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(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】P2023161883
(43)【公開日】2023-11-08
(54)【発明の名称】メモリシステム
(51)【国際特許分類】
G06F 21/78 20130101AFI20231031BHJP
H04L 9/08 20060101ALI20231031BHJP
H04L 9/14 20060101ALI20231031BHJP
G06F 21/60 20130101ALI20231031BHJP
H04L 9/32 20060101ALI20231031BHJP
G06F 21/64 20130101ALI20231031BHJP
G06F 21/31 20130101ALI20231031BHJP
【ＦＩ】
G06F21/78
H04L9/08 B
H04L9/14
G06F21/60 320
H04L9/32 200B
G06F21/64
G06F21/31
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022072505
(22)【出願日】2022-04-26
(71)【出願人】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】神戸 友樹
(57)【要約】
【課題】自己暗号ストレージの暗復号機能を活用し、暗号鍵を安全に管理する機能の導入コストを抑えること等を実現するメモリシステムを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、メモリシステムは、不揮発性メモリと、コントローラと、を具備する。コントローラは、ホストと通信可能であり、不揮発性メモリを制御する。コントローラは、ホストから鍵生成コマンドを受信した場合、暗復号機能部によって、暗号鍵を生成し、かつ、不揮発性メモリに暗号鍵を格納し、暗号鍵の識別子をホストへ送信する。また、コントローラは、自己暗号ストレージの暗復号機能部を有する。暗復号機能部は、暗号鍵を生成し、不揮発性メモリを用いて暗号鍵を管理し、暗号鍵を用いて、不揮発性メモリに書き込まれるデータを暗号化し、または、暗号化されている状態で不揮発性メモリから読み出されたデータを復号する。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態によれば、メモリシステムは、不揮発性メモリと、コントローラと、を具備する。コントローラは、ホストと通信可能であり、不揮発性メモリを制御する。コントローラは、ホストから鍵生成コマンドを受信した場合、暗復号機能部によって、暗号鍵を生成し、かつ、不揮発性メモリに暗号鍵を格納し、暗号鍵の識別子をホストへ送信する。また、コントローラは、自己暗号ストレージの暗復号機能部を有する。暗復号機能部は、暗号鍵を生成し、不揮発性メモリを用いて暗号鍵を管理し、暗号鍵を用いて、不揮発性メモリに書き込まれるデータを暗号化し、または、暗号化されている状態で不揮発性メモリから読み出されたデータを復号する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不揮発性メモリと、
ホストと通信可能であり、前記不揮発性メモリを制御するコントローラと、
を具備し、
前記コントローラは、
前記ホストから鍵生成コマンドを受信した場合、暗復号機能部によって、暗号鍵を生成し、かつ、前記不揮発性メモリに前記暗号鍵を格納し、前記暗号鍵の識別子を前記ホストへ送信する、
メモリシステム。
ホストと通信可能であり、前記不揮発性メモリを制御するコントローラと、
を具備し、
前記コントローラは、
前記ホストから鍵生成コマンドを受信した場合、暗復号機能部によって、暗号鍵を生成し、かつ、前記不揮発性メモリに前記暗号鍵を格納し、前記暗号鍵の識別子を前記ホストへ送信する、
メモリシステム。
【請求項2】
前記コントローラは、暗号鍵を生成し、前記不揮発性メモリを用いて前記暗号鍵を管理し、前記暗号鍵を用いて、前記不揮発性メモリに書き込まれるデータを暗号化し、または、暗号化されている状態で前記不揮発性メモリから読み出されたデータを復号する、自己暗号ストレージの暗復号機能部を有する、
請求項１に記載のメモリシステム。
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記コントローラは、
前記識別子と、暗号化対象のデータとを含む暗号コマンドを前記ホストから受信した場合、前記暗復号機能部によって、前記識別子で識別される暗号鍵を用いて前記データを暗号化し、暗号化されたデータを前記ホストへ送信する、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記識別子と、暗号化対象のデータとを含む暗号コマンドを前記ホストから受信した場合、前記暗復号機能部によって、前記識別子で識別される暗号鍵を用いて前記データを暗号化し、暗号化されたデータを前記ホストへ送信する、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記コントローラは、
前記識別子と、復号対象の暗号化されているデータとを含む復号コマンドを前記ホストから受信した場合、前記暗復号機能部によって、前記識別子で示される暗号鍵を用いて前記暗号化されているデータを復号し、復号されたデータを前記ホストへ送信する、
請求項１または２に記載のメモリシステム。
前記識別子と、復号対象の暗号化されているデータとを含む復号コマンドを前記ホストから受信した場合、前記暗復号機能部によって、前記識別子で示される暗号鍵を用いて前記暗号化されているデータを復号し、復号されたデータを前記ホストへ送信する、
請求項１または２に記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記コントローラは、
前記鍵生成コマンドが非対称鍵の生成を要求するコマンドであった場合、前記暗復号機能部によって、公開鍵および秘密鍵を生成し、かつ、前記不揮発性メモリを用いて前記公開鍵および前記秘密鍵を管理し、前記公開鍵および前記秘密鍵の識別子と、前記公開鍵とを前記ホストへ送信する、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記鍵生成コマンドが非対称鍵の生成を要求するコマンドであった場合、前記暗復号機能部によって、公開鍵および秘密鍵を生成し、かつ、前記不揮発性メモリを用いて前記公開鍵および前記秘密鍵を管理し、前記公開鍵および前記秘密鍵の識別子と、前記公開鍵とを前記ホストへ送信する、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記コントローラは、
公開鍵および秘密鍵を示す識別子と、署名付与対象のデータとを含む署名コマンドを前記ホストから受信した場合、前記秘密鍵と前記データに基づいて、前記データに対応する電子署名を前記暗復号機能部によって生成し、前記電子署名を前記ホストへ送信する、
請求項５に記載のメモリシステム。
