本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種安全存儲(chǔ)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)信息安全一直是計(jì)算機(jī)研究的一個(gè)重要課題。自從斯諾登事件以來(lái)信息安全的重要性更上一個(gè)層次，成為國(guó)家安全的重要組成部分。

數(shù)據(jù)安全包括以數(shù)據(jù)加密等保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性為目的的諸多工作，也包括了以完全破壞數(shù)據(jù)完整性為目的的數(shù)據(jù)銷毀工作。目前在信息安全上主要包含如下三個(gè)層次的加密實(shí)現(xiàn)：應(yīng)用層數(shù)據(jù)直接加密，文件系統(tǒng)層次的加密，SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的加密。目前在SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)加密中主要是采用在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行加密，即在主機(jī)和存儲(chǔ)之間加入存儲(chǔ)加密網(wǎng)關(guān)和秘鑰管理設(shè)備，而在加密網(wǎng)關(guān)后面才是最終的存儲(chǔ)，這所有的設(shè)備組合起來(lái)組成了安全存儲(chǔ)。其優(yōu)點(diǎn)在于將存儲(chǔ)系統(tǒng)和加密系統(tǒng)相互分離。任何的數(shù)據(jù)都需要通過(guò)加密系統(tǒng)才能夠達(dá)到存儲(chǔ)系統(tǒng)。這樣將存儲(chǔ)業(yè)務(wù)和加密業(yè)務(wù)相互分離，對(duì)于實(shí)現(xiàn)上更簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)在于存儲(chǔ)業(yè)務(wù)難以在最大程度上和加密功進(jìn)行融合。另外，由于所有數(shù)據(jù)都會(huì)流經(jīng)加密系統(tǒng)，則加密系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性和性能就會(huì)成為整體安全存儲(chǔ)系統(tǒng)的瓶頸。并且一旦加密系統(tǒng)出現(xiàn)故障，必須要暫停所有的業(yè)務(wù)，成本較高。

因此，如何既能實(shí)現(xiàn)保證加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)又能避免加密部分出現(xiàn)故障時(shí)必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種安全存儲(chǔ)系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)保證加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)又能避免加密部分出現(xiàn)故障時(shí)必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種安全存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括：存儲(chǔ)設(shè)備，與所述存儲(chǔ)設(shè)備的PCIE卡插槽部插接的PCIE加密卡，所述PCIE加密卡用于根據(jù)自身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)加密秘鑰對(duì)輸入所述存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

優(yōu)選地，還包括：主秘鑰管理模塊，用于生成所述數(shù)據(jù)加密秘鑰、為所述數(shù)據(jù)加密秘鑰進(jìn)行加解密的主密鑰，并控制所述主密鑰和所述數(shù)據(jù)加密秘鑰的分發(fā)、保存、備份和恢復(fù)。

優(yōu)選地，還包括：多個(gè)usbkey，用于存儲(chǔ)所述主密鑰。

優(yōu)選地，還包括：

從秘鑰管理模塊，用于和所述主密鑰管理模塊進(jìn)行主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的同步；

切換管理單元，用于在所述存儲(chǔ)設(shè)備的雙控端進(jìn)行主控切換或者單控制器宕機(jī)時(shí)，切換所述從秘鑰管理模塊執(zhí)行所述主秘鑰管理模塊的功能。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)有基于Linux內(nèi)核的pciehp模塊，用于響應(yīng)所述PCIE加密卡的熱插拔。

優(yōu)選地，所述pciehp模塊包括：

PCIE鏈路建立單元，用于在所述PCIE加密卡插入所述PCIE卡插槽時(shí)進(jìn)行感知，并進(jìn)行PCIE鏈接；

PCIE鏈路斷開(kāi)單元，用于在所述PCIE加密卡拔出所述PCIE卡插槽，且所述存儲(chǔ)設(shè)備完成數(shù)據(jù)流的暫停時(shí)，斷開(kāi)PCIE鏈接。

