特開 2024-60724 秘密情報の管理方法及び半導体装置

(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】P2024060724

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】秘密情報の管理方法及び半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/10 20060101AFI20240425BHJP

   H04L 9/08 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

H04L9/10 A

H04L9/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022168177

(22)【出願日】2022-10-20

(71)【出願人】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】濱口 晃

(72)【発明者】

【氏名】岩谷 祐一

(57)【要約】

【課題】破棄フェーズにおける鍵情報を確実に無効化でき、かつシステムの起動もできない秘密情報の管理方法を提供する。
【解決手段】秘密情報と、秘密情報が使用される運用フェーズと秘密情報が無効化される破棄フェーズとを定義するライフサイクルフラグと、を有する情報が書き込まれたＯＴＰメモリ領域と、ＯＴＰメモリ領域の情報を読み出すシーケンサと、シーケンサに読み出されたＯＴＰメモリ領域の情報を格納するレジスタと、を備えるＯＴＰモジュールと、を備える半導体装置の秘密情報の管理方法であって、プロセッサが、運用フェーズから破棄フェーズへの移行条件が満たされたと認識したとき、セキュリティモジュールに破棄フェーズへの移行を要求することで、秘密情報を無効にさせ、半導体装置の稼働を停止させる秘密情報の管理方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

秘密情報と、前記秘密情報が使用される運用フェーズと前記秘密情報が無効化される破棄フェーズとを定義するライフサイクルフラグと、を有する情報が書き込まれたＯＴＰ（One Time Programable）メモリ領域と、前記ＯＴＰメモリ領域の情報を読み出すシーケンサと、前記シーケンサに読み出された前記ＯＴＰメモリ領域の情報を格納するレジスタと、を備えるＯＴＰモジュールと、
前記レジスタと専用線で接続され、前記秘密情報が転送され、前記秘密情報を使用するセキュリティモジュールと、
前記セキュリティモジュールに処理を要求する及び前記運用フェーズから前記破棄フェーズへの移行を認識するプロセッサと、
を備える半導体装置の秘密情報の管理方法であって、
前記プロセッサが、前記運用フェーズから前記破棄フェーズへの移行条件が満たされたと認識したとき、前記セキュリティモジュールに前記運用フェーズから前記破棄フェーズへの移行を要求することで、前記秘密情報を無効にさせ、前記半導体装置の稼働を停止させる秘密情報の管理方法。

【請求項2】

前記セキュリティモジュールは、前記ライフサイクルフラグに前記破棄フェーズのフラグを書き込む、請求項１に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項3】

前記秘密情報の無効化及び前記半導体装置の稼働停止は、ファームウェアが前記セキュリティモジュールに読み込まれることによって行われる、請求項２に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項4】

前記半導体装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、
前記ファームウェアは、前記ＲＯＭに書き込まれている、請求項３に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項5】

前記セキュリティモジュールが前記秘密情報をランダム値またはゼロ値で上書きすることで前記秘密情報は無効にされる、請求項４に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項6】

前記運用フェーズにおいて、前記秘密情報が書き換えられないように前記ＯＴＰメモリ領域への書き込み制御を無効にする、請求項５に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項7】

前記破棄フェーズにおいて、前記秘密情報を上書きできるように前記ＯＴＰメモリ領域への書き込み制御を有効にする、請求項６に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項8】

前記秘密情報の上書きは、前記半導体装置に電源が入れられるたびに前記ファームウェアによって行われる、請求項５に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項9】

前記半導体装置の稼働停止は、前記セキュリティモジュールが前記秘密情報を無効にした後以降の処理を停止することで行われる、請求項８に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項10】

前記秘密情報の無効化は、前記セキュリティモジュールから破棄フェーズ要求を送信された前記シーケンサが、前記ライフサイクルフラグに前記破棄フェーズのフラグを書き込み、前記秘密情報を上書きすることによって行われる、請求項１に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項11】

