ３０３)。ここで、タイムアウトエラーが発生したか
否かを判断し(ステップ３０４)、タイムアウトの場合に
は、の認証失敗処理に移行する。タイムアウトエラー
が生じる前に１２８ビット通信データを受信した場合に
は、受信した１２８ビット通信データをＤ１とする(ス
テップ３０５)。

【００５６】次に、中央処理装置３１は、不揮発性メモ
リ３４のハードディスク用秘密鍵領域からＰkhを取り出
し(ステップ３０６)、このＰkhで受信データＤ１を復号
する(ステップ３０７)。ここで、復号データの後半６４
ビットデータがsＲＮＤ＋１か否かが判断され(ステップ
３０８)、sＲＮＤ＋１ではない場合、即ち、この結果が
正しくない場合には、上述したの認証失敗処理に移行
する。正しい場合には、復号データの前半６４ビットデ
ータをhＲＮＤとする(ステップ３０９)。

【００５７】次に、不揮発性メモリ３４のシステム用秘
密鍵領域からＰksを取り出し(ステップ３１０)、hＲＮ
ＤをＰksで暗号化した値と不揮発性メモリ３４に格納さ
れたＨＤＤ用パスワードの排他的論理和をＤ２とする
(ステップ３１１)。このＤ２をパラメータとするＡＴＡ
ＳＥＣＵＲＩＴＹコマンドをデータ送受信制御装置３
２からＨＤＤ側５０に送信する(ステップ３１２)。そし
て、sＲＮＤ＋hＲＮＤの値を乱数発生器３５の初期値に
設定し(ステップ３１３)、認証失敗カウンタ３６を０と
して(ステップ３１４)、ステップ１０３へ戻る。

【００５８】図１０は、図７のステップ１０９における
『ＳＥＴ_ＫＥＹ』コマンドの処理を示したフローチャ
ートである。『ＳＥＴ_ＫＥＹ』コマンド処理では、乱
数発生器３８から擬似乱数列のシード値Ｉｖを取得する
(ステップ４０１)。その後、このＩｖをパラメータに持
つ『ＳＥＴ_ＫＥＹ』コマンドをデータ送受信制御装置
３２からＨＤＤ側５０に送信し(ステップ４０２)、ステ
ップ１０３に戻る。

【００５９】このように、本実施の形態におけるセット
トップボックス１０等のシステム側３０では、乱数を発
生してＨＤＤ側５０に対して送信し、この乱数に対して
ＨＤＤ側５０により一定の法則に則って加工が施され
(加工された乱数)、秘密鍵で暗号化されたものを受信す
る。一方で、システム側３０では、暗号化された「加工
された乱数」を秘密鍵を用いて復号化し、その数が、発
生した乱数に一定の法則に基づいて加工を施したものか
どうかを確認している。これによって、システム側３０
にて、ＨＤＤ側５０が秘密鍵を保持しているか否かを判
断することができる。

【００６０】次に、図１１〜図１４を用いてＨＤＤ側５
０における処理の流れを詳述する。図１１は、ＨＤＤ側
５０における全体処理の流れを説明するためのフローチ
ャートである。まず、中央処理装置５１の電源がオンさ
れ(ステップ５０１)、『ＯＰＥＮ_ＳＥＳＳＩＯＮ』コ
マンドの処理が実行される(ステップ５０２)。そして、
パーソナライズ(PERSONALIZE)コマンドの有無が判断さ
れ(ステップ５０３)、コマンドが存在する場合には、
『ＳＥＴ_ＰＥＲＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマンドの処理が
実行されて(ステップ５０４)、ステップ５０８に移行す
る。ステップ５０３で要求が存在しない場合には、『Ｓ
ＥＴ_ＫＥＹ』コマンドの有無が判断される(ステップ５
０５)。コマンドが存在する場合には、『ＳＥＴ_ＫＥ
Ｙ』コマンドの処理が実行され(ステップ５０６)、コマ
ンドカウンタ５６を０にして(ステップ５０７)、ステッ
プ５０８に移行する。

【００６１】ステップ５０５でコマンドが存在しない場
合には、図３に示すコマンドカウンタ５６が特定の値、
例えば「１０」より大きいか否かが判断される(ステッ
プ５０８)。この特定の値を超える場合には、中央処理
装置５１を停止する(ステップ５０９)。この特定の値を
超えない場合には、コマンドカウンタ５６をインクリメ
ント(＋１)し(ステップ５１０)、ステップ５０３に戻
る。

