JPH1055273A - ソフトウェア保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＰＵ，メモリ，プログラマブル演算回路間
に流れる情報を暗号化することにより、ソフトウェアの
保護の向上を図る。 【解決手段】 ＣＰＵチップ１１にデコード回路３０，
暗号キー生成回路３１，暗号化回路３６，暗証番号照合
回路３３，暗証番号生成回路３４を設ける。プログラマ
ブル演算回路チップ１２及びプログラム保存用メモリチ
ップ１０に、夫々デコード回路４０及び５０、暗号キー
生成回路４１及び５１を設ける。これにより、時間によ
って変化する暗号キーで情報を暗号化する。こうすれば
暗号化された情報を容易に解読できなくなる。更にその
暗号化された情報がデコード回路３０に入力される前
に、時間変化する暗証番号を照合する。こうすればデコ
ード回路の入出力特性を容易に解析できず、ソフトウェ
アの保護が確実となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＰＵの制御プログ
ラムを保護するソフトウェア保護装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＰＵのプログラムを保護するた
めには、データバス上のプログラムを暗号化する手法が
提案されている。例えば特開昭６３―１５２２４１号公
報や特開平５―２２７８号公報に示すように、入出力特
性が入出力データとは独立したあるパラメータに依存し
ない関数で表現される暗号化手段を、ＣＰＵやプログラ
ム保存用メモリ内部に備えてプログラム保護が行われて
いた。

【０００３】図７は特開昭６３―１５２２４１号公報に
示されている保護装置である。図７においてマイクロプ
ロセッサ７０はメモリ又は周辺ＬＳＩチップ８０との間
がアドレスバス７７，データバス７８及びＲ／Ｗ信号ラ
イン７９によって接続される。マイクロプロセッサ７０
内にはＣＰＵ７１のデータバス端に暗号化ＲＯＭ７２と
暗号をデコードするデコードＲＯＭ７３が接続され、そ
のいずれかがＲ／Ｗ信号によって択一的に動作するよう
にトライステートバッファ７４，７５とインバータ７６
が接続される。メモリ又は周辺ＬＳＩチップ８０内にも
同様に、暗号化されたデータをデコードするデコードＲ
ＯＭ８２と出力するデータを暗号化する暗号化ＲＯＭ８
３が設けられ、これを択一的に動作させるためのトライ
ステートバッファ８４，８５とインバータ８６とがＲ／
Ｗ信号ライン７９に接続されて構成される。この保護装
置によれば、マイクロプロセッサ７０とメモリ又は周辺
ＬＳＩチップ８０に、データの暗号化及び復号化の変換
用ＲＯＭを設けてデータバスを流れる情報を暗号化して
いる。これにより、例えロジックアナライザー等によっ
てこのデータを分析しても実行中のソフトウェア自体を
知ることはできず、又ファームウェアのＲＯＭを盗まれ
てもそのままではプログラムとしては意味をなさないの
でソフトウェアの保護が可能となる。しかし最近の暗号
技術ならびにデータ解析技術の進歩により、上記のよう
な暗号化手法ではソフトウェアの保護が十分に行えると
は言えなくなってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のソ
フトウェア保護装置においては、暗号化及び復号化時に
入出力データとは独立した暗号キー等のパラメータを用
いていなかった。このため、暗号化手段へのある入力値
に対する出力値は常に決まってしまう。一方ＣＰＵの動
作と入力されたプログラムやデータとは相関性を持って
おり、その動作から入力されたプログラムやデータ全て
を正しく類推することは困難であるが、一部分を正しく
類推することは容易である。即ちプログラム又はデータ
のある一部分において、第三者が暗号化前後の値を得る
ことは容易である。従ってある入力値に対する出力値は
常に決まってしまう暗号化手段を用いた従来のソフトウ
ェア保護装置の場合は、暗号化する際の入出力関係が容
易に正しく類推できるため、暗号化されたプログラムや
データ全てを第三者が不正に復号できるという問題点を
有していた。

【０００５】又従来のソフトウェア保護装置において
は、データバスからのデータが直接デコード手段に入力
される。このため、第三者があるデータを直接デコード
手段に入力してＣＰＵの動作を観察することにより、デ
コード手段の入力値に対する出力値の特性を解析するこ
とができる。この解析によって、復号化する際の入出力
関係が容易に正しく類推できるため、暗号化されたプロ
グラムやデータ全てを第三者が不正に復号できるという
問題点を有していた。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、暗号化されたプログラムやデー
タを第三者が容易に復号できないようにすることを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ソフトウェア保護装置は、ＣＰＵとプログラム保存用メ
モリ装置間のデータバスに流れる情報を暗号化して、前
記プログラムの保護を行うソフトウェア保護装置であっ
て、前記ＣＰＵは、暗号キーを用いて情報を暗号化する
第１の暗号化手段と、暗号キーを用いて暗号化された情
報を復号する第１のデコード手段と、前記第１の暗号化
手段及び前記第１のデコード手段で用いる暗号キーを暗
号キーパラメータに依存して生成する第１の暗号キー生
成手段と、を有するものであり、前記プログラム保存用
メモリ装置は、信号処理又は情報処理アルゴリズムを規
定するプログラムを保存するプログラム保存用のメモリ
と、暗号化された情報を暗号キーを用いて復号して前記
メモリに書込む第２のデコード手段と、前記第２のデコ
ード手段で用いる暗号キーを暗号キーパラメータに依存
して生成する第２の暗号キー生成手段と、を有すること
を特徴とするものである。

【０００８】この装置によれば、第１，第２の暗号キー
生成手段によって暗号キーを変化させることができるた
め、例え第三者が暗号化手段又はデコード手段の入力値
に対する出力値の特性を不正に解析しようとしても、正
しく類推することは容易でなく、プログラムの秘匿性を
高めることができる。又暗号キーは外部からの参照は不
可能であり、暗号キーパラメータさえ秘密にしておけ
ば、例え暗号キー生成方法が知られても、暗号キーを容
易に正しく類推できないため、暗号キーの秘匿性も高め
ることができる。

【０００９】次に本発明の請求項２記載のソフトウェア
保護装置は、ＣＰＵとプログラム保存用メモリ装置及び
前記ＣＰＵによって制御される信号処理手段を含んで構
成され、これらの間のデータバスに流れる情報を暗号化
して、前記プログラムの保護を行うソフトウェア保護装
置であって、前記ＣＰＵは、暗号キーを用いて情報を暗
号化する第１の暗号化手段と、暗号キーを用いて暗号化
された情報を復号する第１のデコード手段と、前記第１
の暗号化手段及び前記第１のデコード手段で用いる暗号
キーを暗号キーパラメータに依存して生成する第１の暗
号キー生成手段と、を有するものであり、前記プログラ
ム保存用メモリ装置は、信号処理又は情報処理アルゴリ
ズムを規定するプログラムを保存するプログラム保存用
のメモリと、暗号化された情報を暗号キーを用いて復号
して前記メモリに書込む第２のデコード手段と、前記第
２のデコード手段で用いる暗号キーを暗号キーパラメー
タに依存して生成する第２の暗号キー生成手段と、を有
するものであり、前記信号処理手段は、暗号化された情
報を暗号キーを用いて復号する第３のデコード手段と、
前記第３のデコード手段で用いる暗号キーを暗号キーパ
ラメータに依存して生成する第３の暗号キー生成手段
と、を有することを特徴とするものである。

【００１０】この装置によれば、ＣＰＵと前記プログラ
ム保存用メモリと前記信号処理手段間のデータバスに流
れる情報を暗号化して、前記プログラムの保護を行うこ
とを特徴としたものであり、ＣＰＵによって制御される
信号処理回路を複数含んだシステムでも、プログラムの
秘匿性を高めることができる。

【００１１】次に本発明の請求項３記載のソフトウェア
保護装置は、ＣＰＵとプログラム保存用メモリ装置及び
前記プログラムによって制御されるプログラマブル演算
回路を含んで構成され、これらの間のデータバスに流れ
る情報を暗号化して、前記プログラムの保護を行うソフ
トウェア保護装置であって、前記ＣＰＵは、暗号キーを
用いて情報を暗号化する第１の暗号化手段と、暗号キー
を用いて暗号化された情報を復号する第１のデコード手
段と、前記第１の暗号化手段及び前記第１のデコード手
段で用いる暗号キーを暗号キーパラメータに依存して生
成する第１の暗号キー生成手段と、を有するものであ
り、前記プログラム保存用メモリ装置は、信号処理又は
情報処理アルゴリズムを規定するプログラムを保存する
プログラム保存用のメモリと、暗号化された情報を暗号
キーを用いて復号して前記メモリに書込む第２のデコー
ド手段と、前記第２のデコード手段で用いる暗号キーを
暗号キーパラメータに依存して生成する第２の暗号キー
生成手段と、を有するものであり、前記プログラマブル
演算回路は、暗号化された情報を暗号キーを用いて復号
する第４のデコード手段と、前記第４のデコード手段で
用いる暗号キーを１つあるいは複数の暗号キーパラメー
タに依存して生成する第４の暗号キー生成手段と、を有
することを特徴とするものである。