前記セキュリティモジュールから破棄フェーズ要求を送信された前記シーケンサは、前記レジスタに格納された前記秘密情報をマスクし、前記レジスタに格納されたライフサイクルフラグを更新する、請求項１０に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項12】

前記秘密情報は、ランダム値またはゼロ値で上書きされることで無効にされる、請求項１０に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項13】

前記秘密情報の上書きは、前記半導体装置に電源が入れられるたびに前記シーケンサによって行われる、請求項１２に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項14】

前記半導体装置の稼働停止は、前記セキュリティモジュールが、前記破棄フェーズに移行したことを認識して前記プロセッサからのサービス要求を停止することによって行われる、請求項１０に記載の秘密情報の管理方法。

【請求項15】

秘密情報と、前記秘密情報が使用される運用フェーズと前記秘密情報が無効化される破棄フェーズとを定義するライフサイクルフラグと、を有する情報が書き込まれたＯＴＰ（One Time Programable）メモリ領域と、前記ＯＴＰメモリ領域の情報を読み出すシーケンサと、前記シーケンサに読み出された前記ＯＴＰメモリ領域の情報を格納するレジスタと、を備えるＯＴＰモジュールと、
前記レジスタと専用線で接続され、前記秘密情報が転送されるセキュリティモジュールと、
前記セキュリティモジュールに処理を要求する及び前記運用フェーズから前記破棄フェーズへの移行を認識するプロセッサと、
を備える半導体装置であって、
前記プロセッサが、前記運用フェーズから前記破棄フェーズへの移行条件が満たされたと認識したとき、前記セキュリティモジュールに前記運用フェーズから前記破棄フェーズへの移行を要求することで、前記秘密情報を無効にさせ、前記半導体装置の稼働を停止させる半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は秘密情報の管理方法及び半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車分野では、コネクテッドやＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance Systems、先進運転支援システム）の発達に伴い、車載カメラ、ドライブレコーダ、カーナビゲーションといった車載電子機器が多く設置されるようになった。車載電子機器は、ユーザのプライベートな情報を暗号化する暗号鍵や他の機器との通信を暗号化する暗号鍵を安全に保管する必要がある。一般的に暗号鍵のような秘密情報は、ソフトウェアからアクセスできないＯＴＰ（One Time Programable）メモリ領域に書かれ堅牢に守られている。また、自動車の鍵管理は、車両ライフサイクルのフェーズにおいても一貫したセキュリティの担保が求められる。

【0003】

ところで、特許文献１には、外部から取り込まれた暗号化遊技プログラムをあらかじめ格納手段に格納された鍵を用いて復号化し、該復号化された遊技プログラムを不揮発性記憶手段に書き込んだ後、鍵を消去又は意味のないコードに変更することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－１３７６０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では製造フェーズで遊技プログラムを安全にＲＯＭに書き込むために使われる１度きりの暗号鍵が想定されていることに対して、上記車載電子機器では、運用フェーズで繰り返し使われる暗号鍵を想定している。
つまり、特許文献１の暗号鍵は運用フェーズでは消滅していることを意味している。

【0006】

したがって、運用フェーズ後の破棄フェーズでは、悪意のある第三者に暗号鍵が搾取され、車両に保管されているユーザのプライベート情報などの秘密データが復元されないように暗号鍵の無効化が求められている。そこで、本開示は、車両のライフサイクルの状態に破棄フェーズを定義し、破棄フェーズに移行した場合、ＯＴＰメモリ領域に格納されている秘密情報を無効化し、それ以降のシステム稼働を停止させることを目的とする。

【0007】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一実施の形態によれば、秘密情報の管理方法は、プロセッサが、運用フェーズから破棄フェーズへの移行条件が満たされたと認識したとき、セキュリティモジュールに運用フェーズから破棄フェーズへの移行を要求することで、秘密情報を無効にさせ、半導体装置の稼働を停止させるものである。

