特表 2024-526174 更新エージェントのダウンロードスキーム

(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】2024-07-17

(54)【発明の名称】更新エージェントのダウンロードスキーム

(51)【国際特許分類】

   G06F 21/57 20130101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

G06F21/57

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023579106

(86)(22)【出願日】2022-06-29

(85)【翻訳文提出日】2024-02-16

(86)【国際出願番号】 EP2022025294

(87)【国際公開番号】W WO2023274578

(87)【国際公開日】2023-01-05

(31)【優先権主張番号】21382579.7

(32)【優先日】2021-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523479709

【氏名又は名称】ギーゼッケプラスデフリエント モバイル セキュリティ ジャーマニー ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ジフレ，クララ

(72)【発明者】

【氏名】パティーノ，デイビッド

(72)【発明者】

【氏名】ルアウ，フェデリコ

(57)【要約】

【課題】セキュアエレメントを市場の進化に合わせて最新の状態に保ち、並びにセキュアエレメントのライフサイクルの任意の時点で、パッチ、セキュリティ、並びにバグ修正を提供するための効率的及び安全な解決策を提供する。
【解決手段】本発明は、セキュアエレメントにオペレーティングシステムイメージをダウンロードするスキームを実施するための方法、データ構造、及び更新エージェントに関する。更新エージェントは、セキュアエレメントにオペレーティングシステムをインストールするためのインストールパッケージを外部デバイスから受信する。更新エージェントは、セキュアエレメントの制御を要求し、インストールパッケージと共に受信したオペレーティングシステムをセキュアエレメントにロードし、その後、セキュアエレメントの制御がオペレーティングシステムに移行される。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セキュアエレメントにオペレーティングシステムをダウンロードする方法であって、前記セキュアエレメント（１００）が更新エージェント（１１０）を含み、前記方法が、前記更新エージェントによって実行されるステップ：
前記セキュアエレメント（１００）にオペレーティングシステムをインストールするためのインストールパッケージ（５００）を外部デバイス（２００；３００）から受信すること（Ｓ１）と、
前記セキュアエレメント（１００）の制御を要求すること（Ｓ２）と、
前記インストールパッケージと共に受信された前記オペレーティングシステムを前記セキュアエレメント（１００）にロードすること（Ｓ３）と、
前記セキュアエレメント（１００）の制御を前記オペレーティングシステムに移行すること（Ｓ４）と、
を含む、方法。

【請求項2】

前記インストールパッケージがヘッダ部分（５３０）及びデータ搬送部分（５２０）を含み、前記ヘッダ部分（５３０）がセキュアチャネル初期化署名（５３２）を含み、前記データ搬送部分（５２０）が複数のイメージセグメント（５２１）を含み、連続するイメージセグメントのシーケンスが、マニフェスト（５０２）と、マニフェスト署名（５０３）と、前記セキュアエレメント（１００）にロードされる前記オペレーティングシステムのイメージ（５０１）と、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記インストールパッケージ（５００）を受信すること（Ｓ１）が、前記ヘッダ部分（５３０）と前記複数のイメージセグメントの第１のシーケンスとを含む、前記インストールパッケージの第１の部分を受信すること（Ｓ１１）を含み、前記第１のシーケンスが、前記マニフェスト署名（５０１）と前記マニフェスト（５０２）とを含み、前記方法が、前記更新エージェントに格納された第１の鍵、特に楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵を使用して、前記セキュアチャネル初期化署名（５３２）及び前記マニフェスト署名（５０３）を検証することによって前記インストールパッケージを検証すること（Ｓ１２）をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記セキュアエレメント（１００）の制御を要求すること（Ｓ２）が、システムリセットを実行する要求を前記外部デバイス（２００；３００）に送信すること（Ｓ２１）を含む、請求項１～３の何れか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記セキュアエレメント（１００）の制御を引き受けること（Ｓ２２）と、前記システムリセット後に前記セキュアエレメント（１００）内に含まれる初期オペレーティングシステムを削除すること（Ｓ２３）と、をさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記オペレーティングシステムをロードすること（Ｓ３）が、
前記システムリセット後に、前記外部デバイス（２００；３００）から完全なインストールパッケージ（５００）を受信すること（Ｓ３１）であって、前記完全なインストールパッケージが、前記複数のイメージセグメント（５２１）を含み、前記複数のイメージセグメントが、前記マニフェスト（５０２）、前記マニフェスト署名（５０３）、及び前記オペレーティングシステムの前記イメージ（５０１）を搬送し、各イメージセグメントがイメージ保護鍵（５３３）のペアを用いて保護される、受信すること（Ｓ３１）と、
前記インストールパッケージの完全性を検証すること（Ｓ３２）と、
前記対応するイメージセグメントから前記オペレーティングシステムを抽出すること（Ｓ３２）と、
前記オペレーティングシステムを前記セキュアエレメントのメモリに格納すること（Ｓ３３）と、
を含む、請求項２～５の何れか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記イメージ保護鍵（５３３）が、前記インストールパッケージ（５００）の完全性を保証するために、前記外部デバイス（２００；３００）と前記セキュアエレメント（１００）との間で鍵共有プロセスを通じて確立され、ＳＣＰ０３ｔアルゴリズムに基づく保護スキームを実施するために使用される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記インストールパッケージ（５００）の前記ヘッダ部分（５３０）が、パッケージバインディング署名（５３１）をさらに含み、前記方法が、前記更新エージェント（１１０）に格納された第２の鍵、特に楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵を用いて前記パッケージバインディング署名（５３１）を検証することによって前記インストールパッケージを認証することをさらに含む、請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

