特開 2022-178821 セキュアエレメント，トランザクション制御方法およびデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022178821

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】セキュアエレメント，トランザクション制御方法およびデバイス

(51)【国際特許分類】

   G06F 12/00 20060101AFI20221125BHJP

   G06K 19/073 20060101ALI20221125BHJP

   G06F 12/06 20060101ALI20221125BHJP

   G06F 12/02 20060101ALI20221125BHJP

   G06F 11/14 20060101ALI20221125BHJP

   G06F 9/445 20180101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

G06F12/00 550Z

G06K19/073

G06F12/06 524

G06F12/00 597U

G06F12/02 510A

G06F11/14 641A

G06F9/445 150

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021085894

(22)【出願日】2021-05-21

(71)【出願人】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122529

【弁理士】

【氏名又は名称】藤枡 裕実

(74)【代理人】

【識別番号】100135954

【弁理士】

【氏名又は名称】深町 圭子

(74)【代理人】

【識別番号】100119057

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英生

(74)【代理人】

【識別番号】100131369

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100171859

【弁理士】

【氏名又は名称】立石 英之

(72)【発明者】

【氏名】宮川 友樹

【テーマコード（参考）】

5B160

5B376

【Ｆターム（参考）】

5B160AA12

5B160MM09

5B160NA02

5B376CA86

(57)【要約】      （修正有）

【課題】サイズが小さく書き換え頻度の高い複数のデータが１つのページに含まれる場合であっても，データの一貫性を保証しつつ，１ページへの書き込み回数を軽減可能なセキュアエレメントを提供する。
【解決手段】セキュアエレメントが備えるトランザクション制御手段１１は，先行書込み方式のトランザクション制御の開示指示を受けると，データ格納領域１０４ａとは別に不揮発性ストレージ１０４に設けた先行書き込み領域１０４ｃに，書き込みデータを書き込む先行書込み処理を実行する。また，先行書込み方式のトランザクション制御の終了指示を受けると，先行書き込み領域１０４ｃに書き込まれた書き込みデータごとに書き込みデータの書き込み先ページを確認し，書き込み先ページが同一の書き込みデータを一括して同一の書き込み先ページに書き込むページ更新処理を実行する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ページの単位でデータの書き込みが可能な不揮発性ストレージを有するセキュアエレメントであって，先行書込み方式のトランザクション制御の開始指示を受けると，データ格納領域とは別に前記不揮発性ストレージに設けた先行書き込み領域に，書き込みデータを書き込む先行書込み処理と，先行書込み方式のトランザクション制御の終了指示を受けると，前記先行書き込み領域に書き込まれた書き込みデータごとに書き込みデータの書き込み先ページを確認し，書き込み先ページが同一の書き込みデータを一括して同一の書き込み先ページに書き込むページ更新処理を実行するトランザクション制御手段を備えていることを特徴とするセキュアエレメント。

【請求項2】

前記トランザクション制御手段は，前記ページ更新処理において，書き込み先ページと書き込み先アドレスが同じ書き込みデータが先行書き込み領域に複数存在する場合，最後に前記先行書き込み領域に書き込んだ書き込みデータを前記ページ更新処理に用いることを特徴とする，請求項１に記載したセキュアエレメント。

【請求項3】

前記トランザクション制御手段は，前記ページ更新処理において，書き込み先ページに書き込んだ書き込みデータを前記先行書き込み領域から削除し，電源が投入された後の前記先行書き込み領域に書き込みデータが存在する場合，前記先行書き込み領域に存在する書き込みデータを用いて前記ページ更新処理を実行することを特徴とする，請求項１または２に記載したセキュアエレメント。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載したセキュアエレメントを実装したデバイス。

【請求項5】

ページの単位でデータの書き込みが可能な不揮発性ストレージを有するセキュアエレメントで実行されるトランザクション制御方法であって，前記セキュアエレメントが，先行書込み方式のトランザクション制御の開始指示を受けると，データ格納領域とは別に不揮発性ストレージに設けた先行書き込み領域に，書き込みデータを書き込む先行書込み処理を実行する手順と，前記セキュアエレメントが，先行書込み方式のトランザクション制御の終了指示を受けると，前記先行書き込み領域に書き込まれた書き込みデータごとに書き込みデータの書き込み先ページを確認し，書き込み先ページが同一の書き込みデータを一括して同一の書き込み先ページに書き込むページ更新処理を実行する手順を含むことを特徴とするトランザクション制御方法。