【００６２】図中のからの処理、即ち、後述するタイ
ムアウトエラーや復号結果が正しくない場合には、認証
失敗カウンタ５５をインクリメント(＋１)する(ステッ
プ５１１)。そして、認証失敗カウンタ５５が特定の
値、例えば３より大きいか否かが判断される(ステップ
５１２)。特定の値を超える場合には、誤りがあるもの
として中央処理装置５１を停止する(ステップ５０９)。
認証失敗カウンタ５５が特定の値を超えない場合には、
ステップ５０３からの処理が実行される。

【００６３】図１２は、図１１のステップ５０４におけ
る『ＳＥＴ_ＰＥＲＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマンドの処理
を詳述したフローチャートである。ＨＤＤ側５０の中央
処理装置５１は、まず、データ送受信制御装置５２から
ＲＮＤxを受け取り(ステップ６０１)、乱数発生器５４
から６４ビット乱数ＲＮＤｙを取り出す(ステップ６０
２)。そして、不揮発性メモリ(ディスクメディア２１)
のハードディスク用秘密鍵領域からＰkhを取り出す(ス
テップ６０３)。その後、ＲＮＤyとＲＮＤx＋１を結合
した１２８ビットデータをＰkhで暗号化する(ステップ
６０４)。暗号化したデータをデータ送受信制御装置５
２からシステム側３０に対して送信する(ステップ６０
５)。その後、データ送受信制御装置５２によって受信
される１２８ビット通信データを待つ(ステップ６０
６)。この通信データを待つに際し、タイムアウトエラ
ーが生じたか否かが判断され(ステップ６０７)、タイム
アウトの場合には、上述したの認証失敗処理に移行す
る。タイムアウトエラーが生じる前に１２８ビット通信
データを受信した場合には、受信した１２８ビット通信
データをＤ１とする(ステップ６０８)。

【００６４】次に、中央処理装置５１は、不揮発性メモ
リ(ディスクメディア２１)のシステム用秘密鍵領域から
Ｐksを取り出す(ステップ６０９)。そして、このＰksで
受信データＤ１を復号する(ステップ６１０)。ここで、
復号データの後半６４ビットデータがＲＮＤy＋１か否
かが判断され(ステップ６１１)、ＲＮＤy＋１ではない
場合、即ち、この結果が正しくない場合には、上述した
の認証失敗処理に移行する。正しい場合には、復号デ
ータの前半６４ビットデータをnewＰksとする(ステップ
６１２)。

【００６５】次に、乱数発生器５４から６４ビットデー
タＤ２を作成し(ステップ６１３)、このＤ２から５６ビ
ットを取り出して新しいハードディスク用秘密鍵newＰk
hとする(ステップ６１４)。次に、Ｄ２とＰkhで暗号化
し(ステップ６１５)、この暗号化データをデータ送受信
制御装置５２から送信する(ステップ６１６)。そして、
newＰkhを不揮発性メモリ(ディスクメディア２１)のハ
ードディスク用秘密鍵領域に格納し(ステップ６１７)、
newＰksを不揮発性メモリ(ディスクメディア２１)のシ
ステム用秘密鍵領域に格納する(ステップ６１８)。そし
て、認証失敗カウンタ５５を０として(ステップ６１
９)、ステップ５０８へ戻る。

【００６６】図１３は、図１１のステップ５０２におけ
る『ＯＰＥＮ_ＳＥＳＳＩＯＮ』コマンドの処理を詳述
したフローチャートである。ＨＤＤ側５０は、まず、デ
ータ送受信制御装置５２からsＲＮＤを受け取る(ステッ
プ７０１)。そして、乱数発生器５４から６４ビット乱
数hＲＮＤを取り出し(ステップ７０２)、不揮発性メモ
リ(ディスクメディア２１)のハードディスク用秘密鍵領
域からＰkhを取り出す(ステップ７０３)。次に、取り出
した乱数hＲＮＤとsＲＮＤx＋１を結合した１２８ビッ
トデータを取り出したＰkhで暗号化し(ステップ７０
４)、暗号化データをデータ送受信制御装置５２からシ
ステム側３０に対して送信する(ステップ７０５)。