ソフトウェアインストールパッケージ（５００）、特にオペレーティングシステムインストールパッケージをセキュアエレメント（１００）上の更新エージェント（１１０）に提供するためのコンピュータ実装データ構造であって、前記データ構造が、
実施される前記インストール操作に関する情報と前記セキュアエレメント（１００）において鍵導出を実行するための情報とを搬送するセキュアチャネル初期化フィールド（５３２）を含むヘッダ部分（５３０）と、
複数のイメージセグメント（５２１）を含むデータ搬送部分（５２０）であって、連続するイメージセグメントのシーケンスが、マニフェスト（５０２）、マニフェスト署名（５０３）、及び前記セキュアエレメントにロードされる前記ソフトウェアのイメージ（５０１）を含む、データ搬送部分（５２０）と、
を含む、コンピュータ実装データ構造。

【請求項10】

前記ヘッダ部分（５３０）が、前記ソフトウェアイメージを暗号化するための、イメージ保護鍵を搬送する保護された鍵フィールド（５３３）をさらに含む、請求項９に記載のコンピュータ実装データ構造。

【請求項11】

前記ヘッダ部分（５３０）が、前記ソフトウェアインストールパッケージを認証するための、前記セキュアチャネル初期化フィールド及び／又は前記保護された鍵フィールドの署名を含むパッケージバインディング署名（５３１）をさらに含む、請求項９又は１０に記載のコンピュータ実装データ構造。

【請求項12】

前記マニフェストが、アップロードされる前記ソフトウェアイメージに関する情報、特に前記ソフトウェアイメージを認証するための情報、及び／又は前記イメージの発行者を認証するための情報を含む、請求項９～１１の何れか一項に記載のコンピュータ実装データ構造。

【請求項13】

ソフトウェア、特にオペレーティングシステムをセキュアエレメント（１００）にダウンロードするための更新エージェント（１１０）であって、
オペレーティングシステムをインストールするためのインストールパッケージ（５００）を請求項９～１２の何れか一項に記載のデータ構造によって受信することと、
前記インストールパッケージ（５００）を検証し、前記セキュアエレメント（１００）の制御を要求することと、
前記インストールパッケージ（５００）と共に受信した前記オペレーティングシステムを前記セキュアエレメント（１００）にロードすることと、
前記セキュアエレメント（１００）の制御を前記オペレーティングシステムに移行することと、
を実行するように構成された、更新エージェント。

【請求項14】

少なくとも、
前記インストールパッケージ内の前記マニフェスト署名及び前記セキュアチャネル初期化署名を検証するための第１の鍵、特に楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵と、
前記インストールパッケージのイメージセグメントを処理するための鍵ペア、特に楕円曲線鍵共有（ＥＣＫＡ）鍵ペアと、
前記パッケージバインディング署名を検証するための第２の鍵、特に楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵と、
を含むセットから選択された複数の暗号鍵でパーソナライズされる、請求項１３に記載の更新エージェント。

【請求項15】

請求項２～８の何れか一項に記載の方法を実行するように構成された、請求項１４に記載の更新エージェント（１１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セキュアエレメント上でオペレーティングシステムなどのソフトウェアを更新することに関し、より詳細には、セキュアエレメントにオペレーティングシステムイメージをダウンロードするスキームを実施するための方法、データ構造、及び更新エージェントに関する。

【背景技術】

【0002】

発明の背景
近年、モバイルネットワーク上で通信するための電子加入者プロファイルを採用するように構成されたモバイルデバイスが出現している。このようなモバイルデバイスは、一般的に、少し例を挙げれば、電子／埋め込み汎用集積回路カード（ｅＵＩＣＣ（electronic/embedded universal integrated circuit card））、smartSD、又はsmart microSDなどの電子／埋め込みセキュアエレメント（ＳＥ）を含むスマートカードを備えている。

【0003】

セキュアエレメントとは、アプリケーションコード及びアプリケーションデータを安全に格納及び管理できるスマートカード／デバイス内に、安全なメモリ及び実行環境を提供する耐タンパー性エレメントＴＲＥ（tamper resistant element）のことである。セキュアエレメントは、カードに格納されたデータへのアクセスが、許可された場合にのみ提供されることを保証する。

【0004】

モバイルデバイスなどの電気通信製品において使用されるように設計されたセキュアエレメントは、モバイルデバイスが１つ又は複数のモバイルネットワークに接続することを可能にし得る１つ又は複数の電子加入者プロファイル、特に電子／埋め込み加入者識別モジュール（ｅＳＩＭ（electronic/embedded subscriber identification module））プロファイルを格納するように構成される。加入者プロファイル（例えば、ｅＳＩＭプロファイル）は、モバイルネットワークオペレータ（ＭＮＯ）によって生成することができ、モバイルネットワークデバイスにダウンロードすることができる。その後、加入者プロファイルは、モバイルデバイスのセキュアエレメントにインストールすることができ、モバイルデバイスによる対応するモバイルネットワークを介した通信に使用することができる。

