特表 2024-512933 信頼できるフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-21

(54)【発明の名称】信頼できるフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/10 20060101AFI20240313BHJP

   G06F 21/76 20130101ALI20240313BHJP

【ＦＩ】

H04L9/10 A

G06F21/76

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023556778

(86)(22)【出願日】2022-03-16

(85)【翻訳文提出日】2023-09-14

(86)【国際出願番号】 EP2022056885

(87)【国際公開番号】W WO2022207328

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】17/218,496

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390009531

【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112690

【弁理士】

【氏名又は名称】太佐 種一

(74)【代理人】

【識別番号】100120710

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】プルーチャート、ジーン－オリヴァー

(72)【発明者】

【氏名】クマール、アーヴィンド

(72)【発明者】

【氏名】フェイファー、ダーク

(72)【発明者】

【氏名】安藤 崇志

(57)【要約】

不正防止フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を作り出すこと、および不正防止ＦＰＧＡをリモートに再プログラミングすることへのアプローチ。１つの態様では、暗号鍵がＦＰＧＡの物理複製困難関数（ＰＵＦ）に格納されているかどうかを判定すること。さらに、暗号鍵がＰＵＦに格納されていないことに応答して、ＦＰＧＡの配線工程（ＢＥＯＬ）に関連付けられた不正防止メモリに暗号鍵を書き込むこと。別の態様では、プログラム鍵およびルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を不正防止メモリに書き込むこと。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

不正防止フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を作り出すためのコンピュータ実行方法であって、前記コンピュータ実行方法が、
１つまたは複数のプロセッサによって、暗号鍵が前記ＦＰＧＡの物理複製困難関数（ＰＵＦ）に格納されているかどうかを判定することと、
前記暗号鍵がＰＵＦに格納されていないことに応答して、前記１つまたは複数のプロセッサによって、前記ＦＰＧＡの配線工程（ＢＥＯＬ）に関連付けられた不正防止メモリに暗号鍵を書き込むことと、
前記１つまたは複数のプロセッサによって、前記不正防止メモリにプログラム鍵を書き込むことと、
前記１つまたは複数のプロセッサによって、前記不正防止メモリにルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を書き込むことと
を含む、コンピュータ実行方法。

【請求項2】

前記不正防止メモリが、抵抗変化型ランダム・アクセス・メモリ（ＲＲＡＭ）、スピン・トランスファ（ＳＴ）ＲＲＡＭ、またはスピン・トランスファ・トルク（ＳＴＴ）ＲＲＡＭのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項3】

前記ＦＰＧＡの第１の部分が、信頼できない半導体製造工場で製造され、残りの部分が、信頼できる半導体製造工場で製造される、請求項１または２に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項4】

前記第１の部分が、前記ＦＰＧＡの基板工程（ＦＥＯＬ）であり、前記残りの部分が、前記ＦＰＧＡの前記ＢＥＯＬである、請求項３に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項5】

前記ＦＰＧＡが、前記ＬＵＴによる使用のための前記ＦＥＯＬにおける１つまたは複数のマルチプレクサをさらに備える、請求項４に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項6】

前記ＦＰＧＡが、前記ＬＵＴによる使用のための前記ＦＥＯＬにおける１つまたは複数のフリップ・フロップをさらに備える、請求項４に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項7】

前記ＰＵＦが、前記不正防止メモリに実装される、請求項２に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項8】

前記暗号鍵が、プライベート・クラウドの信頼できるデータベースに格納され、信頼できる施設で前記ＦＰＧＡに書き込まれる、請求項１ないし７のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。

【請求項9】

フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）の不正防止リモート再プログラミングのためのコンピュータ実行方法であって、前記コンピュータ実行方法が、
１つまたは複数のプロセッサによって、リモートＦＰＧＡからの再プログラミング・リクエストを受け取ることと、
前記１つまたは複数のプロセッサによって、ランダム初期化ベクトルを生成することと、
前記１つまたは複数のプロセッサによって、前記リモートＦＰＧＡと共有された暗号鍵でプログラミング鍵およびビット・ファイルを暗号化することと、
前記１つまたは複数のプロセッサによって、前記ランダム初期化ベクトル、前記暗号化済プログラミング鍵、および前記暗号化済ビット・ファイルを前記ＦＰＧＡに送ることと
を含む、コンピュータ実行方法。

【請求項10】

前記暗号化が、対称暗号化である、請求項９に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項11】

前記ビット・ファイルが、ＬＵＴのためのブール論理を備える、請求項９または１０に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項12】

前記暗号鍵が、前記ＦＰＧＡ上の配線工程（ＢＥＯＬ）に関連付けられた不正防止メモリに格納される、請求項９ないし１１のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。

【請求項13】

前記不正防止メモリが、抵抗変化型ランダム・アクセス・メモリ（ＲＲＡＭ）、スピン・トランスファ（ＳＴ）ＲＲＡＭ、またはスピン・トランスファ・トルク（ＳＴＴ）ＲＲＡＭのうちの少なくとも１つである、請求項１２に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項14】

前記１つまたは複数のプロセッサによって、復号された暗号化済プログラミング鍵と、前記不正防止メモリに格納されたローカル・プログラミング鍵との間のマッチを指示する確認応答を受け取ること
をさらに含む、請求項１２に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項15】

前記暗号化済プログラミング鍵が、前記不正防止メモリに格納された前記暗号鍵で復号される、請求項１４に記載のコンピュータ実行方法。

【請求項16】

不正防止フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を作り出すためのコンピュータ・システムであって、前記コンピュータ・システムが、
１つまたは複数のコンピュータ・プロセッサと、
１つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体と、
前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによる実行のために前記１つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納されたプログラム命令であって、前記プログラム命令が、
暗号鍵が前記ＦＰＧＡの物理複製困難関数（ＰＵＦ）に格納されているかどうかを判定するためのプログラム命令、
前記暗号鍵がＰＵＦに格納されていないことに応答して、前記ＦＰＧＡの配線工程（ＢＥＯＬ）に関連付けられた不正防止メモリに暗号鍵を書き込むためのプログラム命令、
前記不正防止メモリにプログラム鍵を書き込むためのプログラム命令、および
前記不正防止メモリにルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を書き込むためのプログラム命令
を含む、前記プログラム命令と
を備える、コンピュータ・システム。

【請求項17】

前記不正防止メモリが、抵抗変化型ランダム・アクセス・メモリ（ＲＲＡＭ）、スピン・トランスファ（ＳＴ）ＲＲＡＭ、またはスピン・トランスファ・トルク（ＳＴＴ）ＲＲＡＭのうちの少なくとも１つである、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記ＦＰＧＡの基板工程（ＦＥＯＬ）が、信頼できない半導体製造工場で製造され、前記ＢＥＯＬが、信頼できる半導体製造工場で製造される、請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

前記ＦＰＧＡが、前記ＬＵＴによる使用のための前記ＦＥＯＬにおける１つまたは複数のマルチプレクサ、および前記ＬＵＴによる使用のための前記ＦＥＯＬにおける１つまたは複数のフリップ・フロップをさらに備える、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記ＰＵＦが、前記不正防止メモリに実装される、請求項１６に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一般に、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）に関し、より詳細には、ＦＰＧＡの暗号化回路をセキュアにすることに関する。