【００６７】次に、中央処理装置５１は、データ送受信
制御装置５２からＡＴＡ ＳＥＣＵＲＩＴＹコマンドを
待ち(ステップ７０６)、所定の時間までにコマンドが到
達せず、タイムアウトエラーが発生したか否かを判断す
る(ステップ７０７)。タイムアウトの場合には、の認
証失敗処理に移行する。タイムアウトエラーが生じる前
にＡＴＡ ＳＥＣＵＲＩＴＹコマンドを受信した場合に
は、受信したＡＴＡ ＳＥＣＵＲＩＴＹコマンドのパラ
メータをＤ１とする(ステップ７０８)。

【００６８】また、中央処理装置５１は、不揮発性メモ
リ(ディスクメディア２１)のシステム用秘密鍵領域から
Ｐksを取り出し(ステップ７０９)、乱数hＲＮＤをＰks
で暗号化した値とＤ１の排他的論理和をＤ２とする(ス
テップ７１０)。ここで、不揮発性メモリ(ディスクメデ
ィア２１)に格納されたＨＤＤ用パスワードとＤ２が一
致しているか否かが判断され(ステップ７１１)、一致し
ていない場合、即ち、この結果が正しくない場合には、
上述したの認証失敗処理に移行する。正しい場合に
は、sＲＮＤ＋hＲＮＤの値を乱数発生器５４の初期値に
設定し(ステップ７１２)、認証失敗カウンタ５５を０と
して(ステップ７１３)、ステップ５０３へ戻る。

【００６９】図１４は、図１１のステップ５０６におけ
る『ＳＥＴ_ＫＥＹ』コマンドの処理を示したフローチ
ャートである。『ＳＥＴ_ＫＥＹ』コマンド処理では、
まず、中央処理装置５１は、データ送受信制御装置５２
から擬似乱数列のシード値Ｉｖを受け取り(ステップ８
０１)、乱数発生器５７から取得された値がＩｖと等し
いか否かが判断される(ステップ８０２)。等しい場合に
は、ステップ５０７に戻る。等しくない場合には、中央
処理装置５１を停止する(ステップ８０３)。

【００７０】このように、本実施の形態によれば、ハー
ドディスクドライブ(ＨＤＤ)等の外部記憶装置側からセ
ットトップボックス１０等のシステム装置(側)を認証す
ることにより、外部記憶装置が特定の組み合わせ以外で
動作することを防ぎ、システム装置は偽外部記憶装置を
認識すること(機器認証)が可能である。これによって、
例えば、ＨＤＤが組み込まれたセットトップボックス１
０を無料で提供する等のビジネス形態に対し、ＨＤＤだ
けを取り外して別の用途に使用される等の危険性を排除
することができる。また、暗号技術の輸出規制を勘案
し、輸出規制の対象外となるような暗号方式を提供する
ことができる。更には、これまでのＨＤＤコマンドに対
して最大限の整合性を持つ新たなコマンド体系を提供す
ることが可能となる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外部記憶装置が特定のシステム装置との組み合わせ以外
で動作することを禁止することができる。また、システ
ム装置では、外部記憶装置を認証することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態が適用されるコンピュータシス
テムの構成を説明するための図である。

【図２】 本実施の形態が適用される外部記憶装置の構
成を詳述した説明図である。

【図３】 図１および図２にて説明したコンピュータシ
ステムにおける処理ブロックの構成を説明するための図
である。

【図４】 イニシャル時になされるパーソナライズ処理
を説明するための図である。

【図５】 パスワードの暗号化処理を説明するための図
である。

【図６】 継続的な機器認証機構を説明するための図で
ある。

【図７】 システム側における全体処理の流れを説明す
るためのフローチャートである。

【図８】 図７のステップ１０４における『ＳＥＴ_Ｐ
ＥＲＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマンドの処理を詳述したフロ
ーチャートである。

