JP5332004B2

JP5332004B2 - 電子機器及びその不正利用防止方法

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Publication number: JP5332004B2
Application number: JP2009153449A
Authority: JP
Inventors: 和幸吉田; 和邦古原
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-06-29
Also published as: JP2011010170A

Description

本発明は、不正利用防止機能を備えた電子機器及び電子機器の不正利用防止方法に関する。

不正利用防止機能を備えた従来の電子機器としては、電子機器固有の装置暗号化鍵を用いて所定の情報（パスワード）を暗号化して暗号化情報とし、それをメモリカードに書き込んでおき、そのメモリカードが電子機器の装着手段に装着された場合に、メモリカードに記録されている暗号化情報を読み出して装置暗号化鍵を用いて暗号化情報の解読を実行し、その暗号化情報が解読された場合にはその電子機器を使用可能状態にさせるものがある（特許文献１参照）。電子機器とメモリカードと間における暗号化情報の受け渡しにおいては安全性を高めるために電子機器固有の装置暗号化鍵の他にメモリカードのカード暗号化鍵と、電子機器とメモリカードとが共に使用する共通暗号化鍵とが用いられている。

再表２００５/０８５９７５号公報

上記の従来の電子機器においては、メモリカードの保管内容が漏れると、電子機器が不正利用される可能性があるため、安全性を高めるためには速やかに暗号化鍵の無効化処理を行う必要がある。しかしながら、メモリカードの保管内容の漏洩が起きても実際には利用者がそれに気づくまでには時間がかかるため、無効化処理が実行されるまでの間に不正利用される恐れがある。

そこで、本発明が解決しようとする課題には、上記の欠点が一例として挙げられ、メモリカード等の外部メモリの保管内容の漏洩による不正利用に対しての防止機能の強化を図った電子機器、不正利用防止方法及びプログラムを提供することを本発明の目的とする。

請求項１に係る発明の電子機器は、マスターキーを用いて情報を暗号化して保管する電子機器であって、秘密分散法により前記マスターキーに応じて少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成するマスターキー分散情報生成手段と、秘密分散法により入力されたパスワードに応じて少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成するパスワード分散情報生成手段と、前記第１ないし第３マスターキー分散情報が生成されると、前記第１マスターキー分散情報を前記パスワードに基づいて暗号化して暗号化分散情報を生成する暗号化分散情報生成手段と、前記第１ないし第３マスターキー分散情報、前記第１及び第２パスワード分散情報及び前記暗号化分散情報が各々生成されると、前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とを記憶する記憶装置と、前記第１ないし第３マスターキー分散情報及び前記第１及び第２パスワード分散情報が各々生成されると、前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを装着部に対して着脱自在な外部メモリに記憶させる外部メモリ制御手段と、前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第２マスターキー分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報とに応じて前記マスターキーを復元するマスターキー復元手段と、前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第１パスワード分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第２パスワード分散情報とに応じて前記パスワードを復元するパスワード復元手段と、を備え、前記マスターキー復元手段によって前記マスターキーが復元されかつ前記パスワード復元手段によって前記パスワードが復元されると、前記マスターキー分散情報生成手段は秘密分散法によりその復元されたマスターキーに応じて前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を前回と異なる条件にて生成し、前記パスワード分散情報生成手段は秘密分散法によりその復元されたパスワードに応じて前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を前回と異なる条件にて生成することを特徴としている。

請求項１１に係る発明の不正利用防止方法は、マスターキーを用いて情報を暗号化して保管する電子機器の不正利用防止方法であって、秘密分散法により前記マスターキーに応じて少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成するマスターキー分散情報生成ステップと、秘密分散法により入力されたパスワードに応じて少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成するパスワード分散情報生成ステップと、前記第１ないし第３マスターキー分散情報が生成されると、前記第１マスターキー分散情報を前記パスワードに基づいて暗号化して暗号化分散情報を生成する暗号化分散情報生成ステップと、前記第１ないし第３マスターキー分散情報、前記第１及び第２パスワード分散情報及び前記暗号化分散情報が各々生成されると、前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とを記憶装置に記憶させるステップと、前記第１ないし第３マスターキー分散情報及び前記第１及び第２パスワード分散情報が各々生成されると、前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを装着部に対して着脱自在な外部メモリに記憶させるステップと、前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第２マスターキー分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報とに応じて前記マスターキーを復元するマスターキー復元ステップと、前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第１パスワード分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第２パスワード分散情報とに応じて前記パスワードを復元するパスワード復元ステップと、を備え、前記マスターキー復元ステップにおいて前記マスターキーが復元されかつ前記パスワード復元ステップにおいて前記パスワードが復元されると、前記マスターキー分散情報生成ステップは秘密分散法によりその復元されたマスターキーに応じて前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を前回と異なる条件にて生成し、前記パスワード分散情報生成ステップは秘密分散法によりその復元されたパスワードに応じて前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を前回と異なる条件にて生成することを特徴としている。

請求項１２に係る発明のプログラムは、マスターキーを用いて情報を暗号化して保管する電子機器の不正利用防止のためのプログラムであって、コンピュータに、秘密分散法により前記マスターキーに応じて少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成するマスターキー分散情報生成ステップと、秘密分散法により入力されたパスワードに応じて少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成するパスワード分散情報生成ステップと、前記第１ないし第３マスターキー分散情報が生成されると、前記第１マスターキー分散情報を前記パスワードに基づいて暗号化して暗号化分散情報を生成する暗号化分散情報生成ステップと、前記第１ないし第３マスターキー分散情報、前記第１及び第２パスワード分散情報及び前記暗号化分散情報が各々生成されると、前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とを記憶装置に記憶させるステップと、前記第１ないし第３マスターキー分散情報及び前記第１及び第２パスワード分散情報が各々生成されると、前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを装着部に対して着脱自在な外部メモリに記憶させるステップと、前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第２マスターキー分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報とに応じて前記マスターキーを復元するマスターキー復元ステップと、前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第１パスワード分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第２パスワード分散情報とに応じて前記パスワードを復元するパスワード復元ステップと、前記マスターキー復元ステップにおいて前記マスターキーが復元されかつ前記パスワード復元ステップにおいて前記パスワードが復元されると、前記マスターキー分散情報生成ステップに秘密分散法によりその復元されたマスターキーに応じて前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を前回と異なる条件にて生成させ、前記パスワード分散情報生成ステップに秘密分散法によりその復元されたパスワードに応じて前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を前回と異なる条件にて生成させるステップと、を実行させることを特徴としている。

本発明の第１の実施例を示すブロック図である。図１の電子機器中の制御装置の構成を示すブロック図である。図２の制御装置中の暗号化／復号部の構成を示すブロック図である。図２の制御装置中の分散／復元部の構成を示すブロック図である。マスターキー及びパスワード各々からの分散情報の生成及びその保管の流れを概略的に示す図である。マスターキー及びパスワードの復元を概略的に示す図である。電子機器の起動時にメモリトークンがない場合のマスターキーの復元を概略的に示す図である。図２の制御装置中の総合制御部のメインルーチンを示すフローチャートである。メインルーチン内の初期設定ルーチンを示すフローチャートである。メインルーチン内のパスワード起動ルーチンを示すフローチャートである。メインルーチン内の分散情報更新ルーチンを示すフローチャートである。本発明の第２の実施例を示すブロック図である。図１２の電子機器におけるマスターキーＡ及びパスワードＡ各々からの分散情報の生成及びその保管の流れを概略的に示す図である。図１２の電子機器中の記憶装置の各記憶領域の記憶内容を示す図である。図１２の電子機器中の各メモリトークンの記憶内容を示す図である。記憶領域の照合について示す図である。マスターキーＡの復元を概略的に示す図である。マスターキーＡで暗号化された情報の復号を概略的に示す図である。パスワードＡの復元を概略的に示す図である。電子機器の起動時にメモリトークンがない場合のマスターキーＡの復元を概略的に示す図である。本発明の第３の実施例を示すブロック図である。図２１の電子機器におけるマスターキーＡ及びパスワードＡ各々からの分散情報の生成及びその保管の流れを概略的に示す図である。図２１の電子機器中の記憶装置の管理領域及び各記憶領域の記憶内容を示す図である。タグの照合について示す図である。マスターキーＡの復元を概略的に示す図である。マスターキーＡで暗号化された情報の復号を概略的に示す図である。パスワードＡの復元を概略的に示す図である。