【0005】

図１は、ＧＳＭ協会（GSM Association）が発行したSGP.22 RSP Technical Specification Version 2.0（以下、ＧＳＭＡ ＲＳＰ２２と呼ぶ）に記載されるようなリモートｅＳＩＭプロビジョニングシステムのアーキテクチャの簡略図を示す。ｅＳＩＭプロビジョニングシステム１は、ＳＭ－ＤＰ＋（サブスクリプションマネージャ－データ準備及びセキュアルーティング１１）、ＳＭ－ＤＳ（サブスクリプションマネージャ－ディスカバリサーバ１４）、ＬＰＡ（ローカルプロファイルアシスタンス２５）、及びｅＵＩＣＣ１０という幾つかの要素を中心に編成されており、後者はエンドユーザ１３のモバイルデバイス２０の一部である。

【0006】

ＳＭ－ＤＰ＋１１は、ＭＮＯ１２によって提供される加入者プロファイルの作成、ダウンロード、リモート管理（有効化、無効化、更新、削除）、及び保護を担う。特に、ＳＭ－ＤＰ＋１１は、バウンドプロファイルパッケージ（Bound Profile Package）でプロファイルを提供し、及びバウンドプロファイルパッケージが安全に送信されることを可能にするように構成され得る。

【0007】

ＬＰＡ（ローカルプロファイルアシスタント２５）は、ｅＵＩＣＣ／ＴＲＥ／ＳＥ１０に（暗号化された）プロファイルをダウンロードする能力を提供することを担うデバイス２０の機能セットである。それはまた、エンドユーザ１３がｅＵＩＣＣ／ＴＲＥ／ＳＥ１０上のプロファイルのステータスを管理できるように、ローカル管理エンドユーザインタフェースをエンドユーザ１３に提示する。ＳＭ－ＤＳ１４は、ＳＭ－ＤＰ＋１１がｅＵＩＣＣ／ＴＲＥ／ＳＥ１０と通信するための手段を提供する。

【0008】

従来、ＴＲＥのネイティブ実装又はオペレーティングシステムは、一旦ＴＲＥが現場でデプロイされれば更新することはできず、したがって、一旦ＴＲＥが生産段階を超えれば変化しなかった。これは、それの内部のソフトウェアに関連する問題（新たな攻撃又は脆弱性、セクタ仕様の新たな更新、それを使用したデバイスの予想されるライフサイクル）が見つかった場合に、唯一の可能なアクションは、ＴＲＥ全体を変えることである。これにより、特に生産が工場内の認証された環境内で実行されなければならない場合に、（生産後のソフトウェア更新が不可能であるため）生産の観点から市場のニーズに遅れないようにすることが特に難しくなる。

【0009】

図１に示すＧＳＭＡリモートプロビジョニングアーキテクチャは、セキュアエレメント（ＳＥ）又は耐タンパー性エレメント（ＴＲＥ）にプロファイルをロードするためのプロシージャを実施するためのプラットフォームを提供するが、これは、ＳＥ／ＴＲＥに格納されたデータの変更を実施することを可能にするだけで、ＳＥ／ＴＲＥに存在する基本ソフトウェアの変更を可能にするものではない。このプロシージャは、それがロードに使用されるバウンドプロファイルパッケージを準備できる前に、ＴＲＥとサーバとの間で幾つかのやり取りを必要とし、これは、新しいソフトウェアのブロードキャストデプロイにとって最適ではないことがある。また、このスキームは、新しいオペレーティングシステムなどの重要なデータのデプロイメントに必要なことがある追加の保護層を欠いている。

【0010】

したがって、上述の欠点に対処する、セキュアエレメント上でオペレーティングシステムを更新するための解決策を提供することが望ましい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

発明の概要
本発明は、独立請求項によってカバーされる主題によって上記目的に対処する。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に定義される。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の態様によれば、セキュアエレメントにオペレーティングシステムをダウンロードする方法であって、セキュアエレメントが、以下のようなステップを実行するように構成された更新エージェントを含む、方法が提供される。更新エージェントは、セキュアエレメントにオペレーティングシステムをインストールするためのインストールパッケージを外部デバイスから受信する。更新エージェントはセキュアエレメントの制御を要求し、インストールパッケージと共に受信されたオペレーティングシステムをセキュアエレメントにロードし、その後、セキュアエレメントの制御をオペレーティングシステムに移行する。

【0013】

提案される方法は、一旦セキュアエレメントの製造が完了すると、信頼されたソフトウェア、特にオペレーティングシステムをセキュアエレメントにロードするための効率的且つ安全な解決策を提供する。更新エージェントにセキュアエレメントを制御する能力を持たせることによって、更新エージェントは、しばらくの間、独自のファイルシステムを持たないセキュアエレメントを任される。これにより、セキュアエレメント内のソフトウェアの効率的且つ安全なロード、更新、及び置き換えが可能となる。

【0014】

本発明の幾つかの実施形態において、インストールパッケージは、ヘッダ部分及びデータ搬送部分を含み、ヘッダ部分はセキュアチャネル初期化署名（initialize secure channel signature）を含み、データ搬送部分は複数のイメージセグメントを含み、連続するイメージセグメントのシーケンスは、マニフェストと、マニフェスト署名と、セキュアエレメントにロードされるオペレーティングシステムのイメージと、を含む。

