WO2002031663A1 - Memoire - Google Patents

Description

明 細 書

メモリ装置 技術分野

この発明は、 非可逆書き込みメモリを使用してセキュリティを高める ことが可能なメモリ装置に関する。 背景技術

最近では、 フラッシュメモリとそのコントロール部が一体に構成され たメモリカードがデータ記録媒体として実用化されつつある。 例えばデ ィジタルカメラで撮影した静止画をメモリ力一ドに記録することがなさ れている。 フラッシュメモリを使用したメモリカードは、 複数回の書き 換えが可能である。 また、 電子音楽配信によって配信された著作権保護 の必要なデータの蓄積媒体としてもメモリカードが使用されている。 フラッシュメモリの場合には、 消去可能なために、 いつでも初期状態 に戻すことが可能であり、 また、 データの改竄も比較的容易なために、 フラッシュメモリに格納されている認証のためのデータ、 パスワード、 暗号化の鍵データ等のセキュリティが脆弱であるという問題があった。 また、 従来のメモリカードを使用した機器では、 デ一夕を読み出すと同 時に抹消することがされてなく、 既に読み出したデータと同一のデータ (複製） を作成することが可能であり、 著作権の保護の面で問題か生じ ることがあった。

したがって、 この発明の目的は、 セキュリティを強化することが可能 であり、 また、 複製を作ることが防止できるメモリ装置を提供すること にある。 発明の開示

上述した課題を解決するために、 請求の範囲 1の発明は、 非可逆書き 込みメモリと、 書き込みおよび読み出しを制御するコントロール回路と 、 データバッファ回路とを有するメモリ装置において、

書き込まれたデータを読み出す際に、 メモリからデータをデータバッ ファ回路に読み出した後、 読み出し済のメモリ上のデータエリアを非可 逆方向となるように、 上書きすることを特徴とするメモリ装置である。 請求の範囲 2の発明は、 非可逆書き込みメモリと、 書き込みおよび読 み出しを制御するコントロール回路と、 データバッファ回路とを有する メモリ装置において、

再生制限情報を記憶するエリアを非可逆書き込みメモリ上またはコン トロール回路内の非可逆書き込みメモリ上に有し、

書き込まれたデータを読み出す際に、 読み出しが再生制限情報によつ て示される制限に該当する場合には、 読み出し動作をできないようにし たことを特徴とするメモリ装置である。

請求の範囲 3の発明は、 非可逆書き込みメモリと、 書き込みおよび読 み出しを制御するコントロール回路と、 データバッファ回路とを有する メモリ装置において、

メモリからデ一タを読み出した回数を記憶するエリアを非可逆書き込 みメモリ上またはコントロール回路内の非可逆書き込みメモリ上に有し 書き込まれたデータを読み出す際に、 読み出した回数を記憶するエリ ァを非可逆方向となるように上書きすると共に、 読み出した回数を記憶 するエリァが全て非可逆方向になった場合には、 読み出し動作をできな いようにしたことを特徴とするメモリ装置である。

この発明によれば、 デ一夕を読み出した時に、 読み出したデ一夕を全 て非可逆方向に上書きするので、 高いセキュリティを確保することがで きる。 また、 再生制限を行なう場合に、 再生制限情報を非可逆書き込み メモリ上に書いておくことによって、 再生制限情報が改竄されることを 防止することができる。 図面の簡単な説明

第 1図は、 この発明を適用することができるメモリ装置の一例を示す 略線図、 第 2図 A〜第 2図 Bは、 この発明のデータの書き換え動作およ び再生回数情報の書き換え動作を説明するための略線図、 第 3図は、 こ の発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第 1の例を説明する ためのフローチャート、 第 4図は、 この発明の一実施形態におけるデー タ読み出し動作の第 2の例を説明するためのフローチヤ一卜、 第 5図は 、 この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第 3の例を説明 するためのフローチャート、 第 6図は、 この発明の一実施形態における データ読み出し動作の第 4の例を説明するためのフローチャート、 第 7 図は、 この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第 5の例を 説明するためのフローチャート、 第 8図は、 この発明の一実施形態にお けるデ一夕読み出し動作の第 6の例を説明するためのフローチヤ一ト、 第 9図は、 この発明の一実施形態におけるデータ読み出し動作の第 7の 例を説明するためのフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 第 1 図に、 この発明の一実施形態におけるメモリ装置の構成を示す。 ホスト デバイス （図示しない） とメモリ装置 1とが例えばシリアルインタ一フ ェ一スを介して接続されている。 メモリ装置 1は、 コントロール I C 2 とメモリ 3とを有している。 メモリ装置 1は、 ホストデバイスに対して 着脱自在のカード状の構成とされている。