請求項１に係る発明の電子機器、請求項１１に係る本発明の不正利用防止方法及び請求項１２に係る本発明のプログラムにおいては、記憶装置及び外部メモリに保管される分散情報は電子機器の使用毎に更新される。よって、分散情報が保管された正規の外部メモリの保管内容が漏れても正規の利用者が電子機器を使用すれば、分散情報の更新により漏洩した保管内容である分散情報は無効化されるので、不正利用者による電子機器の使用を防止することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施例として電子機器の構成を示している。この電子機器は、例えば、情報暗号化記録装置であり、記憶装置１１、メモリリーダ／ライタ１２、入力装置１３、表示装置１４、及び制御装置１５を備えている。

記憶装置１１はハードディスクや光ディスクドライブからなり、暗号化された情報を記憶する他、後述の分散情報を記憶する。メモリリーダ／ライタ１２は外部メモリ制御手段であり、図示しない装着部を有し、その装着部にて外部メモリであるメモリトークン１６を着脱自在に装着する。メモリトークン１６としては例えば、読み書き可能なメモリカードである。入力装置１３は本電子機器の動作をユーザの操作入力に応じて制御装置１５に対して指令する。また、入力装置１３は記憶されるべき情報を入力するためのインターフェースでも良い。表示装置１４は入力装置１３の操作についてのガイド画面や本電子機器の動作状態を表示する。制御装置１５は電子機器内の記憶装置１１、メモリリーダ／ライタ１２、入力装置１３、及び表示装置１４に接続されており、それらを制御する。

制御装置１５は図２に示すように、記憶装置制御部２１、メモリリーダ／ライタ制御部２２、表示装置制御部２３、入力装置制御部２４、乱数発生部２５、暗号化／復号部２６、分散／復元部２７、総合制御部２８、及び一時メモリ２９を備えている。

記憶装置制御部２１は記憶装置１１への後述の分散情報を含む情報の書き込み及び読み出しを制御する。メモリリーダ／ライタ制御部２２はメモリリーダ／ライタ１２によるメモリトークン１６への分散情報を含む情報の書き込み及び読み出しを制御する。

表示装置制御部２３は表示装置１４を制御する。入力装置制御部２４は入力装置１３を制御する。

乱数発生部２５は後述するマスターキーなどのために乱数を発生する。暗号化／復号部２６は本電子機器内で用いられる情報を暗号化し、暗号化された情報を復号する。分散／復元部２７は、本電子機器内で用いられる情報をメモリトークン１６と記憶装置１１に分散して保管するために必要な分散情報を生成すると共に、分散情報から元のマスターキーを復元する。暗号化／復号部２６及び分散／復元部２７各々の構成ついては後述する。

総合制御部２８は制御装置１５内の記憶装置制御部２１、メモリリーダ／ライタ制御部２２、表示装置制御部２３、入力装置制御部２４、乱数発生部２５、暗号化／復号部２６、分散／復元部２７、及び一時メモリ２９に接続され、それらを制御する。

一時メモリ２９は総合制御部２８が制御動作中にその制御動作のために必要な情報を一時的に保管するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）である。

暗号化／復号部２６は図３に示すように、暗号化器２６１と復号器２６２とからなる。暗号化器２６１は平文入力として入力された情報を、鍵情報入力として入力された鍵を用いて暗号化して暗号文出力として出力する。復号器２６２は暗号文入力として入力された情報を鍵情報入力として入力された鍵を用いて復号して平文出力として出力する。

分散／復元部２７は図４に示すように、符号化器２７１、検証情報生成器２７２及び分散情報生成器２７３からなる分散部２７Ａと、情報検証器２７４及び分散情報復号器２７５からなる復元部２７Ｂとを備えている。

分散部２７Ａにおいて、符号化器２７１は入力された情報を符号化する。検証情報生成器２７２は入力された情報から分散情報を検証するために必要な検証情報を生成する。分散情報生成器２７３は検証情報と符号化器２７１の符号化出力から複数の分散情報を生成する。

復元部２７Ｂにおいて、情報検証器２７４は検証情報を用いて入力された複数の分散情報が正しいか否かを検証すると共に、誤った分散情報を排除・訂正する機能を有する。分散情報復号器２７５は情報検証器２７４から出力された正しい分散情報から元の情報を復元する。分散／復元部２７を実現する方法として、ＶＳＳ（Verifiable Secret Sharing：検証可能秘密分散法)が挙げられる。ＶＳＳとして公知のFeldmanやPedersenのものを用いることができる。

例えば、FeldmanのＶＳＳでは次の式(1)の生成多項式を用いてマスターキー及びパスワードの秘密情報から分散情報が生成される。

ここでｑは素数であり、秘密情報の値・分散情報数ｎのいずれよりも大きい数が予め選ばれる。秘密情報はこの生成多項式の定数項、すなわちａ_０に代入する。生成多項式を構成する残りのｋ−１個の係数ａ_ｉ（１≦ｉ≦ｋ−１）は、全てのａ_ｉについて１≦ａ_ｉ≦ｑ−１を満たすよう任意に選ぶ。例えば、１からｑ−１までの範囲で一様に分布する乱数から選ぶ。

分散情報は生成多項式の変数ｘに値を代入したものとなる。ｍ番目（１≦ｍ≦ｎ）の分散情報Share_ｍは、

として求めることができる。

FeldmanのVSSでは、生成多項式で使われる各係数の冪乗剰余を検証情報して生成する。ｐ＝βｑ＋１（βは自然数）を満たす素数ｐを一つ定め、位数がｑとなる素体Z_ｐの部分群に含まれる元の一つをｇとする。このｇを用いて

のｋ個の値の組を検証情報とする。

分散情報の検証は以下の式を評価することで行う。分散情報の生成式から第１項と第３項の値は等しくなるので、分散情報から計算できる第1項と、検証情報から計算できる第２項が等しければ正しい分散情報であると判定することが行われる。

総合制御部２８には予めメモリトークン１６と記憶装置１１とに割り当てるｍの値が設定される。例えば、メモリトークン１６に割り当てるｍの値をｍ_token、記憶装置１１に割り当てるｍの値をｍ_storageと設定しておき、これによりメモリトークン１６に保管する分散情報Share_tokenを

とし、記憶装置１１に保管する分散情報Share_storageを

として生成できる。乱数発生部２５を用いてｍ_token，ｍ_storageの値が設定され、復元時のためにその値はメモリトークン１６と記憶装置１１とに保管しておくことが行われる。

かかる構成の電子機器においては、不正利用防止としてマスターキーとパスワードとが用いられる。マスターキーは電子機器内に存在するだけでそのまま外部に出力されることはない。パスワードは利用者の入力装置１３についての入力操作によって指定される。マスターキー及びパスワードは分散情報としてメモリトークン１６に保管されて外部に出力される。マスターキーは電子機器において記憶されるべき情報を暗号化及び復号する際の暗号化／復号部２６の鍵情報として用いられる。利用者により電子機器が使用されている時にはマスターキーで暗号化器２６１において暗号化された情報は記憶装置１１内に保存され、また記憶装置１１に保存された暗号化された情報はマスターキーで復号器２６２において復号される。

図５はマスターキー及びパスワード各々からの分散情報の生成及びその保管の流れを概略的に示している。図５に示すように、マスターキーは乱数発生部２５によって乱数として生成される。生成されたマスターキーは分散部２７Ａによって３つの分散情報Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３（マスターキー分散情報）にされる。この際、パラメータの数値設定により、これら３つの分散情報Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のうちのいずれか２つ以上あれば元のマスターキーを復元できるように生成される。一方、パスワードが入力操作によって指定されると、パスワードに応じて分散部２７Ａによって２つの分散情報Ｐ１，Ｐ２（パスワード分散情報）にされる。この際、パラメータの数値設定により、これら分散情報Ｐ１，Ｐ２両方がないと元のパスワードを復元できないよう生成される。