【請求項6】

前記セキュアエレメントは，前記ページ更新処理において，書き込み先ページと書き込み先アドレスが同じ書き込みデータが前記先行書き込み領域に複数存在する場合，最後に前記先行書き込み領域に書き込んだ書き込みデータを前記ページ更新処理に用いることを特徴とする，請求項５に記載したトランザクション制御方法。

【請求項7】

前記セキュアエレメントは，前記ページ更新処理において，書き込み先ページに書き込んだ書き込みデータを前記先行書き込み領域から削除し，電源が投入された後の前記先行書き込み領域に書き込みデータが存在する場合，前記先行書き込み領域に存在する書き込みデータを用いて前記ページ更新処理を実行することを特徴とする，請求項５または６に記載したトランザクション制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，外部からの解析攻撃に対する強固な耐タンパー性を持つ半導体製品であるセキュアエレメントに関する。更に詳しくは，本発明は，データの一貫性を保つためのトランザクション制御に関する。

【背景技術】

【0002】

外部からの解析攻撃に対する強固な耐タンパー性を持つ半導体製品であるセキュアエレメントは，様々なデバイス（例えば，ＩＣカード）に搭載されている。セキュアエレメントを搭載したデバイスの主用途はセキュリティ用途（例えば，金融決済用途）になる。

【0003】

セキュリティ用途で用いられるデバイスに実装するセキュアエレメントは，データを記憶するメモリとして，電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される不揮発性ストレージを備える。セキュアエレメントの不揮発性ストレージは，一定サイズのページと呼ばれる単位で管理される。

【0004】

セキュリティ用途で利用されるセキュアエレメントには，不揮発性ストレージに記憶されたデータを書き換える際，書き換え対象にならないデータの一貫性が要求される。データの一貫性とは，データを書き換えている途中でセキュアエレメントの電源が失われても，少なくとも書き換え対象にならないデータを書き換える前の状態に復旧できることを意味する。なお，データの一貫性はデータの完全性またはデータの原子性（Atomicity）と称されることもある。

【0005】

Ｊａｖａカード（登録商標）などには，データの一貫性を保証するトランザクション機能が予め備えられている。また，データの一貫性をセキュアエレメントに持たせる発明として，特許文献１，２では，データを退避させるバックアップ領域を不揮発性ストレージに設ける発明が開示されている。

【0006】

データの一貫性がセキュアエレメントに求められる一方で，セキュアエレメントでは，不揮発性ストレージの耐久性が問題になる。これは，不揮発性ストレージを構成する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリには，書き込み耐久回数が設けられることによる。電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される不揮発性ストレージの耐久性を向上させる手法もすでに開示されている。例えば，不揮発性ストレージの耐久性を向上させる発明として，特許文献３では，データの書き換えが発生する不揮発性ストレージの領域を多重化する発明が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００３－８５５１１号公報

【特許文献2】特開２０２０－１１２８５５号公報

【特許文献3】特開２０１７－２０７８６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

近年，セキュアエレメントが使用するデータのサイズが増加したことにより，セキュアエレメントが備える不揮発性ストレージのデータ容量が増加し，不揮発性ストレージの管理単位となるページのサイズも増加傾向にある。

【0009】

ページのサイズが大きくなると，サイズが大きいデータを扱う場合，データを書き込むページの数量が少なくて済むなどの利点が生じる。しかし，サイズが小さいデータを取り扱う場合，１つのページに含まれるデータの数が多くなるため，サイズが小さいデータの書き換え頻度が多いと，１つのページに対する書込み回数が増え，不揮発性ストレージの耐久性に問題が生じる。