ホストデバイスは、 メモリ装置 1に対して書き込むデータを生成し、 また、 メモリ装置 1からデータを読み出し、 読み出したデータを利用し て種々のデータ処理を行なう。 例えばホストデバイスがディジタル電子 カメラであり、 撮影された画像がメモリ装置 1に書き込まれ、 また、 画 像がメモリ装置 1から読み出される。 ホストデバイスの他の例は、 ォー ディォ記録 Z再生装置であり、 圧縮オーディォデータがメモリ装置 1に 書き込まれ、 また、 圧縮オーディオデータがメモリ装置 1から読み出さ れる。

コントロール I C 2は、 ホストデバイスとのインターフェース 4、 レ ジス夕 5、 ページバッファ 6およびメモリインターフェース 7を有する 。 イン夕一フェース 4を介してホストデバイスとメモリ装置 1 との間で 、 データ （書き込みまたは読み出しデータおよびコマンドデータ） 、 コ ントロール信号、 クロック、 電源等の授受がなされる。 レジス夕 5は、 アドレスを保持するためのものである。 ページバッファ 6は、 書き込み データまたは読み出しデータを一時的に蓄える。 なお、 コントロール I C 2とメモリ 3とが一つの I C部品として構成されていても良い。 また 、 コント口一ル I Cがーつの I Cで構成されている必要はない。 メモリ インタ一フェース 7は、 コントロール I C 2とメモリ 3との間のインタ —フェイスである。 なお、 コントロール I C 2には、 図示しないが、 C P Uからなるシーケンサ （コントローラ） が設けられている。

メモリ 3は、 一度だけ書き込みが可能な非可逆書き込みメモリであり 、 また、 不揮発性の半導体メモリである。 このようなメモリは、 O T P (One T i me P rogr ammab l e ROM) と呼ばれる。 すなわち、 メモリ 3に一度 書かれたデータは、 消去不可能であり、 電源を切っても記憶データが保 持される。 メモリ 3は、 所定のデータ量の単位で読み書きされる。 メモ リ 3上には、 ホストデバイスによってメモリが装着された時に最初に読 み取られる領域であるブートエリアが設けられている。 ブートエリアに は、 属性情報等の種々の情報が予め記録されている。

上述したように、 メモリ 3は、 書き込み関して非可逆であり、 初期状 態から一度変化させたところは、 元の状態に戻すことができない。 一方 、 初期状態から変化させていない部分に関しては後から変化させること ができる。 第 2図は、 メモリ上の状態の変化を示すものである。 第 2図 において、 四角のエリアがデータ単位例えばビットを示し、 白のエリア が未変化 （初期状態） のデータ単位例えば " 0"のビッ トを表し、 黒のェ リアが書き込みによって変化した変化後のデータ単位、 すなわち、 非可 逆方向にされたデータ単位例えば " のビットを表している。

第 2図 Aに示すように、 全てのデータ単位が未変化の初期状態からデ —夕の書き込みがなされる。 このように一度データを保存した後に、 デ —夕が不要となった時には、 全てのデータ単位を非可逆方向に変えるこ とによって、 意味の無いデータに変化させることができる。 このことは 、 データの抹消と同等の処理である。 また、 非可逆書き込みメモリ 3上 に再生制限情報例えばデータの読み出し回数 （再生回数） Nを記録する カウン夕エリアを設けることができる。