【0015】

本発明の幾つかの実施形態において、インストールパッケージを受信することは、ヘッダと複数のイメージセグメントの第１のシーケンスとを含む、インストールパッケージの第１の部分を受信することを含み、第１のシーケンスは、マニフェスト署名とマニフェストとを搬送する。更新エージェントは、インストールパッケージの第１の部分を受信した後に、更新エージェントに格納された第１の鍵、特に楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ（Elliptical Curve Digital Signature））鍵を使用して、ヘッダに含まれるセキュアチャネル初期化署名及びマニフェスト署名を検証するようにさらに構成される。

【0016】

これにより、インストールパッケージの信頼性及び伝送チャネルの信頼性の両方を保証する制御機構を備えた更新エージェントが提供される。

【0017】

本発明の幾つかの実施形態では、セキュアエレメントの制御を要求することは、システムリセットを実行する要求を更新エージェントによって外部デバイスに送信することを含む。

【0018】

好ましくは、システムリセット後に、セキュアエレメント内に含まれる初期オペレーティングシステムが削除され、セキュアエレメントの制御が更新エージェントによって引き受けられる。

【0019】

本発明の幾つかの実施形態では、オペレーティングシステムをロードすることは、システムリセット後に、外部デバイスから完全なインストールパッケージを受信することであって、完全なインストールパッケージが、複数のイメージセグメントを含み、複数のイメージセグメントが、マニフェスト、マニフェスト署名、及びオペレーティングシステムのイメージを搬送し、各イメージセグメントがイメージ保護鍵のペアを用いて保護される、受信することを含む。インストールパッケージを受信した後に、更新エージェントはインストールパッケージの完全性を検証し、対応するイメージセグメントからオペレーティングシステムを抽出し、オペレーティングシステムをセキュアエレメントのメモリに格納する。

【0020】

好ましくは、インストールパッケージの完全性を保証するために、イメージ保護鍵が、外部デバイスとセキュアエレメントとの間で鍵共有プロセスを通じて確立され、ＳＣＰ０３ｔアルゴリズムに基づく保護スキームを実施するために使用される。

【0021】

このようにして、外部デバイスと更新エージェントとの間に秘密通信機構を設定することができる。

【0022】

好ましくは、ヘッダはさらに、イメージ保護鍵を搬送する保護された鍵フィールドを含む。

【0023】

本発明の幾つかの実施形態では、インストールパッケージのヘッダは、ソフトウェアインストールパッケージを認証するためのパッケージバインディング署名をさらに含む。好ましくは、パッケージバインディング署名は、セキュアチャネル初期化フィールド（initialize secure channel field）及び／又は保護された鍵フィールドの署名を含む。更新エージェントは、更新エージェントに格納された第２の鍵、特に楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵を用いてパッケージバインディング署名を検証することによってソフトウェアインストールパッケージの認証を実行するように構成される。

【0024】

本発明の第２の態様によれば、ソフトウェアインストールパッケージ、特にオペレーティングシステムインストールパッケージをセキュアエレメント上の更新エージェントに提供するためのコンピュータ実装データ構造が提供される。データ構造は、ヘッダ部分及びデータ搬送部分を含む。ヘッダ部分は、実施されるインストール操作に関する情報とセキュアエレメントにおいて鍵導出を実行するための情報とを搬送するセキュアチャネル初期化フィールドを含む。データ搬送部分は、複数のイメージセグメントを含み、連続するイメージセグメントのシーケンスは、マニフェスト、マニフェスト署名、及びセキュアエレメントにロードされるソフトウェアのイメージを含む。

【0025】

好ましくは、ヘッダ部分は、ソフトウェアイメージを暗号化するための、イメージ保護鍵を搬送する保護された鍵フィールドを含む。

【0026】

好ましくは、ヘッダ部分は、ソフトウェアインストールパッケージを認証するための、セキュアチャネル初期化フィールド及び／又は保護された鍵フィールドの署名を含むパッケージバインディング署名を含む。

【0027】

本発明の幾つかの実施形態では、マニフェストは、アップロードされるソフトウェアイメージに関する情報、特にソフトウェアイメージを認証するための情報、及び／又はイメージの発行者を認証するための情報を含む。「ソフトウェアイメージ」は、更新エージェントによって使用されるソフトウェアバージョン及び暗号データをカプセル化した汎用データフォーマットを指す。ソフトウェアイメージは、オペレーティングシステムのイメージであり得るが、セキュアエレメントにインストールされるアプレット又は他のアプリケーションのイメージである場合もある。

【0028】

本発明の第３の態様によれば、ソフトウェア、特にオペレーティングシステムをセキュアエレメントにダウンロードするための更新エージェントが提供される。更新エージェントは、オペレーティングシステムをインストールするためのインストールパッケージを第２の態様によるデータ構造によって受信し、第１の態様による方法を実行するように構成される。具体的には、更新エージェントは、インストールパッケージを検証し、セキュアエレメントの制御を要求することと、インストールパッケージと共に受信したオペレーティングシステムをセキュアエレメントにロードすることと、セキュアエレメントの制御をオペレーティングシステムに移行することと、を実行するように構成される。