【図９】 図７のステップ１０２における『ＯＰＥＮ_
ＳＥＳＳＩＯＮ』コマンドの処理を詳述したフローチャ
ートである。

【図１０】 図７のステップ１０９における『ＳＥＴ_
ＫＥＹ』コマンドの処理を示したフローチャートであ
る。

【図１１】 ＨＤＤ側における全体処理の流れを説明す
るためのフローチャートである。

【図１２】 図１１のステップ５０４における『ＳＥＴ
_ＰＥＲＳＯＮＡＬＩＺＥ』コマンドの処理を詳述した
フローチャートである。

【図１３】 図１１のステップ５０２における『ＯＰＥ
Ｎ_ＳＥＳＳＩＯＮ』コマンドの処理を詳述したフロー
チャートである。

【図１４】 図１１のステップ５０６における『ＳＥＴ
_ＫＥＹ』コマンドの処理を示したフローチャートであ
る。

【符号の説明】

７…スマートカード、８…ケーブルモデム、９…ディス
プレイ(ＴＶ)、１０…セットトップボックス、１１…ス
マートカードリーダ、１２…ディスプレイＩ/Ｆ、１３
…イーサネットＩ/Ｆ、１４…ＲＡＭ、１５…ＭＰＵ、
１６…ＲＯＭ、２０…セキュア(Secure)ＨＤＤ(ハード
ディスクドライブ)、２１…ディスクメディア、２２…
メディアコントローラ、２３…ＭＰＵ、２４…ＲＯＭ、
２５…ＲＡＭ、２６…ＡＴＡ Ｉ/Ｆ、３０…システム
側、３１…中央処理装置、３２…データ送受信制御装
置、３３…セキュリティ制御機構、３４…不揮発性メモ
リ、３５…乱数発生器、３６…認証失敗カウンタ、３７
…コマンドカウンタ、３８…乱数発生器、４０…データ
バス、５０…ＨＤＤ側、５１…中央処理装置、５２…デ
ータ送受信制御装置、５３…セキュリティ制御機構、５
４…乱数発生器、５５…認証失敗カウンタ、５６…コマ
ンドカウンタ、５７…乱数発生器

フロントページの続き (72)発明者 新島 秀人 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 内 (72)発明者 江藤 博明 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 内 Ｆターム(参考） 5B017 AA07 BA07 CA07 5D044 BC01 CC04 DE50 HL11 5J104 AA07 KA02 KA04 KA06 NA02 PA05