公開鍵および秘密鍵を示す識別子と、署名付与対象のデータとを含む署名コマンドを前記ホストから受信した場合、前記秘密鍵と前記データに基づいて、前記データに対応する電子署名を前記暗復号機能部によって生成し、前記電子署名を前記ホストへ送信する、
請求項５に記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記コントローラは、
公開鍵および秘密鍵を示す識別子を含む公開鍵取得コマンドを前記ホストから受信した場合、前記暗復号機能部によって前記不揮発性メモリに格納されている、前記公開鍵および前記秘密鍵のうちの前記公開鍵を前記ホストへ送信する、
請求項５または６に記載のメモリシステム。
公開鍵および秘密鍵を示す識別子を含む公開鍵取得コマンドを前記ホストから受信した場合、前記暗復号機能部によって前記不揮発性メモリに格納されている、前記公開鍵および前記秘密鍵のうちの前記公開鍵を前記ホストへ送信する、
請求項５または６に記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記コントローラは、
公開鍵および秘密鍵を示す識別子と、復号対象の暗号化されているデータとを含む復号コマンドを前記ホストから受信した場合、前記公開鍵および前記秘密鍵のうちの前記秘密鍵を用いて前記暗号化されているデータを復号し、復号されたデータを前記ホストへ送信する、
請求項６に記載のメモリシステム。
公開鍵および秘密鍵を示す識別子と、復号対象の暗号化されているデータとを含む復号コマンドを前記ホストから受信した場合、前記公開鍵および前記秘密鍵のうちの前記秘密鍵を用いて前記暗号化されているデータを復号し、復号されたデータを前記ホストへ送信する、
請求項６に記載のメモリシステム。
【請求項9】
前記暗復号機能部は、複数の暗号アルゴリズムに対応可能であり、
前記鍵生成コマンドは、暗号アルゴリズムを指定し、
前記コントローラは、指定されている暗号アルゴリズムに基づき、非対称鍵または対称鍵のいずれの生成を要求する鍵生成コマンドであるかを判定する、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記鍵生成コマンドは、暗号アルゴリズムを指定し、
前記コントローラは、指定されている暗号アルゴリズムに基づき、非対称鍵または対称鍵のいずれの生成を要求する鍵生成コマンドであるかを判定する、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項10】
前記コントローラは、
前記ホストの操作者の識別情報に基づいて前記ホストの操作者を認証する認証処理部をさらに有し、
前記認証処理部による認証の結果に応じて、前記暗復号機能部が関係する処理を要求する前記ホストからのコマンドの受付が可能かどうかを判定する、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記ホストの操作者の識別情報に基づいて前記ホストの操作者を認証する認証処理部をさらに有し、
前記認証処理部による認証の結果に応じて、前記暗復号機能部が関係する処理を要求する前記ホストからのコマンドの受付が可能かどうかを判定する、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項11】
前記認証処理部は、ＴＣＧ（ｔｒｕｓｔｅｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）仕様に準拠する認証を行う請求項１０に記載のメモリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、メモリシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子署名などの暗号技術が広く利用されている。この電子署名などの暗号技術を利用するにあたっては、たとえば、電子署名の生成に用いられる暗号鍵（秘密鍵）を送信者側において安全に管理することが重要である。
【0003】
このようなことから、機密データを扱う情報処理システムでは、ＨＳＭ（ｈａｒｄｗａｒｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｏｄｕｌｅ）などと称される、暗号鍵を安全に管理するための機能を有する専用ハードウェアを導入する場合がある。
【0004】
しかし、専用ハードウェアの導入は大幅なコストアップを招く。また、専用ハードウェアで管理できる暗号鍵の数が比較的少ない数に限定される。さらに、専用ハードウェアへのアクセス権を管理する仕組みが必要となる。
【0005】
一方、情報処理システムの必須デバイスであるストレージの中には、ホストから受信したデータを暗号化して記憶媒体に書き込み、また、暗号化されている状態で記憶媒体から読み出されたデータを復号してホストへ送信する暗復号機能を有する、自己暗号ストレージなどと称されるストレージが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第９６６５５０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の１つの実施形態は、自己暗号ストレージの暗復号機能を活用し、暗号鍵を安全に管理する機能の導入コストを抑えること等を実現するメモリシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態によれば、メモリシステムは、不揮発性メモリと、コントローラと、を具備する。コントローラは、ホストと通信可能であり、不揮発性メモリを制御する。コントローラは、ホストから鍵生成コマンドを受信した場合、暗復号機能部によって、暗号鍵を生成し、かつ、不揮発性メモリに暗号鍵を格納し、暗号鍵の識別子をホストへ送信する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態のメモリシステムの一構成例を示す図。
【図2】実施形態のメモリシステムにおいてコントローラが不揮発性メモリの領域を分割して管理する一例を示す図。
【図3】実施形態のメモリシステムにおいてコントローラが複数の暗号鍵を使い分ける一例を示す図。
【図4】実施形態のメモリシステムが受け付け可能な拡張コマンドの一例を示す図。
【図5】実施形態のメモリシステムを含む情報処理システムにおける電子署名の付与に関する動作の流れを示すシーケンス図。
【図6】実施形態のメモリシステムで用いられる拡張コマンドの中の鍵生成コマンド（非対称鍵）およびその応答のフォーマットの一例を示す図。
【図7】実施形態のメモリシステムで用いられる拡張コマンドの中の署名コマンドおよびその応答のフォーマットの一例を示す図。
【図8】実施形態のメモリシステムを含む情報処理システムにおけるデータの暗号化および復号に関する動作の流れを示すシーケンス図。
【図9】実施形態のメモリシステムで用いられる拡張コマンドの中の鍵生成コマンド（対称鍵）およびその応答のフォーマットの一例を示す図。
【図10】実施形態のメモリシステムで用いられる拡張コマンドの中の暗号コマンドおよびその応答のフォーマットの一例を示す図。
【図11】実施形態のメモリシステムにおける拡張コマンドの発行権限の管理に用いられるテーブルの一例を示す図。