【００１２】この装置によれば、ＣＰＵと前記プログラ
ム保存用メモリと前記プログラマブル演算回路間のデー
タバスに流れる情報を暗号化して、前記プログラムの保
護を行うことを特徴としたものであり、プログラムによ
って制御されるプログラマブル演算回路を複数含んだシ
ステムでも、プログラムの秘匿性を高めることができ
る。

【００１３】次に本発明の請求項４に記載のソフトウェ
ア保護装置では、前記ＣＰＵが有する前記第１の暗号キ
ー生成手段を、暗号キーパラメータに依存して前記第１
の暗号化手段で用いる暗号キーを生成する第５の暗号キ
ー生成手段と、暗号キーパラメータに依存して前記第１
のデコード手段で用いる暗号キーを生成する第６の暗号
キー生成手段とに置き換えたことを特徴とするものであ
る。

【００１４】この装置によれば、前記第１の暗号化手段
で用いる暗号キーと前記第１のデコード手段で用いる暗
号キーの生成方法が異なる場合にも対応することができ
る。

【００１５】次に本発明の請求項５記載のソフトウェア
保護装置では、前記暗号キー生成手段は、時間、前記メ
モリのアドレス値、生成タイミングを規定する信号の少
なくとも１つに対応して変化する暗号キーを生成するこ
とを特徴とするものである。

【００１６】この装置によれば、暗号キーを時間やメモ
リのアドレス値等の関数で表現することにより、前記Ｃ
ＰＵ内部、前記プログラム保存用メモリ内部、前記プロ
グラマブル演算回路内部及び前記信号処理手段内部に、
夫々独立に前記暗号キー生成手段を持っていても、同一
の暗号キーを生成することができ、暗号キーを外部のバ
スで伝送する必要がなくなるため、暗号キーの秘匿性を
高めることができる。

【００１７】次に本発明の請求項６に記載のソフトウェ
ア保護装置では、前記ＣＰＵは、前記ＣＰＵの命令が分
岐命令であるかどうかの判断を行い、分岐命令の情報を
抽出する分岐命令抽出手段と、前記分岐命令抽出手段か
ら供給される情報を基に暗号キー生成に用いる前記変数
の修正値を生成する暗号キー生成変数修正手段とを更に
有したことを特徴とするものである。

【００１８】この装置によれば、ＣＰＵのプログラムに
分岐があっても、分岐命令抽出手段で分岐の情報を抽出
し、その情報を基に暗号キー生成変数修正手段と暗号キ
ー生成回路で分岐先のプログラム内容に対する暗号キー
を生成することができ、ＣＰＵのプログラムは正しくデ
コードされる。

【００１９】次に本発明の請求項７に記載のソフトウェ
ア保護装置は、前記分岐命令抽出手段は、前記ＣＰＵの
命令、前記メモリのアドレス値の少なくとも１つを基に
前記ＣＰＵの命令が分岐命令であるかどうかの判断を行
い、分岐命令の情報を抽出することを特徴とするもので
ある。

【００２０】この装置によれば、前記ＣＰＵ内部にある
情報だけで、分岐命令の情報を抽出することができる。
特にＣＰＵの命令を基にする場合、ＣＰＵの命令が分岐
命令であるかどうかの判断を行い、分岐命令の情報を抽
出する処理をＣＰＵコアで行うことができる。ここで言
うＣＰＵコアとは、プログラムを受け取ってデータ処理
を行ったり、外部へ命令を出力する装置である。こうす
ればＣＰＵコアとは別に分岐命令抽出手段を持たなくて
もよいので回路規模を小さくできる。

【００２１】次に本発明の請求項８記載のソフトウェア
保護装置は、前記ＣＰＵ内部に、前記暗号キー及び前記
暗号キーパラメータを保持する第１の暗号キー保持手段
を備え、前記プログラム保存用メモリ内部に、前記暗号
キー及び前記暗号キーパラメータを保持する第２の暗号
キー保持手段を備えたことを特徴としたものであり、電
源ＯＦＦ後も暗号キー及び暗号キーパラメータを保存で
きる。

【００２２】次に、本発明の請求項９に記載のソフトウ
ェア保護装置は、前記暗号キー生成手段が、外部から暗
号キー又は暗号キーパラメータを入力できる入力手段を
備えたことを特徴としたものであり、暗号キー又は暗号
キーパラメータが外部入力できることにより、暗号キー
又は暗号キーパラメータが既知のプログラムを起動させ
ることができる。又、複数の者によって、夫々プログラ
ムを開発した場合、暗号キーパラメータを個々のプログ
ラムによって秘密に持っておくことができるので、プロ
グラム開発者間におけるプログラムの秘匿性の高さは保
持される。

【００２３】次に本発明の請求項１０記載のソフトウェ
ア保護装置は、前記ＣＰＵ内部に、暗証番号を生成する
暗証番号生成手段と、前記暗証番号生成手段から供給さ
れる前記暗証番号と前記プログラムが持つ暗証番号とを
比較する暗証番号照合手段、及び前記暗証番号を保持す
る暗証番号保持手段を備えたことを特徴としたものであ
り、暗証番号が一致しないとデコード回路にプログラム
が供給されないようにすることで、暗証番号を知らない
第三者が作成したプログラムを起動不能にし、デコード
回路の入出力特性を不正に解析することを防ぐことがで
きる。

【００２４】次に本発明の請求項１１記載のソフトウェ
ア保護装置は、前記暗証番号生成手段が、初期設定値、
年月日、時間毎あるいは電源スイッチの少なくとも１つ
に対応して変化する前記暗証番号を、１つあるいは複数
個生成することを特徴としたものであり、暗証番号が時
間に依存して変化するので、暗証番号の秘匿性を高める
ことができる。

【００２５】次に本発明の請求項１２記載のソフトウェ
ア保護装置は、前記暗証番号生成手段が、前記メモリの
アドレスと、前記アドレスに記憶されているデータ値と
で前記暗証番号を生成することを特徴としたものであ
り、暗証番号の照合回路では、プログラムのあるアドレ
ス値との比較になり、プログラムは別に暗証番号を持つ
必要がないので、暗証番号の秘匿性を高めることができ
る。

【００２６】次に本発明の請求項１３記載のソフトウェ
ア保護装置は、前記暗証番号生成手段が外部から暗証番
号を入力できる入力手段と、前記第１の暗号キー保持手
段に保持されている内容を消去できる消去手段とを備え
たことを特徴としたものであり、暗証番号が外部から設
定できることにより、暗証番号が既知のプログラムを起
動させることができる。そのため、複数の者によって、
夫々プログラムを開発した場合、暗証番号を個々のプロ
グラムによって秘密に持っておくことができるので、プ
ログラム開発者間におけるプログラムの秘匿性の高さは
保持される。又、暗証番号を外部から入力すると、暗号
キー保持手段の内容が消去される構成にすることによ
り、第三者が暗証番号が既知のデータを用いてデコード
回路の入出力特性を不正に解析することが不可能とな
る。

【００２７】次に本発明の請求項１４記載のソフトウェ
ア保護装置は、前記プログラム保存用メモリに書込みを
行うか否かの判断を行う書込み制御手段を備えたことを
特徴としたものであり、現在の暗号化されたプログラム
とは暗号キーが異なった暗号化された新しいプログラム
を、プログラム保存用メモリに書き換えることができる
ため、例えプログラム保存用メモリのプログラムを不正
にコピーしても、その暗号化されたプログラムに対する
暗号キーがわからない限りプログラムとして意味をなさ
ず、ソフトウェアの保護機能を高めることができる。

【００２８】次に本発明の請求項１５記載のソフトウェ
ア保護装置は、前記書込み制御手段が、年月日、時刻、
電源スイッチ、前記書込み制御手段を制御する外部スイ
ッチの少なくとも一つに同期して制御を行うことを特徴
としたものであり、書込むタイミングを制御することが
でき、プログラム保存用メモリの暗号化されたプログラ
ムの暗号キーと、前記暗号キー保持メモリが持つ暗号キ
ーを一致させることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下、本発明の請求項１から３，５，
８〜１３に記載された発明の実施の形態１について図１
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１のソフ
トウェア保護装置の構成図である。図１において、プロ
グラム保存用メモリチップ１０、ＣＰＵチップ１１、プ
ログラマブル演算回路チップ１２には、夫々その内部に
ソフトウェア保護手段２５、ソフトウェア保護手段２
１、ソフトウェア保護手段２３を備えている。又プログ
ラム保存用メモリチップ１０、ＣＰＵチップ１１、プロ
グラマブル演算回路チップ１２はデータバス６０を介し
て接続されている。図示しないアドレスバスもこれらの
ブロック間に接続されている。