【背景技術】

【0002】

ＦＰＧＡは、フラッシュ・メモリに格納された、またはフラッシュ・カードに格納された、ネットワーク接続を通じて典型的にダウンロードされたビット・ファイルで構成される。通常、ビット・ファイルが暗号化されたとしても、ビット・ファイルをセキュアにするために使用される暗号鍵は、暗号鍵がスタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）または埋め込まれたフラッシュに格納されるので、ＦＰＧＡに対するサイド・チャネル攻撃またはピコ秒撮像回路分析（ＰＩＣＡ）などの技術によって発見される恐れがある。暗号鍵が発見されると、ビット・ファイルは、修正またはリバース・エンジニアリングあるいはその両方が行われる恐れがある。このセキュリティ違反の結果は、システムに不正チップおよびコードを導入することと同等である。

【発明の概要】

【0003】

本発明の１つの態様によれば、不正防止フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を作り出すためのコンピュータ実行方法が提供され、コンピュータ実行方法は、１つまたは複数のプロセッサによって、暗号鍵がＦＰＧＡの物理複製困難関数（ＰＵＦ：physical unclonable function）に格納されているかどうかを判定することと、暗号鍵がＰＵＦに格納されていないことに応答して、１つまたは複数のプロセッサによって、ＦＰＧＡの配線工程（ＢＥＯＬ：back end of the line）に関連付けられた不正防止メモリ（tamper resistant memory）に暗号鍵を書き込むことと、１つまたは複数のプロセッサによって、不正防止メモリにプログラム鍵を書き込むことと、１つまたは複数のプロセッサによって、不正防止メモリにルックアップ・テーブル（ＬＵＴ：look-up table）を書き込むこととを含む。

【0004】

本発明の別の態様によれば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）の不正防止リモート再プログラミングのためのコンピュータ実行方法が提供され、コンピュータ実行方法は、１つまたは複数のプロセッサによって、リモートＦＰＧＡからの再プログラミング・リクエストを受け取ることと、１つまたは複数のプロセッサによって、ランダム初期化ベクトルを生成することと、１つまたは複数のプロセッサによって、リモートＦＰＧＡと共有された暗号鍵でプログラミング鍵およびビット・ファイルを暗号化することと、１つまたは複数のプロセッサによって、ランダム初期化ベクトル、暗号化済プログラミング鍵、および暗号化済ビット・ファイルをＦＰＧＡに送ることとを含む。

【0005】

本発明の別の態様によれば、不正防止フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を作り出すためのコンピュータ・システムが提供され、コンピュータ・システムは、１つまたは複数のコンピュータ・プロセッサと、１つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体と、１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによる実行のために１つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納されたプログラム命令であって、プログラム命令が、暗号鍵がＦＰＧＡの物理複製困難関数（ＰＵＦ）に格納されているかどうかを判定するためのプログラム命令、暗号鍵がＰＵＦに格納されていないことに応答して、ＦＰＧＡの配線工程（ＢＥＯＬ）に関連付けられた不正防止メモリに暗号鍵を書き込むためのプログラム命令、不正防止メモリにプログラム鍵を書き込むためのプログラム命令、および不正防止メモリにルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を書き込むためのプログラム命令を含む、プログラム命令とを備える。

【0006】

本発明の他の態様および実施形態は、図面と共に行われるとき、本発明の諸原理を例として示す、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態による、クラウド・コンピューティング環境の図である。

【図2】本発明の実施形態による、抽象化モデル層の図である。

【図3】本発明の実施形態による、高レベル・アーキテクチャの図である。

【図4】本発明の実施形態による、例示的詳細アーキテクチャの図である。

【図5】本発明の実施形態による、例示的詳細アーキテクチャの図である。

【図6A】本発明の実施形態による、方法のフローチャートである。

【図6B】本発明の実施形態による、方法のフローチャートである。

【図7】本発明の実施形態による、本明細書で説明される実施形態が実行され得るデータ処理システムの内部および外部構成要素のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下の説明は、本発明の一般的な原理を示すために行われ、本明細書で特許請求される発明の概念を限定するためのものではない。さらに、本明細書で説明される特定の特徴は、様々な可能な組合せおよび並べ替えのそれぞれにおいて、他の説明される特徴と組み合わせて使用可能である。

【0009】

本明細書で別途具体的に定義されない限り、すべての用語には、本明細書から示唆される意味、ならびに、当業者によって理解される意味、または辞書、論文などで定義されるような意味、あるいはその両方を含む、用語の最も広い可能な解釈が与えられることになる。

【0010】

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるような、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別途指定のない限り、複数形の指示対象を含むことにも留意されなければならない。「備える（comprises）」または「備える（comprising）」という用語あるいはその両方は、本明細書で使用されるとき、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素、あるいはその組合せの存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、またはそのグループ、あるいはその組合せの存在または追加を排除しないことがさらに理解されよう。

【0011】

以下の説明は、信頼できるフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）の製造および再プログラミングのいくつかの実施形態を開示する。本明細書で使用されるようなソフトウェアという用語は、ファームウェア、マイクロコードなどであるがこれらに限定されない任意のタイプのコンピュータ命令を含むことに留意されたい。

【0012】

本発明の１つの実施形態では、２ステップ製造プロセスでプログラム可能ロジックをＦＰＧＡに統合することを可能にする製造構成が提供される。第１のステップでは、「信頼できない」半導体製造工場が、基板工程（ＦＥＯＬ：front end of line）製造および第１の金属層の適用を行うことができる。第２のステップでは、「信頼できる」半導体製造工場が、配線工程（ＢＥＯＬ）製造およびメモリ構成を行うことができる。「信頼できる」対「信頼できない」は、特定の製造業者、およびＦＰＧＡの目的に関連付けられたロジックへの特定の製造業者のアクセスに関するものであることに留意されたい。例えば、物理複製困難関数（ＰＵＦ）、ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）データ、またはロジックのビット・ファイル、あるいはその組合せへのアクセスは、「信頼できる」半導体製造工場のために確保されるはずである。

【0013】

１つの実施形態では、ＢＥＯＬメモリは、サイド・チャネル攻撃、ピコ秒撮像回路分析（ＰＩＣＡ）攻撃、ディレイアリング攻撃、および測定攻撃などであるがこれらに限定されない攻撃に対する不正防止であるようにデザイン可能である。別の実施形態では、ＢＥＯＬメモリは、ＰＵＦをデザインするために使用可能である。

【0014】

本明細書で開示された実施形態の長所は、メモリがＦＥＯＬに統合されるのではなく、メモリがロジックの上にスタックされることに基づく空間節約と、外部フラッシュ・メモリが不要であることと、ＬＵＴがロードされるとロードするべきビット・ファイルがないことに基づくエネルギー節約、つまりエネルギー節約と、ＦＰＧＡ「瞬時オン」能力、すなわちビット・ファイルをロードするのに必要な時間がないことに基づくより良い性能とを含む。