【発明の効果】

【0009】

前記一実施の形態によれば、破棄フェーズにおける鍵情報を確実に無効化でき、かつシステムの起動もできないため悪意の第三者による鍵情報の搾取が不可能となり、ユーザの資産を安全に守ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１にかかる半導体装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態１にかかる半導体装置のライフサイクルフラグの構成例を示す図である。

【図3】実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の運用フェーズから破棄フェーズに移行するフローチャートである。

【図4】実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の破棄フェーズのフローチャートである。

【図5】実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の破棄フェーズの変形例のフローチャートである。

【図6】実施の形態１にかかる半導体装置の変形例の構成を示すブロック図である。

【図7】実施の形態２にかかる半導体装置の構成を示すブロック図である。

【図8】実施の形態２にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の運用フェーズから破棄フェーズに移行するフローチャートである。

【図9】実施の形態２にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の破棄フェーズのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0012】

（実施の形態１にかかる半導体装置の説明）
図１は、実施の形態１にかかる半導体装置の構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１にかかる半導体装置のライフサイクルフラグの構成例を示す図である。図１及び２を参照しながら、実施の形態１にかかる半導体装置を説明する。

【0013】

半導体装置（ＳｏＣ（System on a Chip））１０が、Ｗｅｂサーバからのユーザデータを暗号化し、外部ストレージ２０に情報を格納する例について説明する。半導体装置１０は、ＯＴＰモジュール１００と、ハードウェアセキュリティモジュール（ＨＳＭ（Hardware Security Module）２００と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３００と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４００と、イーサネット（Ethernet）５００と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６００と、メモリコントローラ（Memory Controller）７００とを備える。

【0014】

ＯＴＰモジュール１００は、ＯＴＰメモリ領域１０１と、リセットシーケンサ１０３と、レジスタ１０５とを備える。ＯＴＰメモリ領域１０１は、Ｎｏｎ－Ｓｅｃｕｒｅ領域とＳｅｃｕｒｅ領域に分離されている。Ｎｏｎ－Ｓｅｃｕｒｅ領域は、ライフサイクルフラグ（Life Cycle Flag）１１１を格納する。Ｓｅｃｕｒｅ領域は、暗号鍵（秘密情報）１１３を格納する。Ｎｏｎ－Ｓｅｃｕｒｅ領域は、ＣＰＵから読み出し可／書き込み不可、ＨＳＭから読み出し可／書き込み可とされる。Ｓｅｃｕｒｅ領域は、ＣＰＵから読み出し不可／書き込み不可、ＨＳＭから読み出し可／書き込み可とされ、堅牢に守られている。

【0015】

リセットシーケンサ１０３は、電源が入れられ、リセットされたときに１回だけＯＴＰメモリ領域１０１を能動的に読み出すハードウェアシーケンサ（シーケンサ）である。

【0016】

レジスタ１０５は、リセットシーケンサ１０３により読み出されたＯＴＰメモリ領域１０１のデータを格納する。レジスタ１０５は、Ｎｏｎ－Ｓｅｃｕｒｅ領域情報１１５とＳｅｃｕｒｅ領域情報１１７とを格納する。レジスタ１０５に格納されたＮｏｎ－Ｓｅｃｕｒｅ領域情報１１５は、ＣＰＵ３００／ＨＳＭ２００からの読み出しのみ可能である。レジスタ１０５は、専用線で他のモジュールに接続され、Ｓｅｃｕｒｅ領域情報１１７が通信される。ここでは、Ｓｅｃｕｒｅ領域情報１１７は、暗号鍵であり、レジスタ１０５は、ＨＳＭ２００に接続される。

【0017】

ＨＳＭ２００は、データの暗号化と復号、及びデジタル署名と証明書の生成に使用される鍵を保護、管理することで暗号化プロセスをセキュアに保つ、強化された耐タンパ性機能付きハードウェアデバイスである。ＨＳＭ２００は、レジスタ１０５と専用線で接続され、暗号鍵である秘密情報が転送される。ＨＳＭ２００は、転送された秘密情報を使用して外部ストレージ２０の暗号化された情報を読み出す。