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの書き込みおよび読み出しを行な
   う外部記憶装置と当該外部記憶装置に対してアクセスす
   るシステム装置との間でなされる認証方法であって、 前記システム装置は、発生した乱数を前記外部記憶装置
   に送信し、 前記外部記憶装置は、送信された前記乱数に対して一定
   の法則に則って加工を施した後に秘密鍵で暗号化した情
   報を前記システム装置に送信し、 前記システム装置は、受信した前記情報を秘密鍵を用い
   て復号化し、復号化された情報に基づいて、前記乱数に
   対して前記一定の法則に則って加工が施されたことを認
   識し、前記外部記憶装置と前記システム装置とが互いに
   同一の秘密鍵を保持していることを確認することを特徴
   とする認証方法。
2. 【請求項２】 前記システム装置は、確認の結果として
   認証の失敗回数をカウントし、当該認証の失敗回数があ
   る一定値を超えた時点で前記外部記憶装置に対するアク
   セスを停止することを特徴とする請求項１記載の認証方
   法。
3. 【請求項３】 データの書き込みおよび読み出しを行な
   う外部記憶装置と当該外部記憶装置に対してアクセスす
   るシステム装置との間でなされる認証方法であって、 前記外部記憶装置は、発生した乱数に第１の秘密鍵を用
   いて暗号化を施した暗号化乱数を前記システム装置に送
   信し、 前記システム装置は、送信された前記暗号化乱数に対し
   て前記第１の秘密鍵を用いて復号化し、一定の法則に則
   って加工を施した後に第２の秘密鍵で暗号化された情報
   を前記外部記憶装置に送信し、 前記外部記憶装置は、送信された前記情報を前記第２の
   秘密鍵を用いて復号化した後の数が前記乱数を前記一定
   の法則に則って加工したものであることを確認すること
   を特徴とする認証方法。
4. 【請求項４】 前記外部記憶装置と前記システム装置と
   は、前記第１の秘密鍵と前記第２の秘密鍵との初期値と
   して同一の値を保持し、以後、当該第１の秘密鍵と当該
   第２の秘密鍵との値として乱数を用いた新たな値を共有
   することを特徴とする請求項３記載の認証方法。
5. 【請求項５】 前記外部記憶装置は、確認の結果として
   認証の失敗回数をカウントし、当該認証の失敗回数があ
   る一定値を超えた時点で所定の動作を停止することを特
   徴とする請求項３記載の認証方法。
6. 【請求項６】 データの書き込みおよび読み出しを行な
   う外部記憶装置と当該外部記憶装置に対してアクセスす
   るシステム装置との間でなされる認証方法であって、 前記外部記憶装置及び前記システム装置は、秘密情報と
   して第１の鍵および第２の鍵を互いに保持し、 前記外部記憶装置は、前記第１の鍵を用いて暗号化する
   ことで第１の暗号情報を生成して前記システム装置に送
   信し、 前記システム装置は、送信された前記暗号情報に対して
   前記第１の鍵を用いて復号化すると共に、復号化された
   値に対して前記第２の鍵を用いて暗号化することで第２
   の暗号情報を生成して前記外部記憶装置に送信し、 前記外部記憶装置は、受信した前記第２の暗号情報を前
   記第２の鍵を用いて復号化することを特徴とする認証方
   法。
7. 【請求項７】 データの書き込みおよび読み出しを行な
   う外部記憶装置と当該外部記憶装置に対してアクセスす
   るシステム装置との間でなされる認証方法であって、 前記外部記憶装置は、乱数を発生させると共に、当該乱
   数を秘密鍵を用いて暗号化して前記システム装置に送信
   し、 前記システム装置は、送信された前記乱数を秘密鍵を用
   いて復号化すると共に、復号化された当該乱数によりパ
   スワードに対して論理演算が施された演算結果を前記外
   部記憶装置に送信し、 前記外部記憶装置は、送信された前記演算結果に対して
   前記論理演算の逆演算を施すことにより前記パスワード
   を抽出し、当該外部記憶装置が保持しているパスワード
   と一致しているか否かを判断することを特徴とする認証
   方法。
8. 【請求項８】 前記外部記憶装置と前記システム装置と
   は、第１の秘密鍵と第２の秘密鍵とを互いに保持し、 前記システム装置は、前記第１の秘密鍵により復号化さ
   れた前記乱数を前記第２の秘密鍵により暗号化してパス
   ワードマスクとし、前記パスワードに対して当該パスワ
   ードマスクによる論理演算が施された演算結果を前記外
   部記憶装置に送信することを特徴とする請求項７記載の
   認証方法。
9. 【請求項９】 データの書き込みおよび読み出しを行な
   う外部記憶装置と、当該外部記憶装置に対してアクセス
   するシステム装置とを備え、 前記システム装置は、 発生した乱数を前記外部記憶装置に送信し、 送信された前記乱数に対して前記外部記憶装置が一定の
   法則に則って加工を施した後に秘密鍵で暗号化した情報
   を当該外部記憶装置から受信し、 受信した前記情報を秘密鍵を用いて復号化し、復号化さ
   れた情報に基づいて、前記乱数に対して前記一定の法則
   に則って加工が施されたことを認識することで、前記外
   部記憶装置と前記システム装置とが互いに同一の秘密鍵
   を保持していることを確認することを特徴とする認証シ
   ステム。
10. 【請求項１０】 前記システム装置は、確認の結果とし
    て認証の失敗回数をカウントし、当該認証の失敗回数が
    ある一定値を超えた時点で前記外部記憶装置に対するア
    クセスを停止することを特徴とする請求項９記載の認証
    システム。
11. 【請求項１１】 前記外部記憶装置および前記システム