【図12】実施形態のメモリシステムにおける拡張コマンドの発行権限の管理に用いられる別のテーブルの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0011】
図１は、実施形態のメモリシステム１の一構成例を示す図である。図１には、メモリシステム１と、メモリシステム１と接続されるホスト２とを含む情報処理システムの一構成例が併せて示されている。メモリシステム１とホスト２とは、たとえばＰＣＩｅＴＭ仕様に準拠するインターフェースで接続される。
【0012】
メモリシステム１は、ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）やＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）のようなストレージ装置である。ここでは、メモリシステム１が、不揮発性メモリ３０としてＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（ＮＡＮＤ）を有するＳＳＤとして実現されている場合を例示する。以下、不揮発性メモリ３０をＮＡＮＤ３０と称する。ＳＳＤ１は、たとえばＮＶＭｅＴＭ仕様に準拠するプロトコルでホスト２と通信する。ＳＳＤ１は、ホスト２から受信したデータを暗号化してＮＡＮＤ３０に書き込み、また、暗号化されている状態でＮＡＮＤ３０から読み出されたデータを復号してホスト２へ送信する、いわゆる自己暗号ストレージである。
【0013】
ホスト２は、パーソナルコンピュータやサーバのような情報処理装置である。ホスト２は、たとえば他のホスト２との間で各種データを送受信する。ホスト２は、他のホスト２へデータを送信する場合、正当な相手から送られたこと、改ざんされていないことを受信者が確認するための電子署名を生成してデータに付与することがある。電子署名では、一般的に、公開鍵暗号方式が利用されている。ホスト２は、ホスト２の秘密鍵を用いて、送信対象のデータに対応する電子署名を生成する。公開鍵は、データの受信者とホスト２の間で共有される。共有の方法は任意である。受信者は、送信者から渡された公開鍵を用いて、付与されている電子署名が受信データに対応していること、つまり、正当な相手から送られたこと、改ざんされていないことを確認する。
【0014】
あるいは、ホスト２がデータの受信者となる場合、ホスト２宛のデータは、送信者によってホスト２の公開鍵を用いて暗号化され、送信される。ホスト２は、暗号化されているデータを、ホスト２の秘密鍵を用いて復号する。ホスト２の公開鍵で暗号化された暗号データは、ホスト２の秘密鍵でしか復号できないので、通信経路上でのデータの漏洩を防ぐことができる。
【0015】
また、ホスト２は、たとえばクラウド上のファイルサーバにデータをアップロードして保存する場合、そのデータを暗号化する。このような場合におけるデータの暗号化では、一般的に、共通鍵暗号方式が利用されている。前述の公開鍵暗号方式の秘密鍵および公開鍵は、暗号化と復号とで異なる鍵が用いられることから、非対称鍵などと称される。これに対して、共通鍵暗号方式の暗号鍵は、暗号化と復号とで同じ鍵（共通鍵）が用いられるので、対称鍵などと称される。
【0016】
秘密鍵や共通鍵といった暗号鍵は、安全に管理することが重要である。暗号鍵を安全に管理するために、ＨＳＭなどと称される専用ハードウェアを導入することは、大幅なコストアップを招く等、前述の様々な問題がある。実施形態のＳＳＤ１は、自己暗号ストレージの暗復号機能を活用し、暗号鍵を安全に管理する機能をホスト２に提供する。情報処理システムにおいて、ストレージは必須デバイスであるため、ＳＳＤ１が暗号鍵を安全に管理する機能をホスト２に提供することは、暗号鍵を安全に管理する機能の導入コストを抑えることを実現する。
【0017】
図１に示すように、ＳＳＤ１は、コントローラ１０と、揮発性メモリ２０と、ＮＡＮＤ３０とを有する。揮発性メモリ２０は、たとえばＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ［ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ］）である。
【0018】
コントローラ１０は、ホスト２からのコマンドに応じて、ＤＲＡＭ２０を作業領域として使用しながらコマンドに対応する処理を実行し、その結果をホスト２へ送信する。コントローラ１０は、たとえばＳｏＣ（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ）として構成されている。コントローラ１０は、外部接続されるＤＲＡＭ２０を作業領域として使用することに代えて、たとえばＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）を内蔵し、コントローラ１０内のＳＲＡＭを作業領域として使用してもよい。つまり、ＳＳＤ１の構成として、ＤＲＡＭ２０が存在しない構成も考えられる。
【0019】
ＮＡＮＤ３０にはホスト２から送信されてくるユーザデータが格納される。コントローラ１０は、たとえば図２に示すように、ＮＡＮＤ３０の領域を、システムデータ領域３１と、ユーザデータ領域３２とに分けて管理する。システムデータ領域３１は、ホスト２に対しては秘匿される領域である。つまり、ホスト２からはアクセスできない領域である。
【0020】
コントローラ１０は、ユーザデータを暗号化するための暗号鍵を生成する。ユーザデータをＮＡＮＤ３０のユーザデータ領域３２に書き込む場合、コントローラ１０は、生成した暗号鍵を使ってユーザデータを暗号化し、ＮＡＮＤ３０のユーザデータ領域３２に書き込む。
【0021】
一方、ＮＡＮＤ３０のユーザデータ領域３２からユーザデータを読み出す場合も、コントローラ１０は、暗号鍵を生成する。コントローラ１０は、生成した暗号鍵を使って、暗号化されている状態でＮＡＮＤ３０のユーザデータ領域３２から読み出されるユーザデータを復号する。
【0022】
また、自己暗号ストレージである実施形態のＳＳＤ１は、複数の暗号鍵を生成および管理し、たとえば図３に示すように、ユーザデータ領域３２内に設けられた区画毎に暗号鍵を使い分けて、ユーザデータの暗号化および復号を行うことができる。たとえばストレージ向けに策定されたＴＣＧ（ｔｒｕｓｔｅｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）仕様に準拠する認証機能を適用することで、コントローラ１０は、識別情報（ＩＤ）と区画とを対応づけることができる。この対応づけは、管理者用ＩＤで認証が成立している場合のホスト２からのコマンドに応じて行われる。コントローラ１０は、たとえばホスト２の操作者に割り当てられる一般ユーザ用ＩＤの設定も、管理者用ＩＤで認証が成立している場合のホスト２からのコマンドに応じて行う。たとえば一般ユーザ用ＩＤが設定されると、その一般ユーザ用ＩＤで認証を成立させるためのパスワードとして、初期パスワードが設定される。このパスワードの変更は、初期パスワードを使って一般ユーザ用ＩＤで認証が成立している場合のホスト２からのコマンドに応じて行われる。なお、一般ユーザ用ＩＤのパスワードは、管理者用ＩＤで認証を成立させても、更新はおろか参照すら行うことができない。