【００３０】ＣＰＵチップ１１内のソフトウェア保護手
段２１は、図２に詳細なブロック図を示すように、デー
タバス６０に接続されている暗証番号照合回路３３、暗
証番号照合回路３３に暗証番号を供給する暗証番号生成
回路３４、暗証番号を保持する暗証番号保持メモリ３５
を備えている。又暗証番号が一致するとき、ＣＰＵコア
２０にデコードされたプログラムを供給するデコード回
路３０、ＣＰＵコア２０及びデコード回路３０と接続さ
れ、ＣＰＵコア２０の出力データを暗号化する第１の暗
号化手段である暗号化回路３６、第１のデコード手段で
あるデコード回路３０と暗号化回路３６に暗号キーＫ２
を供給する暗号キー生成回路３１、暗号キーを生成する
ための値、例えば暗号キーパラメータα２を保存する暗
号キー保持メモリ３２を含んで構成されている。又暗号
キー生成回路３１は外部入力端子３８を備えている。外
部入力端子３７は暗号キー保持メモリ消去回路３９及び
暗証番号生成回路３４に接続されている。暗証番号照合
回路３３はメモリ２４よりプログラムが読出されるとき
にそのアドレスを計数するカウンタを有しており、カウ
ンタの値が暗証番号生成回路３４より入力されるアドレ
ス値と一致するときにそのデータをデータバスの出力と
比較するものである。

【００３１】又プログラマブル演算回路チップ１２内の
ソフトウェア保護手段２３は図３（ａ）に詳細なブロッ
ク図を示すように、データバス６０により得られるプロ
グラムをデコードしてプログラマブル演算回路２２にデ
コードされたプログラムを供給するデコード回路４０、
デコード回路４０に暗号キーＫ４を供給する暗号キー生
成回路４１、暗号キーを生成するための値、例えば暗号
キーパラメータα４を保存する暗号キー保持メモリ４２
を含んで構成されている。又暗号キー生成回路４１は外
部入力端子４３を備えている。

【００３２】又プログラム保存用メモリチップ１０のソ
フトウェア保護手段２５は図３（ｂ）に示すように、デ
ータバス６０に接続され、ＣＰＵからの命令をデコード
してプログラム保存用メモリ２４に供給するデコード回
路５０、デコード回路５０に暗号キーＫ３を供給する暗
号キー生成回路５１、暗号キーを生成するための値、例
えば暗号キーパラメータα３を保存する暗号キー保持メ
モリ５２を含んで構成されている。又暗号キー生成回路
５１は外部入力端子５３を備えている。

【００３３】プログラム保存用メモリ２４上には、時間
に依存する変数ｔ１と暗号キーパラメータα１の関数で
表現される暗号化キーＫ１（ｔ１，α１）によって暗号
化されたプログラムＡがあり、プログラムＡはデータバ
ス６０を介してＣＰＵチップ１１の暗証番号照合回路３
３へ入力される。

【００３４】次に本実施の形態の動作について説明す
る。まずソフトウェア保持手段２１の暗証番号照合回路
３３では、プログラムＡが持つ暗証番号と暗証番号生成
回路３４から供給される暗証番号との照合を行う。暗証
番号は暗証番号メモリ３５に保持されており、プログラ
ムＡのあるアドレスのアドレス値Ｂとそのアドレス値Ｂ
に保持されたデータＣによって構成される。こうすれば
暗証番号を独立してプログラムに含ませる必要はなくな
る。このアドレス値とそのデータは１つだけであっても
よく、又複数としてもよい。このアドレス値Ｂとデータ
Ｃとは暗証番号生成回路３４を介して暗証番号照合回路
３３に供給される。暗証番号照合回路３３は図示しない
アドレスバスのアドレスをカウンタにより計数し、その
カウント値が与えられたアドレス値Ｂに一致するときに
データバス６０上のデータＣ’と暗証番号生成回路から
供給されたアドレスＢに対するデータＣとを比較する。
これが一致する場合にはデコード回路３０にプログラム
Ａを供給する。この暗証番号の照合は、電源オン後、初
めて暗証番号照合回路３３にプログラムＡが入力された
時点から開始され、暗証番号が一致したとき初めてプロ
グラムＡが先頭からデコード回路３０へ供給される。複
数の暗証番号を有する場合には、その後も暗証番号の照
合を続け、暗証番号が不一致となったときプログラムＡ
の供給をやめる。暗証番号生成回路３４では、アドレス
Ｂを初期値と時間に依存して変更し、Ｂの変化に応じて
プログラムＡを参照してＣを変更させることによって、
暗証番号を変化させる。もちろん年月日、電源オン・オ
フに応じて変化させてもよい。従って暗証番号を一致さ
せるには、ＣとＣ' を一致させる初期設定をあらかじめ
行っておく必要がある。

【００３５】上記の例では、アドレスとそのアドレスに
対するデータとで構成された暗証番号を用いているが、
ある数値で構成された暗証番号を用いてもよい。この場
合、暗証番号はプログラムとは独立して持っておく必要
がある。この暗証番号を用いた場合の照合は、電源オン
後プログラムが読み出される前に行い、その後ある時間
毎に照合を行う。

【００３６】又暗証番号照合回路３３はアドレス値を計
数するカウンタを設けているが、アドレスバスに接続し
てそのアドレス値を直接デコードしてアドレス値Ｂと一
致する場合にそのデータを比較するようにしてもよい。

【００３７】暗号キー生成回路３１では、時間に依存す
る変数ｔ２と暗号キーパラメータから暗号キーＫ２（ｔ
２，α２）を生成する。プログラムＡを受け取ったデコ
ード回路３０では、暗号キー生成回路３１から供給され
る暗号キーＫ２（ｔ２，α２）でプログラムＡのデコー
ド処理を行い、デコードしたプログラムＡ' をＣＰＵコ
ア２０へ供給する。このときｔ１＝ｔ２且つα１＝α２
であれば、暗号キーＫ２とＫ１は等しくなり、プログラ
ムＡを正しくデコードすることができる。従ってプログ
ラムを正しくデコードするには、ｔ１＝ｔ２且つα１＝
α２となるような設定をあらかじめ行っておく必要があ
る。この暗号キーパラメータα２は暗号キー保持メモリ
３２に保持しておく。もちろん暗号キーパラメータを複
数持ってもかまわない。ｔ２は暗号キー生成回路３１の
回路構成で決まる値であるので、ｔ１＝ｔ２を実現する
には、ｔ２の変化にｔ１を合わせておく必要がある。

【００３８】このｔ２は、ある周期で変化する変数であ
る。例えばプログラムＡの先頭がデコード回路３０に到
達した瞬間を初期値として、タイマー等を用いてｔ２を
変化させる。

【００３９】プログラムＡ' を受け取ったＣＰＵコア２
０では、プログラムＡ' が正しくデコードされていれ
ば、ＣＰＵコア２０は正常に動作する。ＣＰＵコア２０
はＣＰＵ命令Ｄを暗号化回路３６へ供給する。

【００４０】暗号化回路３６では、暗号キー生成回路３
１から供給される暗号キーＫ２（ｔ２，α２）でＣＰＵ
命令ＤをＣＰＵ命令Ｄ' に暗号化する。この暗号化され
たＣＰＵ命令Ｄ' をデータバス６０へ供給する。

【００４１】プログラム保存用メモリ１０のデコード回
路５０では、ＣＰＵ命令Ｄ' を受け取り、暗号キー生成
回路５１から供給される暗号キーＫ３（ｔ３，α３）で
ＣＰＵ命令Ｄ' のデコード処理を行い、デコードされた
ＣＰＵ命令Ｄ''をプログラム保存用メモリ２４へ供給す
る。

【００４２】暗号キー生成回路５１では、暗号キーＫ３
（ｔ３，α３）を生成する。この時ｔ２＝ｔ３且つα２
＝α３であればＫ２＝Ｋ３となり、ＣＰＵ命令Ｄ' を正
しくデコードできる。従ってＣＰＵ命令Ｄ' を正しくデ
コードするには、ｔ２＝ｔ３且つα２＝α３となるよう
な設定をあらかじめ行っておく必要がある。この暗号キ
ーパラメータα３は暗号キー保持メモリ５２に保持して
おく。ｔ３はｔ２と同様の変数であるが、暗号キー生成
回路５１の回路をｔ２＝ｔ３となるように、暗号化回路
３６からデコード回路５０の遅延を補償してｔ３を変化
させるように構成しておく。