【0010】

そこで，本発明は，サイズが小さく書き換え頻度の高い複数のデータが１つのページに含まれる場合であっても，データの一貫性を保証しつつ，１ページへの書き込み回数を軽減できることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決する第１発明は，ページの単位でデータの書き込みが可能な不揮発性ストレージを有するセキュアエレメントであって，先行書込み方式のトランザクション制御の開始指示を受けると，データ格納領域とは別に前記不揮発性ストレージに設けた先行書き込み領域に，書き込みデータを書き込む先行書込み処理と，先行書込み方式のトランザクション制御の終了指示を受けると，前記先行書き込み領域に書き込まれた書き込みデータごとに書き込みデータの書き込み先ページを確認し，書き込み先ページが同一の書き込みデータを一括して同一の書き込み先ページに書き込むページ更新処理を実行するトランザクション制御手段を備えていることを特徴とする。

【0012】

更に，第２発明は，第１発明に記載したセキュアエレメントにおいて，前記トランザクション制御手段は，前記ページ更新処理において，書き込み先ページと書き込み先アドレスが同じ書き込みデータが先行書き込み領域に複数存在する場合，最後に前記先行書き込み領域に書き込んだ書き込みデータを前記ページ更新処理に用いることを特徴とする。

【0013】

更に，第３発明は，第１発明または第２発明に記載したセキュアエレメントにおいて，前記トランザクション制御手段は，前記ページ更新処理において，書き込み先ページに書き込んだ書き込みデータを前記先行書き込み領域から削除し，電源が投入された直後の前記先行書き込み領域に書き込みデータが存在する場合，前記先行書き込み領域に存在する書き込みデータを用いて前記ページ更新処理を実行することを特徴とする。

【0014】

更に，第４発明は，第１発明から第３発明のいずれか一つに記載したセキュアエレメントを実装したデバイスである。

【0015】

更に，第５発明は，ページの単位でデータの書き込みが可能な不揮発性ストレージを有するセキュアエレメントで実行されるトランザクション制御方法であって，前記セキュアエレメントが，先行書込み方式のトランザクション制御の開始指示を受けると，データ格納領域とは別に不揮発性ストレージに設けた先行書き込み領域に，書き込みデータを書き込む先行書込み処理を実行する手順と，前記セキュアエレメントが，先行書込み方式のトランザクション制御の終了指示を受けると，前記先行書き込み領域に書き込まれた書き込みデータごとに書き込みデータの書き込み先ページを確認し，書き込み先ページが同一の書き込みデータを一括して同一の書き込み先ページに書き込むページ更新処理を実行する手順を含むことを特徴とする。

【0016】

更に，第６発明は，第５発明に記載したトランザクション制御方法において，前記セキュアエレメントは，前記ページ更新処理において，書き込み先ページと書き込み先アドレスが同じ書き込みデータが前記先行書き込み領域に複数存在する場合，最後に前記先行書き込み領域に書き込んだ書き込みデータを前記ページ更新処理に用いることを特徴とする。

【0017】

更に，第７発明は，第５発明または第６発明に記載したトランザクション制御方法において，前記セキュアエレメントは，前記ページ更新処理において，書き込み先ページに書き込んだ書き込みデータを前記先行書き込み領域から削除し，電源が投入された直後の前記先行書き込み領域に書き込みデータが存在する場合，前記先行書き込み領域に存在する書き込みデータを用いて前記ページ更新処理を実行することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

先行書き込み方式のトランザクション制御にセキュアエレメントを対応させることで，サイズが小さく書き換え頻度の高い複数のデータが一つのページに存在する場合であっても，サイズが小さく書き換え頻度の高い複数のデータを一括してページに書き込めるので，ページへの書き込み回数を減らすことができる。また，先行書込み領域に書き込んだ書き込みデータは，セキュアエレメントの電源が落ちても消えないため，データの一貫性を保障できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】セキュアエレメントを搭載したデバイスの一例を説明する図。

【図2】セキュアエレメントのハードウェアを説明する図。

【図3】データ書き込みに係るセキュアエレメントの構成を説明する図。

【図4】先行書き込み方式のトランザクション制御に係る処理を説明する図。

【図5】リセット後におけるトランザクション制御手段の動作を説明する図。

【図6】先行書き込み方式のトランザクション制御を説明する補足図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