【0023】
なお、管理者用ＩＤは、あらかじめ用意されており、管理者用ＩＤで認証を成立させるためのパスワードとして初期パスワードが設定されている。このパスワードの変更は、初期パスワードを使って管理者用ＩＤで認証が成立した場合のホスト２からのコマンドに応じて行われる。管理者用ＩＤの初期パスワードは、たとえばＳＳＤ１毎に割り当てられる値であり、ユーザ用ＩＤの初期パスワードは、たとえば全ユーザ用ＩＤに共通の所定値である。
【0024】
たとえば、あるＩＤが区画Ａと区画Ｂとに対応づけられている状況下において、ホスト２の操作者が、そのＩＤを使って認証を成立させた場合、コントローラ１０は、ユーザデータ領域３２内の区画Ａと区画Ｂとに対するアクセスのみを許可する。この場合、コントローラ１０は、区画Ａに対するデータの書き込みが要求された場合、区画Ａ用の鍵Ａによってデータを暗号化し、区画Ｂに対するデータの書き込みが要求された場合は、区画Ｂ用の鍵Ｂによってデータを暗号化する。同様に、コントローラ１０は、区画Ａからのデータの読み出し時には区画Ａ用の鍵Ａによって復号を行い、区画Ｂからのデータの読み出し時には区画Ｂ用の鍵Ｂによって復号を行う。
【0025】
コントローラ１０は、１つの区画に対して複数のＩＤを対応づけることができる。たとえば、コントローラ１０は、前述のＩＤとは別のＩＤを、区画Ｂと区画Ｃとに対応づけることができる。この場合、２つのＩＤのうちのいずれで認証が成立しても、コントローラ１０は、区画Ｂへのアクセスを許可する。区画Ｂに書き込まれるデータの暗号化および復号に用いられる鍵は、認証に使われたＩＤに関わらず、区画Ｂ用の鍵Ｂである。なお、コントローラ１０は、データの暗号化を行わない区画を設けることもできる。各区画についての暗号化有無の設定も、管理者用ＩＤで認証が成立した場合のホスト２からのコマンドに応じて行われる。
【0026】
コントローラ１０は、暗号鍵を安全に管理する機能をホスト２へ提供することに関係する要素として、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）１１と、インターフェース１２と、暗号エンジン１３と、暗復号ハードウェア１４とを有する。
【0027】
ＣＰＵ１１は、ファームウェアなどと称されるプログラムを実行して、図１に示されている、鍵管理コマンド処理部１０１、認証処理部１０２、暗号制御部１０３、鍵管理部１０４などの各種処理部を実現する。これらの各種処理部は、電気回路などのハードウェアとして実現されてもよい。これらの各種処理部についての詳細は後述する。
【0028】
インターフェース１２は、ホスト２からのデータの受信およびホスト２へのデータの送信を制御する。暗号エンジン１３は、ＣＰＵ１１の制御の下、暗号鍵を生成したり、指定された暗号鍵を用いて指定されたデータの電子署名を生成したり、指定された暗号鍵を用いて指定されたデータを暗号化または復号したりする。暗号エンジン１３は、ＲＳＡ、ＥＣＤＳＡ、ＡＥＳなどの複数の暗号アルゴリズムに対応可能である。
【0029】
図１に戻り、ＨＳＭ機能について説明する。コントローラ１０は、ホスト２の要求に応じて、ホストから送られたデータを暗号化してホストに送信する。また、ホスト２の要求に応じて、ホストから送られた暗号化されたデータを復号して、ホストに送信する。また、ホストからの要求に応じて、秘密鍵や共通鍵といった暗号鍵を生成してホストに送信する。
【0030】
コントローラ１０は、暗号エンジン１３が用いる秘密鍵や共通鍵といった暗号鍵をＮＡＮＤ３０に格納する。この暗号鍵をＳＳＤ１内において安全に管理するために、暗復号ハードウェア１４は、ＮＡＮＤ３０へ格納される暗号鍵の暗号化を行う。また、暗復号ハードウェア１４は、暗号化されている状態でＮＡＮＤ３０から読み出された暗号鍵の復号を行う。暗号鍵を暗号化および復号するための暗号鍵は、暗号エンジン１３によって生成され、鍵管理部１０４によって管理され、暗復号ハードウェア１４に設定される。
【0031】
鍵管理コマンド処理部１０１は、実施形態のＳＳＤ１をＨＳＭなどのハードウェアのように動作させるための拡張コマンドをホスト２から受け付ける。拡張コマンドに対応する処理を制御し、処理結果をホスト２へ送信する。拡張コマンドについては後述する。
【0032】
認証処理部１０２は、ホスト２の操作者を認証する。認証処理部１０２は、たとえばＴＣＧ仕様に準拠する認証機能を提供する。認証処理部１０２は、ＩＤおよびパスワードの入力をホスト２の操作者に要求し、入力されたＩＤおよびパスワードを照合して、認証の成立可否を判定する。認証処理部１０２は、操作者のＩＤの設定なども行う。認証処理部１０２による認証は、本来、ホスト２からＮＡＮＤ３０の各区画に対するアクセス権限の有無を判定するために行われる。実施形態のＳＳＤ１は、認証処理部１０２による認証を、拡張コマンドの発行権限の有無を判定することにも活用する。
【0033】
暗号制御部１０３は、ホスト２から送られてきたデータと、後述する鍵管理部１０４から送られてきた暗号鍵を暗号エンジン１３に送信する。暗号エンジン１３は、暗号制御部１０３から受け取った暗号鍵を用いてデータを暗号化する。暗号エンジン１３は、暗号化したデータを暗号制御部１０３に送信する。暗号制御部１０３は、暗号化したデータを鍵管理コマンド処理部１０１に転送する。鍵管理コマンド処理部１０１は、暗号化したデータをホストに返送する。この場合の暗号鍵は、たとえば、共通鍵暗号方式における共通鍵である。公開鍵暗号方式における公開鍵を用いたデータの暗号化は、たとえば、ＳＳＤ１から公開鍵を取得したホスト２上で実行される。
【0034】
また、暗号制御部１０３は、ホスト２から送られてきた暗号化されたデータを暗号エンジン１３に送信する。暗号制御部１０３は、ホスト２から指定された暗号鍵を鍵管理部１０４から受け取り、この暗号鍵を暗号エンジン１３に送信する。暗号エンジン１３は、暗号制御部１０３から受け取った暗号鍵を用いて、暗号化されたデータを復号し、暗号制御部１０３に送信する。暗号制御部１０３は、復号したデータを鍵管理コマンド処理部１０１に転送する。鍵管理コマンド処理部１０１は、復号したデータをホストに返送する。この場合の暗号鍵は、たとえば、共通鍵暗号方式における共通鍵または公開鍵暗号方式における秘密鍵である。
【0035】
鍵管理部１０４は、ホスト２から指定された暗号鍵を管理する。鍵管理部１０４は、たとえば、暗号鍵と識別コードを対応させた暗号鍵管理テーブルを保持していてもよい。鍵管理部１０４は、鍵管理処理部１０１から暗号鍵を生成するための指示を受け取ると、暗号鍵を生成し、暗号鍵管理テーブルを参照して、識別コードと暗号鍵を対応させる。鍵管理部１０４は、生成した暗号鍵を暗号制御部１０３に送信する。また、鍵管理部１０４は、鍵管理処理部１０１から鍵ＩＤを送られると、暗号鍵管理テーブルを参照して、鍵ＩＤに対応する暗号鍵をＮＡＮＤ３０から読み出し、暗号制御部１０３に送信する。なお、鍵ＩＤとは、種々の暗号鍵を識別するＩＤのことである。
【0036】