【0029】

本発明の幾つかの実施形態では、更新エージェントは、少なくとも、マニフェスト署名及びインストールパッケージと共に受信したセキュアチャネル初期化署名を検証するための第１の鍵と、インストールパッケージのイメージセグメントを処理するための鍵の共有のための鍵ペアと、パッケージバインディング署名を検証するための第２の鍵と、を含むセットから選択された複数の暗号鍵でパーソナライズされる。好ましくは、第１の鍵は、楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵である。好ましくは、第２の鍵は、楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵である。好ましくは、鍵の共有のための鍵ペアは、楕円曲線鍵共有（ＥＣＫＡ（Elliptical Curve Key Agreement））鍵ペアである。

【0030】

本明細書に記載される態様及び実施形態は、セキュアエレメント内のソフトウェア、特にオペレーティングシステムを更新し、その結果、セキュアエレメントを市場の進化に合わせて最新の状態に保ち、並びにセキュアエレメントのライフサイクルの任意の時点で、パッチ、セキュリティ、並びにバグ修正を提供するための効率的及び安全な解決策を提供する。

【0031】

本出願に記載されたすべてのデバイス、要素、ユニット、及び手段は、ソフトウェア要素又はハードウェア要素又はそれらの組み合わせで実装され得ることに留意されたい。本出願に記載された様々なエンティティによって実行されるすべてのステップ、及び記載された機能性は、それぞれのエンティティがそれぞれのステップ及び機能性を実行するように適合されているか、又は構成されていることを意味することを意図している。

【0032】

本発明のさらなる態様、特徴、及び利点は、本発明の好ましい実施形態及び変形例の以下の詳細な説明を添付の図と併せて検討することにより、当業者には明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

図面の簡単な説明

【図1】ＧＳＭＡリモートプロビジョニングシステムのアーキテクチャの簡略図を示す。

【図2】本発明のある実施形態による、リモートｅＳＩＭプロビジョニングシステムのアーキテクチャを示す。

【図3】ある実施形態による、セキュアエレメントにオペレーティングシステムをダウンロードする方法のフローチャートを示す。

【図4】好ましい実施形態による、図３の方法のさらなるステップを示す。

【図5】好ましい実施形態による、図３の方法のさらなるステップを示す。

【図6】好ましい実施形態による、図３の方法のさらなるステップを示す。

【図7】好ましい実施形態による、図３の方法のさらなるステップを示す。

【図8】ある実施形態による、図２のシステムアーキテクチャ上にオペレーティングシステムをダウンロードする方法を実施するためのシーケンス図を示す。

【図9】ある実施形態による、ソフトウェア／ＯＳ更新を実行するためのセキュリティスキームを示す。

【発明を実施するための形態】

【0034】

詳細な説明
以下に、本発明の具体的な実施形態例を示す添付の図面を参照して、本発明の詳細な説明を行う。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することを可能にするように十分に詳細に説明される。本発明の様々な実施形態は、異なるが、必ずしも相互に排他的ではないことを理解されたい。例えば、１つの実施形態に関連して本明細書に記載される特定の特徴、構造、又は特性は、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態内で実施され得る。加えて、開示された各実施形態内の個々の要素の位置又は配置は、本発明の範囲から逸脱することなく変更され得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で捉えられるべきものではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲と共に、適切に解釈される添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。図面において、同様の数字は、幾つかの図を通して同一又は類似の機能を指す。

【0035】

図９は、ある実施形態による、更新のためのソフトウェアイメージ（例えば、ＯＳイメージ）を提供するためのソフトウェア更新セキュリティスキームを示す。更新のためのソフトウェアイメージを提供するためのスキームは、ＧＳＭＡ ＲＳＰ２２により知られる一般的なスキームを図２のアーキテクチャに適応させたものである。

【0036】

図９の図は、プロファイルパッケージ（すなわち、バウンドインストールプロファイル（Bound Installation Profile））が生成されてから更新エージェントを介してセキュアエレメントにダウンロードされるまでに取る、様々なフォーマットを示している。特に、バウンドインストールプロファイルは、プリペンド及びセグメンテーションなどの幾つかの操作を実行することによって、ソフトウェアイメージから始まる幾つかの段階Ｉ～Ｖにおいて作成される。

【0037】

第１段階Ｉでは、イメージ発行者から提供されたイメージ５０１に、マニフェスト５０２及びマニフェスト署名５０１がプリペンドされる。マニフェスト５０２は、アップロードされる新しいソフトウェアイメージに関連する情報を含み、イメージが受け入れ可能であり、発行者が信頼できることを保証する。結果として生じたブロックには、まだ暗号化されていない平文データが含まれる。

【0038】

段階ＩＩにおいて、ＳＭ－ＤＰ＋１１は、段階Ｉで得られたパッケージから、プロファイル要素ＴＬＶ（タグ長値（Tag Length Value））のシーケンスＴＬＶ１、…、ＴＬＶｎ（５１０）を含む保護されていないイメージパッケージを生成し得る。好ましくは、ＴＬＶの構造は、SIMalliance eUICC Profile Package（Interoperable Format Technical Specification V2.0）に従う。

【0039】

段階ＩＩＩでは、ＳＭ－ＤＰ＋１１は、ＴＬＶ暗号化及びMACingを適用することによって、保護されていないパッケージプロファイルから保護されたパッケージプロファイルを生成することができる。これらの操作は、好ましくは、ＧＳＭＡの「Remote Provisioning of Embedded UICC Technical specification」Ｖ３．１に記載されているスキームに従い得る。好ましくは、ＴＬＶ暗号化は、ＳＭ－ＤＰ＋１１によって生成されたプライベートプロファイル保護鍵ＰＫ－ＥＮＣを適用することによって行われる。その結果得られるデータブロックは、セグメント１～Ｘ（５２１）に分割される。