ここから，本発明に係る実施形態について記載する。本実施形態は，本発明の理解を容易にするためのものであり，本発明は，本実施形態に限定されるものではない。また，特に断りのない限り，図面は，本発明の理解を容易にするために描かれた模式的な図である。

【0021】

図１は，セキュアエレメント１を搭載したデバイス２の一例を説明する図である。図１では，セキュアエレメント１を搭載したデバイス２を，ＩＳＯ７８１６に準拠した接触通信により外部端末と通信する接触型ＩＣカードとして図示している。

【0022】

図１において，デバイス２はクレジットカードの形状にしているが，セキュアエレメント１を搭載したデバイス２の形状は，クレジットカードの形状に限定されない。セキュアエレメント１を搭載したデバイス２は，スマートフォンなどに装着するＳＩＭ（Subscriber Identity Module）でもよく，または，スマートフォンなどの基板に実装するｅＳＩＭ（embedded Subscriber Identity Module）でもよい。

【0023】

図１で図示したデバイス２において，セキュアエレメント１は外部端子の裏側に樹脂モールドされている。セキュアエレメント１は，外部端子２０を介して図外の外部装置（例えば，リーダライタ）と接触通信する。なお，セキュアエレメント１が対応する通信方式は，ＩＳＯ７８１６に準拠した接触通信に限定されない。セキュアエレメント１が対応する通信方式は，ＩＳＯ１４４４３に準拠した非接触通信でもよく，コンピュータ内部で用いられる通信方式（例えば，ＳＰＩ，Serial Peripheral Interface）でもよい。

【0024】

図２は，セキュアエレメント１のハードウェアを説明する図である。本実施形態に係るセキュアエレメント１は，回路として，接触通信インタフェース１０１，ＣＰＵ１００（Central Processing Unit），ＲＡＭ１０２（Random Access Memory），ＲＯＭ１０３（Read Only Memory），不揮発性ストレージ１０４，コプロセッサ１０５（Coprocessor），乱数生成器１０６（RNG: Random Number Generator）および，電力供給回路１０７を備えている。当然のことながら，セキュアエレメント１に集積する回路は，これらの回路に限定されない。

【0025】

本実施形態において，セキュアエレメント１のＣＰＵ１００は，メモリに格納されたプログラムコードを解釈して，所定の処理を実行する回路である。電力供給回路１０７は，デバイス２の表面にある外部端子２０（ＶＣＣ端子）と接続し，外部端末から供給された電力を他の回路（例えば，ＣＰＵ１００）に供給する回路である。接触通信インタフェース１０１は，デバイス２の表面にある外部端子２０（Ｉ／Ｏ端子）と接続し，外部端末と接触通信を行う回路である。コプロセッサ１０５は，暗号鍵を用いた暗号演算を高速に処理できるように構成された回路である。乱数生成器１０６は，乱数を生成する回路である。

【0026】

ＲＡＭ１０２，ＲＯＭ１０３および不揮発性ストレージ１０４は，セキュアエレメント１が備えるメモリになる。ＲＡＭ１０２は，電気的な書き換え可能な揮発性メモリである。ＲＯＭ１０３は，電気的に書き換えできない読取り専用の不揮発性メモリである。不揮発性ストレージ１０４は，電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成されるストレージである。例えば，不揮発性ストレージ１０４は，ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）やフラッシュメモリ（登録商標）などにより構成される。

【0027】

図３は，データ書き込みに係るセキュアエレメント１の構成を説明する図である。セキュアエレメント１が備える不揮発性ストレージ１０４は，データ書き込みに係るハードウェア層になる。セキュアエレメント１に実装されたオペレーティングシステム１０（以下，「ＯＳ１０」と記す。ＯＳは，Operating Systemの略）は，データ書き込みに係るオペレーティングシステム層になる。不揮発性ストレージ１０４にデータを書き込む処理を実行するアプリケーション１２は，データの書き込みに係るアプリケーション層になる。