パラメータとしては、上記の式(1)の係数、分散情報の生成数ｎ及び復元閾値ｋの組、素数ｐ，ｑの組、ｍ_token，ｍ_storageの組、或いは検証情報の生成に必要な値ｇを用いることができる。パラメータとして上記のｎ及びｋを用いる場合には、例えば、マスターキーの分散ではｋ＝２，ｎ＝３とされ、パスワードの分散ではｋ＝ｎ＝２とされる。上記の式(1)の係数を除いたパラメータの数値は設定されると、電子機器の次の使用、すなわちマスターキー及びパスワードの復元まで記憶装置１１に記憶される。パラメータのうち上記の式(1)の係数については、分散情報を正しく生成することができれば消去される。なお、パラメータの値は固定値でも良く、その場合にはその固定値を記憶装置１１に保管したり、記憶装置１１又は制御装置１５内に保持されている制御装置１５の制御プログラム中にコードとして埋め込むことができる。例えば、ソースファイルで変数値として設定することができる。

分散情報Ｍ２（第１マスターキー分散情報）は暗号化／復号部２６の暗号化器２６１によってパスワードを用いて暗号化されて暗号化分散情報Ｍ２’とされる。暗号化／復号部２６の暗号化器２６１では分散情報Ｍ２を平文入力とし、パスワードを鍵情報入力とすることにより、暗号化分散情報Ｍ２’が暗号文出力として得られる。

これらの分散情報のうち分散情報Ｍ１，Ｐ１（第３マスターキー分散情報及び第２パスワード分散情報）はメモリリーダ／ライタ１２に装着されたメモリトークン１６に保管され、分散情報Ｍ３，Ｐ２（第２マスターキー分散情報及び第１パスワード分散情報）と暗号化分散情報Ｍ２’とは記憶装置１１に保管される。残りの分散情報Ｍ２は、総合制御部２８において分散情報の保管処理の正常終了を確認することができれば消去される。分散情報Ｍ１，Ｐ１が保管されたメモリトークン１６は利用者に管理されることになる。

利用者が本電子機器を再度使用する際には、このメモリトークン１６を用意することになり、それがメモリリーダ／ライタ１２に装着される。その装着が図示しない検出手段により検出されることにより本電子機器では装着されたメモリトークン１６に保管された分散情報Ｍ１，Ｐ１と、記憶装置１１に保管された分散情報Ｍ３，Ｐ２と暗号化分散情報Ｍ２’とに応じてマスターキー及びパスワードが復元される。

図６(a)及び(b)はマスターキー及びパスワードの復元を概略的に示している。図６(a)に示すように、マスターキーの復元の際には、電子機器が起動すると、メモリトークン１６内にある分散情報がメモリリーダ／ライタ１２により読み込まれてメモリリーダ／ライタ制御部２２を介して総合制御部２８に供給される。メモリトークン１６に保管された分散情報Ｍ１と記憶装置１１に保管された分散情報Ｍ３とが分散／復元部２７の復元部２７Ｂにおける分散情報入力とされ、先ず、情報検証器２７４によりその内容が検証される。その検証の結果、分散情報Ｍ１及び分散情報Ｍ３の両方の分散情報が正しいと検証されれば、分散情報復号器２７５によって元のマスターキーが出力される。復元されたマスターキーは、後の処理のため一時メモリ２９に保管される。

図６(b)に示すように、パスワードの復元の際には、電子機器が起動すると、メモリトークン１６内にある分散情報がメモリリーダ／ライタ１２により読み込まれてメモリリーダ／ライタ制御部２２を介して総合制御部２８に供給される。メモリトークン１６に保管された分散情報Ｐ１と記憶装置１１に保管された分散情報Ｐ２とが分散／復元部２７の復元部２７Ｂにおける分散情報入力とされて、先ず、情報検証器２７４によりその内容が検証される。その検証の結果、分散情報Ｐ１及び分散情報Ｐ２の両方の分散情報が正しいと検証されれば、分散情報復号器２７５によって元のパスワードが出力される。復元されたパスワードは、後の処理のため一時メモリ２９に保管される。

このマスターキー及びパスワード各々の復元の際に分散／復元部２７において用いられるパラメータの数値は、式(1)の係数を除き分散の際に用いたものと同一である。

マスターキー及びパスワード各々の復元がされた場合には、マスターキー及びパスワードは再分散される。すなわち、図５に示したように、マスターキーは分散部２７Ａによって３つの分散情報Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に変換され、パスワードは分散部２７Ａによって２つの分散情報Ｐ１，Ｐ２に変換される。ここで、分散／復元部２７において用いられるパラメータは前回の分散時とは異なる数値とされる。よって、再分散では前回の分散時とは異なる分散情報Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｐ１，Ｐ２及び暗号化分散情報Ｍ２’が生成されるので、メモリトークン１６には新たな分散情報Ｍ１，Ｐ１が保管される。

図７は電子機器の起動時にメモリトークン１６がない場合のマスターキーの復元を概略的に示している。この場合に、正規の利用者はパスワードを知っているとしている。よって、利用者がパスワードを入力操作すると、そのパスワードと記憶装置１１に保管されている暗号化分散情報Ｍ２’とに応じて暗号化／復号部２６の復号器２６２によって分散情報Ｍ２が復号される。すなわち、復号器２６２においてパスワードを鍵情報入力とし、暗号化分散情報Ｍ２’を暗号文入力として分散情報Ｍ２の復号が行われる。更に、その分散情報Ｍ２と記憶装置１１に保管されている分散情報Ｍ３とに応じて分散／復元部２７の復元部２７Ｂによってマスターキーが復元される。これにより電子機器の起動時にメモリトークン１６がなくても、利用者がパスワードさえ覚えていれば電子機器を使用することができる。

間違ったパスワードを入力すると、それに対応して間違った分散情報Ｍ２が復号されるので、結果として間違ったマスターキーが復元される。このため電子機器が使用可能とならない。

メモリトークン１６がない場合におけるマスターキー及びパスワード再分散保管についてはメモリトークン１６に保管されるべき新たな分散情報Ｍ１，Ｐ１は一時メモリ２９に保管される。電子機器の使用中にメモリトークン１６がメモリリーダ／ライタ１２に装着されると、一時メモリ２９に保管された新たな分散情報Ｍ１，Ｐ１はその装着されたメモリトークン１６に書き込まれる。メモリトークン１６がない場合としては、それを忘れたり、無くした場合やメモリトークン１６はあっても内容が破損した場合があるので、一時メモリ２９に保管された分散情報Ｍ１，Ｐ１がメモリトークン１６に書き込まれる際のメモリトークン１６は前回とは異なるメモリトークンでも良い。前回の使用したメモリトークンは自動的に無効化される。

次に、かかる分散及び復元技術を用いた本発明の電子機器の不正利用防止動作について説明する。

ユーザが本電子機器の電源スイッチをオン操作すると、図８に示すように、電源が本電子機器に投入される（ステップＳ１）。総合制御部２８は分散情報が記憶装置１１に保管されているか否かを記憶装置制御部２１を介して判別する（ステップＳ２）。ユーザがパスワード及びマスターキーを設定した場合に記憶装置１１の特定の位置には分散情報Ｍ３，Ｐ２及び暗号化分散情報Ｍ２’が保管されている。総合制御部２８は特定の位置に保管された分散情報を読み込み、復元部２７Ｂの情報検証器２７４により分散情報に含まれる検証情報を用いて分散情報を検証する。検証結果が正しければ分散情報が保管されているものとする。ステップＳ２の他の動作例としては、分散情報を特定のファイル名（例えば分散情報Ｍ１を"data1"とする）として保管されるファイルとし、総合制御部２８はこのファイルを読み込むようにしても良い。