優(yōu)選地，所述PCIE卡插槽部為PCIE卡插槽或PCIE卡轉(zhuǎn)接器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明所提供的一種安全存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括：存儲(chǔ)設(shè)備，與存儲(chǔ)設(shè)備的PCIE卡插槽部插接的PCIE加密卡，PCIE加密卡用于根據(jù)自身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)加密秘鑰對(duì)輸入存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。存儲(chǔ)設(shè)備上設(shè)有通用的PCIE卡插槽部，將存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)加密秘鑰的PCIE加密卡和存儲(chǔ)設(shè)備連接，通過(guò)加密卡對(duì)于數(shù)據(jù)高速的加密功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)加解密，從而將加密設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備融合在一起，由于PCIE本身具有熱插拔的特性，從而實(shí)現(xiàn)了PCIE加密卡的熱插拔功能；當(dāng)PCIE加密卡出現(xiàn)故障時(shí)可以方便進(jìn)行熱替換，保證了加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)避免加密部分出現(xiàn)故障時(shí)必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式所提供的安全存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種安全存儲(chǔ)系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)保證加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)又能避免加密部分出現(xiàn)故障時(shí)必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。

在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式所提供的安全存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式提供了一種安全存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括：存儲(chǔ)設(shè)備1，與存儲(chǔ)設(shè)備1的PCIE卡插槽部插接的PCIE加密卡2，PCIE加密卡2用于根據(jù)自身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)加密秘鑰對(duì)輸入存儲(chǔ)設(shè)備1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

進(jìn)一步地，存儲(chǔ)設(shè)備1設(shè)有基于Linux內(nèi)核的pciehp模塊，用于響應(yīng)PCIE加密卡的熱插拔。pciehp模塊包括：PCIE鏈路建立單元，用于在PCIE加密卡插入PCIE卡插槽時(shí)進(jìn)行感知，并進(jìn)行PCIE鏈接；PCIE鏈路斷開(kāi)單元，用于在PCIE加密卡拔出PCIE卡插槽，且存儲(chǔ)設(shè)備完成數(shù)據(jù)流的暫停時(shí)，斷開(kāi)PCIE鏈接。PCIE卡插槽部為PCIE卡插槽或PCIE卡轉(zhuǎn)接器。

在本實(shí)施方式中，存儲(chǔ)設(shè)備上設(shè)有通用的PCIE卡插槽或PCIE卡轉(zhuǎn)接器，將存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)加密秘鑰的PCIE加密卡和存儲(chǔ)設(shè)備連接，通過(guò)加密卡對(duì)于數(shù)據(jù)高速的加密功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)加解密，從而將加密設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備融合在一起，由于PCIE本身具有熱插拔的特性，從而實(shí)現(xiàn)了PCIE加密卡的熱插拔功能；同時(shí)利用加密卡提供的豐富的加密算法，可以為用戶提供豐富的符合一定標(biāo)準(zhǔn)的加密算法。當(dāng)PCIE加密卡出現(xiàn)故障時(shí)可以方便進(jìn)行熱替換，保證了加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)避免加密部分出現(xiàn)故障時(shí)必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。PCIE協(xié)議天然是支持熱插拔的，利用Linux內(nèi)核的pciehp模塊可以方便實(shí)現(xiàn)加密卡的熱插拔，從而為用戶在正常IO的過(guò)程中提供維護(hù)加密卡的能力，提高設(shè)備的可維護(hù)性。在插入加密卡的時(shí)候，pciehp模塊會(huì)完成熱插入的流程，并感知PCIE鏈接的建立，這個(gè)時(shí)候加密卡內(nèi)的驅(qū)動(dòng)可以開(kāi)始數(shù)據(jù)流加解密的過(guò)程；當(dāng)拔出加密卡時(shí)，加密卡的驅(qū)動(dòng)通知上層應(yīng)用完成數(shù)據(jù)流的暫停，然后pciehp模塊斷開(kāi)PCIE鏈接，實(shí)現(xiàn)拔出流程。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，該系統(tǒng)還包括：主秘鑰管理模塊，用于生成數(shù)據(jù)加密秘鑰、為數(shù)據(jù)加密秘鑰進(jìn)行加解密的主密鑰，并控制主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的分發(fā)、保存、備份和恢復(fù)。