【0018】

ＣＰＵ３００は、ＨＳＭ２００に処理を要求する及び運用フェーズから破棄フェーズへの移行を認識するプロセッサである。ＣＰＵ３００は、ＨＳＭ２００に運用フェーズから破棄フェーズへの移行条件が満たされたと認識したとき、ＨＳＭ２００に運用フェーズから破棄フェーズへの移行を要求する。また、他にもＣＰＵ３００は、半導体装置１０全体の制御を行う。例えばＣＰＵ３００は、外部ストレージ２０に保存されたソフトウェアをＲＡＭに展開して情報の処理を行う。

【0019】

ＲＯＭ４００は、記録されている情報の読み出しのみが可能な記憶装置である。ＲＯＭは、ＢＩＯＳ、ファームウェアなど書き換えられては困る情報、書き換える必要のない情報が記録されている。ファームウェアは、半導体装置１０に内蔵されるソフトウェアで、本体内部の回路や装置などの基本的な制御を司る。ファームウェアは、半導体装置１０の起動後にすぐに展開され、制御を開始する。

【0020】

イーサネット５００は、コンピュータネットワークにおいて信号をやり取りするために用いられている規格である。ここでは、イーサネット５００は、半導体装置１０が外部と情報を連絡するために用いられている。

【0021】

ＲＡＭ６００は、半導体装置１０が動作しているときに、外部ストレージ２０から読み出された情報や処理結果を一時的に記憶する。ＲＡＭ６００は、電源を切ると情報が消える。例えば、ＲＡＭ６００は、外部ストレージ２０に格納されている暗号化された情報を復号化して一時的に保存する機能を有する。

【0022】

メモリコントローラ７００は、ＲＡＭ６００のデータの読み出し、書き出しなどメインメモリのインタフェースを統括する機能またはＬＳＩ（Large Scale Integration、高密度集積回路）である。

【0023】

実施の形態のシステムは、外部ストレージ２０としてセキュアストレージデバイス（Secure Storage device）を備える。外部ストレージ２０は、ＣＰＵ３００に読み込まれ、ＲＡＭ６００上に展開されて処理を実行するプログラムデータ８０１が記録されている。また、外部ストレージ２０は、暗号鍵で暗号化されたユーザデータ１、ユーザデータ２、ユーザデータ３が記録されている。

【0024】

図２にライフサイクルフラグの構成例を示す。ライフサイクルフラグは、以下に示すような開発フェーズ、製造フェーズ、運用フェーズ、及び破棄フェーズを定義する。
開発フェーズ：ＯＴＰメモリ領域上の暗号鍵はブランク
製造フェーズ：ＯＴＰメモリ領域上の暗号鍵の登録
運用フェーズ：ＯＴＰメモリ領域上の暗号鍵の更新禁止
破棄フェーズ：ＯＴＰメモリ領域上の暗号鍵の無効化
ライフサイクルフラグは、１が追記されることで次のフェーズに移行する。したがって、ライフサイクルは、戻ることがない。

【0025】

（実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の説明）
図３は、実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の運用フェーズから破棄フェーズに移行するフローチャートである。図４は、実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の破棄フェーズのフローチャートである。図５は、実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の破棄フェーズの変形例のフローチャートである。図３乃至５を参照しながら、実施の形態１にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法を説明する。