【0015】

１つの一般的な実施形態では、不正防止フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を作り出すためのコンピュータ実行方法。１つの例では、コンピュータ実行方法は、信頼できる製造プロセスの終わりに、不正防止メモリに暗号鍵を書き込むことができる。暗号鍵は、また、クラウドの信頼できるデータベースに格納可能である。別の例では、コンピュータ実行方法は、信頼できる製造プロセスの最後に、不正防止メモリの製造のばらつきに基づいてランダムに生成された、物理複製困難関数（ＰＵＦ）からの暗号鍵を読み込み、クラウドの信頼できるデータベースに暗号鍵を格納することができる。

【0016】

別の一般的な実施形態では、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）の不正防止リモート再プログラミングのためのコンピュータ実行方法。コンピュータ実行方法は、リモートＦＰＧＡの再プログラミング・リクエストを受け取ることができる。例えば、リクエストは、ソフトウェア・アップデートを担当するクラウド環境のアプリケーションによって生成可能である。ランダム初期化ベクトルを生成すること、および１つまたは複数のプロセッサによって、リモートＦＰＧＡと共有された暗号鍵でプログラミング鍵およびビット・ファイルを暗号化すること。１つまたは複数のプロセッサによって、ランダム初期化ベクトル、暗号化済プログラミング鍵、および暗号化済ビット・ファイルをＦＰＧＡに送ること。

【0017】

別の一般的な実施形態では、不正防止フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を作り出すためのコンピュータ・プログラム製品は、プログラム命令を具体化するコンピュータ可読ストレージ媒体を含む。プログラム命令は、前述のコンピュータ実行方法をコンピュータに実施させるようにコンピュータによって実行可能である。

【0018】

本開示は、クラウド・コンピューティングについての詳細な説明を含むが、本明細書で列挙される教示の実装形態は、クラウド・コンピューティング環境に限定されないことを理解されたい。むしろ、本発明の実施形態は、現在知られているか、後で開発される、他の任意のタイプのコンピューティング環境と共に実行される能力がある。

【0019】

クラウド・コンピューティングは、最低限の管理努力またはサービスの提供者との対話で迅速に提供および解放されることが可能な、構成可能なコンピューティング・リソースの共用プール（例えば、ネットワーク、ネットワーク帯域幅、サーバ、処理、メモリ、ストレージ、アプリケーション、仮想マシン、およびサービス）への便利なオンデマンドのネットワーク・アクセスを可能にするための、サービス配信のモデルである。このクラウド・モデルは、少なくとも５つの特性、少なくとも３つのサービス・モデル、および少なくとも４つの展開モデルを含み得る。

【0020】

特性は以下のとおりである。

【0021】

オンデマンド・セルフ・サービス：クラウド利用者は、サービスの提供者との人間対話の必要なく、必要に応じて自動的に、サーバ時間およびネットワーク・ストレージなどのコンピュータ処理能力を一方的に提供することができる。

【0022】

ブロード・ネットワーク・アクセス：能力は、ネットワーク上で利用可能であり、ヘテロジニアスなシンまたはシック・クライアント・プラットフォーム（例えば、携帯電話、ラップトップ、およびＰＤＡ）による使用を推進する標準メカニズムを通じてアクセスされる。

【0023】

リソース・プーリング：提供者のコンピュータ処理リソースは、マルチ・テナント・モデルを使用して多数の利用者をサーブするためにプールされ、要求に従って、種々の物理および仮想リソースの動的な割当ておよび再割当てが行われる。利用者には一般に、提供されるリソースの正確な位置についての制御権も知識もなく、抽象化のより高いレベル（例えば、国、州、またはデータセンタ）で位置を指定でき得るという点で位置独立の意味がある。

【0024】

迅速伸縮性：能力は、素早くスケール・アウトするために迅速かつ伸縮自在に、場合によっては自動的に提供され、素早くスケール・インするために迅速に解放されることが可能である。利用者にとって、提供のために利用可能な能力は、無制限のように見えることが多く、任意の量でいつでも購入可能である。

【0025】

測定されるサービス：クラウド・システムは、サービスのタイプ（例えば、ストレージ、処理、帯域幅、およびアクティブ・ユーザ・アカウント）に適した抽象化のいくつかのレベルで計量能力を活用することによって、リソース利用を自動的に制御し、最適化する。リソース利用率の監視、制御、レポートが行われることが可能であり、利用されるサービスの提供者と利用者双方に透明性をもたらす。

【0026】

サービス・モデルは以下のとおりである。

【0027】

サービスとしてのソフトウェア（ＳａａＳ）：利用者に提供される能力は、クラウド・インフラストラクチャ上で動く提供者のアプリケーションを使用することである。アプリケーションは、ウェブ・ブラウザ（例えば、ウェブベースの電子メール）などの、シン・クライアント・インターフェースを通じて様々なクライアント・デバイスからアクセス可能である。利用者は、限定的なユーザ固有アプリケーション構成設定を例外とする可能性もあるが、ネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、ストレージ、または、ことによると個々のアプリケーション能力を含む、基礎をなすクラウド・インフラストラクチャの管理も制御も行わない。

【0028】

サービスとしてのプラットフォーム（ＰａａＳ）：利用者に提供される能力は、提供者がサポートするプログラミング言語およびツールを使用して制作された、利用者制作または獲得アプリケーションを、クラウド・インフラストラクチャ上に配置することである。利用者は、ネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、またはストレージを含む、基礎をなすクラウド・インフラストラクチャの管理も制御も行わないが、配置したアプリケーション、および場合によっては、アプリケーションをホストする環境構成に対する制御を行う。

【0029】

サービスとしてのインフラストラクチャ（ＩａａＳ）：利用者に提供される能力は、処理、ストレージ、ネットワーク、ならびに、オペレーティング・システムおよびアプリケーションを含み得る任意のソフトウェアを利用者が配置し、動かすことができる他の基本的なコンピュータ処理リソースを提供することである。利用者は、基礎をなすクラウド・インフラストラクチャの管理も制御も行わないが、オペレーティング・システム、ストレージ、配置したアプリケーションに対する制御、および場合によっては、ネットワーキング構成要素（例えば、ホスト・ファイアウォール）の選択についての限定的な制御を行う。

【0030】

展開モデルは以下のとおりである。

【0031】

プライベート・クラウド：クラウド・インフラストラクチャは、組織のためにだけ運用される。クラウド・インフラストラクチャは、組織またはサード・パーティによって管理されてもよく、敷地内にあっても敷地外にあってもよい。

【0032】

コミュニティ・クラウド：クラウド・インフラストラクチャは、いくつかの組織によって共有され、懸念（例えば、ミッション、セキュリティ要件、ポリシ、およびコンプライアンス考慮）を共有してきた固有のコミュニティをサポートする。クラウド・インフラストラクチャは、組織またはサード・パーティによって管理されてもよく、敷地内にあっても敷地外にあってもよい。