【0040】

段階ＩＶでは、ＳＭ－ＤＰ＋１１は、段階ＩＩＩで得られた保護されたイメージパッケージを特定のｅＳＩＭ／ｅＵＩＣＣにリンクさせること又はバインドすることによって、バウンドインストールプロファイルパッケージ５００を生成することができる。これは、ｅＳＩＭとＳＭ－ＤＰ＋との間の鍵の共有によって行われる。

【0041】

最後に、段階Ｖでは、ヘッダ部分５３０及びデータ搬送部分５２０を有するバウンドインストールプロファイルパッケージ５００は、ブロックにセグメント化され、ｅＳＩＭ又はセキュアエレメント１００上の更新エージェント１１０に送られる。好ましくは、セグメントは、STORE DATAコマンドを介して送信される。

【0042】

上記のプロセスは、一組のターゲット（ブロードキャスト）又はある特定のターゲット（ユニキャスト）を対象とすることができ、唯一の違いは、プロセスに使用される鍵、及び鍵の導出に使用されるリモートオペレーションＩＤである。

【0043】

表１は、上記の図９のスキームによって得られたバウンドインストールパッケージの構造を示す。この表は、タグ（Ｔ）、長さ（Ｌ）、及び値フィールド（値の説明）を含むＴＬＶエントリを含む。

【0044】

【表1】

【0045】

表のエントリは、以下を含む：
ａ）バウンドパッケージ署名（図９、パッケージバインディング署名５３１）
タグ又はデータグループ識別子ＤＧＩ（Data Group Identifier）「ＢＦ５１」を有するこの部分は、任意選択のものである。これは、セキュアチャネル初期化及び保護鍵（存在する場合）ＴＬＶの署名から成る。更新エージェントの秘密鍵SK.ISSUER.ECDSAを使用して署名され、そのペアである公開鍵ＰＫによって検証される。パッケージの認証部分の保護を可能にする。
ｂ）セキュアチャネル初期化（図９、５３２）
タグ又はデータグループ識別子ＤＧＩ「ＢＦ２３」を有するこの部分は、ターゲットｅＳＩＭと新しいリモートＳＩＭプロビジョニングセッションを開くためにＳＭ－ＤＰ＋によって使用されるプロシージャを定義し、セッション鍵セットの導出のための情報を含む。これらの鍵は、保護された鍵、又は保護された鍵が存在しない場合はイメージセグメント５４１のシーケンスを保護するために使用され得る。

【0046】

このプロシージャは、顕著な相違点を有する、[GSMA_RSP] section 5.5.1内の同名の操作の応用である
（ｉ）鍵導出のためのSharedInfo（[GSMA_RSP] Annex Gに定義されている）は、ＥＩＤの代わりにリモートオペレーションＩＤ（ブロードキャスト又はユニキャスト）を使用する；
（ｉｉ）このスキームでは、鍵の共有（SK.EUICC.ECKA）に使用される鍵が固定されていると仮定して、トランザクションＩＤは保存され、リプレイ攻撃を回避するために使用される；
（ｉｉｉ）トランザクションＩＤは、SK.EUICC.ECKAが更新されるときにリセットされる；
（ｉｖ）タグ５Ｆ３７の署名は、更新エージェントの秘密鍵SK.ISSUER.ECKAを用いて実行され、それのペアで検証されるものとする。

【0047】

セキュアチャネル初期化プロシージャは表２の構造によって定義される。

【0048】

【表2】

【0049】

ｃ）保護された鍵（図９、５３３）
タグ「ＡＴ」には、ソフトウェア又はＯＳイメージを暗号化するために使用される鍵であるイメージ保護鍵が含まれる。存在しない場合は、イメージ保護鍵は、セキュアチャネル初期化において設定された、導出セッション鍵と等しい。存在する場合は、セッション鍵テンプレートは、表３に示される構造を有した、ＳＣＰ０３ｔ保証（セキュアチャネル初期化における鍵の共有から導出された暗号化用のセッション鍵を使用する）タグ８７ＴＬＶである。

【0050】

【表3】

【0051】

ｄ）イメージセグメントのシーケンス（図９、５２１）
タグ「Ａ３」には、マニフェスト署名５０３、マニフェスト５０２、及び幾つかのセグメントに分割されてロードされるイメージ５０１が含まれる。各セグメント５２１は、タグ８６を有するＴＬＶを含み、ＧＳＭＡ ＲＳＰ２２において定義されるようなＳＣＰ０３ｔを使用して、鍵の共有で導出されたセッション鍵、又はバウンドパッケージ内に存在する場合はイメージ保護鍵の何れかを使用して保護される。あるセグメントにおいて保護されるコンテンツは、表４に示すエントリを含む、保護されていないパッケージである。

【0052】

【表4】

【0053】

コンテンツの長さが提供されたサイズと一致しない場合、このレコードは、パターンレコードであり、指定されたサイズが満たされるまで、必要な回数だけコンテンツが書き込まれなければならない。最初の１つ又は複数のセグメントは、マニフェスト５０２を含むものとする。マニフェスト５０２は、イメージが受け入れ可能であり、発行者が信頼できることを保証する。