【0028】

アプリケーション１２は，不揮発性ストレージ１０４にデータを書き込む処理を必要とする複数のコマンドに対応する。このコマンドには，書き込み系コマンドのみならず認証系コマンドなども含まれる。認証系コマンドでは，認証の中断または失敗した回数をカウントするリトライカウンタ１０４ｄが少なくとも必要となる。リトライカウンタ１０４ｄは不揮発性ストレージ１０４に格納されるデータになり，認証系コマンドに係る処理において，リトライカウンタ１０４ｄの書き換えが行われる。

【0029】

セキュアエレメント１に実装されたＯＳ１０は，不揮発性ストレージ１０４にデータを書き込む際，データの一貫性に係る処理を実行するトランザクション制御手段１１を有する。本実施形態に係るトランザクション制御手段１１は，書き込みデータの書き込み先の内容をバックアップするバックアップ方式のトランザクション制御に対応する。更に，本実施形態に係るトランザクション制御手段１１は，バックアップ方式のトランザクション制御に加え，書き込みデータを本来の書き込み先に書き込む前に他の領域に書き込んでおき，トランザクション制御の終了が指示されると，他の領域に書き込んだ書き込みデータを本来の書き込み先に書き込む先行書き込み方式のトランザクション制御に対応する。

【0030】

図３で図示したごとく，セキュアエレメント１が備える不揮発性ストレージ１０４は，セキュアエレメント１に実装されたＯＳ１０により，ページと呼ばれる単位に分割されて管理され，本実施形態に係る不揮発性ストレージ１０４は，ページの単位でデータの書き込みが可能になっている。それぞれのページにはページ番号が付与され，ページ番号によりページは識別される。容量が比較的小さい不揮発性ストレージ１０４の場合，ページのサイズは数十バイト程度であるが，容量が比較的大きい不揮発性ストレージ１０４の場合，ページのサイズは，１２８バイト，２５６バイトまたは５１２バイトなどになる。

【0031】

セキュアエレメント１が備える不揮発性ストレージ１０４は，データ格納領域１０４ａ，バックアップ領域１０４ｂおよび先行書き込み領域１０４ｃを含んでいる。

【0032】

データ格納領域１０４ａに割り当てられたページには，ＯＳ１０が使用するプログラムコードとデータと，アプリケーション１２が使用するプログラムコードおよびデータが格納される。図３において，データ格納領域１０４ａに割り当てられたページの一つで，ページ番号が「ａ」のページには，認証系コマンドに係るコマンド処理で用いるデータであるリトライカウンタ１０４ｄと，認証系コマンドに係るコマンド処理で用いるデータとなるパスワード用カウンタ１０４ｅが格納されている。なお，パスワード用カウンタ１０４ｅとは，ワンタイムパスワードの生成に用いるカウンタである。

【0033】

本実施形態に係るセキュアエレメント１において，バックアップ領域１０４ｂおよび先行書き込み領域１０４ｃは，データの一貫性に係る処理を実行するトランザクション制御手段１１が少なくとも利用する領域になる。トランザクション制御手段１１がバックアップ方式で使用する領域になるバックアップ領域１０４ｂには，書き込みデータを書き込む書き込み先のページである書き込み先ページの内容がバックアップされる。また，トランザクション制御手段１１が先行書き込み方式で使用する領域になる先行書き込み領域１０４ｃには，書き込み先ページに書き込む書き込みデータとこれの管理情報が書き込まれる。

【0034】

図３では，データ格納領域１０４ａには含まれないページ番号が「ｂ」のページがバックアップ領域１０４ｂに割り当てられている。また，データ格納領域１０４ａには含まれないページ番号が「ｃ」のページが先行書き込み領域１０４ｃに割り当てられている。先行書き込み領域１０４ｃに割り当てるページ数は１ページでなくともよい。複数のページを先行書き込み領域１０４ｃに割り当て，先行書き込み領域１０４ｃとして使用するページをローテート（循環）させることで，不揮発性メモリの耐久性の劣化を防止できる。なお，バックアップ領域１０４ｂについても同じである。