【0026】

図３に示すように、運用フェーズにおいて、半導体装置１０に電源を入れてリセット解除（ステップＳ３０１）する。次に、ＯＴＰモジュール１００のリセットシーケンサ１０３は、ＯＴＰメモリ領域１０１の情報をＯＴＰモジュール１００内のレジスタ１０５に格納する（ステップＳ３０２）。次に、レジスタ１０５は、暗号鍵１１３を専用線でＨＳＭ２００に転送する（ステップＳ３０３）。ＨＳＭ２００は、ＲＯＭ４００からブートコードをロードし、ＯＴＰメモリ領域１０１のライフサイクルフラグ１１１を読み出し、運用フェーズであることを認識する。その後、ＨＳＭ２００は、半導体装置１０のシステムの初期設定を実施する（ステップＳ３０４）。そしてＨＳＭ２００は、外部ストレージ２０からＣＰＵ３００のプログラムを半導体装置１０内部のＲＡＭ６００に展開し、ＣＰＵ３００をキックする（ステップＳ３０５）。ＣＰＵ３００は、通常動作を開始する（ステップＳ３０６）。

【0027】

ＣＰＵ３００は、破棄フェーズの所定条件を認識したとき（ステップＳ３０７）、ＨＳＭ２００に運用フェーズから破棄フェーズへの移行を要求する（ステップＳ３０８）。そして、ＨＳＭ２００は、ＯＴＰメモリ領域１０１のライフサイクルフラグ１１１を追記して（ステップＳ３０９）終了する。

【0028】

図４に示すように、破棄フェーズにおいて、半導体装置１０に電源を入れてリセット解除（ステップＳ４０１）する。次に、ＯＴＰモジュール１００のリセットシーケンサ１０３は、ＯＴＰメモリ領域１０１の情報をＯＴＰモジュール１００内のレジスタ１０５に格納する。ＨＳＭ２００は、ＲＯＭ４００からファームウェアであるブートコードをロードし、ＯＴＰメモリ領域１０１のライフサイクルフラグ１１１を読み出し、破棄フェーズであることを認識する（ステップＳ４０２）。その後、ＨＳＭ２００は、ＯＴＰメモリ領域１０１の暗号鍵１１３をランダム値またはゼロ値で上書きする（ステップＳ４０３）。ＨＳＭ２００は、その後の処理を停止することで、半導体装置１０の稼働を停止できる。

【0029】

このように、破棄フェーズでは電源を入れられるごとに、ＯＴＰメモリ領域１０１の暗号鍵１１３をランダム値またはゼロ値で上書きする。そのため暗号鍵１１３の上書き中に電源が切れ、書き込み不良が生じた場合でも次回以降に電源を入れたときに暗号鍵を上書きするため書き込み不良をリカバリできる。

【0030】

図５に、破棄フェーズの変形例のフローチャートを示す。図５に示すように、半導体装置１０に電源を入れてリセット解除（ステップＳ５０１）する。次に破棄フェーズであるか否か判定される（ステップＳ５０２）。破棄フェーズである場合、ＯＴＰメモリ領域１０１の暗号鍵１１３の無効化フラグが書き込まれているか否か判定される（ステップＳ５０３）。例えば、暗号鍵無効化フラグは、図２に示したライフサイクルフラグに追記されてもよい。破棄フェーズに入って初めて電源を入れられた場合または暗号鍵を上書き中に電源が切れた場合、暗号鍵無効化フラグに書き込みが行われないため再度暗号鍵の無効化処理が行われる（ステップＳ５０４）。

【0031】

そして、ＨＳＭ２００は、無効化フラグが書き込まれていない場合、暗号鍵無効化フラグを書き込む（ステップＳ５０５）。その後、ＨＳＭ２００は、その後の処理を停止することで、半導体装置１０の稼働を停止する。暗号鍵無効化フラグを設けることで、ＯＴＰメモリ領域の暗号鍵が確実に無効化されていることを認識できる。

【0032】

（実施の形態１にかかる半導体装置の変形例の説明）
図６は、実施の形態１にかかる半導体装置の変形例の構成を示すブロック図である。図６を参照しながら、実施の形態１にかかる半導体装置の変形例を説明する。