総合制御部２８は記憶装置１１に分散情報が保管されている場合にはメモリトークン１６に分散情報が保管されているか否かを判別する（ステップＳ３）。メモリトークン１６の保管内容は総合制御部２８の指令に応じてメモリリーダ／ライタ制御部２２がメモリリーダ／ライタ１２を制御することにより判別される。ユーザがパスワード及びマスターキーを設定した場合にメモリトークン１６には分散情報Ｍ１，Ｐ１が保管されている。保管されているならば、分散情報Ｍ１，Ｐ１が総合制御部２８に読み込まれる。

メモリトークン１６に分散情報が保管されている場合には、メモリトークン１６に保持された分散情報Ｍ１と記憶装置１１に保管された分散情報Ｍ３とに応じて復元部２７Ｂにマスターキーを復元させる（ステップＳ４）。復元部２７Ｂにおける分散情報入力として、情報検証器２７４によりその分散情報Ｍ１，Ｍ３が検証され、その両方の分散情報Ｍ１，Ｍ３が正しいと検証されれば、分散情報復号器２７５において元のマスターキーが出力される。復元したマスターキーは後の処理のため一時メモリ２９に保管される
総合制御部２８はステップＳ２で記憶装置１１に分散情報が保管されていない場合には初期設定ルーチンを実行する（ステップＳ８）。分散情報が保管されていない場合とは利用者が本電子機器を購入して最初に電源を投入した状態でマスターキーで暗号化された分散情報が記憶装置１１に保管されていない場合である。また、何らかのトラブルにより記憶装置１１に保管されている分散情報が消失もしくは破損し、総合制御部２８が記憶装置制御部２１を介して記憶装置１１から分散情報を読み込むことができなくなった場合である。

初期設定ルーチンにおいては、図９に示すように、メモリトークン１６がメモリリーダ／ライタ１２に装着されているか否かを判別する（ステップＳ１１）。メモリトークン１６がメモリリーダ／ライタ１２の装着部に装着されている場合にはメモリリーダ／ライタ制御部２２がメモリリーダ／ライタ１２を介してメモリトークン１６にアクセス可能になるので、総合制御部２８はメモリトークン１６の装着を判別することができる。ここで、メモリトークン１６は単に装着されているだけでメモリリーダ／ライタ１２により分散情報の読み書きが可能なメモリトークンである。

ステップＳ１１においてメモリトークン１６が装着されていないと判別された場合には総合制御部２８は表示装置１４に警告画面を表示させて利用者にメモリトークン１６の装着を促すことが行われる。

総合制御部２８は、メモリトークン１６がメモリリーダ／ライタ１２に装着されている場合にはパスワード設定（ステップＳ１２）、及びマスターキー設定（ステップＳ１３）を実行する。総合制御部２８は、ステップＳ１２では表示装置制御部２３を介して表示装置１４にメニュー画面を表示させて利用者にパスワードの入力装置１３からの操作入力を促す。これに応答して利用者が入力装置１３からパスワードを構成する文字を順番に操作入力すると、入力されたパスワードのデータは入力装置制御部２４を介して総合制御部２８に供給される。総合制御部２８は供給されたデータをパスワードとして新たに設定し、後の処理のため一時メモリ２９に保管させる。総合制御部２８はステップＳ１３では乱数発生部２５に乱数発生を指令する。それに応答して乱数発生部２５が乱数をデータとして発生し、それを総合制御部２８が受け取ると、総合制御部２８は供給されたデータをマスターキーとして新たに設定し、後の処理のため一時メモリ２９に保管させる。

なお、ステップＳ１２のパスワード設定及びステップＳ１３のマスターキー設定の順番はどちらを先に処理しても良い。

総合制御部２８はステップＳ３でメモリトークン１６に分散情報が保管されていない場合にはパスワード起動ルーチンを実行する（ステップＳ９）。

パスワード起動ルーチンにおいて総合制御部２８は、図１０に示すように、先ず、パスワードを受け入れる（ステップＳ２１）。総合制御部２８は、ステップＳ２１では表示装置制御部２３を介して表示装置１４にメニュー画面を表示させて利用者に既に設定されているパスワードの入力装置１３からの操作入力を促す。これに応答して利用者が入力装置１３からパスワードを構成する文字を順番に操作入力すると、入力されたパスワードのデータは入力装置制御部２４を介して総合制御部２８に供給される。総合制御部２８は供給されたデータをパスワードとし、後の処理のため一時メモリ２９に保管させる。

総合制御部２８は、ステップＳ２１によりパスワードを受け入れると、記憶装置１１から記憶装置制御部２１を介して暗号化分散情報Ｍ２’を読み込み、暗号化／復号部２６の復号器２６２に、ステップＳ２１の受け入れたパスワードを鍵情報入力とし、暗号化分散情報Ｍ２’を暗号文入力として復号させる（ステップＳ２２）。この結果、復号器２６２からは平文出力として分散情報Ｍ２を得る。

総合制御部２８は、復号された分散情報Ｍ２が正しいか否かを判別する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３においては復元部２７Ｂの情報検証器２７４により分散情報Ｍ２に含まれる検証情報を用いて分散情報Ｍ２が検証される。検証結果が正しくなければパスワード警告処理を行い（ステップＳ２４）、ステップＳ２１に戻る。パスワード警告処理では総合制御部２８は一時メモリ２９に保管されたパスワードを消去する。その後、表示装置１４に警告画面を表示して利用者に再びパスワードの入力を促すことが行われる。

検証結果が正しい場合には分散／復元部２７の復元部２７Ｂに、得られた分散情報Ｍ２と記憶装置１１から読み込んだ分散情報Ｍ３とを分散情報入力としてマスターキーを復元させる（ステップＳ２５）。復元したマスターキーは、後の処理のため一時メモリ２９に保管される。

ステップＳ４又はステップＳ２５においてマスターキーが復元された場合には不正利用ではないので、分散情報更新ルーチンが実行され（ステップＳ５）、本電子機器の使用が可能となり（ステップＳ６）、その後、ユーザが本電子機器の電源スイッチをオフ操作すると、本電子機器の電源が遮断される（ステップＳ７）。ステップＳ６の本電子機器の使用可能状態では、例えば、情報記録時には入力装置１３から入力された情報がマスターキーで暗号化器２６１において暗号化され、暗号化された情報が記憶装置１１内に保存される。また、情報再生時には記憶装置１１に保存された暗号化された情報はマスターキーで復号器２６２において復号され、復号された情報が表示装置１４に表示される。

ステップＳ５の分散情報更新ルーチンにおいて総合制御部２８は、図１１に示すように、一時メモリ２９にパスワードが保管されているか否かを判別する（ステップＳ３１）。保管されていれば、パラメータの数値を新たに設定し、分散／復元部２７の分散部２７Ａに、一時メモリ２９に保管されているマスターキーに対応した新しい分散情報Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３と、パスワードに対応した新しい分散情報Ｐ１，Ｐ２とを生成させる（ステップＳ３２）。ステップＳ３２が実行される毎に分散部２７Ａに入力されるパラメータの数値は変更される。パラメータの数値は乱数発生部２５に発生させた乱数によって決定される。

一方、一時メモリ２９に保管されていなければ、分散／復元部２７の復元部２７Ｂに、メモリトークン１６から読み込んだ分散情報Ｐ１と記憶装置１１から読み込んだ分散情報Ｐ２とを分散情報入力としてパスワードを復元させ、それを一時メモリ２９に保管させる（ステップＳ３３）。

次に、総合制御部２８は、暗号化／復号部２６の暗号化器２６１に、ステップＳ３２で得られた分散情報Ｍ２をパスワードで暗号化させ、これにより暗号化分散情報Ｍ２’を生成させる（ステップＳ３４）。そして、分散情報Ｍ３，Ｐ２と暗号化分散情報Ｍ２’とを記憶装置制御部２１を介して記憶装置１１に記憶させる（ステップＳ３５）。