【0035】

これまで説明した通り，トランザクション制御手段１１は，バックアップ方式のトランザクション制御と先行書き込み方式のトランザクション制御の２つの方式に対応するが，バックアップ方式のトランザクション制御は以前より用いられている方式であるため，ここでは，先行書き込み方式のトランザクション制御についてのみ詳細に説明する。

【0036】

バックアップ方式のトランザクション制御について説明する。トランザクション制御手段１１は，バックアップ方式のトランザクション制御において，書き込みデータを書き込み先ページに書き込む前に，不揮発性ストレージ１０４に設けられたバックアップ領域１０４ｂに書き込み先ページの内容を複製しておき，電源が投入された後に，トランザクション制御の終了指示を受けていないと判定すると，バックアップ領域１０４ｂの内容を複製元になったページに反映させる処理を実行する。

【0037】

図４は，先行書き込み方式のトランザクション制御方法に係る処理を説明する図である。先行書き込み方式のトランザクション制御方法に係る処理は，トランザクション制御手段１１が実行する処理で，この処理は，以下の手順で実行される。

【0038】

アプリケーション１２は，不揮発性ストレージ１０４にデータを書き込む一連の処理を開始する際，トランザクション制御の方式を含むトランザクション制御の開始指示をＯＳ１０に与える（手順Ｓ１）。本実施形態に係るトランザクション制御手段１１は，バックアップ方式のトランザクション制御と先行書込み方式のトランザクション制御の２方式に対応しているが，ここでは，アプリケーション１２が指定するトランザクション制御の方式を先行書込み方式として説明する。先行書込み方式のトランザクション制御の対象になるデータは，サイズが小さく，かつ，書き換え頻度の高いデータになる。

【0039】

次に，アプリケーション１２は，不揮発性ストレージ１０４に書き込む書き込みデータとこれの書き込み先を含むデータ書き込み指示をＯＳ１０に与える（手順Ｓ２）。なお，書き込みデータの書き込み先は，書き込みデータを書き込むページである書き込み先ページとこの書き込み先ページにおけるアドレスである書き込み先アドレスで構成される。

【0040】

トランザクション制御手段１１は，先行書込み方式のトランザクション制御の開始が指示された後に，データ書き込み指示をアプリケーション１２から受けると，アプリケーション１２から指定された書込みデータを不揮発性ストレージ１０４のデータ格納領域１０４ａに書き込まずに，不揮発性ストレージ１０４に設けられた先行書き込み領域１０４ｃに書き込みデータを書き込む先行書込み処理を実行する（手順Ｓ３）。

【0041】

トランザクション制御手段１１は，先行書込み方式のトランザクション制御の開始が指示された後，データ書き込み指示をアプリケーション１２から受けるごとに手順Ｓ３を繰り返し実行する。よって，先行書き込み領域１０４ｃに書き込まれる書き込みデータは一つに限定されない。また，先行書き込み領域１０４ｃに書き込む書き込みデータには，書き込みデータの書き込み先（書き込みページと書き込みアドレス）と書き込みデータのデータ長などを含む管理情報が付加される。

【0042】

アプリケーション１２は，不揮発性ストレージ１０４にデータを書き込む一連の処理が終了すると，トランザクション制御の終了指示をＯＳ１０に与える（手順Ｓ４）。トランザクション制御手段１１は，トランザクション制御の終了がアプリケーション１２から指示されると，先行書き込み領域１０４ｃに書き込まれた書き込みデータごとに，書き込みデータの書き込み先ページを確認し，書き込み先ページが同一の書き込みデータを一括してこの書き込み先ページに書き込むページ更新処理を実行する（手順Ｓ５）。

【0043】

ページ更新処理において，書き込みデータを書き込む書き込み先ページは，先行書き込み領域１０４ｃに存在する書き込みデータの管理情報から判定できる。書き込み先ページが同一の書き込みデータを一括してこの書き込み先ページに書き込むことで，ページの書き換え回数を減らすことができる。また，ページ更新処理において，書き込み先が同じ書き込みデータが先行書き込み領域１０４ｃに複数存在する場合，最後に先行書き込み領域１０４ｃに書き込んだ書き込みデータをページ更新処理に用いることが，ページの書き換え回数を減らす観点からして好適である。