【0033】

実施の形態１では、Ｓｅｃｕｒｅ領域は、ＨＳＭ２００によって書き込み可能とされていた。図６に示すように、本変形例の半導体装置１１は、書き込みシーケンサ１０７を備える。書き込みシーケンサ１０７は、ＨＳＭ２００の指示に基づいてＳｅｃｕｒe領域の暗号鍵を書き換えることができる。しかしながら、ライフサイクルフラグが運用フェーズである場合、書き込みシーケンサ１０７は、機能を無効にされる。そして、ライフサイクルフラグが破棄フェーズである場合、書き込みシーケンサ１０７は、機能を有効にされる。そのため、運用フェーズではＨＳＭ２００も暗号鍵１１３を更新できず、鍵の完全性をより堅牢に守ることができる。

【0034】

（実施の形態２にかかる半導体装置の説明）
図７は、実施の形態２にかかる半導体装置の構成を示すブロック図である。図７を参照しながら、実施の形態２にかかる半導体装置を説明する。

【0035】

実施の形態２にかかる半導体装置１２は、実施の形態１の半導体装置１０とリセットシーケンサ１０３の機能が異なる。また、実施の形態２にかかる半導体装置１２は、レジスタ１０５にマスク回路１１９を備える。

【0036】

リセットシーケンサ１０３は、半導体装置１２に電源を入力した後１回だけＯＴＰメモリ領域１０１を能動的に読み出す機能を有する（ア）。また、リセットシーケンサ１０３は、ＨＳＭ２００からのＯＴＰメモリ領域の暗号鍵無効化要求（破棄フェーズ要求）により暗号鍵を無効化する機能を有する（イ）。さらにリセットシーケンサ１０３は、暗号鍵１１３をマスクするデータをレジスタ１０５のマスク回路１１９に転送する機能を有する（ウ）。

【0037】

レジスタ１０５のマスク回路１１９は、リセットシーケンサ１０３により読み出されたＯＴＰメモリ領域１０１の暗号鍵１１３などの秘密情報のデータをマスクするデータを格納する。

【0038】

このような構成により、暗号鍵の無効化をハードウェアであるシーケンサで実施でき、よりフォールト攻撃等の非侵襲攻撃の耐性を向上できる。また、マスク回路により、破棄フェーズ移行後、暗号鍵の利用ができなくなるため、鍵の無効化要求からリセットを入れるまでの間においても、暗号鍵の利用を防ぐことができる。

【0039】

（実施の形態２にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の説明）
図８は、実施の形態２にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の運用フェーズから破棄フェーズに移行するフローチャートである。図９は、実施の形態２にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法の破棄フェーズのフローチャートである。図８及び９を参照しながら、実施の形態２にかかる半導体装置の秘密情報の管理方法を説明する。

【0040】

実施の形態２にかかる半導体装置の運用フェーズから破棄フェーズへの移行を説明する。図８に示すように、半導体装置１２に電源を入力してリセット解除（ステップＳ８０１）する。次に、ＯＴＰモジュール１００のリセットシーケンサ１０３は、ＯＴＰメモリ領域１０１のライフサイクルフラグ１１１が運用フェーズであることを認識する。その後、リセットシーケンサ１０３は、ＯＴＰメモリ領域１０１の情報を読み出し、ＯＴＰモジュール１００内のレジスタ１０５に格納する（ステップＳ８０２）。

【0041】

レジスタ１０５は、暗号鍵とライフサイクルフラグを専用線でＨＳＭ２００に転送する（ステップＳ８０３）。ＨＳＭ２００は、ＲＯＭ４００からブートコードをロードし、ＯＴＰモジュール１００のレジスタ１０５から転送されたライフサイクルフラグが運用フェーズであることを認識する。その後、ＨＳＭ２００は、半導体装置１２のシステムの初期設定を実施する（ステップＳ８０４）。

【0042】

ＨＳＭ２００は、外部ストレージ２０からＣＰＵ３００のプログラムを半導体装置１２内のＲＡＭ６００に展開し、ＣＰＵ３００をキックする（ステップＳ８０５）。ＣＰＵ３００は、通常動作を開始する（ステップＳ８０６）。