【0054】

更新エージェント１１０は、上記の構造を有するインストールパッケージを受信し、データ搬送部分からオペレーティングシステムを抽出し、オペレーティングシステムをセキュアエレメントにダウンロードすることができる。

【0055】

上記の構造を有するインストールパッケージを処理できるためには、更新エージェントは、複数の暗号鍵を用いてパーソナライズされ得る。このような鍵の例としては、以下を挙げることができる：
－ インストールパッケージと共に受信したマニフェスト署名及びセキュアチャネル初期化署名を検証するための第１の鍵。この第１の鍵は、楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵PK.KEY.EC-DSAであってもよい。
－ インストールパッケージのイメージセグメントを処理するための鍵の共有のための鍵ペア、好ましくはマルチキャスト鍵ペア。この鍵ペアは、楕円曲線鍵共有（ＥＣＫＡ）鍵ペアSK_MC.EUICC.ECKAであってもよい。
－ パッケージバインディング署名を検証するための第２の鍵。好ましくは、第２の鍵は、楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵PK.OWN.ECDSAである。

【0056】

インストールパッケージを提供する外部エンティティ２００は、それぞれの対応する以下の鍵を廃棄することができる。
－ otSK.ISSUER.ECKA及びotPK.ISSUER.ECKA：これは、セッション鍵を計算するために使用されるワンタイム鍵ペアである。
－ SK.ISSUER.ECDSA：これは、マニフェストに署名する（すなわち、マニフェスト署名を生成する）ため、セキュアチャネル初期化に署名する（すなわち、セキュアチャネル初期化署名を生成する）ため、及びイメージに署名する（すなわち、イメージ署名を生成する）ために使用される鍵である。

【0057】

図３～図８を参照して、ある実施形態による、セキュアエレメントにオペレーティングシステムをダウンロードする方法を以下に説明する。

【0058】

図３は、本方法の一般的なフローチャートを示す。図４～図７は、好ましい実施形態による、図３の方法のさらなるステップを示す。

【0059】

図８は、ある実施形態による、図２のシステムアーキテクチャ上で本方法を実施するためのシーケンス図を示す。

【0060】

図３を参照すると、セキュアエレメント１００にオペレーティングシステムをインストールするためのインストールパッケージ５００が、第１のステップＳ１において更新エージェント１１０で受信される。インストールパッケージは、イメージサーバ３００又は外部デバイス２００などの、セキュアエレメントの外部のエンティティから送信される。外部デバイス２００は、ＳＥ１００を制御し、ＳＥ１００と通信するエンティティを表し得る。それは、モバイル端末であってもよいし、又はＳＥが搭載されるデバイスであれば何であってもよい。

【0061】

更新エージェント１１０は、インストールパッケージの受信、及びソフトウェア更新の実行を担う、（ＯＳから分離された）セキュアエレメント１００内のエンティティである。更新エージェントは、セキュアエレメント１００の工場生産時に、（初期）オペレーティングシステム（ＯＳ、図２の１３０）と共にセキュアエレメント又はＴＲＥにロードされる。最初は、ＯＳ１３０が制御されているものと仮定され、これは、ＴＲＥ１００が起動するときに実行されるＯＳであることを意味する。

【0062】

したがって、更新エージェントは、新しいオペレーティングシステムを含むインストールパッケージを受信すると、ステップＳ２において、セキュアエレメントの制御を、初期オペレーティングシステムから更新エージェント１１０に移行するよう要求する。ファイルシステムを全く持たないセキュアエレメントを制御することにより、更新エージェントは、ステップＳ３において、新しいオペレーティングシステムをセキュアエレメントにロードすることができる。新しいオペレーティングシステムがセキュアエレメントにロードされた後、更新エージェントは、ステップＳ４において、新しいオペレーティングシステムに制御を移行する。

【0063】

上記の方法は、図８に示されるように、更新エージェント１１０によって２つのフェーズで実施され得る。

【0064】

フェーズＩでは、更新エージェント１１０は、ステップＳ１１（これは、ステップＳ１のサブステップである、図４を参照）において、マニフェスト５０２を含むセグメントまでの（マニフェスト５０２を含むセグメントを含む）インストールパッケージの最初の部分を受信する。すなわち、更新エージェントは、ヘッダ部分５３０を受信し、マニフェスト５０２を含むセグメントまでの、データ搬送部分５２０のセグメントにイニシャルで署名する。

【0065】

ステップＳ１のサブステップＳ１３（図４を参照）において、更新エージェントは、イメージが受け入れ可能であり、発行者が信頼できることを保証するために、マニフェストの署名５０３を検証する。好ましくは、更新エージェントは、マニフェストを検証するために更新エージェントに格納された第１の鍵を使用する。第１の鍵は、更新エージェントに格納された楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵であってもよい。

【0066】

更新エージェントはさらに、第１の鍵を使用することによって、セキュアチャネル初期化署名５３２を検証することができる（図４のステップＳ１４）。

【0067】

任意選択的に、更新エージェントは、インストールパッケージの最初の部分を受信した後に実行されるステップＳ１２において、更新エージェント１１０に格納された第２の鍵、特に楕円曲線デジタル署名（ＥＣＤＳＡ）鍵を使用してパッケージバインディング署名を検証することによって、インストールパッケージを認証することができる。