【0044】

次に，トランザクション制御手段１１は，書き込み先ページに書き込んだ書き込みデータを先行書き込み領域１０４ｃから削除して（手順Ｓ６），図４の手順は終了する。

【0045】

先行書き込み領域１０４ｃは不揮発性ストレージ１０４に設けられる領域になる。このため，先行書き込み領域１０４ｃに存在する書き込みデータを消去するまで，セキュアエレメント１に電源断が発生しても，先行書き込み領域１０４ｃに書き込んだ書き込みデータは消えない。このことを利用して，セキュアエレメント１に電源断が発生した場合，不揮発性ストレージ１０４のデータ格納領域１０４ａにおける状態をセキュアエレメント１に電源断が発生した直前の状態にすることができる。

【0046】

図５は，リセット後におけるトランザクション制御手段１１の動作を説明する図である。セキュアエレメント１がリセットされると，トランザクション制御手段１１は，先行書き込み領域１０４ｃに書き込みデータが存在するか否かを判定する（手順Ｓ１０）。先行書き込み領域１０４ｃに書き込みデータが存在しない場合，図５の手順は終了する。先行書き込み領域１０４ｃに書き込みデータが存在する場合，トランザクション制御手段１１は，先行書き込み領域１０４ｃに存在する書き込みデータを用いてページ更新処理を実行した後（手順Ｓ１１），トランザクション制御手段１１が，先行書き込み領域１０４ｃに存在する書き込みデータを削除して（手順Ｓ１２）を実行して，図５の手順は終了する。

【0047】

先行書き込み方式のトランザクション制御についてより詳細に説明する。図６は，先行書き込み方式のトランザクション制御を説明する補足図である。なお，この説明では，書き込みデータをリトライカウンタ１０４ｄの値とパスワード用カウンタ１０４ｅの値とし，これらのデータはいずれも先行書込み対象のデータである。

【0048】

不揮発性ストレージ１０４のデータ格納領域１０４ａに格納されたリトライカウンタ１０４ｄは，認証系コマンドが実行されると，一つ減算した値に書き換えられ，認証に係る処理に成功すると，リトライ回数の最大値に書き換えられる。また，不揮発性ストレージ１０４のデータ格納領域１０４ａに格納されたパスワード用カウンタ１０４ｅは，認証系コマンドが実行されるごとに，一つ加算した値に書き換えられる。図６の１行目で図示したように，認証系コマンドが実行されるときのリトライカウンタ１０４ｄの値を「Ｃ０」とする。また，認証系コマンドが実行されるときのパスワード用カウンタ１０４ｅの値を「ＴＣ０」とする。また，この時点において，先行書き込み領域１０４ｃの内容は空である。

【0049】

先行書込み方式のトランザクション制御の開始が指示された後，「Ｃ０」を一つ減算した値である「Ｃ１」をリトライカウンタ１０４ｄに書き込む指示をアプリケーション１２から受けると，図６の２行目で図示したように，トランザクション制御手段１１は，リトライカウンタ１０４ｄの管理情報とリトライカウンタ１０４ｄの値である「Ｃ１」を先行書き込み領域１０４ｃに書き込む。更に，トランザクション制御手段１１は，「ＴＣ０」を一つ加算した値である「ＴＣ１」をパスワード用カウンタ１０４ｅに書き込む指示をアプリケーション１２から受けると，図６の３行目で図示したように，トランザクション制御手段１１は，パスワード用カウンタ１０４ｅの管理情報とこれの値である「ＴＣ１」を先行書き込み領域１０４ｃに書き込む。なお，トランザクション制御手段１１が先行書込み領域にデータを書き込んでも，「Ｃ１」などの書き込み先ページ（ここでは，ページ番号が「ａ」のページ）は更新されない。