【0033】

パブリック・クラウド：クラウド・インフラストラクチャは、一般大衆または大規模業界団体が利用でき、クラウド・サービスを売る組織によって所有される。

【0034】

ハイブリッド・クラウド：クラウド・インフラストラクチャは、一意のエンティティのままであるが、データおよびアプリケーション移植を可能にする標準または独自の技術（例えば、クラウド間の負荷分散のためのクラウド・バースティング）によって一緒に結びつけられた２つ以上のクラウド（プライベート、コミュニティ、またはパブリック）の構成物である。

【0035】

クラウド・コンピューティング環境は、無国籍、疎結合、モジュラリティ、および意味論的相互運用性に焦点を置くサービス指向のものである。クラウド・コンピューティングの中心には、相互接続ノードのネットワークを含むインフラストラクチャがある。

【0036】

図１をここで参照すると、例証的なクラウド・コンピューティング環境５０が描写されている。図示のように、クラウド・コンピューティング環境５０は、例えば、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）もしくはセルラー電話５４Ａ、デスクトップ・コンピュータ５４Ｂ、ラップトップ・コンピュータ５４Ｃ、または自動車コンピュータ・システム５４Ｎ、あるいはその組合せなど、クラウド利用者によって使用されるローカル・コンピューティング・デバイスが通信し得る１つまたは複数のクラウド・コンピューティング・ノード１０を含む。ノード１０は、互いに通信してもよい。ノード１０は、以下で説明されるような、プライベート、コミュニティ、パブリック、もしくはハイブリッド・クラウド、またはその組合せなど、１つまたは複数のネットワークにおいて物理的または仮想的にグループ化されてもよい（図示せず）。これは、クラウド利用者がローカル・コンピューティング・デバイス上でリソースを維持する必要のない、サービスとしてのインフラストラクチャ、プラットフォーム、またはソフトウェア、あるいはその組合せをクラウド・コンピューティング環境５０が提供することを可能にする。図１に示されたコンピューティング・デバイス５４Ａ～Ｎのタイプは、例証にすぎないことが意図され、コンピューティング・ノード１０およびクラウド・コンピューティング環境５０は、（例えば、ウェブ・ブラウザを使用して）任意のタイプのネットワークまたはネットワーク・アドレス可能接続あるいはその両方を介して、任意のタイプのコンピュータ化デバイスと通信できることが理解されている。

【0037】

図２をここで参照すると、クラウド・コンピューティング環境５０（図１）によって提供される機能抽象化層のセットが示されている。図２に示された構成要素、層、および機能は、例証にすぎないことが意図され、本発明の実施形態は、これらに限定されないことを予め理解されたい。描写されたように、以下の層および対応する機能が提供される。

【0038】

ハードウェアおよびソフトウェア層６０は、ハードウェアおよびソフトウェア構成要素を含む。ハードウェア構成要素の例は、メインフレーム６１、ＲＩＳＣ（縮小命令セット・コンピュータ）アーキテクチャベースのサーバ６２、サーバ６３、ブレード・サーバ６４、ストレージ・デバイス６５、ならびに、ネットワークおよびネットワーキング構成要素６６を含む。いくつかの実施形態では、ソフトウェア構成要素は、ネットワーク・アプリケーション・サーバ・ソフトウェア６７およびデータベース・ソフトウェア６８を含む。

【0039】

仮想化層７０は、仮想サーバ７１、仮想ストレージ７２、仮想プライベート・ネットワークを含む仮想ネットワーク７３、仮想アプリケーションおよびオペレーティング・システム７４、ならびに仮想クライアント７５という、仮想エンティティの例が提供され得る抽象化層を提供する。

【0040】

１つの例では、管理層８０は、下記で説明される機能を提供し得る。リソース提供８１は、クラウド・コンピューティング環境内のタスクを実施するために利用されるコンピューティング・リソースおよび他のリソースの動的な調達を行う。計量および価格設定８２は、クラウド・コンピューティング環境内でリソースが利用されるときのコスト追跡、および、これらのリソースの利用量に対する請求またはインボイスを行う。１つの例では、これらのリソースは、アプリケーション・ソフトウェア・ライセンスを含んでもよい。セキュリティは、クラウド利用者およびタスクのアイデンティティ検証、ならびに、データおよび他のリソースの保護を行う。ユーザ・ポータル８３は、利用者およびシステム・アドミニストレータに、クラウド・コンピューティング環境へのアクセスを提供する。サービス・レベル管理８４は、要求されるサービス・レベルを満たすように、クラウド・コンピューティング・リソースの配分および管理を行う。サービス・レベル・アグリーメント（ＳＬＡ）計画およびフルフィルメント８５は、ＳＬＡに応じて、将来の要件が予想されるクラウド・コンピューティング・リソースの事前配置および調達を行う。

【0041】

ワークロード層９０は、クラウド・コンピューティング環境が利用され得る機能の例を提供する。この層から提供され得るワークロードおよび機能の例は、マッピングおよびナビゲーション９１、ソフトウェア開発およびライフサイクル管理９２、仮想クラスルーム教育配信９３、データ分析処理９４、トランザクション処理９５、ならびに信頼できるＦＰＧＡ再プログラミング９６を含む。

【0042】

本発明の実施形態は、ユーザの許可で動作してもよいことに留意されたい。任意のデータが、ユーザの承諾で、集められること、格納されること、分析されることなどが行われてもよい。本開示を読むと当業者によって理解されるはずのように、様々な構成で、本発明の実施形態のうちの少なくともいくつかが、オプト・イン・アプリケーション、プラグインなどに実装される。

【0043】

図３は、様々な実施形態による、図５の様々な動作を実施するための高レベル・アーキテクチャである。アーキテクチャ３００は、様々な実施形態では、特に図１～図４に描写された環境のいずれかにおいて、本発明に従って実装されてもよい。本説明を読むと当業者によって理解されるはずのように、当然、図３で具体的に説明されたものより多くのまたは少ない要素が、アーキテクチャ３００に含まれてもよい。

【0044】

（下記でさらに詳細に説明される）方法５００のステップのそれぞれは、アーキテクチャ３００の任意の適切な構成要素で実施されてもよい。ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方で実行され、少なくとも１つのハードウェア構成要素を有することが好ましい、例えば、処理回路、チップ、またはモジュール、あるいはその組合せといった、プロセッサが、アーキテクチャ３００において方法５００の１つまたは複数のステップを実施するために、任意のデバイスで利用されてもよい。例証的なプロセッサは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）など、その組合せ、または、当技術分野で知られている任意の他の適切なコンピューティング・デバイスを含むがこれらに限定されない。

【0045】

アーキテクチャ３００は、ＦＰＧＡデバイスをプログラミングするための製造環境、または、本発明の原理が適用され得るＦＰＧＡデバイスのフィールド再プログラミングのための環境のための、例示的な処理システムを示すブロック図を含む。アーキテクチャ３００は、クライアント・コンピュータ３０２、サーバ・コンピュータ３０４上で動作可能なＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８、および、クライアント・コンピュータ３０２とサーバ・コンピュータ３０４との間の通信をサポートするネットワーク３０６を備える。