【００４３】一方プログラマブル演算回路チップ１２に
おいて、暗号キー生成回路４１では、時間に依存する変
数ｔ４と暗号キーパラメータα４から暗号キーＫ４（ｔ
４，α４）を生成する。デコード回路４０では、プログ
ラムＡを受け取り、暗号キー生成回路４１から供給され
る暗号キーＫ４（ｔ４，α４）でプログラムＡのデコー
ド処理を行い、デコードプログラムＡ''をプログラマブ
ル演算回路２２へ供給する。このときｔ１＝ｔ４且つα
１＝α４であればＫ１＝Ｋ４となり、プログラムＡを正
しくデコードできる。従ってプログラムＡを正しくデコ
ードするには、ｔ１＝ｔ４且つα１＝α４となるような
設定をあらかじめ行っておく必要がある。この暗号キー
パラメータα４は暗号キー保持メモリ４２に保持してお
く。

【００４４】このｔ４はｔ２と同様に、ある周期で変化
する変数である。例えばプログラムＡの先頭がデコード
回路４０に到達した瞬間を初期値として、タイマー等を
用いてｔ４を変化させる。

【００４５】又ＣＰＵ命令Ｄにより制御される回路を持
つ信号処理装置にＣＰＵ命令Ｄを入力するためには、ソ
フトウェア保護手段２５と同様の回路をその装置内部に
持てばよい。

【００４６】次に、上記の動作を行うための初期設定方
法について説明する。まず、暗号化キーＫ１（ｔ１，α
１）で暗号化されたプログラムＡをプログラム保存用メ
モリ２４に記憶させる。次に、プログラム保存用メモリ
２４のアドレス値ＢとＢに対するデータ値Ｃを入力端子
３７から暗証番号生成回路３４へ入力し、暗証番号保持
メモリ３５に記憶させる。このとき暗号キー保持メモリ
消去回路３９によって、暗号キー保持メモリ３２にそれ
まで保存されていたキーパラメータが消去される。暗証
番号生成回路３４ではＢを初期値と時間に応じて変化さ
せるが、この初期値はこのとき入力したＢを用いても、
Ｂに依存しない別の値を入力端子３７から入力させて用
いてもよい。最後に、暗号キーパラメータα１を入力端
子３８，４３，５３から夫々暗号キー生成回路３１，４
１，５１へ入力し、暗号キー保持メモリ３２，４２，５
２に記憶させる。当然以上の設定は、暗号キーパラメー
タα１を知る者でしかできない。

【００４７】暗号キーの生成タイミングの決め方、即ち
ｔ2 の変化のさせ方は、上記の実施の形態以外にも考え
られる。上記の実施の形態は、プログラムＡの先頭がデ
コード回路３０に到達した瞬間を開始時点として、タイ
マーを用いてある時間周期でｔ２を変化させているが、
電源スイッチ等を利用した生成タイミングを規定する信
号によって開始時点を決め、カウンターを用いてある設
定周期でｔ2 を変化させてもよい。又プログラム保存用
メモリのアドレス値の変化毎に変化させてもよい。この
ときｔ３，ｔ４も同様の方法で夫々開始時点を定め、ｔ
２と同じ周期で変化させる必要がある。従って、初期設
定で、プログラムＡの暗号化キーはこれらに対応させて
おくと共に、暗号化キー生成回路の構成もこれらに対応
しておく必要がある。

【００４８】又、暗号キーの生成方法は、上記以外にも
考えられる。暗号キーを生成する関数をＫ２（ｔ２，α
２）＝ｆ（Ｋ２（ｔ２―ｄ，α２））とした場合、暗号
キー保持メモリ３２は暗号キーパラメータα２のかわり
に、Ｋ２（ｔ２―ｄ，α２）を保持してもよい。ここ
で、ｄは任意の時間であり、ｆは任意の関数である。Ｋ
２（ｔ２―ｄ，α２）は、Ｋ２（ｔ２，α２）に対して
時間ｄだけ前の暗号キーである。この時暗号キー生成回
路４１，５１についても暗号キー生成回路と同じ生成関
数を用いて暗号キーＫ３，Ｋ４を生成する。

【００４９】（実施の形態２）以下、本発明の請求項４
と６と７に記載された発明の実施の形態２について図４
を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態２のＣＰ
Ｕチップ内のソフトウェア保護手段２１の構成を示すブ
ロック図である。図１と図４の同一の機能部分には同じ
符号を付してある。図４における構成は、実施の形態１
のＣＰＵチップ内のソフトウェア保護手段２１の構成を
以下のように変化させたものである。

【００５０】実施の形態１ではデコード回路３０と暗号
化回路３６に供給する暗号キーを暗号キー生成回路３１
で生成していた。本実施の形態ではデコード回路３０に
供給する暗号キーを第６の暗号キー生成手段である暗号
キー生成回路９０で、暗号化回路３６に供給する暗号キ
ーを第５の暗号キー生成手段である暗号キー生成回路９
１で別々に生成している。又暗号キー生成回路９０と９
１は外部入力端子３８を備えている。更に、ＣＰＵの命
令が分岐命令であるかどうかの判断を行い、分岐命令の
情報を抽出する分岐命令抽出回路９２と、分岐命令抽出
回路９２から供給される情報を基に暗号キー生成に用い
る変数の修正値を生成する暗号キー生成変数修正回路９
３とを有した構成となっている。

【００５１】次に本実施形態の動作について説明する。
まずソフトウェア保持手段２１の暗証番号照合回路３３
では、プログラムＡが持つ暗証番号と暗証番号生成回路
３４から供給される暗証番号との照合を行う。暗証番号
は暗証番号メモリ３５に保持されており、プログラムＡ
のあるアドレスのアドレス値Ｂとそのアドレス値Ｂに保
持されたデータＣによって構成される。こうすれば暗証
番号を独立してプログラムに含ませる必要はなくなる。
このアドレス値とそのデータは１つだけであってもよ
く、又複数としてもよい。このアドレス値ＢとデータＣ
とは暗証番号生成回路３４を介して暗証番号照合回路３
３に供給される。暗証番号照合回路３３は図示しないア
ドレスバスのアドレスをカウンタにより計数し、そのカ
ウント値が与えられたアドレス値Ｂに一致するときにデ
ータバス６０上のデータＣ’と暗証番号生成回路から供
給されたアドレスＢに対するデータＣとを比較する。こ
れが一致する場合にはデコード回路３０にプログラムＡ
を供給する。この暗証番号の照合は、電源オン後、初め
て暗証番号照合回路３３にプログラムＡが入力された時
点から開始され、暗証番号が一致したとき初めてプログ
ラムＡが先頭からデコード回路３０へ供給される。複数
の暗証番号を有する場合には、その後も暗証番号の照合
を続け、暗証番号が不一致となったときプログラムＡの
供給をやめる。暗証番号生成回路３４では、アドレスＢ
を初期値と時間に依存して変更し、Ｂの変化に応じてプ
ログラムＡを参照してＣを変更させることによって、暗
証番号を変化させる。もちろん年月日、電源オン・オフ
に応じて変化させてもよい。従って暗証番号を一致させ
るには、ＣとＣ’を一致させる初期設定をあらかじめ行
っておく必要がある。

【００５２】上記の例では、アドレスとそのアドレスに
対するデータとで構成された暗証番号を用いているが、
ある数値で構成された暗証番号を用いてもよい。この場
合、暗証番号はプログラムとは独立して持っておく必要
がある。この暗証番号を用いた場合の照合は、電源オン
後プログラムが読み出される前に行い、その後ある時間
毎に照合を行う。

【００５３】又暗証番号照合回路３３はアドレス値を計
数するカウンタを設けているが、アドレスバスに接続し
てそのアドレス値を直接デコードしてアドレス値Ｂと一
致する場合にそのデータを比較するようにしてもよい。
以上までは実施の形態１と同様である。

【００５４】暗号キー生成回路９０では、時間に依存す
る変数ｔ２と暗号キーパラメータから暗号キーＫ２（ｔ
２，α２）を生成する。プログラムＡを受け取ったデコ
ード回路３０では、暗号キー生成回路９０から供給され
る暗号キーＫ２（ｔ２，α２）でプログラムＡのデコー
ド処理を行い、デコードしたプログラムＡ’をＣＰＵコ
ア２０へ供給する。この時ｔ１＝ｔ２且つα１＝α２で
あれば、暗号キーＫ２とＫ１は等しくなり、プログラム
Ａを正しくデコードすることができる。従ってプログラ
ムを正しくデコードするには、ｔ１＝ｔ２且つα１＝α
２となるような設定をあらかじめ行っておく必要があ
る。この暗号キーパラメータα２は暗号キー保持メモリ
３２に保持しておく。もちろん、暗号キーパラメータを
複数持ってもかまわない。ｔ２は暗号キー生成回路９０
の回路構成で決まる値であるので、ｔ１＝ｔ２を実現す
るには、ｔ２の変化にｔ１を合わせておく必要がある。
このｔ２は、ある周期で変化する変数である。例えばプ
ログラムＡの先頭がデコード回路３０に到達した瞬間を
初期値として、タイマー等を用いてｔ2 を変化させる。