総合制御部２８は、ステップＳ３５の実行後、メモリトークン１６がメモリリーダ／ライタ１２に装着されているか否かを判別する（ステップＳ３６）。これは初期設定ルーチンのステップＳ１１と同一の判別である。メモリトークン１６がメモリリーダ／ライタ１２に装着されている場合には分散情報Ｍ１，Ｐ１をメモリトークン１６に保管させる（ステップＳ３７）。ステップＳ３２で生成された分散情報Ｍ１，Ｐ１はメモリリーダ／ライタ制御部２２がメモリリーダ／ライタ１２を駆動制御してメモリトークン１６に保管される。その保管ではメモリトークン１６に既に分散情報Ｍ１，Ｐ１が保管されている場合には上書きが行われる。また、その保管位置は予め定められている。

ステップＳ３６の判別によりメモリトークン１６がメモリリーダ／ライタ１２に装着されていない場合には分散情報Ｍ１，Ｐ１を一時メモリ２９に保管させる（ステップＳ３８）。ステップＳ３８が実行された場合には、その後のステップＳ６により本電子機器が使用中にあるとき総合制御部２８はメモリリーダ／ライタ制御部２２を介してメモリトークン１６が装着されたか否かを繰り返し判別する。この判別はステップＳ１１と同一である。メモリトークン１６が利用者によって挿入され正しく装着されていれば、ステップＳ３７と同様に分散情報Ｍ１，Ｐ１がメモリトークン１６に保管される。

分散情報更新ルーチン（ステップＳ５）は、メインルーチンのステップＳ４又はステップＳ９又はステップＳ８の実行直後に行われているが、電源投入後の起動を早くして利用者がすぐに電子機器を操作できるようにするなどの理由により、必ずしもステップＳ４又はステップＳ９又はステップＳ８の実行直後に行われる必要はない。他の例として、ステップＳ６の本電子機器の使用中で利用者が操作をしておらず、総合制御部２８の処理量が少ない時間帯に行うようにしても良い。

かかる第１の実施例によれば、分散情報が保管された正規のメモリトークンが電子機器に装着されるならば、パスワード等の他の情報を入力しなくても電子機器の使用が可能となる。メモリトークンに保管される分散情報は電子機器の使用毎に更新されるので、分散情報が保管された正規のメモリトークンであってもその後の電子機器の起動時に装着しなければ自動的に無効化させることができる。また、正規のメモリトークンからの分散情報の不正読み出しや、その分散情報がコピーされたメモリトークンがあっても、それによる不正利用の前に電子機器を正規のメモリトークンを装着して使用すれば不正利用者による電子機器の使用を防止することができる。また、正規のメモリトークンがなくても電子機器に正規の利用者がパスワードを入力操作することにより電子機器の使用は可能であるので、正規のメモリトークンの盗難や紛失があってもそれまでの正規のメモリトークンがその時点で無効化され、記憶装置に記憶された情報に対しての安全性を高めることができる。

また、メモリトークンには秘密分散法により生成された分散情報が保管されているので、メモリトークン自体から秘密情報であるマスターキーやパスワードが漏れることを防止することができる。よって、メモリトークンにマジックゲート等のセキュリティ機能や固有ＩＤが不要となる。

更に、メモリトークンとしてＵＳＢメモリ、メモリカード等の汎用性の高いメモリを利用することができるので、そのメモリトークン自体のデザインの制約も少ない。例えば、既にあるような寿司型のＵＳＢメモリ等のデザインに凝ったメモリトークンを用いることが可能である。

なお、上記した実施例において、マスターキーから３つの分散情報Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を生成しているが、これに限定されず、マスターキーからは３以上の分散情報を生成しても良い。また、パスワードから２つの分散情報Ｐ１，Ｐ２を生成しているが、これに限定されず、パスワードからは２以上の分散情報を生成しても良い。

図１２は本発明の第２の実施例として電子機器の構成を示している。この図１２の電子機器は、図１の電子機器と同様に、記憶装置１１、メモリリーダ／ライタ１２、入力装置１３、表示装置１４、及び制御装置１５を備えている。記憶装置１１は記憶領域Ａと記録領域Ｂとを有している。

図１２の電子機器においては、不正利用防止としてマスターキーＡ，ＢとパスワードＡ，Ｂとが用いられる。マスターキーＡ及びパスワードＡは記録領域Ａに記憶される情報について用いられ、マスターキーＢ及びパスワードＢは記録領域Ｂに記憶される情報について用いられる。また、記録領域Ａのためのメモリトークン１６Ａと、記録領域Ｂのためのメモリトークン１６Ｂとが用いられる。

図１３はマスターキーＡ及びパスワードＡ各々からの分散情報の生成及びその保管の流れを概略的に示している。図１３に示すように、マスターキーＡは乱数発生部２５によって乱数として生成される。生成されたマスターキーＡは分散部２７Ａによって３つの分散情報Ｍ１Ａ，Ｍ２Ａ，Ｍ３Ａにされる。この際、パラメータの数値設定により、これら３つの分散情報Ｍ１Ａ，Ｍ２Ａ，Ｍ３Ａのうちのいずれか２つ以上あれば元のマスターキーＡを復元できるように生成される。一方、パスワードＡが入力操作によって指定されると、パスワードＡに応じて分散部２７Ａによって２つの分散情報Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａにされる。この際、パラメータの数値設定により、これら分散情報Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ両方がないと元のパスワードを復元できないよう生成される。

分散情報Ｍ２Ａは暗号化／復号部２６の暗号化器２６１によってパスワードＡを用いて暗号化されて暗号化分散情報Ｍ２Ａ’とされる。暗号化／復号部２６の暗号化器２６１では分散情報Ｍ２Ａを平文入力し、パスワードＡを鍵情報入力とすることにより、暗号化分散情報Ｍ２Ａ’が暗号文出力として得られる。

これらの分散情報のうち分散情報Ｍ１Ａ，Ｐ１Ａはメモリリーダ／ライタ１２に装着されたメモリトークン１６Ａに保管され、分散情報Ｍ３Ａ，Ｐ２Ａと暗号化分散情報Ｍ２Ａ’とは記憶装置１１の記憶領域Ａに保管される。残りの分散情報Ｍ２Ａは、総合制御部２８において分散情報の保管処理の正常終了を確認することができれば消去される。分散情報Ｍ１Ａ，Ｐ１Ａが保管されたメモリトークン１６Ａは利用者に管理されることになる。

マスターキーＢは乱数発生部２５によって乱数として生成される。生成されたマスターキーＢは分散部２７Ａによって３つの分散情報Ｍ１Ｂ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３Ｂにされる。この際、パラメータの数値設定により、これら３つの分散情報Ｍ１Ｂ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３Ｂのうちのいずれか２つ以上あれば元のマスターキーＢを復元できるように生成される。一方、パスワードＢが入力操作によって指定されると、パスワードＢに応じて分散部２７Ａによって２つの分散情報Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂにされる。この際、パラメータの数値設定により、これら分散情報Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂ両方がないと元のパスワードを復元できないよう生成される。

分散情報Ｍ２Ｂは暗号化／復号部２６の暗号化器２６１によってパスワードＢを用いて暗号化されて暗号化分散情報Ｍ２Ｂ’とされる。暗号化／復号部２６の暗号化器２６１では分散情報Ｍ２Ｂを平文入力とし、パスワードＢを鍵情報入力とすることにより、暗号化分散情報Ｍ２Ｂ’が暗号文出力として得られる。

これらの分散情報のうち分散情報Ｍ１Ｂ，Ｐ１Ｂはメモリリーダ／ライタ１２に装着されたメモリトークン１６Ｂに保管され、分散情報Ｍ３Ｂ，Ｐ２Ｂと暗号化分散情報Ｍ２Ｂ’とは記憶装置１１の記憶領域Ｂに保管される。残りの分散情報Ｍ２Ｂは、総合制御部２８において分散情報の保管処理の正常終了を確認することができれば消去される。分散情報Ｍ１Ｂ，Ｐ１Ｂが保管されたメモリトークン１６Ｂは利用者に管理されることになる。