【0046】

クライアント・コンピュータ３０２は、アップデートが望まれるか要求されるソフトウェアがインストールされた任意のコンピューティング・デバイスであることが可能である。クライアント・コンピュータ３０２は、スタンドアロン・コンピューティング・デバイス、管理サーバ、ウェブ・サーバ、モバイル・コンピューティング・デバイス、または、データを受け取る、送る、および処理する能力がある任意の他の電子デバイスもしくはコンピューティング・システムであることが可能である。他の実施形態では、クライアント・コンピュータ３０２は、複数のコンピュータをサーバ・システムとして利用するサーバ・コンピューティング・システムを表すことができる。別の実施形態では、クライアント・コンピュータ３０２は、ラップトップ・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、パーソナル・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、または、ネットワーク３０６を介してユーザ・ペルソナ生成環境（user persona generation environment）内の他のコンピューティング・デバイス（図示せず）と通信する能力がある任意のプログラム可能電子デバイスであることが可能である。

【0047】

別の実施形態では、クライアント・コンピュータ３０２は、アーキテクチャ３００のインストール時間有効化環境（install-time validation environment）内でアクセスされるとき、シームレスなリソースの単一のプールとして機能する、クラスタ化されたコンピュータおよび構成要素（例えば、データベース・サーバ・コンピュータ、アプリケーション・サーバ・コンピュータなど）を利用するコンピューティング・システムを表す。クライアント・コンピュータ３０２は、図５を参照しながらさらに詳細に描写および説明されるような、内部および外部ハードウェア構成要素を含むことができる。

【0048】

サーバ・コンピュータ３０４は、スタンドアロン・コンピューティング・デバイス、管理サーバ、ウェブ・サーバ、モバイル・コンピューティング・デバイス、または、データを受け取る、送る、および処理する能力がある任意の他の電子デバイスもしくはコンピューティング・システムであることが可能である。他の実施形態では、サーバ・コンピュータ３０４は、複数のコンピュータをサーバ・システムとして利用するサーバ・コンピューティング・システムを表すことができる。別の実施形態では、サーバ・コンピュータ３０４は、ラップトップ・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、パーソナル・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、または、ネットワーク３０６を介してアーキテクチャ３００のインストール時間有効化環境内の他のコンピューティング・デバイス（図示せず）と通信する能力がある任意のプログラム可能電子デバイスであることが可能である。

【0049】

ネットワーク３０６は、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、インターネットなどのワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、または２つの組合せであることが可能であり、有線、ワイヤレス、または光ファイバ接続を含むことができる。一般に、ネットワーク３０６は、クライアント・コンピュータ３０２とサーバ・コンピュータ３０４との間の通信をサポートする接続およびプロトコルの任意の組合せであることが可能である。

【0050】

１つの態様では、サーバ・コンピュータ３０４上で動作可能なＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、二股に分かれた製造プロセスに基づいてＦＰＧＡをプログラムすることができる。ＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、信頼できない製造プロセスおよび信頼できる製造プロセスを組み込むことができる。信頼できない製造プロセスでは、ＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、信頼できない製造業者によってＦＰＧＡの基板工程（ＦＥＯＬ）および第１の金属層部分を製造できるようにすることが可能である。製造の信頼できない部分は、どの信頼できない人員に対しても、どのセキュリティ・キーまたはビット・ファイルも露出させない。ビット・ファイルは、ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）およびその実行ロジックに関連付けられたデータであることが可能であることに留意されたい。

【0051】

別の態様では、サーバ・コンピュータ３０４上で動作可能なＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、例えば、アップデートされたロジックをＦＰＧＡが利用できるときなど、必要なときにフィールドでＦＰＧＡを再プログラムすることができる。ＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、対称暗号化を使用して、信頼できないチャネル、および２つのデバイスのうちの１つに基づいて、ＦＰＧＡを再プログラムすることができる。

【0052】

１つの非限定的例では、ＦＰＧＡは、クラウドベース環境における人工知能（ＡＩ）または他のタスクのためのプログラム可能ハードウェア・アクセラレータとして、クラウド・センタで使用可能である。（専用サーバであることが可能な）ＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、暗号鍵でセキュアなデータベースにアクセスすることができ、新しいビット・ファイルを暗号化およびアップロードすることによって、１つまたは複数のＦＰＧＡをセキュアに再プログラムすることができる。単一のまたは複数の暗号鍵が、ビット・ファイルを暗号化し、これらを、ネットワークを介してＦＰＧＡワーカ、すなわち、クラウドの一部であるプロセッサおよびＦＰＧＡコンビネーション・ボードに配布するために使用可能であることに留意されたい。

【0053】

２つのタイプの暗号鍵を採用できることに留意されたい。１つのケースでは、信頼できる製造が完了した後、暗号鍵が書き込まれ、次いで、信頼できるデータベースに保存されることが可能である。このアプローチの長所は、複数のＦＰＧＡが同じ暗号鍵を使用できることであり、これは、暗号鍵管理、ビット・ファイルの暗号化および配布を簡素化し、したがって、コストを低減させる。短所は、暗号鍵が破られた場合、同じ暗号鍵を共有するＦＰＧＡすべてが危険に晒されることである。

【0054】

別のケースでは、暗号鍵は、ＰＵＦ関数によって生成されることが可能である。このケースでは、暗号鍵は、各ＦＰＧＡに対して、製造のばらつきに基づいて、ランダムに一回生成される。したがって、ＦＰＧＡは、少なくとも、２つの暗号鍵が同一でないという確率が非常に高い、異なる暗号鍵を有する。長所は、鍵をＦＰＧＡに書き込む必要がないことである。短所は、多くの暗号鍵を管理しなければならないことである。

【0055】

別の非限定的例では、ＦＰＧＡは、マイクロ・クラウド・センタ環境におけるＡＩまたは他のタスクのためのプログラム可能ハードウェア・アクセラレータとして使用可能である。マイクロ・クラウドは、例えば、第５世代（５Ｇ）セルラー通信サービスのための、低遅延ローカル・サービスの導入を可能にする。したがって、ＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、クラウドのセキュアなデータベースに格納された暗号鍵を使用して、ネットワークを通じたＦＰＧＡのビット・ファイル・アップデートを管理することができる。セキュアなデータベースおよびビット・ファイル・リポジトリは、プライベート・クラウドによって管理可能である。ビット・ファイルは、ハイブリッド・クラウド・アーキテクチャに基づいてＦＰＧＡアクセラレータが導入されるパブリック・クラウドに、プライベート・クラウドによって導入されることが可能である。

【0056】

別の非限定的実施形態では、ＦＰＧＡは、モノのインターネット（ＩｏＴ）環境におけるＡＩまたは他のタスクのためのプログラム可能ハードウェア・アクセラレータとして使用可能である。ＩｏＴデバイスは、機械、輸送デバイス、または、ローカル・コンピューティングを使用する任意のデバイスであることが可能である。本明細書で説明される実施形態を使用するＩｏＴデバイスは、クラウドのセキュアなデータベースに格納された暗号鍵を使用することに基づいて、クラウド環境におけるＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８によってセキュアにプログラムされる（または再プログラムされる）ことが可能である。環境は、エッジ・コンピューティング環境であることも可能であることに留意されたい。