進(jìn)一步地，還包括：多個(gè)usbkey，用于存儲(chǔ)主密鑰；從秘鑰管理模塊，用于和主密鑰管理模塊進(jìn)行主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的同步；切換管理單元，用于在存儲(chǔ)設(shè)備的雙控端進(jìn)行主控切換或者單控制器宕機(jī)時(shí)，切換從秘鑰管理模塊執(zhí)行主秘鑰管理模塊的功能。

在本實(shí)施方式中，從秘鑰的管理層上面使用了兩級(jí)秘鑰管理，即采用了主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰。其中，主密鑰只負(fù)責(zé)對(duì)于數(shù)據(jù)加密秘鑰進(jìn)行加解密。而數(shù)據(jù)加密秘鑰負(fù)責(zé)對(duì)輸入到存儲(chǔ)設(shè)備中的實(shí)際數(shù)據(jù)流進(jìn)行加解密。當(dāng)開(kāi)啟加密功能時(shí)，主秘鑰管理模塊會(huì)生成主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰，并將主密鑰進(jìn)行分發(fā)并保存在多個(gè)usbkey上。當(dāng)一個(gè)新的數(shù)據(jù)加密秘鑰生成時(shí)，會(huì)首先利用主密鑰對(duì)其進(jìn)行加密，進(jìn)而將該數(shù)據(jù)加密秘鑰保存在PCIE加密卡中。PCIE加密卡為數(shù)據(jù)加密秘鑰的保存進(jìn)行管理，并且保證數(shù)據(jù)加密秘鑰即使在加密卡被非法竊取的情況下，沒(méi)有主密鑰也無(wú)法導(dǎo)入合法的秘鑰。此時(shí)，在整體的安全存儲(chǔ)系統(tǒng)中無(wú)法檢測(cè)到數(shù)據(jù)加密秘鑰的明文，這是由于數(shù)據(jù)加密秘鑰只有在數(shù)據(jù)加解密的時(shí)候會(huì)通過(guò)主密鑰進(jìn)行解密，并且完成數(shù)據(jù)流的加解密后立即釋放，而這所有的過(guò)程是利用加密卡的協(xié)處理器完成的，加密卡保證了其內(nèi)部?jī)?nèi)存無(wú)法被系統(tǒng)所訪問(wèn)。

當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備為雙控存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，在本實(shí)施方式中還進(jìn)行了秘鑰管理中心的部署，秘鑰管理中心和存儲(chǔ)控制器一樣設(shè)有主次之分，即設(shè)置了主秘鑰管理模塊和從秘鑰管理模塊。在正常情況下，主密鑰管理模塊為整個(gè)存儲(chǔ)安全系統(tǒng)提供主密鑰的生成、數(shù)據(jù)加密秘鑰的生成，各秘鑰的分發(fā)、加密保存以及備份和恢復(fù)功能，且主秘鑰管理模塊和從秘鑰管理模塊進(jìn)行秘鑰的同步，這是由于雙控端看到的LUN是一樣的，雙控端都可以對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行加解密，必須保證其秘鑰的一致性。當(dāng)發(fā)生主控切換的時(shí)，或單控制器宕機(jī)時(shí)，秘鑰管理中心的切換管理單元會(huì)監(jiān)控到這些事件，隨著存儲(chǔ)設(shè)備的控制器的切換完成秘鑰管理中心的主從切換，此時(shí)從秘鑰管理模塊接管之前主密鑰管理模塊的工作，為安全存儲(chǔ)系統(tǒng)繼續(xù)提供加解密服務(wù)。

綜上所述，本發(fā)明所提供的安全存儲(chǔ)系統(tǒng)，采用PCIE加密卡來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)加密秘鑰以對(duì)輸入存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)流進(jìn)行加密處理，充分利用了PCIE設(shè)備的熱插拔特性，實(shí)現(xiàn)了加密卡的熱替換，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性，利用加密卡對(duì)于存儲(chǔ)的秘鑰的存儲(chǔ)功能，尤其是使用主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的兩級(jí)秘鑰管理，保證數(shù)據(jù)加密秘鑰不會(huì)被惡意導(dǎo)出；利用了雙控存儲(chǔ)的冗余特性，通過(guò)主秘鑰管理模塊和從秘鑰管理模塊實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)密管，當(dāng)主控切換或單控宕機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)密管的切換，提高密管的可靠性。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種安全存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。