【００５５】ここで、プログラムＡ内のＣＰＵ命令に分
岐命令があった場合を考える。実施の形態１の構成で
は、タイマー等を用いて変数ｔ２をある周期で変化させ
ている。この構成であると、分岐命令等があってｔ１の
周期性が崩れた場合にｔ１＝ｔ２を満たすｔ２を生成す
ることが困難である。

【００５６】実施の形態２では、ＣＰＵ命令に分岐命令
があって、ｔ１の周期性が崩れた場合にもｔ１＝ｔ２を
満たすｔ２を生成できる構成となっている。以下にＣＰ
Ｕ命令に分岐命令を含んだプログラムＡをデコードする
際の動作を説明する。

【００５７】分岐命令抽出回路９２はデコード回路３０
からデコードされたプログラムＡ’を受け取り、常に分
岐命令であるかどうかの判断を行っている。分岐命令抽
出回路９２で分岐命令であると判断されると、暗号キー
生成変数修正回路９３に分岐情報が供給される。この分
岐情報は、例えば分岐先に対する相対アドレス値であ
る。分岐情報を受け取った暗号キー生成変数修正回路９
３では、この分岐命令の次の命令に対する暗号キーを生
成するために、変数ｔ２の修正値を暗号キー生成回路９
０へ供給する。尚分岐情報を受け取らなかった場合、暗
号キー生成変数修正回路９３は暗号キー生成回路９０へ
０を供給する。暗号キー生成回路９０では、変数ｔ２の
修正値を用いて暗号キーを生成する。

【００５８】ここで、分岐情報を基に変数ｔ２を修正す
る方法について説明する。デコード回路３０へ暗号キー
Ｋ１（ｔｆ１，α１）で暗号化された分岐命令Ｆが入力
され、デコード回路３０が暗号キーＫ２（ｔｆ２，α
２）でデコードしたとする。当然、ｔｆ１＝ｔｆ２且つ
α１＝α２で、Ｋ１とＫ２は同じ入出力特性を持った関
数である。又、分岐先には暗号キーＫ１（ｔｎ１，α
１）で暗号化された命令Ｎが存在するとする。デコード
回路３０でデコードされた分岐命令Ｆ’は分岐命令抽出
回路９２へ入力される。尚この時、分岐命令抽出回路９
２は、図示していないアドレスバスから、分岐命令Ｆに
対するアドレス値Ｇを受け取っている。分岐命令抽出回
路９２は分岐命令Ｆ’が分岐命令であると判断し、分岐
命令Ｆ’が持つ情報とアドレス値Ｇから相対アドレス値
Ｈを計算して、相対アドレス値Ｈを暗号キー生成変数修
正回路９３へ出力する。暗号キー生成変数修正回路９３
では、相対アドレス値Ｈを基に変数ｔ２の修正値Ｉを生
成する。暗号キー生成回路９０では、この修正値Ｉを受
け取り、暗号キーＫ２（ｔｆ２＋Ｉ，α２）を作成す
る。

【００５９】ここで、アドレス値の変化量に対する変数
ｔ１の変化量が一意に決まる必要がある。暗号キー生成
変数修正回路９３における変数ｔ２の修正値Ｉの生成方
法が、このアドレス値の変化量と変数ｔ１の変化量の関
係を満たしておけば、Ｉ＝ｔｎ１−ｔｆ１を満たすＩを
生成できる。そして、Ｋ２（ｔｆ２＋Ｉ，α２）＝Ｋ１
（ｔｎ１，α１）を満たすことができ、命令Ｎを正しく
デコードできる。このようにプログラムに分岐命令が存
在した場合でも正しいデコードが可能となる。

【００６０】上記は分岐命令抽出回路９２の処理を分岐
命令を基に行ったものであるが、当然アドレス値を基に
して処理を行う場合も考えられる。以下にアドレス値を
基にして処理を行う場合について説明する。

【００６１】分岐命令抽出回路９２は図示されていない
アドレスバスから、ＣＰＵから出力されるメモリのアド
レス値を受け取り、そのアドレス値を基に分岐命令であ
るかどうかの判断を行っている。分岐命令抽出回路９２
で分岐命令であると判断されると、暗号キー生成変数修
正回路９３に分岐情報が供給される。この分岐情報は、
例えば分岐先に対する相対アドレス値である。分岐情報
を受け取った暗号キー生成変数修正回路９３では、この
分岐命令の次の命令に対する暗号キーを生成するため
に、変数ｔ２の修正値を暗号キー生成回路９０へ供給す
る。尚分岐情報を受け取らなかった場合、暗号キー生成
変数修正回路９３は暗号キー生成回路９０へ０を供給す
る。暗号キー生成回路９０では、変数ｔ２の修正値を用
いて暗号キーを生成する。

【００６２】さらに、分岐情報を基に変数ｔ２を修正す
る方法について説明する。デコード回路３０へ暗号キー
Ｋ１（ｔｆ１，α１）で暗号化された分岐命令Ｆが入力
され、デコード回路３０が暗号キーＫ２（ｔｆ２，α
２）でデコードしたとする。当然、ｔｆ１＝ｔｆ２且つ
α１＝α２で、Ｋ１とＫ２は同じ入出力特性を持った関
数である。又、分岐先には暗号キーＫ１（ｔｎ１，α
１）で暗号化された命令Ｎが存在するとする。デコード
回路３０でデコードされた分岐命令Ｆ’はＣＰＵコア２
０へ入力され、ＣＰＵコア２０からＣＰＵ命令と分岐先
のアドレス値Ｊが出力される時、分岐命令抽出回路９２
は、図示していないアドレスバスから、分岐先のアドレ
ス値Ｊを受け取る。分岐命令抽出回路９２はすでに受け
取っている分岐命令Ｆのアドレス値Ｇと分岐先のアドレ
ス値Ｊの差分をとって、その差分の絶対値がある所定の
値より大きければ、分岐命令Ｆ’が分岐命令であると判
断し、分岐命令Ｆのアドレス値Ｇと分岐先のアドレス値
Ｊから相対アドレス値Ｈを計算して、相対アドレス値Ｈ
を暗号キー生成変数修正回路９３へ出力する。暗号キー
生成変数修正回路９３では、相対アドレス値Ｈを基に変
数ｔ２の修正値Ｉを生成する。暗号キー生成回路９０で
は、この修正値Ｉを受け取り、暗号キーＫ２（ｔｆ２＋
Ｉ，α２）を作成する。

【００６３】ここで、アドレス値の変化量に対する変数
ｔ１の変化量が一意に決まる必要がある。暗号キー生成
変数修正回路９３における変数ｔ２の修正値Ｉの生成方
法が、このアドレス値の変化量と変数ｔ１の変化量の関
係を満たしておけば、Ｉ＝ｔｎ１−ｔｆ１を満たすＩを
生成できる。そして、Ｋ２（ｔｆ２＋Ｉ，α２）＝Ｋ１
（ｔｎ１，α１）を満たすことができ、命令Ｎを正しく
デコードできる。このように分岐命令抽出回路９２にお
いて、アドレス値を基にして処理を行った場合でも正し
いデコードが可能となる。

【００６４】プログラムＡ’を受け取ったＣＰＵコア２
０では、プログラムＡ’が正しくデコードされていれ
ば、ＣＰＵコア２０は正常に動作する。ＣＰＵコア２０
はＣＰＵ命令Ｄを暗号化回路３６へ供給する。暗号化回
路３６では、暗号キー生成回路９１から供給される暗号
キーＫ２（ｔ２，α２）でＣＰＵ命令ＤをＣＰＵ命令
Ｄ' に暗号化する。この暗号化されたＣＰＵ命令Ｄ' を
データバス６０へ供給する。暗号キー生成回路９１で用
いられるｔ２は、プログラム内の分岐命令の存在によっ
て変化しない。

【００６５】プログラム保存用メモリチップ１０のデコ
ード回路５０では、ＣＰＵ命令Ｄ’を受け取り、暗号キ
ー生成回路５１から供給される暗号キーＫ３（ｔ３，α
３）でＣＰＵ命令Ｄ’のデコード処理を行い、デコード
されたＣＰＵ命令Ｄ''をプログラム保存用メモリ２４へ
供給する。