【0043】

ＣＰＵ３００は、破棄フェーズの所定条件を認識し（ステップＳ８０７）、ＨＳＭ２００に破棄フェーズへの移行を要求する（ステップＳ８０８）。ＨＳＭ２００は、ＯＴＰモジュール１００のリセットシーケンサ１０３に破棄フェーズ要求を送信する（ステップＳ８０９）。

【0044】

リセットシーケンサ１０３は、ＯＴＰメモリ領域１０１の破棄フェーズのライフサイクルフラグ１１１を追記し、暗号鍵１１３をランダム値またはゼロ値で上書きする（ステップＳ８１０）。そして、リセットシーケンサ１０３は、レジスタ１０５に格納されている暗号鍵をマスクするデータ（ランダム化またはゼロ化）とライフサイクルフラグの更新値（運用フェーズから破棄フェーズへ）をレジスタ１０５に送信する（ステップＳ８１１）。

【0045】

レジスタ１０５は、マスク回路１１９にマスクデータを設定し、暗号鍵を無効化する（ステップＳ８１２）。また、レジスタ１０５は、ライフサイクルフラグを更新する。そして、ＨＳＭ２００は、ライフサイクルフラグが破棄フェーズになったことを認識し、ＣＰＵ３００からのサービス要求を停止して（ステップＳ８１３）終了する。このように、破棄フェーズに移行後、すぐに半導体装置１２を稼働停止できる。

【0046】

実施の形態２にかかる半導体装置の破棄フェーズにおける動作を説明する。図９に示すように、破棄フェーズにおいて、半導体装置１２に電源を入力してリセット解除（ステップＳ９０１）する。次に、ＯＴＰモジュール１００のリセットシーケンサ１０３は、ＯＴＰメモリ領域１０１のライフサイクルフラグ１１１を読み出し、破棄フェーズであることを認識する（ステップＳ９０２）。そして、リセットシーケンサ１０３は、ライフサイクルフラグの情報のみＯＴＰモジュール１００内のレジスタ１０５に格納する（ステップＳ９０３）。

【0047】

ここで、リセットシーケンサ１０３は、破棄フェーズであることを認識するたびに暗号鍵の無効化処理を実施してもよい。この場合、運用フェーズにおける暗号鍵の無効化処理中に半導体装置１２の電源が切れた場合の書き込み不良をリカバリできる。

【0048】

ＨＳＭ２００は、ＲＯＭ４００からブートコードをロードし、ＯＴＰモジュール１００のレジスタ１０５から転送されたライフサイクルフラグが破棄フェーズであることを認識する。その後、ＨＳＭ２００は、他のモジュールからのサービスを停止して（ステップＳ９０４）終了する。

【0049】

このようにすることで、暗号鍵無効化をハードウェアであるシーケンサで実施することにより、フォールト攻撃等の非侵襲攻撃への耐性を向上できる。また、マスク回路により、破棄フェーズ移行後、暗号鍵の利用ができなくなるため、鍵の無効化要求からリセットを入れるまでの間においても、暗号鍵の利用を防ぐことができる。

【0050】

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0051】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0052】

１０ 半導体装置
１１ 半導体装置
１２ 半導体装置
２０ 外部ストレージ
１００ ＯＴＰモジュール
１０１ ＯＴＰメモリ領域
１０３ リセットシーケンサ
１０５ レジスタ
１０７ 書き込みシーケンサ
１１１ ライフサイクルフラグ
１１３ 暗号鍵
１１５ Ｎｏｎ－Ｓｅｃｕｒｅ領域情報
１１７ Ｓｅｃｕｒｅ領域情報
１１９ マスク回路
２００ ＨＳＭ
３００ ＣＰＵ
４００ ＲＯＭ
５００ イーサネット
６００ ＲＡＭ
７００ メモリコントローラ
８０１ プログラムデータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】