図１４に示すように、記憶装置１１の記憶領域Ａには分散情報Ｍ３Ａ，Ｐ２Ａ，暗号化分散情報Ｍ２Ａ’の他にタグＡと、マスターキーＡで暗号化された情報とが記憶される。記憶装置１１の記憶領域Ｂには分散情報Ｍ３Ｂ，Ｐ２Ｂ，暗号化分散情報Ｍ２Ｂ’の他にタグＢと、マスターキーＢで暗号化された情報とが記憶される。

記憶装置１１においてタグＡ，Ｂはマスターキーで暗号化されずに記録されている。これは、アクセスする記憶領域Ａ，Ｂを識別するためタグを最初に読み込む必要があり、タグが暗号化されていると、分散情報からマスターキーを復号するまでタグを読むことができないからである。また、分散情報をマスターキーで暗号化していない理由は、マスターキーの復号より前に必要となる分散情報の読み込みができなくなるからである。

図１５(a)に示すように、メモリトークン１６Ａには、タグＡ、分散情報Ｍ１Ａ，Ｐ１Ａが記憶され、図１５(b)に示すように、メモリトークン１６Ｂには、タグＢ、分散情報Ｍ１Ｂ，Ｐ１Ｂが記憶される。

メモリトークン１６Ａを有する利用者が本電子機器を再度使用する際には、このメモリトークン１６Ａを用意することになり、それがメモリリーダ／ライタ１２に装着される。本電子機器では装着されたメモリトークン１６Ａに保管された分散情報Ｍ１Ａ，Ｐ１Ａと、記憶装置１１に保管された分散情報Ｍ３Ａ，Ｐ２Ａと暗号化分散情報Ｍ２Ａ’とに応じてマスターキーＡ及びパスワードＡが復元される。

具体的には、電子機器が起動すると、メモリトークン１６Ａ内にあるタグＡがメモリリーダ／ライタ１２により読み込まれてメモリリーダ／ライタ制御部２２を介して総合制御部２８に供給される。総合制御部２８は図１６に示すように、記憶装置１１の記憶領域Ａに記録されたタグＡと照合し、この結果、両者が一致すればメモリトークン１６Ａが記憶領域Ａにアクセスするために挿入されたと判断する。もし、メモリトークン１６Ａでなく他のメモリトークンのためタグＡと一致しない場合には、記憶領域Ｂに記憶されたタグＢと照合される。タグＢとも一致しない場合には処理を終了して電子機器の使用は不可能状態とする。

メモリトークン１６Ａの分散情報がメモリリーダ／ライタ１２により読み込まれてメモリリーダ／ライタ制御部２２を介して総合制御部２８に供給される。図１７に示すように、メモリトークン１６Ａに保管された分散情報Ｍ１Ａと記憶装置１１に保管された分散情報Ｍ３Ａとが分散／復元部２７の復元部２７Ｂにおける分散情報入力とされ、先ず、情報検証器２７４によりその内容が検証される。その検証の結果、分散情報Ｍ１Ａ及び分散情報Ｍ３Ａの両方の分散情報が正しいと検証されれば、分散情報復号器２７５によって元のマスターキーＡが出力される。復元されたマスターキーＡは、後の処理のため一時メモリ２９に保管される。このマスターキーＡの復元の際に分散／復元部２７において用いられるパラメータの数値は、式(1)の係数を除き分散の際に用いたものと同一である。

記憶装置１１の記憶領域Ａに保存された暗号化された情報はマスターキーＡで復号器２６２において復号される。すなわち、図１８に示すように、暗号化された情報を暗号部２６２の暗号文入力とし、マスターキーＡを鍵情報入力とすることにより、情報が復号され、その復号された情報は例えば、表示装置１４に表示される。

図１９に示すように、メモリトークン１６Ａに保管された分散情報Ｐ１Ａと記憶装置１１に保管された分散情報Ｐ２Ａとが分散／復元部２７の復元部２７Ｂにおける分散情報入力とされて、先ず、情報検証器２７４によりその内容が検証される。その検証の結果、分散情報Ｐ１Ａ及び分散情報Ｐ２Ａの両方の分散情報が正しいと検証されれば、分散情報復号器２７５によって元のパスワードＡが出力される。復元されたパスワードＡは、後の処理のため一時メモリ２９に保管される。

マスターキーＡ及びパスワードＡ各々の復元がされると、マスターキーＡ及びパスワードＡは再分散される。すなわち、マスターキーＡは分散部２７Ａによって３つの分散情報Ｍ１Ａ，Ｍ２Ａ，Ｍ３Ａに変換され、パスワードＡは分散部２７Ａによって２つの分散情報Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａに変換される。ここで、分散／復元部２７において用いられるパラメータは前回の分散時とは異なる数値とされる。よって、再分散では前回の分散時とは異なる分散情報Ｍ１Ａ，Ｍ２Ａ，Ｍ３Ａ，Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ及び暗号化分散情報Ｍ２Ａ’が生成されるので、メモリトークン１６には新たな分散情報Ｍ１Ａ，Ｐ１Ａが保管される。

電子機器の起動時にメモリトークン１６Ａがない場合のマスターキーＡの復元については、図２０に示すように、記憶領域Ａに保管された情報を利用したい利用者が表示装置のメニュー画面に基づいてパスワードＡを入力操作すると、記憶領域Ａの分散情報が選択される。よって、そのパスワードＡと記憶装置１１に保管されている暗号化分散情報Ｍ２Ａ’とに応じて暗号化／復号部２６の復号器２６２によって分散情報Ｍ２Ａが復号される。すなわち、復号器２６２においてパスワードＡを鍵情報入力とし、暗号化分散情報Ｍ２Ａ’を暗号文入力として分散情報Ｍ２Ａの復号が行われる。更に、その分散情報Ｍ２Ａと記憶装置１１に保管されている分散情報Ｍ３Ａとに応じて分散／復元部２７の復元部２７ＢによってマスターキーＡが復元される。これにより電子機器の起動時にメモリトークン１６Ａがなくても、利用者がパスワードＡさえ覚えていれば電子機器を使用することができる。

メモリトークン１６Ｂを有する利用者が本電子機器を再度使用する際のマスターキーＢ及びパスワードＢ各々の復元動作、並びにマスターキーＢ及びパスワードＢの再分散動作については上記のメモリトークン１６Ａで電子機器を再度使用する場合と同様であるので、説明は省略される。

なお、図１２の電子機器においては、記憶装置１１には２つの記憶領域Ａ，Ｂが設けられているが、２つの記憶領域に限定されない。複数の記憶領域であれば良く、記憶領域の数に対応したメモリトークンが存在することになる。

図２１は本発明の第３の実施例として電子機器の構成を示している。この図２１の電子機器は、図１の電子機器と同様に、記憶装置１１、メモリリーダ／ライタ１２、入力装置１３、表示装置１４、及び制御装置１５を備えている。記憶装置１１は管理領域、記憶領域Ａと記憶領域Ｂとを有している。

図２１の電子機器においては、図１２の電子機器と同様に、不正利用防止としてマスターキーＡ，ＢとパスワードＡ，Ｂとが用いられる。マスターキーＡ及びパスワードＡは記憶領域Ａに記憶される情報について用いられ、マスターキーＢ及びパスワードＢは記憶領域Ｂに記憶される情報について用いられる。また、記憶領域Ａのためのメモリトークン１６Ａと、記憶領域Ｂのためのメモリトークン１６Ｂとが用いられる。

図２２はマスターキーＡ及びパスワードＡ各々からの分散情報の生成及びその保管の流れを概略的に示している。この分散情報の生成及びその保管の流れでは分散情報Ｍ３Ａ，Ｐ２Ａと暗号化分散情報Ｍ２Ａ’とが記憶装置１１の管理領域に保管され、このことが図１３に示したものとの違いである。また、分散情報Ｍ３Ｂ，Ｐ２Ｂと暗号化分散情報Ｍ２Ｂ’とが記憶装置１１の管理領域に保管される。