【００６６】暗号キー生成回路５１では、暗号キーＫ３
（ｔ３，α３）を生成する。この時ｔ２＝ｔ３且つα２
＝α３であればＫ２＝Ｋ３となり、ＣＰＵ命令Ｄ’を正
しくデコードできる。従ってＣＰＵ命令Ｄ’を正しくデ
コードするには、ｔ２＝ｔ３且つα２＝α３となるよう
な設定をあらかじめ行っておく必要がある。この暗号キ
ーパラメータα３は暗号キー保持メモリ５２に保持して
おく。ｔ３はｔ２と同様の変数であるが、暗号キー生成
回路５１の回路をｔ２＝ｔ３となるように、暗号化回路
３６からデコード回路５０の遅延を補償してｔ３を変化
させるように構成しておく。

【００６７】一方プログラマブル演算回路チップ１２に
おいて、暗号キー生成回路４１では、時間に依存する変
数ｔ４と暗号キーパラメータα４から暗号キーＫ４（ｔ
４，α４）を生成する。デコード回路４０では、プログ
ラムＡを受け取り、暗号キー生成回路４１から供給され
る暗号キーＫ４（ｔ４，α４）でプログラムＡのデコー
ド処理を行い、デコードプログラムＡ''をプログラマブ
ル演算回路２２へ供給する。このときｔ１＝ｔ４且つα
１＝α４であればＫ１＝Ｋ４となり、プログラムＡを正
しくデコードできる。従って、プログラムＡを正しくデ
コードするには、ｔ１＝ｔ４且つα１＝α４となるよう
な設定をあらかじめ行っておく必要がある。この暗号キ
ーパラメータα４は暗号キー保持メモリ４２に保持して
おく。

【００６８】このｔ４はｔ２と同様に、ある周期で変化
する変数である。例えばプログラムＡの先頭がデコード
回路４０に到達した瞬間を初期値として、タイマー等を
用いてｔ４を変化させる。

【００６９】又ＣＰＵ命令Ｄにより制御される回路を持
つ信号処理装置にＣＰＵ命令Ｄを入力するためには、ソ
フトウェア保護手段２５と同様の回路をその装置内部に
持てばよい。

【００７０】上記の動作を行うための初期設定方法、な
らびに暗号キーの生成タイミングの決め方は実施の形態
１と同様である。

【００７１】（実施の形態３）以下、本発明の請求項４
と６と７に記載された発明の実施の形態３について図５
を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態３のＣＰ
Ｕチップ内のソフトウェア保護手段２１の構成を示すブ
ロック図である。図４と図５の同一の機能部分には同じ
符号を付してある。図５における構成は、実施の形態３
のＣＰＵチップ内のソフトウェア保護手段２１の構成を
以下のように変化させたものである。

【００７２】実施の形態２では、ＣＰＵの命令が分岐命
令であるかどうかの判断を行い、分岐命令の情報を抽出
する分岐命令抽出回路９２を有していた。本実施の形態
では、分岐命令抽出回路９２を削除し、暗号キー生成変
数修正回路９３へ供給される分岐の情報をＣＰＵコア２
０から出力させる構成となっている。

【００７３】次に本実施形態の動作について説明する。
まずソフトウェア保持手段２１の暗証番号照合回路３３
では、プログラムＡが持つ暗証番号と暗証番号生成回路
３４から供給される暗証番号との照合を行う。暗証番号
は暗証番号メモリ３５に保持されており、プログラムＡ
のあるアドレスのアドレス値Ｂとそのアドレス値Ｂに保
持されたデータＣによって構成される。こうすれば暗証
番号を独立してプログラムに含ませる必要はなくなる。
このアドレス値とそのデータは１つだけであってもよ
く、又複数としてもよい。このアドレス値ＢとデータＣ
とは暗証番号生成回路３４を介して暗証番号照合回路３
３に供給される。暗証番号照合回路３３は図示しないア
ドレスバスのアドレスをカウンタにより計数し、そのカ
ウント値が与えられたアドレス値Ｂに一致するときにデ
ータバス６０上のデータＣ’と暗証番号生成回路から供
給されたアドレスＢに対するデータＣとを比較する。こ
れが一致する場合にはデコード回路３０にプログラムＡ
を供給する。この暗証番号の照合は、電源オン後、初め
て暗証番号照合回路３３にプログラムＡが入力された時
点から開始され、暗証番号が一致したとき初めてプログ
ラムＡが先頭からデコード回路３０へ供給される。複数
の暗証番号を有する場合には、その後も暗証番号の照合
を続け、暗証番号が不一致となったときプログラムＡの
供給をやめる。暗証番号生成回路３４では、アドレスＢ
を初期値と時間に依存して変更し、Ｂの変化に応じてプ
ログラムＡを参照してＣを変更させることによって、暗
証番号を変化させる。もちろん年月日、電源オン・オフ
に応じて変化させてもよい。従って暗証番号を一致させ
るには、ＣとＣ’を一致させる初期設定をあらかじめ行
っておく必要がある。

【００７４】上記の例では、アドレスとそのアドレスに
対するデータとで構成された暗証番号を用いているが、
ある数値で構成された暗証番号を用いてもよい。この場
合、暗証番号はプログラムとは独立して持っておく必要
がある。この暗証番号を用いた場合の照合は、電源オン
後プログラムが読み出される前に行い、その後ある時間
毎に照合を行う。

【００７５】又暗証番号照合回路３３はアドレス値を計
数するカウンタを設けているが、アドレスバスに接続し
てそのアドレス値を直接デコードしてアドレス値Ｂと一
致する場合にそのデータを比較するようにしてもよい。
以上までは実施の形態１と同様である。

【００７６】暗号キー生成回路９０では、時間に依存す
る変数ｔ２と暗号キーパラメータから暗号キーＫ２（ｔ
２，α２）を生成する。プログラムＡを受け取ったデコ
ード回路３０では、暗号キー生成回路９０から供給され
る暗号キーＫ２（ｔ２，α２）でプログラムＡのデコー
ド処理を行い、デコードしたプログラムＡ’をＣＰＵコ
ア２０へ供給する。この時ｔ１＝ｔ２且つα１＝α２で
あれば、暗号キーＫ２とＫ１は等しくなり、プログラム
Ａを正しくデコードすることができる。従ってプログラ
ムを正しくデコードするには、ｔ１＝ｔ２且つα１＝α
２となるような設定をあらかじめ行っておく必要があ
る。この暗号キーパラメータα２は暗号キー保持メモリ
３２に保持しておく。もちろん、暗号キーパラメータを
複数持ってもかまわない。ｔ２は暗号キー生成回路９０
の回路構成で決まる値であるので、ｔ１＝ｔ２を実現す
るには、ｔ２の変化にｔ１を合わせておく必要がある。
このｔ２は、ある周期で変化する変数である。例えばプ
ログラムＡの先頭がデコード回路３０に到達した瞬間を
初期値として、タイマー等を用いてｔ２を変化させる。

【００７７】ここで、プログラムＡ内のＣＰＵ命令に分
岐命令があった場合を考える。実施の形態１の構成で
は、タイマー等を用いて変数ｔ２をある周期で変化させ
ている。この構成であると、分岐命令等があってｔ１の
周期性が崩れた場合にｔ１＝ｔ２を満たすｔ２を生成す
ることが困難である。

【００７８】実施の形態３でも実施の形態２と同様に、
ＣＰＵ命令に分岐命令があって、ｔ１の周期性が崩れた
場合にもｔ１＝ｔ２を満たすｔ２を生成できる構成とな
っている。以下にＣＰＵ命令に分岐命令を含んだプログ
ラムＡをデコードする際の動作を説明する。

【００７９】ＣＰＵコア２０はデコード回路３０からデ
コードされたプログラムＡ’を受け取り、分岐命令を出
力する場合にのみ、暗号キー生成変数修正回路９３に分
岐情報を供給する。この分岐情報は、例えば分岐先に対
する相対アドレス値である。分岐情報を受け取った暗号
キー生成変数修正回路９３では、この分岐命令の次の命
令に対する暗号キーを生成するために、変数ｔ２の修正
値を暗号キー生成回路９０へ供給する。尚分岐情報を受
け取らなかった場合、暗号キー生成変数修正回路９３は
暗号キー生成回路９０へ０を供給する。暗号キー生成回
路９０では、変数ｔ２の修正値を用いて暗号キーを生成
する。