【0068】

署名が検証された後、更新エージェントは、セキュアエレメントの制御を要求する（図３のステップＳ２）。これは、図５のステップＳ２１～Ｓ２３によって実施され得る。

【0069】

図５を参照すると、更新エージェントは、初期オペレーティングシステムから更新エージェントに制御を切り替えるためにリセットが必要であることを外部デバイスに示す（ステップＳ２１）。リセットは、ステップＳ２２で実行され、これを通じて更新エージェント１１０は、セキュアエレメント１００の制御を引き受ける。セキュアエレメントの制御を引き受けると、更新エージェント１００は、初期オペレーティングシステム１３０を削除することができる。

【0070】

上記のサブステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３により、図８のフェーズＩが完了する。

【0071】

図８のフェーズＩＩは、再起動が実行された後に開始され、図６及び図７のステップによって示されるように実施され得る。

【0072】

特に、更新エージェントは、外部デバイスからインストールパッケージを再び受信することができる（図６のＳ３１）。ただし今回は、複数のイメージセグメント５２１を含む完全なインストールパッケージ５００が受信され、複数のイメージセグメントは、マニフェスト５０２、マニフェスト署名５０３、及びオペレーティングシステムの（新しい）イメージ５０１を搬送する。各イメージセグメントは、イメージ保護鍵５３３のペアを用いて保護され得る。

【0073】

ステップＳ３２では、更新エージェント１１０は、インストールパッケージの完全性を検証する。鍵のセットは、インストールパッケージの完全性を確立するために使用されてもよい。好ましくは、インストールパッケージ５００の完全性を保証するために、鍵のセット（例えば、マルチキャスト鍵ペア）が、鍵共有プロセスを通じて外部デバイス２００とセキュアエレメント１００との間で確立され、ＳＣＰ０３ｔアルゴリズムに基づく保護スキームを実施するために使用され得る。インストールパッケージを処理できるためには、後述するように、更新エージェントは、この鍵ペアでパーソナライズされる。

【0074】

インストールパッケージの完全性を検証した後、更新エージェント１１０は、ステップＳ３３において、対応するイメージセグメント５０１からオペレーティングシステムを抽出し、ステップＳ３４において、（新しい又は更新された）オペレーティングシステムをセキュアエレメントのメモリに格納する。

【0075】

オペレーティングシステムのダウンロードが正常に完了すると、更新エージェント１１０は、セキュアエレメント１００の制御をオペレーティングシステムに移行する（図３のステップＳ４）。制御の移行は、図７に示されるステップＳ４１～Ｓ４３によって実施され得る。

【0076】

図７を参照すると、更新エージェント１１０は、ダウンロードが完了したことを外部デバイスに示す（ステップ４１）。新たにインストールされたオペレーティングシステムにセキュアエレメントの制御を移行するためには、リセットが必要な場合がある（ステップＳ４２）。これにより、図８のフェーズＩＩが完了する。

【0077】

図３のオペレーティングシステムをダウンロードする方法を実施するための図４～図７の上記の例示的実施形態では、更新エージェントは、インストールパッケージをセグメントごとに外部デバイスから受信し、図８のフェーズＩでは、マニフェストまでの（マニフェストを含む）、インストールパッケージの最初のセグメントが受信される。更新エージェントが進行し、マニフェストを受け入れた後、システムが再起動され、フェーズＩＩ中に、更新エージェントは、完全なインストールパッケージを受信し、その中に含まれるオペレーティングシステムを抽出する。

【0078】

図３の方法の代替実装形態では、更新エージェントは、フェーズＩ中に完全なインストールパッケージを受信し、それをローカルメモリに格納し、マニフェストを含むセグメントまでの（マニフェストを含むセグメントを含む）インストールパッケージをセグメントごとに処理し得る。この場合、図４のステップＳ１１は、僅かに異なってもよく、マニフェストセグメントに達するまでインストールパッケージを処理するよう更新エージェントに要求し得る。残りのステップＳ１２～Ｓ１４は、変更されないままであってもよい。システムリセット（この間に、更新エージェントがセキュアエレメントの制御を引き受ける）後に、外部デバイスは、インストールパッケージ全体を、更新エージェントが既にそれを受信済みであるため、もはや送信する必要はない。図６のステップＳ３１は、時代遅れになり得る。第１の実装形態に関連して図示した残りのすべてのステップ及びサブステップは、代替実装形態内で同様に実行することができる。

【0079】

本明細書に記載される態様及び実施形態は、セキュアエレメントの製造後の任意の時点で、セキュアエレメント上のソフトウェア、特にオペレーティングシステムを更新し、その結果、セキュアエレメントを市場の進化に合わせて最新の状態に保ち、並びにセキュアエレメントのライフサイクルの任意の時点で、パッチ、セキュリティ、及びバグ修正を提供するための効率的且つ安全な解決策を提供する。

【0080】

前述の明細書では、本発明の特定の実施形態に関連して本発明を説明している。しかしながら、本発明のより広い範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更がそれらに行われ得ることは明らかであろう。例えば、上記のプロセスフローは、プロセスアクションの特定の順序に関連して説明されている。しかしながら、記載したプロセスアクションの多くの順序は、本発明の範囲又は動作に影響を与えることなく変更され得る。したがって、本明細書及び図面は、制限的な意味ではなく例示的な意味で解釈されるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】