図２３に示すように、記憶装置１１の管理領域にはタグＡ、分散情報Ｍ３Ａ，Ｐ２Ａ，暗号化分散情報Ｍ２Ａ’、タグＢ、分散情報Ｍ３Ｂ，Ｐ２Ｂ，暗号化分散情報Ｍ２Ｂ’、及び領域管理情報が記憶される。記憶領域ＡにはマスターキーＡで暗号化された情報が記憶され、記憶領域ＢにはマスターキーＢで暗号化された情報が記憶される。領域管理情報は記憶領域Ａ，Ｂに対応したタグの情報、更にタグに対応した各分散情報の保管位置についての情報を含む領域毎の管理情報である。また、領域管理情報は１つの分散情報が管理領域に書き込まれる毎に追加又は上書きされる情報である。

メモリトークン１６Ａには、タグＡ、分散情報Ｍ１Ａ，Ｐ１Ａが記憶され、メモリトークン１６Ｂには、タグＢ、分散情報Ｍ１Ｂ，Ｐ１Ｂが記憶される。

具体的には、電子機器が起動すると、メモリトークン１６Ａ内にあるタグＡがメモリリーダ／ライタ１２により読み込まれてメモリリーダ／ライタ制御部２２を介して総合制御部２８に供給される。総合制御部２８は図２４に示すように、記憶装置１１の管理領域に記録されたタグＡと照合し、この結果、両者が一致すればメモリトークン１６Ａが記憶領域Ａにアクセスするために挿入されたと判断する。もし、メモリトークン１６Ａでなく他のメモリトークンのためタグＡと一致しない場合には他のタグであるタグＢと照合される。タグＢとも一致しない場合には処理を終了して電子機器の使用は不可能状態とする。

メモリトークン１６Ａの分散情報がメモリリーダ／ライタ１２により読み込まれてメモリリーダ／ライタ制御部２２を介して総合制御部２８に供給される。記憶装置１１の管理領域に保管された分散情報Ｍ３Ａが総合制御部２８に供給される。管理領域における分散情報Ｍ３Ａの保管位置は領域管理情報に基づきタグＡに対応した位置であり、そこから分散情報Ｍ３Ａは読み出される。図２５に示すように、メモリトークン１６Ａに保管された分散情報Ｍ１Ａと記憶装置１１の管理領域に保管された分散情報Ｍ３Ａとが分散／復元部２７の復元部２７Ｂにおける分散情報入力とされ、先ず、情報検証器２７４によりその内容が検証される。その検証の結果、分散情報Ｍ１Ａ及び分散情報Ｍ３Ａの両方の分散情報が正しいと検証されれば、分散情報復号器２７５によって元のマスターキーＡが出力される。復元されたマスターキーＡは、後の処理のため一時メモリ２９に保管される。このマスターキーＡの復元の際に分散／復元部２７において用いられるパラメータの数値は、式(1)の係数を除き分散の際に用いたものと同一である。

管理領域の領域管理情報に基づいて記憶装置１１の記憶領域Ａに保存された暗号化された情報が読み出され、その暗号化された情報はマスターキーＡで復号器２６２において復号される。すなわち、図２６に示すように、暗号化された情報を暗号部２６２の暗号文入力とし、マスターキーＡを鍵情報入力とすることにより、情報が復号され、その復号された情報は例えば、表示装置１４に表示される。

図２７に示すように、メモリトークン１６Ａに保管された分散情報Ｐ１Ａと記憶装置１１に保管された分散情報Ｐ２Ａとが読み出される。管理領域における分散情報Ｐ２Ａの保管位置は領域管理情報に基づきタグＡに対応した位置であり、そこから分散情報Ｐ２Ａは読み出される。それらの読み出された分散情報Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａは分散／復元部２７の復元部２７Ｂにおける分散情報入力とされて、先ず、情報検証器２７４によりその内容が検証される。その検証の結果、分散情報Ｐ１Ａ及び分散情報Ｐ２Ａの両方の分散情報が正しいと検証されれば、分散情報復号器２７５によって元のパスワードＡが出力される。復元されたパスワードＡは、後の処理のため一時メモリ２９に保管される。

マスターキーＡ及びパスワードＡ各々の復元がされると、マスターキーＡ及びパスワードＡは再分散される。この再分散は図１２の電子機器で説明した通りであるので、詳細な説明は省略される。なお、記憶装置１１における各情報の保管位置は図２３に示した通りである。

電子機器の起動時にメモリトークン１６Ａがない場合のマスターキーＡの復元については、記憶装置Ａに保管された情報を利用したい利用者が表示装置のメニュー画面に基づいてパスワードＡを入力操作すると、管理領域内のタグＡに関する分散情報が選択される。よって、そのパスワードＡと記憶装置１１に保管されている暗号化分散情報Ｍ２Ａ’とに応じて暗号化／復号部２６の復号器２６２によって分散情報Ｍ２Ａが復号される。すなわち、復号器２６２においてパスワードＡを鍵情報入力とし、暗号化分散情報Ｍ２Ａ’を暗号文入力として分散情報Ｍ２Ａの復号が行われる。更に、その分散情報Ｍ２Ａと記憶装置１１に保管されている分散情報Ｍ３Ａとに応じて分散／復元部２７の復元部２７ＢによってマスターキーＡが復元される。これにより電子機器の起動時にメモリトークン１６Ａがなくても、利用者がパスワードＡさえ覚えていれば電子機器を使用することができる。

なお、図２１の電子機器においては、記憶装置１１には管理領域と共に２つの記憶領域Ａ，Ｂが設けられているが、２つの記憶領域に限定されない。複数の記憶領域であれば良く、管理領域には複数の記憶領域に対応したタグ及び各分散情報が記憶される。

上記した第２及び第３の実施例によれば、記憶装置の領域を２つに分割し、それぞれ別のマスターキー、パスワード及びメモリトークンを使用することが行われる。すなわち、電子機器内に独立して管理される二つの記憶領域が存在することになる。単一のマスターキーしかない場合、それに対応するパスワードとメモリトークンとのいずれも利用できなければ、電子機器そのものを利用することができなくなる。これに対して第２及び第３の実施例のように、記憶領域を分割して管理すると、１つの記憶領域に対応したメモリトークンとパスワードとのいずれもが利用できなくなったとしても、他の記憶領域に対応したメモリトークンとパスワードとのいずれかが有効であれば部分的でも電子機器を利用することができる。

また、上記した第２及び第３の実施例によれば、複数の利用者が１つの電子機器を独立して利用することができる。例えば、１つの電子機器を２人で共有する場合には、一方の情報を他方がアクセスできないようにすることが可能となる。よって、必ずしも利用者全体で共有されない情報、すなわち特定の利用者だけの秘密にしたい情報でも安全に保存することができる。例として、大容量の記憶装置を持つ１台の電子機器を複数の利用者で共有し、それぞれの利用者があたかも自分専用のように利用することが可能になる。これにより利用者個別に管理している電子機器の集約化が可能となる。

本発明は上記の実施例の情報暗号化記録装置に限らず、カーナビゲーション装置、パソコン等の電子機器に適用することができる。

カーナビゲーション装置の場合に、メモリトークンは小さいので、例えば、キーホルダーのように車の鍵と一緒に携帯することができる。よって、メモリトークンさえ安全に保管しておけば、カーナビゲーション装置本体を盗んだとしても使えないため、盗む意欲を削ぐことができる。

パソコンの場合にはメモリトークンがないと内部で分散情報として保管されているマスターキーを復号することができないため、パソコンを使うことができない。正規のメモリトークンがあれば、パソコンの起動時にパスワードを入力する必要がない。すなわち、メモリトークンがパスワード入力代わりとなる。記録される情報は秘密分散法で生成された分散情報なので、もしパソコン又はメモリトークンの一方が盗まれたとしても、盗まれたものからマスターキーやパスワードに関する情報を得ることができない。パソコンを正常に起動できればメモリトークンの保管分散情報が自動更新されるので、もしメモリトークンが盗まれたとしても、この盗まれたメモリトークンが不正使用される前に正規の利用者が起動して分散情報を更新することにより無効化することができる。よって、メモリトークンをパソコンから分けて保管し、パソコンの利用時にメモリトークンを装着するようにすれば、パソコンの起動時にパスワードを入力する手間がないという利便性を有しつつ、パソコンに対する安全性を向上させることができる。