【００８０】ここで、分岐情報を基に変数ｔ２を修正す
る方法について説明する。デコード回路３０へ暗号キー
Ｋ１（ｔｆ１，α１）で暗号化された分岐命令Ｆが入力
され、デコード回路３０が暗号キーＫ２（ｔｆ２，α
２）でデコードしたとする。当然、ｔｆ１＝ｔｆ２且つ
α１＝α２で、Ｋ１とＫ２は同じ入出力特性を持った関
数である。又、分岐先には暗号キーＫ１（ｔｎ１，α
１）で暗号化された命令Ｎが存在するとする。デコード
回路３０でデコードされた分岐命令Ｆ’はＣＰＵコア２
０へ入力される。尚このときＣＰＵコアは、図示してい
ないアドレスバスから、分岐命令Ｆに対するアドレス値
Ｇを受け取っている。ＣＰＵコア２０は分岐命令Ｆ’が
持つ情報とアドレス値Ｇから相対アドレス値Ｈを計算し
て、相対アドレス値Ｈを暗号キー生成変数修正回路９３
へ出力する。暗号キー生成変数修正回路９３では、相対
アドレス値Ｈを基に変数ｔ２の修正値Ｉを生成する。暗
号キー生成回路９０では、この修正値Ｉを受け取り、暗
号キーＫ２（ｔｆ２＋Ｉ，α２）を作成する。

【００８１】ここで、アドレス値の変化量に対する変数
ｔ１の変化量が一意に決まる必要がある。暗号キー生成
変数修正回路９３における変数ｔ２の修正値Ｉの生成方
法が、このアドレス値の変化量と変数ｔ１の変化量の関
係を満たしておけば、Ｉ＝ｔｎ１−ｔｆ１を満たすＩを
生成できる。そして、Ｋ２（ｔｆ２＋Ｉ，α２）＝Ｋ１
（ｔｎ１，α１）を満たすことができ、命令Ｎを正しく
デコードできる。このようにプログラムに分岐命令が存
在した場合でも正しいデコードが可能となる。

【００８２】プログラムＡ’を受け取ったＣＰＵコア２
０では、ＣＰＵ命令Ｄを暗号化回路３６へ供給すると共
に、分岐命令が存在する場合にのみ上記の動作を加えて
行う。

【００８３】暗号化回路３６では、暗号キー生成回路９
１から供給される暗号キーＫ２（ｔ２，α２）でＣＰＵ
命令ＤをＣＰＵ命令Ｄ' に暗号化する。この暗号化され
たＣＰＵ命令Ｄ' をデータバス６０へ供給する。暗号キ
ー生成回路９１で用いられるｔ２は、プログラム内の分
岐命令の存在によって変化しない。

【００８４】プログラム保存用メモリ１０のデコード回
路５０では、ＣＰＵ命令Ｄ’を受け取り、暗号キー生成
回路５１から供給される暗号キーＫ３（ｔ３，α３）で
ＣＰＵ命令Ｄ’のデコード処理を行い、デコードされた
ＣＰＵ命令Ｄ''をプログラム保存用メモリ２４へ供給す
る。

【００８５】暗号キー生成回路５１では、暗号キーＫ３
（ｔ３，α３）を生成する。この時ｔ２＝ｔ３且つα２
＝α３であればＫ２＝Ｋ３となり、ＣＰＵ命令Ｄ’を正
しくデコードできる。従ってＣＰＵ命令Ｄ’を正しくデ
コードするには、ｔ２＝ｔ３且つα２＝α３となるよう
な設定をあらかじめ行っておく必要がある。この暗号キ
ーパラメータα３は暗号キー保持メモリ５２に保持して
おく。ｔ３はｔ２と同様の変数であるが、暗号キー生成
回路５１の回路をｔ２＝ｔ３となるように、暗号化回路
３６からデコード回路５０の遅延を補償してｔ３を変化
させるように構成しておく。

【００８６】一方プログラマブル演算回路チップ１２に
おいて、暗号キー生成回路４１では、時間に依存する変
数ｔ４と暗号キーパラメータα４から暗号キーＫ４（ｔ
４，α４）を生成する。デコード回路４０では、プログ
ラムＡを受け取り、暗号キー生成回路４１から供給され
る暗号キーＫ４（ｔ４，α４）でプログラムＡのデコー
ド処理を行い、デコードプログラムＡ''をプログラマブ
ル演算回路２２へ供給する。このときｔ１＝ｔ４且つα
１＝α４であればＫ１＝Ｋ４となり、プログラムＡを正
しくデコードできる。従って、プログラムＡを正しくデ
コードするには、ｔ１＝ｔ４且つα１＝α４となるよう
な設定をあらかじめ行っておく必要がある。この暗号キ
ーパラメータα４は暗号キー保持メモリ４２に保持して
おく。

【００８７】このｔ４はｔ２と同様に、ある周期で変化
する変数である。例えばプログラムＡの先頭がデコード
回路４０に到達した瞬間を初期値として、タイマー等を
用いてｔ４を変化させる。

【００８８】又ＣＰＵ命令Ｄにより制御される回路を持
つ信号処理装置にＣＰＵ命令Ｄを入力するためには、ソ
フトウェア保護手段２５と同様の回路をその装置内部に
持てばよい。上記の動作を行うための初期設定方法、な
らびに暗号キーの生成タイミングの決め方は実施の形態
１と同様である。

【００８９】（実施の形態４）以下、本発明の請求項１
４と１５に記載された発明の実施の形態４について図６
を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態２のソフ
トウェア保護装置の構成図である。図１と図６の同一の
機能部分には同じ符号を付してある。

【００９０】図６における構成は、実施の形態１，２又
は３のソフトウェア保護装置の構成に、プログラム保存
用メモリ２４に書込むか否かを判断する書込み制御手段
を加えたものである。更に、書込み制御手段は書込み制
御回路６１と外部スイッチ６２とを備えている。又、暗
号化回路３６はデコード回路３０から直接入力できる構
成となっている。

【００９１】書込み制御回路６１において、プログラム
保存用メモリ２４に書込まないとの判断を行っている場
合は、本発明の実施の形態１で説明した動作と同様であ
る。ある設定年月日，設定時刻，電源オフの瞬間又は外
部スイッチ６２に同期して、書込み制御回路６１がプロ
グラム保存用メモリ２４に書込むとの判断を行うと、全
ての回路が現在の動作を中断する。

【００９２】その後、プログラム保存用メモリ２４から
暗号化キーＫ１（ｔ１，α１）で暗号化されたプログラ
ムＡを、データバス６０を介して暗証番号照合回路３３
へ供給する。暗証番号の照合後、デコード回路３０に供
給されたプログラムＡは暗号化キーＫ２（ｔ２，α２）
を用いてデコードされ、暗号化回路３６へデコードされ
たプログラムＡ' が供給される。暗号キー生成回路３１
では、新しい暗号キー生成パラメータβを生成し、暗号
化回路３６にのみ暗号化キーＫ２' （ｔ２，β）を供給
する。このとき新しい暗号キー生成パラメータβは暗号
キー保持メモリ３２に保持されている。暗号化回路３６
では、暗号化キーＫ２' （ｔ２，β）でプログラムＡ'
を暗号化する。暗号化キーＫ２' （ｔ２，β）で暗号化
されたプログラムＥは、データバス６０，書込み制御回
路６１を介してプログラム保存用メモリ２４に書込まれ
る。又、暗証番号生成回路３４にもプログラムＥが供給
され、新しい暗証番号を生成し、暗証番号保持メモリ３
５に保持する。以上より、新しい暗号キーで暗号化され
たプログラムがプログラム保存用メモリに記憶できる。

【００９３】

【発明の効果】以上のように、本発明のソフトウェア保
護装置によれば、プログラム保存用メモリ，ＣＰＵ，プ
ログラマブル演算回路間のデータバスに流れる情報を、
暗号キーパラメータや時間に依存して変化する暗号キー
で暗号化するため、暗号化された情報を解析しても容易
に解読することはできなくなる。更に、その暗号化され
た情報がデコード回路に入力される前に、時間に依存し
て変化する暗証番号の照合を行っている。そのため第三
者が作成したデータを用いてデコード回路の入出力特性
を容易に解析できないようにすることができ、ソフトウ
ェアの保護が確実となるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるソフトウェア保
護装置を示す構成図である。

【図２】本実施形態のＣＰＵチップ内のソフトウェア保
護手段２１の構成を示すブロック図である。

【図３】プログラマブル演算回路チップ１２内のソフト
ウェア保護手段２３及びプログラム保存用メモリチップ
１０内のソフトウェア保護手段２５の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の実施の形態２のＣＰＵチップ内のソフ
トウェア保護手段２１の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態３のＣＰＵチップ内のソフ
トウェア保護手段２１の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態４におけるソフトウェア保
護装置を示す構成図である。