つまり、実施形態のＳＳＤ１は、暗号制御部１０３、鍵管理部１０４、暗号エンジン１３および暗復号ハードウェア１４で構成される、ホスト２から送られたデータを暗号化および復号する自己暗号ストレージの暗復号機能部１５０を、たとえば電子署名の生成に使用する秘密鍵や、データの暗号化または復号に使用する共通鍵といった暗号鍵を安全に管理するための機能部として活用する。
【0037】
図４は、拡張コマンドの一例を示す図である。
拡張コマンドは、大きく分けて、暗号鍵の管理に関するコマンド（ＨＳＭ相当）と、ユーザの認証に関するコマンド（ＴＣＧ相当）との２種類が存在する。
拡張コマンドは、大きく分けて、暗号鍵の管理に関するコマンド（ＨＳＭ相当）と、ユーザの認証に関するコマンド（ＴＣＧ相当）との２種類が存在する。
【0038】
鍵生成コマンドは、電子署名のための秘密鍵および公開鍵（非対称鍵）や、暗号化または復号のための暗号鍵（対称鍵）の生成を要求するコマンドである。署名コマンドは、電子署名の生成を要求するコマンドである。暗号コマンドは、データの暗号化を要求するコマンドである。復号コマンドは、暗号化されているデータの復号を要求するコマンドである。公開鍵取得コマンドは、生成済みの秘密鍵および公開鍵のうちの公開鍵の転送を要求するコマンドである。
【0039】
ユーザ設定コマンドは、一般ユーザ用ＩＤの設定を要求するコマンドである。ユーザ設定コマンドは、管理者用ＩＤで認証が成立している場合に受け付け可能なコマンドである。一般ユーザ用ＩＤは、暗号鍵の管理に関するコマンドが発行された際、そのコマンドの受け付けの可否を判定するために用いられる。権限設定コマンドは、ある一般ユーザ用ＩＤに関してＨＳＭ相当の各種コマンドの発行権限有無の設定を要求するコマンドである。権限設定コマンドも、管理者用ＩＤで認証が成立している場合に受け付け可能なコマンドである。パスワード変更コマンドは、管理者用ＩＤや一般ユーザ用ＩＤのパスワードの変更を要求するコマンドである。パスワード変更コマンドでのパスワードの変更は、認証を成立させたＩＤのパスワードについてのみ有効である。
【0040】
図５を参照して、電子署名の付与に関するホスト２およびＳＳＤ１の動作の流れについて説明する。ここでは、鍵生成コマンドの発行権限が与えられている一般ユーザ用ＩＤで認証が成立していることを想定する。電子署名の付与に関しては、大きく分けて、秘密鍵および公開鍵を生成するフェーズ（ａ１）と、秘密鍵を用いて電子署名を生成するフェーズ（ａ２）とが存在する。
【0041】
ホスト２は、ＳＳＤ１に鍵生成コマンドを発行する（ａ１１）。鍵生成コマンドが非対称鍵または対称鍵のいずれの生成を要求するものであるかは、たとえばパラメータで指定される暗号アルゴリズムによって判別することができる。ここでは、非対称鍵を示す暗号アルゴリズムをパラメータで指定する鍵生成コマンドが発行されたことを想定する。
【0042】
ホスト２から発行された鍵生成コマンドは、インターフェース１２を介して鍵管理コマンド処理部１０１に供給される。鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵生成コマンドの受け付け可否を認証処理部１０２に問い合わせる。ここでは、鍵生成コマンドの発行権限が与えられている一般ユーザ用ＩＤで認証が成立している場合を想定しているので、認証処理部１０２から鍵管理コマンド処理部１０１へは、鍵生成コマンドは受け付け可能であることが通知される。
【0043】
鍵生成コマンドが受け付け可能である場合、鍵管理コマンド処理部１０１は、秘密鍵および公開鍵の生成を鍵管理部１０４に指示する。この指示を受けて、鍵管理部１０４は、秘密鍵および公開鍵を生成する（ａ１２）。鍵管理部１０４は、生成した秘密鍵および公開鍵を暗復号ハードウェア１４経由でＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１に格納する（ａ１３）。このとき、暗復号ハードウェア１４は、秘密鍵および公開鍵を暗号化する。鍵管理部１０４は、生成した鍵ＩＤと、秘密鍵および公開鍵のうちの公開鍵とを鍵管理コマンド処理部１０１に転送する。
【0044】
鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵生成コマンドの応答として、鍵管理部１０４から受け取った鍵ＩＤおよび公開鍵を、インターフェース１２を介してホスト２に送信する（ａ１４）。ホスト２は、鍵ＩＤを保管する一方で、自身が送信するデータの受信者と公開鍵を共有する。共有の方法は任意である。ホスト２は、この公開鍵を保持していてもよいし、公開鍵取得コマンドを発行することによってＳＳＤ１から適宜取得してもよい。
【0045】
電子署名用の秘密鍵および公開鍵を生成した後、他のホスト２へデータを送信するにあたり、そのデータに電子署名を付与する場合、ホスト２は、鍵ＩＤと、送信対象のデータとを含む署名コマンドを発行する（ａ２１）。
【0046】
ホスト２から発行された署名コマンドは、インターフェース１２を介して鍵管理コマンド処理部１０１に供給される。鍵管理コマンド処理部１０１は、署名コマンドに含まれる鍵ＩＤを取り出し、その鍵ＩＤで示される秘密鍵の読み出しを鍵管理部１０４に指示する。鍵管理部１０４は、指定された秘密鍵を暗復号ハードウェア１４経由でＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１から読み出す（ａ２２）。このとき、暗復号ハードウェア１４は、暗号化されている秘密鍵を復号する。鍵管理部１０４は、この秘密鍵を暗号制御部１０３へ転送する。
【0047】
鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵管理部１０４に対する秘密鍵の読み出しの指示と並行して、署名コマンドから取り出したデータに対応する署名の生成を暗号制御部１０３に指示する。暗号制御部１０３は、鍵管理部１０４から受け取った秘密鍵と、鍵管理コマンド処理部１０１から受け取ったデータとを暗号エンジン１３に供給し、電子署名の生成を暗号エンジン１３に行わせる（ａ２３）。
【0048】
暗号制御部１０３は、暗号エンジン１３によって生成された電子署名を鍵管理コマンド処理部１０１に転送する。鍵管理コマンド処理部１０１は、この電子署名を、インターフェース１２を介してホスト２へ送信する（ａ２４）。
【0049】
図６は、非対称鍵の生成を要求する鍵生成コマンドおよびその応答のフォーマットの一例を示している。
【0050】
図６（Ａ）に示すように、鍵生成コマンドは、コマンド識別子フィールドと、暗号アルゴリズムフィールドとを有する。鍵生成コマンドの場合、鍵生成コマンドを示す値がコマンド識別子フィールドに格納される。暗号アルゴリズムフィールドは、鍵生成に用いられるアルゴリズムを示す値が格納される。暗号アルゴリズムフィールドの値は、鍵生成コマンドが非対称鍵または対称鍵のいずれの生成を要求するものであるかを判別するための情報としても用いられる。ここでは、暗号アルゴリズムとして、ＲＳＡ ２０４８ｂｉｔが指定されている。ＲＳＡ ２０４８ｂｉｔは、非対称鍵を用いる暗号アルゴリズムである。
【0051】