【0057】

図４は、様々な実施形態による、図５の様々な動作を実施するための例示的詳細アーキテクチャである。アーキテクチャ４００は、様々な実施形態では、特に図１～図３および図５において描写された環境のいずれかにおいて、本発明に従って実装されてもよい。本説明を読むと当業者によって理解されるはずのように、当然、図４で具体的に説明されるものより多くのまたは少ない要素が、アーキテクチャ４００に含まれてもよい。

【0058】

（下記でさらに詳細に説明される）方法５００のステップのそれぞれは、アーキテクチャ４００の任意の適切な構成要素で実施されてもよい。ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方で実行され、少なくとも１つのハードウェア構成要素を有することが好ましい、例えば、処理回路、チップ、またはモジュール、あるいはその組合せといった、プロセッサが、アーキテクチャ４００において方法５００の１つまたは複数のステップを実施するために、任意のデバイスで利用されてもよい。例証的なプロセッサは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）など、その組合せ、または、当技術分野で知られている任意の他の適切なコンピューティング・デバイスを含むがこれらに限定されない。

【0059】

アーキテクチャ４００は、アーキテクチャ３００のモジュールのうちの少なくともいくつかの詳細な図を提供する。アーキテクチャ４００は、ＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８を備えることができ、ＦＰＧＡプログラミング構成要素３０８は、製造プログラミング構成要素４０２およびフィールド再プログラミング構成要素４０４をさらに備える。

【0060】

製造プログラミング構成要素４０２は、信頼できない製造業者によって部分的に製造され、信頼できる製造業者によって部分的に製造されたＦＰＧＡをプログラムすることができる。

【0061】

信頼できない製造業者は、例えば、ＦＥＯＬおよび下位レベル金属層といった、部分的に製造されたＦＰＧＡを、製造プログラミング構成要素４０２に提供することができる。信頼できる製造業者は、抵抗変化型ランダム・アクセス・メモリ（ＲＲＡＭ）、ならびに、磁気抵抗変化型ランダム・アクセス・メモリ（ＭＲＡＭ）、スピン・トランスファ（ＳＴ）ＭＲＡＭ、およびスピン・トランスファ・トルク（ＳＴＴ）ＭＲＡＭなどであるがこれらに限定されない、ＢＥＯＬに統合された任意の不揮発性メモリを含む、残りの配線工程（ＢＥＯＬ）および上位レベル金属層を追加して、部分的に製造されたＦＰＧＡ上で動作させることができる。

【0062】

製造プログラミング構成要素４０２は、物理複製困難関数（ＰＵＦ）に暗号鍵を組み込むか、または、例えば、ＢＥＯＬの金属層内の選択されたロケーションにおけるＲＲＡＭといった、不正防止メモリに暗号鍵を書き込むことができる。製造プログラミング構成要素４０２は、例えば、上記で指定されたようなＲＲＡＭといった、不正防止メモリにプログラム鍵を書き込み、関連付けられたＬＵＴを不正防止メモリに書き込むことができる。製造プログラミング構成要素４０２は、ＬＵＴおよびＲＲＡＭを使用して、任意のブール関数を実行できることに留意されたい。

【0063】

例えば、８ビットのＲＲＡＭおよび７つの２：１マルチプレクサを用いて、３つの入力と１つの出力を合成することができる。この例では、２：１マルチプレクサは、ＦＥＯＬおよび下位レベル金属において、信頼できない製造業者によって製造可能であり、ＬＵＴのための８ビットの不正防止ＲＲＡＭメモリは、上位レベル金属において、信頼できる製造業者によって製造可能である。

【0064】

フィールド再プログラミング構成要素４０４は、「中間者」、チップ虚偽表示（misrepresentation）、およびクラウド虚偽表示などであるがこれらに限定されない攻撃を防ぐことができる。フィールド再プログラミング構成要素４０４は、通信リンクがセキュアでない場合、チップが信頼できない場合、またはサーバが信頼できない場合に、ＦＰＧＡ再プログラミングをセキュアにすることができる。フィールド再プログラミング構成要素４０４は、通信リンクが信頼できず、チップまたはサーバが信頼できない場合でも、ＰＵＦ、プログラム鍵、および暗号鍵を危険に晒すのを防ぐことができる。

【0065】

フィールド再プログラミング構成要素４０４は、信頼できないチャネル、および、２つのデバイスのうちの１つ、すなわちチップまたはサーバを、信頼できないものとして使用することができ、対称暗号化を使用してＦＰＧＡをセキュアにプログラムすることができる。フィールド再プログラミング構成要素４０４は、各伝送の前に、初期化ベクトルをランダムに生成することができ、したがって、ビット・ファイルは、各暗号化の後、異なる状態になる。暗号化済プログラミング鍵およびビット・ファイルは、中間者によって傍受されても使用できないことに留意されたい。さらに、不正ＦＰＧＡは、暗号鍵およびプログラミング鍵にアクセスしないと、ビット・ファイルを使用できず、不正クラウド・システムは、暗号鍵およびプログラミング鍵にアクセスしないと、ＦＰＧＡをプログラムできない。

【0066】

フィールド再プログラミング構成要素４０４は、再プログラミングのリクエストをＦＰＧＡに送ることができる。リクエストには、初期化ベクトル、暗号化済プログラミング鍵、および暗号化済ビット・ファイルを含めることができる。暗号化は、フィールド再プログラミング構成要素４０４が知っている暗号鍵、および、上述の不正防止メモリに格納された暗号鍵を用いて行われることに留意されたい。ＦＰＧＡは、不正防止メモリからの暗号鍵を使用して、プログラミング鍵を復号し、復号されたプログラミング鍵を、不正防止メモリに格納されたプログラミング鍵と比較する。２つのプログラミング鍵がマッチする場合、ＦＰＧＡは、ビット・ファイルを復号し、これを、不正防止メモリのＬＵＴ部分にロードする。２つのプログラミング鍵がマッチしない場合、ＦＰＧＡは何も行わないか、いくつかのランダム関数を実行する。いくつかの状況では、例えば、ＦＰＧＡは初期プログラミングの前に導入され、ＦＰＧＡは、ビット・ファイルのアップデートまたはアクセスをリクエストできることに留意されたい。さらに、ＦＰＧＡによってＦＰＧＡプログラミング・リクエストが開始された場合、ＦＰＧＡによって初期化ベクトルが生成され、アクティブにされるごとに異なる数でなければならない初期化ベクトルを生成するために、ＦＰＧＡ上でのランダム生成回路または関数の統合を必要とする。

【0067】

図５は、ＦＥＯＬ５０６、金属層５０２「ｍ１～ｍ６」とＲＲＡＭ５０４とを伴うＢＥＯＬ５０８を備えるＦＰＧＡ５００の例である。ＲＲＡＭ５０４は、ＬＵＴの格納場所であり得ることに留意されたい。ＦＥＯＬ５０６は、マルチプレクサおよびフリップ・フロップを含み得ることにさらに留意されたい。