    装置は、乱数発生器の初期値として同一の値からなる乱
    数列を生成し、コマンドを送受信する毎に、順序に従っ
    て取り出した乱数をそれぞれ新たな乱数列とすることを
    特徴とする請求項９記載の認証システム。
12. 【請求項１２】 データの書き込みおよび読み出しを行
    なう外部記憶装置と、当該外部記憶装置に対してアクセ
    スするシステム装置とを備え、 前記外部記憶装置は、 発生した乱数に第１の秘密鍵を用いて暗号化を施した暗
    号化乱数を前記システム装置に送信し、 送信された前記暗号化乱数に対して前記システム装置が
    第１の秘密鍵を用いて復号化し一定の法則に則って加工
    を施した後に第２の秘密鍵で暗号化された情報を当該シ
    ステム装置から受信し、 受信した前記情報を第２の秘密鍵を用いて復号化した後
    の数が前記乱数を前記一定の法則に則って加工したもの
    であることを確認することを特徴とする認証システム。
13. 【請求項１３】 前記外部記憶装置と前記システム装置
    とは、前記第１の秘密鍵と前記第２の秘密鍵との初期値
    として同一の値を保持し、以後、当該第１の秘密鍵と当
    該第２の秘密鍵との値として乱数を用いた新たな値を共
    有することを特徴とする請求項１２記載の認証システ
    ム。
14. 【請求項１４】 データの書き込みおよび読み出しを行
    なうハードディスクドライブと、当該ハードディスクド
    ライブに対してアクセスするシステムとを備え、当該シ
    ステムと当該ハードディスクドライブとの間で認証を行
    なうコンピュータ装置であって、 前記ハードディスクドライブ及び前記システムは、秘密
    情報として第１の鍵および第２の鍵を互いに保持し、 前記ハードディスクドライブは、前記第１の鍵を用いて
    暗号化することで第１の暗号情報を生成して前記システ
    ムに送信し、 前記システムは、送信された前記暗号情報に対して前記
    第１の鍵を用いて復号化すると共に、復号化された値に
    対して前記第２の鍵を用いて暗号化することで第２の暗
    号情報を生成して前記ハードディスクドライブに送信
    し、 前記ハードディスクドライブは、受信した前記第２の暗
    号情報を前記第２の鍵を用いて復号化することを特徴と
    するコンピュータ装置。
15. 【請求項１５】 前記システムにおいて保持される前記
    第１の鍵および第２の鍵は、ＩＣカードに格納され、 前記ハードディスクドライブに保持される前記第１の鍵
    および前記第２の鍵は、当該ハードディスクドライブを
    構成するディスクメディアに格納されることを特徴とす
    る請求項１４記載のコンピュータ装置。
16. 【請求項１６】 データの書き込みおよび読み出しを行
    なう外部記憶装置に接続され、当該外部記憶装置に対し
    てアクセスするシステム装置であって、 乱数を発生する乱数発生手段と、 前記乱数を前記外部記憶装置に送信する送信手段と、 送信された前記乱数に対して前記外部記憶装置が一定の
    法則に則って加工を施した後に秘密鍵で暗号化した情報
    を当該外部記憶装置から受信する受信手段と、 受信した前記情報を秘密鍵を用いて復号化する復号化手
    段と、 復号化された情報により前記乱数発生手段にて発生した
    前記乱数に対して前記一定の法則に則って加工が施され
    たことを認識することで、前記外部記憶装置と前記シス
    テム装置とは互いに同一の秘密鍵を保持することを確認
    する確認手段と、を備えることを特徴とするシステム装
    置。
17. 【請求項１７】 秘密情報として、前記外部記憶装置と
    共通する２つの秘密鍵を保持する保持手段を備え、情報
    を暗号化する秘密鍵と送信された暗号情報を復号化する
    秘密鍵とを区別して用いることを特徴とする請求項１６
    記載のシステム装置。
18. 【請求項１８】 システム装置に接続されて、データの
    書き込みおよび読み出しを行なう外部記憶装置であっ
    て、 システム装置と同一の秘密鍵を保持する保持手段と、 乱数を発生する乱数発生手段と、 前記乱数に前記秘密鍵を用いて暗号化を施す暗号化手段
    と、 前記暗号化手段により暗号化が施された暗号化乱数を前
    記システム装置に送信する送信手段と、 送信した前記暗号化乱数に対して前記システム装置にて
    復号化された後に加工された乱数を当該システム装置か
    ら受信する受信手段と、 前記受信手段により受信した前記乱数が一定の法則に則
    って加工されたものであることを確認する確認手段と、
    を備えたことを特徴とする外部記憶装置。
19. 【請求項１９】 システム装置に接続されて、データの
    書き込みおよび読み出しを行なう外部記憶装置であっ
    て、 乱数を発生する乱数発生手段と、 前記乱数に第１の秘密鍵を用いて暗号化を施す暗号化手
    段と、 前記暗号化手段により暗号化が施された暗号化乱数を前
    記システム装置に送信する送信手段と、 送信された前記暗号化乱数に対して前記システム装置に
    て加工された情報を当該システム装置から受信する受信
    手段と、 前記受信手段により受信した前記情報を第２の秘密鍵を
    用いて復号化する復号化手段と、を備えたことを特徴と
    する外部記憶装置。
20. 【請求項２０】 前記受信手段は、前記暗号化乱数に対
    して、前記システム装置にて前記第１の秘密鍵を用いて
    復号化し、所定の加工が施された後に前記第２の秘密鍵
    で暗号化された情報を受信することを特徴とする請求項
    １９記載の外部記憶装置。