一方、図６（Ｂ）に示すように、非対称鍵の鍵生成コマンドの応答は、コマンド識別子フィールドと、実行結果フィールドと、鍵識別子フィールドと、鍵データ長（Ｌ）フィールドと、鍵データフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには、複数の鍵生成コマンドを互いに区別できるような値が格納される。実行結果フィールドには、コマンドに対応する処理の成否を示す値が格納される。鍵識別子フィールドには、生成された暗号鍵（秘密鍵および公開鍵）の識別子（鍵ＩＤ）が格納される。鍵データ長（Ｌ）フィールドには、鍵生成コマンドの発行元へ転送される公開鍵のサイズが格納される。鍵データフィールドには、生成された秘密鍵および公開鍵のうちの公開鍵が格納される。秘密鍵は、ＳＳＤ１の外部に出力されることはない。
【0052】
また、図７は、署名コマンドおよびその応答のフォーマットの一例を示している。
図７（Ａ）に示すように、署名コマンドは、コマンド識別子フィールドと、暗号アルゴリズムフィールドと、鍵識別子フィールドと、データ長（Ｌ）フィールドと、要求データフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには複数の署名コマンドを互いに区別できるような値が格納される。暗号アルゴリズムフィールドには、署名の生成に用いられる暗号アルゴリズムを示す値が格納される。ここでは、ＲＳＡ ２０４８＋ＳＨＡ２５６が指定されている。鍵識別子フィールドには、署名の生成に用いる鍵の識別子（鍵ＩＤ）が格納される。データ長（Ｌ）フィールドには、署名を付与するデータのサイズが格納される。要求データフィールドには、署名を付与するデータが格納される。
図７（Ａ）に示すように、署名コマンドは、コマンド識別子フィールドと、暗号アルゴリズムフィールドと、鍵識別子フィールドと、データ長（Ｌ）フィールドと、要求データフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには複数の署名コマンドを互いに区別できるような値が格納される。暗号アルゴリズムフィールドには、署名の生成に用いられる暗号アルゴリズムを示す値が格納される。ここでは、ＲＳＡ ２０４８＋ＳＨＡ２５６が指定されている。鍵識別子フィールドには、署名の生成に用いる鍵の識別子（鍵ＩＤ）が格納される。データ長（Ｌ）フィールドには、署名を付与するデータのサイズが格納される。要求データフィールドには、署名を付与するデータが格納される。
【0053】
署名コマンドの応答は、図７（Ｂ）に示すように、コマンド識別子フィールドと、実行結果フィールドと、データ長フィールドと、応答データフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには、複数の署名コマンドを互いに区別できるような値が格納される。実行結果フィールドには、コマンドに対応する処理の成否を示す値が格納される。データ長フィールドには、生成された電子署名のサイズが格納される。応答データフィールドには、生成された電子署名が格納される。
【0054】
このように、実施形態のＳＳＤ１は、自己暗号ストレージとして、ホスト２のデータを暗号化してＮＡＮＤ３０に格納することに加えて、この自己暗号ストレージの機能を活用して、電子署名用の秘密鍵および公開鍵を生成し、かつ、秘密鍵を安全に管理する機能を提供する。実施形態のＳＳＤ１が備える自己暗号ストレージの機能は、ＨＳＭなどと称される専用ハードウェアに代わることが可能である。実施形態のＳＳＤ１が暗号鍵を安全に管理する機能をホスト２に提供することで、暗号鍵を安全に管理する機能の導入コストを抑えることができる。
【0055】
また、ＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１で暗号鍵を管理する実施形態のＳＳＤ１は、ＨＳＭなどと称される専用ハードウェアで管理できる暗号鍵の数と比較して、管理できる暗号鍵の数を大幅に増加させることができる。さらに、たとえばストレージ向けに策定されたＴＣＧ仕様に準拠する認証機能を適用することで、非対称鍵の生成を要求する鍵生成コマンドや公開鍵取得コマンドを発行する権限を管理する仕組みを構築することができる。これにより、従来のメモリシステムを含んだ情報処理システムよりも、データを安全に管理することができる。
【0056】
続いて、図８を参照して、データの暗号化および復号に関するホスト２およびＳＳＤ１の動作の流れについて説明する。ここでも、鍵生成コマンドの発行権限が与えられている一般ユーザ用ＩＤで認証が成立していることを想定する。データの暗号化および復号に関しては、大きく分けて、暗号鍵を生成するフェーズ（ｂ１）と、暗号鍵を用いてデータを暗号化または復号するフェーズ（ｂ２、ｂ３）とが存在する。
【0057】
ホスト２は、ＳＳＤ１に鍵生成コマンドを発行する（ｂ１１）。鍵生成コマンドが非対称鍵または対称鍵のいずれの生成を要求するものであるかは、前述のように、たとえばパラメータで指定される暗号アルゴリズムによって判別することができる。ここでは、対称鍵を示す暗号アルゴリズムをパラメータで指定する鍵生成コマンドが発行されたことを想定する。
【0058】
ホスト２から発行された鍵生成コマンドは、インターフェース１２を介して鍵管理コマンド処理部１０１に供給される。鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵生成コマンドの受け付け可否を認証処理部１０２に問い合わせる。ここでは、鍵生成コマンドの発行権限が与えられている一般ユーザ用ＩＤで認証が成立している場合を想定しているので、認証処理部１０２から鍵管理コマンド処理部１０１へは、鍵生成コマンドは受け付け可能であることが通知される。
【0059】
鍵生成コマンドが受け付け可能である場合、鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵管理部１０４に共通鍵の生成を指示する。この指示を受けて、鍵管理部１０４は、共通鍵を生成する（ｂ１２）。鍵管理部１０４は、生成した共通鍵を暗復号ハードウェア１４経由でＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１に格納する（ｂ１３）。このとき、暗復号ハードウェア１４は、共通鍵を暗号化する。鍵管理部１０４は、生成した共通鍵のＩＤ（鍵ＩＤ）を鍵管理コマンド処理部１０１に転送する。
【0060】
鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵生成コマンドの応答として、鍵管理部１０４から受け取った鍵ＩＤを、インターフェース１２を介してホスト２に送信する（ｂ１４）。ホスト２は、この鍵ＩＤを保管する。
【0061】
暗号化用の共通鍵を生成した後、たとえばクラウド上のファイルサーバへデータをアップロードして保存する場合、ホスト２はデータを暗号化する。ホスト２は、鍵ＩＤと、暗号化対象のデータとを含む暗号コマンドを発行する（ｂ２１）。ホスト２から発行された暗号コマンドは、インターフェース１２を介して鍵管理コマンド処理部１０１に供給される。鍵管理コマンド処理部１０１は、暗号コマンドに含まれる鍵ＩＤを取り出し、その鍵ＩＤで示される共通鍵の読み出しを鍵管理部１０４に指示する。鍵管理部１０４は、指定された共通鍵を暗復号ハードウェア１４経由でＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１から読み出す（ｂ２２）。このとき、暗復号ハードウェア１４は、暗号化されている共通鍵を復号する。鍵管理部１０４は、この共通鍵を暗号制御部１０３へ転送する。