第 2図 Bは、 カウンタエリアの処理を示す。 初期状態 （N= 0) から 再生するたびに、 データ単位を 1個ずつ非可逆方向へ変化させる。 第 2 図 Bには、 （N= 3) 、 (N= 5 ) の状態をそれぞれ示している。 第 2 図 Bの例では、 データ単位が 8個存在するので、 再生可能回数が 8回と されており、 （N= 8 ) に達すると、 全てのデータ単位が非可逆方向に 変化されたものとなる。 この場合、 （N= 5 ) の状態から直接 （N== 8 ) の状態とすることも可能である。 （N= 8) の状態は、 それ以上のデ 一夕の書き込みが不可能な状態であり、 データの抹消と同等の状態であ る。 非可逆書き込みメモリ上にカウンタエリアを設けているので、 再生 回数または再生可能回数のデータを改竄することが不可能であり、 著作 権の保護を強力に行なうことができる。

以下、 上述したメモリ装置 1を使用してなされる処理のいくつかの例 について説明する。 第 3図は、 メモリ装置 1からのデ一夕の読み出しと 同時にメモリ上のデータを抹消する動作を示すフローチヤ一トである。 この動作は、 コントロール I C 2に設けられたシーケンサの制御によつ てなされる。

第 3図におけるステップ S 1では、 ホストデバイスからの読み出し要 求があるか否かが決定される。 ホストデバイスから読み出しコマンドぉ よび読み出しアドレスを受け取ると、 ステップ S 2において、 読み出し アドレスをレジスタ 5に保存する。 そして、 ステップ S 3において、 メ モリ 3の指定されたァドレスからデータが読み出され、 読み出されたデ —夕がページバッファ 6に格納され、 さらに、 ページバッファ 6からィ ン夕一フェース 4を介してホストデバイスに対して出力される。 読み出 しデータをページバッファ 6を介さないで直接ホスト側へ伝送する構成 も可能である。 読み出しが終了すると、 ステップ S 4において、 レジス 夕 5に保存されている読み出しァドレスを参照してそのァドレスのデー 夕を抹消する。 このように、 第 3図の処理は、 メモリ 3から 1回の読み 出ししかできない処理である。

第 4図は、 他の処理例のフロ一チヤ一トである。 ステップ S 1 1にお いて、 読み出し要求が有ると決定されると、 ステップ S 1 2において、 特定エリァに指定された読み出しァドレスが有るか否かが決定される。 特定エリアとは、 メモリ 3上またはコントロール I C 2上の特定のエリ ァを意味する。 コントロール I C 2上にメモリ 3と別個に不揮発性の非 可逆書き込みメモリを設けることによって特定エリアを構成できる。 若 し、 特定エリアにアドレスが有ると決定されると、 処理が終了する。 す なわち、 読み出しがされないで処理が終了する。 具体的には、 ホストデ バイスは、 自分が送った読み出しコマンドに対して、 読み出しデータの 代わりに、 エラ一情報を受け取ることで、 読み出しができないことを認 識する。 後述する他のフローチャートで示される処理においても、 読み 出しができない時には、 同様の処理がなされる。

特定エリアにァドレスが無いと決定されると、 メモリ 3の指定された ァドレスからデータが読み出され、 読み出されたデータがホストデバイ スに送出される （ステップ S 1 3 ) 。 読み出し終了後のステップ S 1 4 において、 例えばレジスタ 5に保存されている読み出しァドレスを特定 エリアに書き込む。 特定エリアには、 読み出しがなされたアドレスが追 加して記録される。 この場合、 特定エリアにアドレスマップを用意し、 読み出しがなされたァドレスに相当するマップ上のデータを非可逆方向 に変化させ、 ステップ S 1 2において、 このマップを参照するようにし ても良い。

このように、 第 4図の動作は、 読み出し時にメモリ 3上のデータは抹 消せずに、 ホストデバイスから読み出し済のデ一夕をアクセスできない ように制御するものである。 メモリ 3上のデータを抹消して、 完全にデ 一夕へのアクセスを不可能とし、 よりセキュリティを高めることができ る。 つまり、 第 5図のフローチヤ一卜のステップ S 2 5として示すよう に、 メモリ 3上の読み出されたデータを抹消する処理が追加される。 第 5図中のステップ S 2 1 , S 2 2 , S 2 3 , S 2 4は、 それぞれ第 4図 中のステップ S l l , S 1 2， S 1 3 , S 1 4と対応している。