【0068】

１つの態様では、プログラム可能ロジックは、ＢＥＯＬ５０８とＦＥＯＬ５０６両方に統合されることが可能である。ＲＲＡＭ５０４は、サイド・チャネル攻撃、ピコ秒撮像回路分析（ＰＩＣＡ）、ディレイアリングおよび測定に対する不正防止であるようにデザイン可能である。さらに、ＲＲＡＭ５０４は、ＰＵＦをデザインするために使用可能である。ＦＥＯＬ５０６は、信頼できない半導体製造工場で製造可能であり、ＢＥＯＬ５０８は、信頼できる半導体製造工場で製造可能であることに留意されたい。本明細書で説明される実施形態の別の長所は、ロジックの上にＲＲＡＭ５０４をスタックすることに基づく空間節約である。本発明の実施形態は、ＲＲＡＭ５０４の使用に基づき、外部フラッシュ・メモリを必要としない。いくつかの実施形態では、ビット・ファイルは、ＬＵＴがロードされた後、必要ではなく、すなわち、エネルギー節約であり、ＦＰＧＡは、ビット・ファイルのロードが不要なので、「瞬時オン」能力を有する。

【0069】

図６Ａは、不正防止ＦＰＧＡを作り出すための方法６００の例示的なフローチャートである。ステップ６０２において、実施形態は、製造プログラミング構成要素４０２を介して、暗号鍵がＰＵＦに格納されているかどうかを判定することができる。ステップ６０４において、暗号鍵がＰＵＦに格納されていない場合、実施形態は、製造プログラミング構成要素４０２を介して、ＦＰＧＡのＢＥＯＬに関連付けられた不正防止メモリに暗号鍵を書き込むことができる。ステップ６０６において、実施形態は、製造プログラミング構成要素４０２を介して、不正防止メモリにプログラミング鍵を書き込むことができる。ステップ６０８において、実施形態は、製造プログラミング構成要素４０２を介して、不正防止メモリにＬＵＴを書き込むことができる。

【0070】

図６Ｂは、ＦＰＧＡの不正防止リモート・プログラミングのための方法６５０の例示的なフローチャートである。ステップ６５２において、実施形態は、フィールド再プログラミング構成要素４０４を介して、リモートＦＰＧＡからの再プログラミング・リクエストを受け取ることができる。ステップ６５４において、実施形態は、フィールド再プログラミング構成要素４０４を介して、ランダム初期化ベクトルを生成することができる。ステップ６５６において、実施形態は、フィールド再プログラミング構成要素４０４を介して、共有暗号鍵、すなわち対称暗号化で、プログラミング鍵およびビット・ファイルを暗号化することができる。ステップ６５８において、実施形態は、フィールド再プログラミング構成要素４０４を介して、暗号化済プログラミング鍵およびビット・ファイルをＦＰＧＡに送ることができる。

【0071】

図７は、クライアント・コンピュータ３０２およびサーバ・コンピュータ３０４を表す実例のコンピュータ・システムであるコンピュータ・システム７００を描写する。コンピュータ・システム７００は、通信ファブリック７０２を含み、通信ファブリック７０２は、コンピュータ・プロセッサ７０４、メモリ７０６、永続ストレージ７０８、通信ユニット７１０、および入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース７１２の間の通信を提供する。通信ファブリック７０２は、プロセッサ（マイクロプロセッサ、通信およびネットワーク・プロセッサなど）、システム・メモリ、周辺デバイス、ならびに、システム内の任意の他のハードウェア構成要素の間でデータまたは制御情報あるいはその両方を渡すようにデザインされた任意のアーキテクチャで実装されることが可能である。例えば、通信ファブリック７０２は、１つまたは複数のバスで実装されることが可能である。

【0072】

コンピュータ・システム７００は、プロセッサ７０４、キャッシュ７１６、メモリ７０６、永続ストレージ７０８、通信ユニット７１０、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース７１２、および通信ファブリック７０２を含む。通信ファブリック７０２は、キャッシュ７１６、メモリ７０６、永続ストレージ７０８、通信ユニット７１０、および入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース７１２との間の通信を提供する。通信ファブリック７０２は、プロセッサ（マイクロプロセッサ、通信およびネットワーク・プロセッサなど）、システム・メモリ、周辺デバイス、ならびに、システム内の任意の他のハードウェア構成要素の間でデータまたは制御情報あるいはその両方を渡すようにデザインされた任意のアーキテクチャで実装されることが可能である。例えば、通信ファブリック７０２は、１つまたは複数のバスまたはクロスバー・スイッチで実装されることが可能である。

【0073】

メモリ７０６および永続ストレージ７０８は、コンピュータ可読ストレージ媒体である。本実施形態では、メモリ７０６は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含む。一般に、メモリ７０６は、任意の適切な揮発性または不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる。キャッシュ７１６は、メモリ７０６から、最近アクセスされたデータ、および最近アクセスされたデータに近いデータを保持するによって、プロセッサ７０４の性能を強化する高速メモリである。

【0074】

本発明の実施形態を実践するために使用されるプログラム命令およびデータは、永続ストレージ７０８に、および、キャッシュ７１６を介してそれぞれのプロセッサ７０４のうちの１つまたは複数による実行のためにメモリ７０６に、格納されてもよい。実施形態では、永続ストレージ７０８は、磁気ハード・ディスク・ドライブを含む。代替として、または磁気ハード・ディスク・ドライブに加えて、永続ストレージ７０８は、ソリッド・ステート・ハード・ドライブ、半導体ストレージ・デバイス、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、または、プログラム命令もしくはデジタル情報を格納する能力がある任意の他のコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる。

【0075】

永続ストレージ７０８によって使用される媒体も、取外し可能であってもよい。例えば、永続ストレージ７０８用に、取外し可能ハード・ドライブが使用されてもよい。他の例は、永続ストレージ７０８の一部でもある別のコンピュータ可読ストレージ媒体に移送するためにドライブに挿入される、光および磁気ディスク、サム・ドライブ、ならびにスマート・カードを含む。

【0076】

通信ユニット７１０は、これらの例では、他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信を提供する。これらの例では、通信ユニット７１０は、１つまたは複数のネットワーク・インターフェース・カードを含む。通信ユニット７１０は、物理通信リンクとワイヤレス通信リンクのどちらかまたは両方の使用を通じて通信を提供してもよい。本発明の実施形態を実践するために使用されるプログラム命令およびデータは、通信ユニット７１０を通じて永続ストレージ７０８にダウンロードされてもよい。

【0077】

Ｉ／Ｏインターフェース７１２は、各コンピュータ・システムに接続され得る他のデバイスとのデータの入力および出力を可能にする。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース７１２は、キーボード、キーパッド、タッチ・スクリーン、または他のいくつかの適切な入力デバイス、あるいはその組合せなど、外部デバイス７１８への接続を提供してもよい。外部デバイス７１８は、例えば、サム・ドライブ、ポータブル光または磁気ディスク、およびメモリ・カードなど、ポータブル・コンピュータ可読ストレージ媒体も含むことができる。本発明の実施形態を実践するために使用されるソフトウェアおよびデータは、このようなポータブル・コンピュータ可読ストレージ媒体に格納可能であり、Ｉ／Ｏインターフェース７１２を介して永続ストレージ７０８にロード可能である。Ｉ／Ｏインターフェース７１２は、ディスプレイ７２０にも接続する。

