本發(fā)明涉及一種sata硬盤(pán)密碼模塊及其工作方法，屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)據(jù)價(jià)值不斷提升以及存儲(chǔ)技術(shù)不斷發(fā)展，存儲(chǔ)系統(tǒng)的重要性不斷提升，數(shù)據(jù)成為最核心的資產(chǎn)。用戶本地sata硬盤(pán)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)往往成為攻擊者的首選目標(biāo)，從而達(dá)到竊取、篡改或破壞數(shù)據(jù)的目的，如果沒(méi)有安全防范措施，一旦攻擊者成功竊取，其負(fù)面影響將是無(wú)法估計(jì)的，因此用戶本地sata硬盤(pán)存儲(chǔ)安全變得至關(guān)重要。

現(xiàn)有用戶本地sata硬盤(pán)的加密保護(hù)方法分為兩種，第一種方法采用軟件加密的方式在文件系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)加密，這種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但存在性能差、存在安全漏洞易被破等問(wèn)題；第二種方法采用在主機(jī)端和硬盤(pán)之間增加硬盤(pán)數(shù)據(jù)加密卡或數(shù)據(jù)傳輸加密裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)sata硬盤(pán)數(shù)據(jù)加解密處理，但這種實(shí)現(xiàn)方式只能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)加解密處理，無(wú)法支持密碼算法靈活替換、對(duì)各種sata接口靈活支持等特性，應(yīng)用受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種sata硬盤(pán)密碼模塊。

本發(fā)明還提供上述sata硬盤(pán)密碼模塊的工作方法。

本發(fā)明能夠解決在原有用戶本地sata硬盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)加密保護(hù)的開(kāi)發(fā)難度大、性能差、算法不易擴(kuò)展等問(wèn)題，能夠保證sata硬盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性，并具備密碼算法靈活替換、對(duì)各種sata接口靈活支持等優(yōu)勢(shì)，從而滿足用戶在本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種sata硬盤(pán)密碼模塊，包括依次相連的ssd主控芯片、fpga模塊和sata接口塢；所述ssd主控芯片與主機(jī)端相連，所述ssd主控芯片通過(guò)onfi接口與fpga模塊相連；所述fpga模塊通過(guò)sata接口塢與設(shè)備端相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了主機(jī)端和設(shè)備端之間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的高速接口轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)加解密。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述ssd主控芯片包括內(nèi)置固件程序：onfi模塊、ftl模塊、設(shè)備接口模塊和設(shè)備管理模塊；

所述onfi模塊用于實(shí)現(xiàn)ssd主控芯片通過(guò)onfi接口與fpga模塊通訊；

所述ftl模塊用于實(shí)現(xiàn)從lba邏輯區(qū)塊地址到pba物理區(qū)塊地址的映射，實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)對(duì)設(shè)備端的管理,所述的設(shè)備端為sata硬盤(pán)；

所述設(shè)備接口模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)ssd主控芯片的相關(guān)接口管理：包括ssd接口管理、電源管理和隊(duì)列管理；

所述設(shè)備管理模塊用于全盤(pán)加密、密鑰管理、日志管理和量產(chǎn)管理。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述fpga模塊包括onfi接口模塊、對(duì)稱密碼算法模塊和sata接口模塊；

所述onfi接口模塊包括時(shí)鐘控制、數(shù)據(jù)隊(duì)列控制、端口控制、指令緩沖、地址緩沖和數(shù)據(jù)輸入輸出緩沖邏輯；

所述對(duì)稱密碼算法模塊包括用于算法控制和對(duì)稱密碼算法引擎邏輯，由于fpga具備可編程的優(yōu)勢(shì)，因此可針對(duì)各種密碼算法開(kāi)發(fā)對(duì)稱密碼算法引擎，實(shí)現(xiàn)密碼算法靈活替換；

所述sata接口模塊包括時(shí)鐘控制、端口控制、指令發(fā)生器、指令緩沖和數(shù)據(jù)輸入輸出緩沖邏輯。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述sata接口塢提供的接口包括標(biāo)準(zhǔn)sata接口、msata接口、m.2接口等minisata接口,用于連接設(shè)備端的各種sata接口硬盤(pán)。

如上述sata硬盤(pán)密碼模塊的工作方法，包括，利用所述sata硬盤(pán)密碼模塊將主機(jī)端和設(shè)備端相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)sata硬盤(pán)數(shù)據(jù)的加密存儲(chǔ)和解密讀??；

所述實(shí)現(xiàn)對(duì)sata硬盤(pán)數(shù)據(jù)的加密存儲(chǔ)，包括，ssd主控芯片將主機(jī)端的數(shù)據(jù)交由所述fpga模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，通過(guò)所述sata接口塢將加密后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入sata硬盤(pán)；

實(shí)現(xiàn)對(duì)sata硬盤(pán)數(shù)據(jù)的解密讀?。喊?，所述sata硬盤(pán)通過(guò)sata協(xié)議將在其內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)交由所述fpga模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)解密，通過(guò)所述ssd主控芯片將解密后的數(shù)據(jù)返給主機(jī)端。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述主機(jī)端、ssd主控芯片、fpga模塊、sata接口塢和sata硬盤(pán)之間的連接為串行連接。此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，采用串行連接，不存在數(shù)據(jù)旁路，保證數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)的有效性。