第 6図のフロ一チャートは、 再生制限回数を設定し、 設定された回数 までは、 メモリ 3上のデータを読み出す （再生する） ことを可能とする 動作を示す。 ステップ S 3 1において、 読み出し要求が有ると決定され ると、 ステップ S 3 2において、 特定エリアから再生回数と再生可能回 数とが読み出される。 特定エリアは、 上述したように、 メモリ 3上また はコントロール I C 2に設定されている。 また、 再生可能回数は、 予め デ一夕の記録時に特定エリアに書き込まれている。 例えばデータが映像 および Zまたは音楽データの場合に、 著作権者は、 映像およびノまたは 音楽データ等のコンテンツを配信する時に、 コンテンッデ一夕と共にそ の再生可能回数をメモリ装置に記録することによって、 著作権保護を図 ることができる。

特定エリアは、 第 2図 Bを参照して説明したように、 再生可能回数が 例えば 8回と設定されており、 1回再生する度に、 1個のデ一夕単位を 非可逆方向に変化させるようにしている。 この第 2図 Bに示すエリァが ステップ S 3 2において読み出される。 ステップ S 3 3では、 特定エリ ァの状態に基づいて （再生回数 N <再生可能回数？） が調べられる。 若 し、 この条件が成立しないと、 （N≥再生可能回数） であるため、 再生 不可とされ、 処理が終了する。

ステップ S 3 3において、 （再生回数 N <再生可能回数） が成立する 場合には、 再生可能とされる。 その場合には、 ステップ S 3 4において 、 メモリ 3の指定のアドレスからデータが読み出され、 ページバッファ 6およびインターフェース 4を介してホス トデバイスに対して読み出し データが送出される （ステップ S 3 4 ) 。 その後、 特定エリアに対して 再生回数が追記される （ステップ S 3 5 ) 。

上述した第 6図の動作は、 読み出した後にメモリ 3上のデータは抹消 せずに、 ホストデバイスから読み出し済のデータをアクセスできないよ うに制御するものである。 メモリ 3上のデータを抹消して、 完全にデ一 夕へのアクセスを不可能とし、 よりセキュリティを高めることができる 。 つまり、 第 7図のフローチャートのステップ S 4 6として示すように 、 （再生回数 N≥生可能回数？） が決定される。 再生回数 Nが再生可能 回数に達していない時には、 処理を終了する。 若し、 再生回数 Nが再生 可能回数に達しているとステップ S 4 6で決定されると、 ステップ S 4 7において、 メモリ 3に対して意味のないデータを上書きすることによ つて読み出したデータが抹消される。 第 7図中のステップ S 4 1， S 4 2 , S 4 3 , S 4 4 , S 4 5は、 それぞれ第 6図中のステップ S 3 1， S 3 2 , S 3 3 , S 3 4 , S 3 5と対応している。

再生回数を制限する方法の他の例について、 第 8図のフローチヤ一ト を参照して説明する。 第 8図のステップ S 5 1において、 読み出し要求 が有ると決定されると、 ステップ S 5 2において、 特定エリアから再生 可能回数が読み出される。 ステップ S 5 3では、 （再生可能回数〉 0 ? ) か否かが決定される。 そうでなければ、 処理が終了する。

ステップ S 5 3において、 再生可能回数が 0より大きいと決定される と、 ステップ S 5 4において、 メモリ 3からデータが読み出され、 ホス トデバイスへ送出される （ステップ S 5 4 ) 。 そして、 ステップ S 5 5 において、 特定エリアに追記を行い、 それによつて再生可能回数を減数 する。 第 2図 Bの例では、 初期状態が再生可能回数が 8回を表しており 、 1回再生するごとに 1個づっデ一夕単位の状態を変化させる。 残って いる未変化 （白い） データ単位の個数がステップ S 5 2において、 再生 可能回数として読み出される。

上述した第 8図の動作は、 読み出した後にメモリ 3上のデータは抹消 せずに、 ホストデバイスから読み出されたデータをアクセスできないよ うに制御するものである。 メモリ 3上のデータを抹消して、 完全にデ一 夕へのアクセスを不可能とし、 よりセキュリティを高めることができる 。 つまり、 第 9図のフロ一チヤ一卜のステップ S 6 6として示すように 、 （再生可能回数 > 0 ? ) が決定される。 この条件が成立し、 未だ再生 可能な時には、 処理を終了する。 若し、 この条件が成立しないとステツ プ S 6 6で決定されると、 ステップ S 6 7において、 読み出したデータ が抹消される。 第 9図中のステップ S 6 1， S 6 2 , S 6 3 , S 6 4 , S 6 5は、 それぞれ第 8図中のステップ S 5 1， S 5 2 , S 5 3 , S 5 4， S 5 5と対応している。