【0078】

ディスプレイ７２０は、データをユーザに表示するためのメカニズムを提供し、例えば、コンピュータ・モニタでもよい。

【0079】

本明細書で説明される構成要素は、本発明の固有の実施形態において実装される用途に基づいて識別される。それでも、本明細書における任意の特定の構成要素の専門語は、便宜上使用されるにすぎず、したがって、本発明は、このような専門語によって識別または示唆あるいはその両方が行われる任意の固有の用途において単に使用することに限定されるべきではないことを理解されたい。

【0080】

本発明は、統合の任意の可能な技術詳細レベルにおけるシステム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組合せでもよい。コンピュータ・プログラム製品は、本発明の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読ストレージ媒体（または複数の媒体）を含んでもよい。

【0081】

コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行デバイスによる使用のための命令を保持および格納できる有形デバイスであることが可能である。コンピュータ可読ストレージ媒体は、例えば、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁気ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、または前述の任意の適切な組合せでもよいがこれらに限定されない。コンピュータ可読ストレージ媒体のより具体的な例の完全に網羅されていないリストは、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハードディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク・リード・オンリ・メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピー（Ｒ）・ディスク、命令を記録したパンチ・カードまたは溝内隆起構造などの機械的にエンコードされたデバイス、および前述の任意の適切な組合せを含む。本明細書で使用されるようなコンピュータ可読ストレージ媒体は、電波もしくは他の自由に伝搬する電磁波、導波路もしくは他の伝送媒体を通じて伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）、またはワイヤを通じて伝送される電気信号など、本質的に一時的な信号であると解釈されるべきではない。

【0082】

本明細書で説明されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読ストレージ媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスに、あるいは、例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、もしくはワイヤレス・ネットワーク、またはその組合せといった、ネットワークを介して外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスに、ダウンロード可能である。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、ワイヤレス伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはその組合せを備えてもよい。各コンピューティング／処理デバイスのネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェースは、コンピュータ可読プログラム命令をネットワークから受け取り、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納するためにコンピュータ可読プログラム命令を転送する。

【0083】

本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、インストラクション・セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械語命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路機器用の構成データ、または、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋、もしくは同様のものなどのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語もしくは類似のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む、１つもしくは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれたソース・コードもしくはオブジェクト・コードでもよい。コンピュータ可読プログラム命令は、全面的にユーザのコンピュータ上で、または部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンド・アロンのソフトウェア・パッケージとして、あるいは、部分的にユーザのコンピュータ上かつ部分的にリモート・コンピュータ上で、または全面的にリモート・コンピュータもしくはサーバ上で実行してもよい。後者のシナリオでは、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続されてもよく、または、接続は、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを通じて）外部コンピュータに対して行われてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、プログラム可能ロジック回路機器、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路機器は、本発明の態様を実施するために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用して電子回路機器を個別化にすることによって、コンピュータ可読プログラム命令を実行してもよい。

【0084】

本発明の態様は、本発明の実施形態による、方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図またはブロック図あるいはその両方を参照しながら本明細書で説明される。フローチャート図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、およびフローチャート図またはブロック図あるいはその両方におけるブロックの組合せは、コンピュータ可読プログラム命令によって実行可能であることが理解されよう。

【0085】

これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／行為を実行するための手段を作り出すべく、機械を生み出すために、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供されてもよい。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、また、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／行為の態様を実行する命令を含む製品を、命令を格納したコンピュータ可読ストレージ媒体が備えるべく、コンピュータ可読ストレージ媒体に格納されてもよく、特定の様式で機能するようにコンピュータ、プログラム可能データ処理装置、または他のデバイス、あるいはその組合せに指図することができる。

【0086】

コンピュータ可読プログラム命令は、また、コンピュータ、他のプログラム可能装置、または他のデバイス上で実行する命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／行為を実行するべく、コンピュータ実行処理を生み出すために、コンピュータ、他のプログラム可能装置、または他のデバイスで一連の動作ステップを実施するために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または他のデバイスにロードされてもよい。

【0087】

図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。この点に関して、フローチャートまたはブロック図の中の各ブロックは、指定の論理機能を実行するための１つまたは複数の実行可能命令を含む、命令のモジュール、セグメント、または一部を表し得る。いくつかの代替実装形態では、ブロックに記された機能は、図に記された順序とは無関係に行われてもよい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、同時に、実質的に同時に、部分的もしくは全面的に時間重複した様式で実行される１つのステップとして行われてもよく、または、ブロックは、時には、含まれる機能に応じて逆の順序で実行されてもよい。ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方の各ブロック、および、ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方におけるブロックの組合せは、指定の機能もしくは行為を行うか、または、専用ハードウェアとコンピュータ命令との組合せを実行する、専用ハードウェア・ベースのシステムによって実行可能であることも指摘される。

【0088】

その上、様々な実施形態によるシステムは、プロセッサ、および、プロセッサと統合されたまたはプロセッサによって実行可能なあるいはその両方のロジックを含んでもよく、ロジックは、本明細書で列挙される処理ステップのうちの１つまたは複数を実施するように構成される。統合されることが意味することは、プロセッサが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ＦＰＧＡなどのハードウェア・ロジックとして、ロジックを埋め込んでいるということである。プロセッサによって実行可能であることが意味することは、ロジックが、ハードウェア・ロジック、（ファームウェア、オペレーティング・システムの一部、アプリケーション・プログラムの一部などの）ソフトウェア・ロジックなど、または、プロセッサによってアクセス可能であり、プロセッサによって実行されるといくつかの機能をプロセッサに実施させるように構成された、ハードウェアとソフトウェア・ロジックとのいくつかの組合せであるということである。ソフトウェア・ロジックは、当技術分野で知られているような、任意のメモリ・タイプのローカルまたはリモートあるいはその両方のメモリに格納されてもよい。ソフトウェア・プロセッサ・モジュール、または、（ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、集積回路（ＩＣ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）などの）ハードウェア・プロセッサ、あるいはその両方など、当技術分野で知られている任意のプロセッサが使用されてもよい。

【0089】

前述のシステムまたは方法あるいはその両方の様々な特徴は、上記で提示された説明から複数の組合せを作り出す任意の方式で組み合わされてもよいことが明らかであろう。

【0090】

本発明の実施形態は、サービスをオンデマンドで提供するために、顧客の代わりに導入されたサービスの形で提供されてもよいことがさらに認識されよう。

【0091】

本発明の様々な実施形態の説明は、例証のために提示されてきたが、網羅的であること、または開示の実施形態に限定されることを意図するものではない。説明された実施形態の範囲から逸脱することなく、多くの変更形態および変形形態が当業者には明らかであろう。本明細書で使用される専門用語は、実施形態の原理、実用的用途、もしくは市場で見つかる技術に対する技術的改善を最もよく説明するように、または、本明細書で開示された実施形態を当業者が理解できるように、選ばれた。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【国際調査報告】