一種安全讀取數(shù)據(jù)的sata硬盤(pán)，其特征在于，所述sata硬盤(pán)包括硬盤(pán)模塊、和sata硬盤(pán)密碼模塊：

所述sata硬盤(pán)密碼模塊包括ssd主控芯片、fpga模塊和sata接口塢；所述ssd主控芯片通過(guò)onfi接口與fpga模塊相連；所述fpga模塊通過(guò)sata接口塢與所述硬盤(pán)模塊相連。

本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1.本發(fā)明采用ssd主控芯片通過(guò)onfi接口連接fpga模塊，實(shí)現(xiàn)用戶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)交互，保證了主機(jī)端與sata硬盤(pán)之間數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)的加解密性能。

2.本發(fā)明sata硬盤(pán)密碼模塊為保證數(shù)據(jù)加解密性能、加密算法靈活替換，采用fpga用于數(shù)據(jù)加解密，fpga通過(guò)sata接口連接sata接口塢，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的高速接口轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)加解密；

3.本發(fā)明采用sata接口塢提供標(biāo)準(zhǔn)sata接口、msata/m.2等minisata接口，連接各種sata接口硬盤(pán)，從而極大的提高密碼模塊的應(yīng)用范圍。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述一種sata硬盤(pán)密碼模塊的架構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。

實(shí)施例1、

一種sata硬盤(pán)密碼模塊，包括依次相連的ssd主控芯片、fpga模塊和sata接口塢；所述ssd主控芯片與主機(jī)端相連，所述ssd主控芯片通過(guò)onfi接口與fpga模塊相連；所述fpga模塊通過(guò)sata接口塢與設(shè)備端相連。

所述ssd主控芯片包括內(nèi)置固件程序：onfi模塊、ftl模塊、設(shè)備接口模塊和設(shè)備管理模塊；

所述onfi模塊用于實(shí)現(xiàn)ssd主控芯片通過(guò)onfi接口與fpga模塊通訊；

所述ftl模塊用于實(shí)現(xiàn)從lba邏輯區(qū)塊地址到pba物理區(qū)塊地址的映射，實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)對(duì)設(shè)備端的管理，所述的設(shè)備端為sata硬盤(pán)；

所述設(shè)備接口模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)ssd主控芯片的相關(guān)接口管理：包括ssd接口管理、電源管理和隊(duì)列管理；

所述設(shè)備管理模塊用于全盤(pán)加密、密鑰管理、日志管理和量產(chǎn)管理。

所述fpga模塊包括onfi接口模塊、對(duì)稱密碼算法模塊和sata接口模塊；

所述onfi接口模塊包括時(shí)鐘控制、數(shù)據(jù)隊(duì)列控制、端口控制、指令緩沖、地址緩沖和數(shù)據(jù)輸入輸出緩沖邏輯；

所述對(duì)稱密碼算法模塊包括用于算法控制和對(duì)稱密碼算法引擎邏輯，由于fpga具備可編程的優(yōu)勢(shì)，因此可針對(duì)各種密碼算法開(kāi)發(fā)對(duì)稱密碼算法引擎，實(shí)現(xiàn)密碼算法靈活替換；

所述sata接口模塊包括時(shí)鐘控制、端口控制、指令發(fā)生器、指令緩沖和數(shù)據(jù)輸入輸出緩沖邏輯。

實(shí)施例2、

如實(shí)施例1所述的一種sata硬盤(pán)密碼模塊，其區(qū)別在于，所述sata接口塢提供的接口包括標(biāo)準(zhǔn)sata接口、msata接口、m.2接口等minisata接口，用于連接設(shè)備端的各種sata接口硬盤(pán)。

實(shí)施例3、

如實(shí)施例1、2所述的一種sata硬盤(pán)密碼模塊的工作方法，包括，利用所述sata硬盤(pán)密碼模塊將主機(jī)端和設(shè)備端相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)sata硬盤(pán)數(shù)據(jù)的加密存儲(chǔ)和解密讀?。?/p>

所述實(shí)現(xiàn)對(duì)sata硬盤(pán)數(shù)據(jù)的加密存儲(chǔ)，包括，ssd主控芯片將主機(jī)端的數(shù)據(jù)交由所述fpga模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，通過(guò)所述sata接口塢將加密后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入sata硬盤(pán)；

實(shí)現(xiàn)對(duì)sata硬盤(pán)數(shù)據(jù)的解密讀?。喊?，所述sata硬盤(pán)通過(guò)sata協(xié)議將在其內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)交由所述fpga模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)解密，通過(guò)所述ssd主控芯片將解密后的數(shù)據(jù)返給主機(jī)端。

實(shí)施例4、

如實(shí)施例3所述的一種sata硬盤(pán)密碼模塊的工作方法，其區(qū)別在于，所述主機(jī)端、ssd主控芯片、fpga模塊、sata接口塢和sata硬盤(pán)之間的連接為串行連接。

實(shí)施例5、

一種安全讀取數(shù)據(jù)的sata硬盤(pán)，其特征在于，所述sata硬盤(pán)包括硬盤(pán)模塊、和sata硬盤(pán)密碼模塊：

所述sata硬盤(pán)密碼模塊包括ssd主控芯片、fpga模塊和sata接口塢；所述ssd主控芯片通過(guò)onfi接口與fpga模塊相連；所述fpga模塊通過(guò)sata接口塢與所述硬盤(pán)模塊相連。

以上所記載的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。