【0062】
鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵管理部１０４に対する共通鍵の読み出しの指示と並行して、暗号コマンドから取り出したデータの暗号化を暗号制御部１０３に指示する。暗号制御部１０３は、鍵管理部１０４から受け取った共通鍵と、鍵管理コマンド処理部１０１から受け取ったデータとを暗号エンジン１３に供給し、データの暗号化を暗号エンジン１３に行わせる（ｂ２３）。
【0063】
暗号制御部１０３は、暗号エンジン１３によって暗号化されたデータ（暗号データ）を鍵管理コマンド処理部１０１に転送する。鍵管理コマンド処理部１０１は、この暗号データを、インターフェース１２を介してホスト２へ送信する（ｂ２４）。
【0064】
また、たとえばクラウド上のファイルサーバに保存した暗号データをダウンロードして利用するにあたり、その暗号データを復号する場合、ホスト２は、鍵ＩＤと、復号対象のデータとを含む復号コマンドを発行する（ｂ３１）。ホスト２から発行された復号コマンドは、インターフェース１２を介して鍵管理コマンド処理部１０１に供給される。鍵管理コマンド処理部１０１は、復号コマンドに含まれる鍵ＩＤを取り出し、その鍵ＩＤで示される共通鍵の読み出しを鍵管理部１０４に指示する。鍵管理部１０４は、指定された共通鍵を暗復号ハードウェア１４経由でＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１から読み出す（ｂ３２）。このとき、暗復号ハードウェア１４は、暗号化されている共通鍵を復号する。鍵管理部１０４は、この共通鍵を暗号制御部１０３へ転送する。
【0065】
鍵管理コマンド処理部１０１は、鍵管理部１０４に対する共通鍵の読み出しの指示と並行して、暗号コマンドから取り出した暗号データの復号を暗号制御部１０３に指示する。暗号制御部１０３は、鍵管理部１０４から受け取った共通鍵と、鍵管理コマンド処理部１０１から受け取ったデータとを暗号エンジン１３に供給し、暗号データの復号を暗号エンジン１３に行わせる（ｂ３３）。
【0066】
暗号制御部１０３は、暗号エンジン１３によって復号されたデータを鍵管理コマンド処理部１０１に転送する。鍵管理コマンド処理部１０１は、このデータを、インターフェース１２を介してホスト２へ送信する（ｂ３４）。
【0067】
図９は、対称鍵の生成を要求する鍵生成コマンドおよびその応答のフォーマットの一例を示している。
【0068】
図９（Ａ）に示すように、鍵生成コマンドは、コマンド識別子フィールドと、暗号アルゴリズムフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには複数の鍵生成コマンドを互いに区別できるような値が格納される。暗号アルゴリズムフィールドは、鍵生成に用いられるアルゴリズムを示す値が格納される。前述したように、暗号アルゴリズムフィールドの値は、鍵生成コマンドが非対称鍵または対称鍵のいずれの生成を要求するものであるかを判別するための情報としても用いられる。ここでは、暗号アルゴリズムとして、ＡＥＳ ２５６ｂｉｔが指定されている。ＡＥＳ ２５６ｂｉｔは、対称鍵を用いる暗号アルゴリズムである。
【0069】
一方、図９（Ｂ）に示すように、対称鍵の鍵生成コマンドの応答は、コマンド識別子フィールドと、実行結果フィールドと、鍵識別子フィールドと、鍵データ長（Ｌ）フィールドとを有する。前述の非対称鍵の鍵生成コマンドの応答との違いは、鍵データ長（Ｌ）フィールドの値が常に０であることと、鍵データフィールドを有しないこととである。共通鍵は、ＳＳＤ１の外部に出力されることはない。
【0070】
また、図１０は、暗号コマンドおよびその応答のフォーマットの一例を示している。
図１０（Ａ）に示すように、暗号コマンドは、コマンド識別子フィールドと、暗号アルゴリズムフィールドと、鍵識別子フィールドと、データ長（Ｌ）フィールドと、要求データフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには複数の暗号コマンドを互いに区別できるような値が格納される。暗号アルゴリズムフィールドには、データの暗号化に用いる暗号アルゴリズムを示す値が格納される。ここでは、ＡＥＳ ２５６ｂｉｔ ＣＢＣが指定されている。鍵識別子フィールドには、データの暗号化に用いる鍵の識別子（鍵ＩＤ）が格納される。データ長（Ｌ）フィールドには、暗号化するデータのサイズが格納される。要求データフィールドには、暗号化するデータが格納される。
図１０（Ａ）に示すように、暗号コマンドは、コマンド識別子フィールドと、暗号アルゴリズムフィールドと、鍵識別子フィールドと、データ長（Ｌ）フィールドと、要求データフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには複数の暗号コマンドを互いに区別できるような値が格納される。暗号アルゴリズムフィールドには、データの暗号化に用いる暗号アルゴリズムを示す値が格納される。ここでは、ＡＥＳ ２５６ｂｉｔ ＣＢＣが指定されている。鍵識別子フィールドには、データの暗号化に用いる鍵の識別子（鍵ＩＤ）が格納される。データ長（Ｌ）フィールドには、暗号化するデータのサイズが格納される。要求データフィールドには、暗号化するデータが格納される。
【0071】
暗号コマンドの応答は、図１０（Ｂ）に示すように、コマンド識別子フィールドと、実行結果フィールドと、データ長フィールドと、応答データフィールドとを有する。コマンド識別子フィールドには、複数の暗号コマンドを互いに区別できるような値が格納される。実行結果フィールドには、コマンドに対応する処理の成否を示す値が格納される。データ長フィールドには、暗号化されたデータ（暗号データ）のサイズが格納される。応答データフィールドには、暗号データが格納される。
【0072】
なお、復号コマンドおよびその応答のフォーマットは、暗号コマンドおよびその応答のフォーマットと同様であり、暗号コマンドおよびその応答とは逆に、要求データフィールドに暗号化されているデータが格納され、応答データフィールドには暗号化されていないデータが格納される。
【0073】
このように、実施形態のＳＳＤ１は、自己暗号ストレージとして、ホスト２のデータを暗号化してＮＡＮＤ３０に格納することに加えて、この自己暗号ストレージの機能を活用して、暗号化用の共通鍵を生成し、かつ、共通鍵を安全に管理する機能を提供する。実施形態のＳＳＤ１が備える自己暗号ストレージの機能は、ＨＳＭなどと称される専用ハードウェアに代わることが可能である。前述したように、実施形態のＳＳＤ１が暗号鍵を安全に管理する機能をホスト２に提供することで、暗号鍵を安全に管理する機能の導入コストを抑えることができる。
【0074】