上述したこの発明の一実施形態は、 メモリ上に記録されている音楽デ 一夕ファイルのようなデータファイルの再生および抹消のみならず、 暗 号化されたデータを復号するための鍵データに対しても、 上述したのと 同様の手順によって抹消または再生回数の制限を行なうことができる。 この発明は、 上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは 無く、 この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能で ある。 例えば上述した実施形態では、 再生回数を制限しているが、 再生 可能な合計時間、 再生可能な期間 （再生可能な開始年月日と終了年月日 ) を非可逆書き込みメモリに記録しておくようにしても良い。 また、 こ の発明は、 現金、 電子マネ一、 再生権限を与えるためのポイント等が記 録されるプリペイ ドカードに対して適用でき、 使用量に応じてデータが 更新される。 また、 この発明は、 初期パスワードの送付のためにも使用 できる。 例えば初期パスワードは、 一回読み出すと、 消去され、 初期パ スワードのセキュリティを保護できる。

この発明によれば、 デ一夕を読み出した時に、 読み出したデータを全 て非可逆方向に上書きするので、 たとえメモリ装置が分解されてメモリ が摘出されても、 内部のデータを読み出すことが不可能となり、 高いセ キユリティを確保することができる。 フラッシュメモリの場合には、 不 正な方法でメモリにアクセスすることを防止するために特別な構造を採 用することがあり、 それによつてコストが高くなる問題があった。 非可 逆書き込みメモリは、 フラッシュメモリに比較して低コス トとすること ができ、 しかも、 この発明を適用することによって、 セキュリティ確保 のための特別な構造をとる必要がないので、 より低コストとすることが 可能となる。 また、 再生制限を行なう場合に、 再生制限情報を非可逆書 き込みメモリ上に書いておく ことによって、 再生制限情報が改竄される ことを防止することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 非可逆書き込みメモリと、 書き込みおよび読み出しを制御するコン トロール回路と、 データバッファ回路とを有するメモリ装置において、 書き込まれたデータを読み出す際に、 上記メモリからデータを上記デ 一夕バッファ回路に読み出した後、 上記読み出し済のメモリ上のデータ エリアを非可逆方向となるように、 上書きすることを特徴とするメモリ

2 . 非可逆書き込みメモリと、 書き込みおよび読み出しを制御するコン トロール回路と、 データバッファ回路とを有するメモリ装置において、 再生制限情報を記憶するエリアを上記非可逆書き込みメモリ上または 上記コントロール回路内の非可逆書き込みメモリ上に有し、

書き込まれたデ一夕を読み出す際に、 読み出しが上記再生制限情報に よって示される制限に該当する場合には、 読み出し動作をできないよう にしたことを特徴とするメモリ装置。

3 . 非可逆書き込みメモリと、 書き込みおよび読み出しを制御するコン トロール回路と、 データバッファ回路とを有するメモリ装置において、 上記メモリからデータを読み出した回数を記憶するエリアを上記非可 逆書き込みメモリ上または上記コントロール回路内の非可逆書き込みメ モリ上に有し、

書き込まれたデータを読み出す際に、 上記読み出した回数を記憶する エリアを非可逆方向となるように上書きすると共に、 上記読み出した回 数を記憶するエリァが全て非可逆方向になった場合には、 読み出し動作 をできないようにしたことを特徴とするメモリ装置。

4 . 請求の範囲 3において、

読み出した回数を記憶するエリァが全て非可逆方向になった場合には 、 読み出し済のメモリ上のデ一夕エリアを非可逆方向となるように上書 きすることを特徴とするメモリ装置。

5 . 請求の範囲 1 、 2または 3において、

上記非可逆書き込みメモリは、 ホス卜デバイスに対して着脱自在の不 揮発性の半導体メモリであるメモリ装置。