なお、図１の装置中の制御装置１５をコンピュータによって構成し、メモリに記憶されたプログラムに従ってコンピュータが上記の不正利用防止動作を実行するようにしても良いことは勿論である。

１１記憶装置
１２メモリリーダ／ライタ
１３入力装置
１４表示装置
１５制御装置
１６，１６Ａ，１６Ｂメモリトークン
２６暗号化／復号部
２７分散／復元部
２８総合制御部

Claims

マスターキーを用いて情報を暗号化して保管する電子機器であって、
秘密分散法により前記マスターキーに応じて少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成するマスターキー分散情報生成手段と、
秘密分散法により入力されたパスワードに応じて少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成するパスワード分散情報生成手段と、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報が生成されると、前記第１マスターキー分散情報を前記パスワードに基づいて暗号化して暗号化分散情報を生成する暗号化分散情報生成手段と、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報、前記第１及び第２パスワード分散情報及び前記暗号化分散情報が各々生成されると、前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とを記憶する記憶装置と、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報及び前記第１及び第２パスワード分散情報が各々生成されると、前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを装着部に対して着脱自在な外部メモリに記憶させる外部メモリ制御手段と、
前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第２マスターキー分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報とに応じて前記マスターキーを復元するマスターキー復元手段と、
前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第１パスワード分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第２パスワード分散情報とに応じて前記パスワードを復元するパスワード復元手段と、を備え、
前記マスターキー復元手段によって前記マスターキーが復元されかつ前記パスワード復元手段によって前記パスワードが復元されると、前記マスターキー分散情報生成手段は秘密分散法によりその復元されたマスターキーに応じて前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を前回と異なる条件にて生成し、前記パスワード分散情報生成手段は秘密分散法によりその復元されたパスワードに応じて前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を前回と異なる条件にて生成することを特徴とする電子機器。
前記装着部に前記外部メモリが装着されていないとき入力されたパスワードに応じて前記記憶装置に記憶された前記暗号化分散情報を復号して前記第１マスターキー分散情報を得る復号手段を含み、
前記マスターキー復元手段は、前記復号手段によって得られた前記第１マスターキー分散情報と、前記記憶装置に記憶された前記第２マスターキー分散情報とに応じて前記マスターキーを復元することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記装着部に前記外部メモリが装着されていないときに前記マスターキー分散情報生成手段によって生成された前記第３マスターキー分散情報と、前記パスワード分散情報生成手段によって生成された前記第２パスワード分散情報とを一時メモリに記憶させる手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
前記外部メモリ制御手段は、前記電子機器の動作終了前に前記装着部に前記外部メモリが装着された場合には、その装着された前記外部メモリに、前記一時メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを記憶させることを特徴とする請求項３記載の電子機器。
前記電子機器の動作終了前に前記一時メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを消去させる手段を有することを特徴とする請求項４記載の電子機器。
前記記録装置は前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とを更新記憶し、前記外部メモリ制御手段は、前記外部メモリに、前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを更新記憶させることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
暗号化して保管された情報は前記復元されたマスターキーに応じて復号されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記電子機器の初期設定において前記マスターキーは乱数発生部が発生する乱数によって設定され、かつ前記パスワードは入力操作されて設定されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記パスワード及び前記マスターキーの組毎に、暗号化された情報が生成され、更に、前記マスターキー分散情報生成手段は前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成し、前記パスワード分散情報生成手段は前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成し、前記暗号化分散情報生成手段は前記暗号化分散情報を生成し、
前記暗号化された情報と、前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とは領域を示すタグと共に前記記憶装置の前記パスワード及び前記マスターキーの組毎に異なる記憶領域に記憶され、
前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とは前記タグと共に前記パスワード及び前記マスターキーの組毎に異なる前記外部メモリに記憶されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記パスワード及び前記マスターキーの組毎に、暗号化された情報が生成され、更に、前記マスターキー分散情報生成手段は前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成し、前記パスワード分散情報生成手段は前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成し、前記暗号化分散情報生成手段は前記暗号化分散情報を生成し、
前記暗号化された情報は前記記憶装置の前記パスワード及び前記マスターキーの組毎に異なる記憶領域に記憶され、
前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とは領域を示すタグと共に前記記憶装置の１つの管理領域に記憶され、
前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とは前記タグと共に前記パスワード及び前記マスターキーの組毎に異なる前記外部メモリに記憶されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
マスターキーを用いて情報を暗号化して保管する電子機器の不正利用防止方法であって、
秘密分散法により前記マスターキーに応じて少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成するマスターキー分散情報生成ステップと、
秘密分散法により入力されたパスワードに応じて少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成するパスワード分散情報生成ステップと、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報が生成されると、前記第１マスターキー分散情報を前記パスワードに基づいて暗号化して暗号化分散情報を生成する暗号化分散情報生成ステップと、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報、前記第１及び第２パスワード分散情報及び前記暗号化分散情報が各々生成されると、前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とを記憶装置に記憶させるステップと、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報及び前記第１及び第２パスワード分散情報が各々生成されると、前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを装着部に対して着脱自在な外部メモリに記憶させるステップと、
前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第２マスターキー分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報とに応じて前記マスターキーを復元するマスターキー復元ステップと、
前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第１パスワード分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第２パスワード分散情報とに応じて前記パスワードを復元するパスワード復元ステップと、を備え、
前記マスターキー復元ステップにおいて前記マスターキーが復元されかつ前記パスワード復元ステップにおいて前記パスワードが復元されると、前記マスターキー分散情報生成ステップは秘密分散法によりその復元されたマスターキーに応じて前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を前回と異なる条件にて生成し、前記パスワード分散情報生成ステップは秘密分散法によりその復元されたパスワードに応じて前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を前回と異なる条件にて生成することを特徴とする不正利用防止方法。
マスターキーを用いて情報を暗号化して保管する電子機器の不正利用防止のためのプログラムであって、コンピュータに、
秘密分散法により前記マスターキーに応じて少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を生成するマスターキー分散情報生成ステップと、
秘密分散法により入力されたパスワードに応じて少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を生成するパスワード分散情報生成ステップと、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報が生成されると、前記第１マスターキー分散情報を前記パスワードに基づいて暗号化して暗号化分散情報を生成する暗号化分散情報生成ステップと、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報、前記第１及び第２パスワード分散情報及び前記暗号化分散情報が各々生成されると、前記第２マスターキー分散情報と、前記第１パスワード分散情報と、前記暗号化分散情報とを記憶装置に記憶させるステップと、
前記第１ないし第３マスターキー分散情報及び前記第１及び第２パスワード分散情報が各々生成されると、前記第３マスターキー分散情報と、前記第２パスワード分散情報とを装着部に対して着脱自在な外部メモリに記憶させるステップと、
前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第２マスターキー分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第３マスターキー分散情報とに応じて前記マスターキーを復元するマスターキー復元ステップと、
前記装着部に前記外部メモリが装着されたとき前記記憶装置に記憶された前記第１パスワード分散情報と、前記外部メモリに記憶された前記第２パスワード分散情報とに応じて前記パスワードを復元するパスワード復元ステップと、
前記マスターキー復元ステップにおいて前記マスターキーが復元されかつ前記パスワード復元ステップにおいて前記パスワードが復元されると、前記マスターキー分散情報生成ステップに秘密分散法によりその復元されたマスターキーに応じて前記少なくとも第１ないし第３マスターキー分散情報を前回と異なる条件にて生成させ、前記パスワード分散情報生成ステップに秘密分散法によりその復元されたパスワードに応じて前記少なくとも第１及び第２パスワード分散情報を前回と異なる条件にて生成させるステップと、を実行させることを特徴とするプログラム。