【0050】

認証に係る照合処理に成功し，リトライカウンタ１０４ｄにリトライ回数の最大値である「Ｃｍａｘ」をリトライカウンタ１０４ｄに書き込む書き込み指示をアプリケーション１２から受けると，図６の４行目で図示したように，トランザクション制御手段１１は，リトライカウンタ１０４ｄの管理情報とこれの値である「Ｃｍａｘ」を先行書き込み領域１０４ｃに書き込む。なお，リトライカウンタ１０４ｄの書き込みデータとなる「Ｃｍａｘ」を先行書き込み領域１０４ｃに書き込んでも，「Ｃｍａｘ」などの書き込み先ページ（ここでは，ページ番号が「ａ」のページ）は更新されない。

【0051】

アプリケーション１２からトランザクション制御の終了が指示されると，トランザクション制御手段１１は，先行書き込み領域１０４ｃに書き込まれていた書き込みデータを書き込み先に書き込むページ更新処理を実行する。先行書き込み領域１０４ｃに書き込まれていた書き込みデータとなるリトライカウンタ１０４ｄの値とパスワード用カウンタ１０４ｅの値それぞれの書き込み先ページは同じになるため，トランザクション制御手段１１は，リトライカウンタ１０４ｄの値とパスワード用カウンタ１０４ｅの値を一括して同一の書き込み先ページ（ページ番号が「ａ」のページ）に書き込む。

【0052】

先行書き込み領域１０４ｃには，リトライカウンタ１０４ｄの値として，「Ｃ１」と「Ｃｍａｘ」の２つが書き込まれている。これらのうち先行書き込み領域１０４ｃに最後に書き込まれた値は「Ｃｍａｘ」になる。このため，トランザクション制御手段１１は，書き込み先ページに書き込むリトライカウンタ１０４ｄの値として「Ｃｍａｘ」を書き込むことになる。すなわち，図６の５行目で図示したように，トランザクション制御手段１１は，リトライカウンタ１０４ｄに「Ｃｍａｘ」を書き込み，パスワード用カウンタ１０４ｅに「ＴＣ１」を書き込んだ内容に書き込み先ページ（ページ番号が「ａ」のページ）を更新する。なお，書き込み先ページを更新すると，トランザクション制御手段１１は，先行書き込み領域１０４ｃに格納されていた書き込みデータすべてを削除し，先行書き込み領域１０４ｃは空の状態になる。

【0053】

この例では，リトライカウンタ１０４ｄの値とパスワード用カウンタ１０４ｅの値それぞれを不揮発性ストレージ１０４に設けられたデータ格納領域１０４ａのページに書き込まなければならないが，先行書込み方式のトランザクション制御を行うことで，リトライカウンタ１０４ｄの値とパスワード用カウンタ１０４ｅの値それぞれを一度に書き込むことができる。また，リトライカウンタ１０４ｄに関しては，本来なら２回の書き込みが行われるリトライカウンタ１０４ｄの書き込み回数を１回に減らせる。すなわち，このケースでは，３回の書き込みが必要なところを１回に減らすことができる。

【0054】

なお，「Ｃ０」を一つ減算した値である「Ｃ１」とリトライカウンタ１０４ｄの管理情報を先行書き込み領域１０４ｃに書き込んだ後に，セキュアエレメント１に電源断が発生すると，その後にリセットされた際，トランザクション制御手段１１は，先行書き込み領域１０４ｃに書き込まれていた「Ｃ１」を書き込み先ページにあるリトライカウンタ１０４ｄに反映させる。このため，リセットカウンタの値を，セキュアエレメント１に電源断が発生する直前の値できる。

【0055】

これまで説明したように，先行書き込み方式のトランザクション制御にセキュアエレメント１を対応させることで，サイズが小さく書き換え頻度の高い複数のデータが一つのページに存在する場合であっても，サイズが小さく書き換え頻度の高い複数のデータを一括してページに書き込めるので，ページへの書き込み回数を減らすことができる。また，先行書込み領域に書き込んだ書き込みデータは，セキュアエレメント１の電源が落ちても消えないため，データの一貫性を保障できる。

【符号の説明】

【0056】

１ セキュアエレメント
１０ オペレーティングシステム
１１ トランザクション制御手段
１２ アプリケーション
１０４ 不揮発性ストレージ
１０４ａ データ格納領域
１０４ｂ バックアップ領域
１０４ｃ 先行書き込み領域
２ デバイス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】