【図７】従来のソフトウェア保護装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ プログラム保存用メモリチップ １１ ＣＰＵチップ １２ プログラマブル演算回路チップ ２０ ＣＰＵコア ２１，２３，２５ ソフトウェア保護手段 ２２ プログラマブル演算回路 ２４ プログラム保存用メモリ ３０，４０，５０ デコード回路 ３１，４１，５１，９０，９１ 暗号キー生成回路 ３２，４２，５２ 暗号キー保持メモリ ３３ 暗証番号照合回路 ３４ 暗証番号生成回路 ３５ 暗証番号保持メモリ ３６ 暗号化回路 ３７，３８，４３，５３ 外部入力端子 ３９ 暗号キー保持メモリ消去回路 ６０，７８ データバス ６１ 書込み制御回路 ６２ 外部スイッチ ７０ マイクロプロセッサ ７１ マイクロプロセッサユニット ７２，８３ 暗号化ＲＯＭ ７３，８２ デコードＲＯＭ ７４ トライステートバッファ ７５，８４，８５ トライステートバッファ ７６，８６ インバータ ７７ アドレスバス ７９ Ｒ／Ｗ信号 ８０ メモリ又は周辺ＬＳＩチップ ８１ メモリ又は周辺ＬＳＩ ９２ 分岐命令抽出回路 ９３ 暗号キー生成変数修正回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 9/16 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６４３

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＰＵとプログラム保存用メモリ装置間
   のデータバスに流れる情報を暗号化して、前記プログラ
   ムの保護を行うソフトウェア保護装置であって、 前記ＣＰＵは、 暗号キーを用いて情報を暗号化する第１の暗号化手段
   と、 暗号キーを用いて暗号化された情報を復号する第１のデ
   コード手段と、 前記第１の暗号化手段及び前記第１のデコード手段で用
   いる暗号キーを暗号キーパラメータに依存して生成する
   第１の暗号キー生成手段と、を有するものであり、 前記プログラム保存用メモリ装置は、 信号処理又は情報処理アルゴリズムを規定するプログラ
   ムを保存するプログラム保存用のメモリと、 暗号化された情報を暗号キーを用いて復号して前記メモ
   リに書込む第２のデコード手段と、 前記第２のデコード手段で用いる暗号キーを暗号キーパ
   ラメータに依存して生成する第２の暗号キー生成手段
   と、を有するものであることを特徴とするソフトウェア
   保護装置。
2. 【請求項２】 ＣＰＵとプログラム保存用メモリ装置及
   び前記ＣＰＵによって制御される信号処理手段を含んで
   構成され、これらの間のデータバスに流れる情報を暗号
   化して、前記プログラムの保護を行うソフトウェア保護
   装置であって、 前記ＣＰＵは、 暗号キーを用いて情報を暗号化する第１の暗号化手段
   と、 暗号キーを用いて暗号化された情報を復号する第１のデ
   コード手段と、 前記第１の暗号化手段及び前記第１のデコード手段で用
   いる暗号キーを暗号キーパラメータに依存して生成する
   第１の暗号キー生成手段と、を有するものであり、 前記プログラム保存用メモリ装置は、 信号処理又は情報処理アルゴリズムを規定するプログラ
   ムを保存するプログラム保存用のメモリと、 暗号化された情報を暗号キーを用いて復号して前記メモ
   リに書込む第２のデコード手段と、 前記第２のデコード手段で用いる暗号キーを暗号キーパ
   ラメータに依存して生成する第２の暗号キー生成手段
   と、を有するものであり、 前記信号処理手段は、 暗号化された情報を暗号キーを用いて復号する第３のデ
   コード手段と、 前記第３のデコード手段で用いる暗号キーを暗号キーパ
   ラメータに依存して生成する第３の暗号キー生成手段
   と、を有するものであることを特徴とするソフトウェア
   保護装置。
3. 【請求項３】 ＣＰＵとプログラム保存用メモリ装置及
   び前記プログラムによって制御されるプログラマブル演
   算回路を含んで構成され、これらの間のデータバスに流
   れる情報を暗号化して、前記プログラムの保護を行うソ
   フトウェア保護装置であって、 前記ＣＰＵは、 暗号キーを用いて情報を暗号化する第１の暗号化手段
   と、 暗号キーを用いて暗号化された情報を復号する第１のデ
   コード手段と、 前記第１の暗号化手段及び前記第１のデコード手段で用
   いる暗号キーを暗号キーパラメータに依存して生成する
   第１の暗号キー生成手段と、を有するものであり、 前記プログラム保存用メモリ装置は、 信号処理又は情報処理アルゴリズムを規定するプログラ
   ムを保存するプログラム保存用のメモリと、 暗号化された情報を暗号キーを用いて復号して前記メモ
   リに書込む第２のデコード手段と、 前記第２のデコード手段で用いる暗号キーを暗号キーパ
   ラメータに依存して生成する第２の暗号キー生成手段
   と、を有するものであり、 前記プログラマブル演算回路は、 暗号化された情報を暗号キーを用いて復号する第４のデ
   コード手段と、 前記第４のデコード手段で用いる暗号キーを１つあるい
   は複数の暗号キーパラメータに依存して生成する第４の
   暗号キー生成手段と、を有するものであることを特徴と
   するソフトウェア保護装置。
4. 【請求項４】 前記ＣＰＵが有する前記第１の暗号キー
   生成手段を、暗号キーパラメータに依存して前記第１の
   暗号化手段で用いる暗号キーを生成する第５の暗号キー
   生成手段と、暗号キーパラメータに依存して前記第１の
   デコード手段で用いる暗号キーを生成する第６の暗号キ
   ー生成手段とに置き換えたことを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項記載のソフトウェア保護装置。
5. 【請求項５】 前記暗号キー生成手段は、時間、前記メ
   モリのアドレス値、生成タイミングを規定する信号の少
   なくとも１つに対応して変化する暗号キーを生成するこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のソフ
   トウェア保護装置。
6. 【請求項６】 前記ＣＰＵは、 前記ＣＰＵの命令が分岐命令であるかどうかの判断を行
   い、分岐命令の情報を抽出する分岐命令抽出手段と、 前記分岐命令抽出手段から供給される情報を基に暗号キ
   ー生成に用いる前記変数の修正値を生成する暗号キー生
   成変数修正手段とを更に有することを特徴とする請求項
   ５記載のソフトウェア保護装置。
7. 【請求項７】 前記分岐命令抽出手段は、 前記ＣＰＵの命令、前記メモリのアドレス値の少なくと
   も１つを基に前記ＣＰＵの命令が分岐命令であるかどう
   かの判断を行い、分岐命令の情報を抽出するものである
   ことを特徴とする請求項６記載のソフトウェア保護装
   置。
8. 【請求項８】 前記ＣＰＵは、前記暗号キー及び前記暗
   号キーパラメータを保持する第１の暗号キー保持手段を
   備えたものであり、 前記プログラム保存用メモリ装置は、前記暗号キー及び
   前記暗号キーパラメータを保持する第２の暗号キー保持
   手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか
   １項記載のソフトウェア保護装置。
9. 【請求項９】 前記暗号キー生成手段は、外部から暗号
   キー又は暗号キーパラメータを入力できる入力手段を備
   えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載
   のソフトウェア保護装置。
10. 【請求項１０】 前記ＣＰＵは、 暗証番号を生成する暗証番号生成手段と、 前記暗証番号生成手段から供給される前記暗証番号と前
    記プログラムが持つ暗証番号とを比較する暗証番号照合
    手段と、 前記暗証番号を保持する暗証番号保持手段とを更に備え
    たことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の
    ソフトウェア保護装置。
11. 【請求項１１】 前記暗証番号生成手段は、初期設定
    値、年月日、所定時間毎及び電源スイッチ投入時の少な
    くとも１つに対応して変化する少なくとも１つの暗証番
    号を生成することを特徴とする請求項１０記載のソフト
    ウェア保護装置。
12. 【請求項１２】 前記暗証番号生成手段は、前記メモリ
    のアドレスと、前記アドレスに記憶されているデータ値
    とで前記暗証番号を生成することを特徴とする請求項１
    ０記載のソフトウェア保護装置。
13. 【請求項１３】 前記暗証番号生成手段は、 外部から暗証番号を入力できる入力手段と、 前記第１の暗号キー保持手段に保持されている内容を消
    去できる消去手段とを備えたことを特徴とする請求項１
    ０記載のソフトウェア保護装置。
14. 【請求項１４】 前記プログラム保存用メモリに書込み
    を行うか否かの判断を行う書込み制御手段を更に備えた
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の
    ソフトウェア保護装置。
15. 【請求項１５】 前記書込み制御手段は、年月日、時
    刻、電源スイッチ、前記書込み制御手段を制御する外部
    スイッチの少なくとも一つに同期して制御を行うことを
    特徴とする請求項１４記載のソフトウェア保護装置。