また、ＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１で暗号鍵を管理する実施形態のＳＳＤ１は、ＨＳＭなどと称される専用ハードウェアで管理できる暗号鍵の数と比較して、管理できる暗号鍵の数を大幅に増加させることができる。さらに、たとえばストレージ向けに策定されたＴＣＧ仕様に準拠する認証機能を適用することで、対称鍵の生成を要求する鍵生成コマンドを発行する権限を管理する仕組みを構築することができる。これにより、従来のメモリシステムを含んだ情報処理システムよりも、データを安全に管理することができる。
【0075】
次に、図１１を参照して、実施形態のＳＳＤ１が、ＨＳＭ相当の各種コマンドの発行権限を管理する一例を説明する。この管理方法では、たとえばストレージ向けに策定されたＴＣＧ仕様に準拠する認証機能が適用されるため、実施形態のＳＳＤ１は、ＴＣＧ相当のコマンド（拡張コマンド）として、ユーザ設定コマンド、権限設定コマンド、パスワード変更コマンドを受け付け可能である。
【0076】
管理者用ＩＤで認証を成立させたホスト２の操作者（管理者）は、ユーザ設定コマンドを用いて、一般ユーザ用ＩＤを設定することができる。また、管理者は、設定した一般ユーザ用ＩＤに関して、権限設定コマンドを用いて、鍵生成コマンドなどのＨＳＭ相当の各種コマンドの発行権限有無を設定することができる。管理者は、一般ユーザ用ＩＤをユーザ設定コマンドによって設定する際、暗号鍵の最大保有可能数を設定することができる。
【0077】
一般ユーザ用ＩＤで認証を成立させたホスト２の操作者（一般ユーザ）は、パスワード変更コマンドを用いて、その一般ユーザ用ＩＤによる認証に用いられるパスワードを変更することができる。なお、管理者も、このパスワード変更コマンドを用いて、管理者用ＩＤによる認証に用いられるパスワードを変更することができる。
【0078】
ホスト２から発行されたユーザ設定コマンド、権限設定コマンドまたはパスワード変更コマンドは、インターフェース１２を介して鍵管理コマンド処理部１０１に供給される。鍵管理コマンド処理部１０１は、ユーザの設定、コマンドの発行権限の設定またはパスワードの変更を認証処理部１０２に指示する。認証処理部１０２は、鍵管理コマンド処理部１０１からの指示に対応する処理を行い、その結果を、たとえば図１１に示すようなテーブルとして管理する。このテーブルも、ＮＡＮＤ３０のシステムデータ領域３１に格納される。
【0079】
図１１に示すテーブルには、管理者によって、少なくとも３つの一般ユーザ用ＩＤ（ユーザ１、ユーザ２、ユーザ３）が設定されている状態が示されている。また、ユーザ１は鍵生成コマンド、署名コマンド、暗号コマンド、復号コマンド、公開鍵取得コマンドのいずれについても発行権限を有し、ユーザ２は、暗号コマンドおよび復号コマンドについて発行権限を有し、ユーザ３は暗号コマンドのみ発行権限を有する設定状態が示されている。管理者用ＩＤと３つの一般ユーザ用ＩＤとのそれぞれについてパスワードが管理されることも示されている。
【0080】
この場合、ユーザ１は、たとえば非対称鍵の生成を要求する鍵生成コマンドを発行して鍵ＩＤと公開鍵とを取得し、この鍵ＩＤとデータとを含む署名コマンドを発行する。これにより、ユーザ１は、その公開鍵でのみ正当性を確認することが可能な、データに対応する署名を生成することができる。また、ユーザ１は、たとえば対称鍵の生成を要求する鍵生成コマンドを発行して鍵ＩＤを取得し、この鍵ＩＤとデータとを含む暗号コマンドを発行することでデータを暗号化することができる。ユーザ１は、その鍵ＩＤと暗号データとを含む復号コマンドを発行することで暗号データを復号することができる。前述したように、署名用の秘密鍵や暗号用の共通鍵はＳＳＤ１の外に出力されることはない。
【0081】
鍵生成コマンドの発行権限を持っていないユーザ２は、たとえばユーザ１が生成した対称鍵（共通鍵）の鍵ＩＤを使って、発行権限を有する暗号コマンドや復号コマンドを発行することで、データの暗号化や暗号データの復号を行うことができる。しかし、ユーザ２は署名コマンドの発行権限は持っていないので、ユーザ１が生成した非対称鍵（秘密鍵）を使って署名を生成することはできない。
【0082】
なお、認証処理部１０２は、たとえば図１２に示すようなテーブルをさらに管理してもよい。このテーブルは、鍵ごとに、各ユーザに付与された発行権限が及ぶか否かを示す。このようなテーブルを管理することで、たとえば、ユーザ２に付与されている暗号コマンドや復号コマンドの発行権限を、前述のユーザ１が生成した鍵（ＫＥＹ１）のみに限定するといったことが可能となる。つまり、ユーザ２がＫＥＹ２やＫＥＹ３を使ってデータの暗号化や暗号データの復号を行うことは禁止することができる。
【0083】
ユーザ３は、復号コマンドの発行権限を持っていないので、たとえばユーザ１が生成した対称鍵（共通鍵）を使って、データを暗号化することはできるが、暗号データを復号することはできない。
【0084】
なお、ある一般ユーザ用ＩＤについて、いずれのコマンドの発行権限も持たない設定を行うことも可能である。この一般ユーザ用ＩＤで認証が成立した場合、ＳＳＤ１は、自己暗号ストレージとしてのみ機能する。
【0085】
このように、たとえばＴＣＧ仕様に準拠する認証機能を適用することで、実施形態のＳＳＤ１は、ＨＳＭ相当の各種コマンドの発行権限を管理する仕組みを構築することができる。
【0086】
以上のように、実施形態のＳＳＤ１は、自己暗号ストレージとして有する既存の暗復号機能を活用することで、暗号鍵を安全に管理する機能の導入コストを抑えることを実現する。また、ＨＳＭなどと称される専用ハードウェアと比較して、管理できる暗号鍵の数を大幅に増加させることができる。さらに、たとえばストレージ向けに策定されたＴＣＧ仕様に準拠する認証機能を適用することで、ＨＳＭ相当の各種コマンドの発行権限を管理する仕組みを構築することができる。
【0087】
なお、以上では、データの暗号化および復号について共通鍵暗号方式が利用されることを想定して説明を行ったが、データの復号について公開鍵暗号方式が利用されることも可能である。たとえば、ホスト２は非対称鍵の生成を要求する鍵生成コマンドを発行する。ＳＳＤ１は秘密鍵および公開鍵を生成する。ホストは、ホスト２宛てにデータを送信する送信者とホスト２の間で、公開鍵を共有する。共有の方法は任意である。データは、送信者によってホスト２の公開鍵を用いて暗号化され、ホスト２宛に送信される。暗号化されているデータを受信したら、秘密鍵の鍵ＩＤと暗号データとを含む復号コマンドを発行することで、暗号データを復号する。この場合も、秘密鍵はＳＳＤ１の外に出力されることなく安全に管理される。
【0088】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0089】
１…メモリシステム（ＳＳＤ）、２…ホスト、１０…コントローラ、１１…ＣＰＵ、１２…インターフェース、１３…暗号エンジン、１４…暗復号ハードウェア、２０…揮発性メモリ（ＤＲＡＭ）、３０…不揮発性メモリ（ＮＡＮＤ）、３１…システムデータ領域、３２…ユーザデータ領域、１０１…鍵管理コマンド処理部、１０２…認証処理部、１０３…暗号制御部、１０４…鍵管理部、１５０…暗復号機能部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】