CN117349815A - 固态硬盘及介质访问管理*** - Google Patents

固态硬盘及介质访问管理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了固态硬盘及介质访问管理***，固态硬盘包括：存储单元，存储单元包括NAND闪存芯片，分为多个具有识别标识的单元；加密单元，加密单元用于对固态硬盘进行加密，其包括硬件加密及其它加密，硬件加密包括：安装在固态硬盘基板上的AES加密芯片，AES加密芯片在数据写入NAND介质前加密数据，并在从NAND介质读取数据前解密数据，当对硬盘进行首次加密时，AES加密芯片会生成加密密钥并将其存储在NAND闪存中；其它加密为指纹加密，包括指纹识别器，采用指纹加密法作为硬盘解锁方式；控制单元，控制单元耦接于存储单元和加密单元；电源口，电源口用于接通电源；介质访问管理***包括收发模块、确定模块、解密模块和读取模块。

Description

固态硬盘及介质访问管理***
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域，特别是涉及固态硬盘及介质访问管理***。
背景技术
固态硬盘(SSD，Solid State Drive)是由控制器和存储芯片阵列组成的非挥发性数据存储装置。固态硬盘的存储介质包括闪存芯片(flash) 或DRAM芯片。固态硬盘与传统硬盘相比具有体积小、质量轻、功耗低、无机械噪声、读写速度快等优点，因此，已经广泛地用于替代传统硬盘，例如应用于笔记本电脑、工控、视频监控、网络监控、网络终端、导航设备等诸多领域。
固态硬盘包括存储单元、控制单元等，其中控制单元用于对固态硬盘进行控制，以在存储单元中进行数据的存储和访问。当需要进行访问时，控制单元会发送介质访问请求。对于企业来说，固态硬盘的安全性非常重要，若不对访问请求进行身份认证，硬盘内的数据容易被盗或丢失。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供固态硬盘及介质访问管理***，本发明通过设置硬件加密和指纹加密，硬件加密采用板载AES加密芯片，AES加密芯片在数据写入NAND介质前加密数据，指纹加密包括指纹识别器，通过比较不同指纹的细节特征点来进行安全识别，具有硬件加密的特征，同时也具有软件加密的特征，结合板载AES加密芯片，这使得固态硬盘具有非常高的安全性能。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：固态硬盘，所述固态硬盘包括：
存储单元，所述存储单元包括NAND闪存芯片，用于提供存储空间进行数据和应用程序的存储，所述存储单元分为多个具有识别标识的单元；
加密单元，所述加密单元用于对固态硬盘进行加密，其包括硬件加密及其它加密；
控制单元，所述控制单元耦接于存储单元和加密单元，并用于解密和发送请求；
电源口，所述电源口用于接通电源；
进一步地，所述硬件加密包括：安装在固态硬盘基板上的AES加密芯片，所述AES加密芯片在数据写入NAND介质前加密数据，并在从NAND介质读取数据前解密数据，当对硬盘进行首次加密时，所述AES加密芯片会生成加密密钥并将其存储在NAND闪存中；当***首次启动时，将自定义BIOS会加载并要求提供用户密码，此时输入正确的密码后，会解密硬盘中的内容并授予操作***和用户数据访问权限；
再进一步地，所述其它加密为指纹加密，包括指纹识别器，采用指纹加密法作为硬盘解锁方式；
再进一步地，所述固态硬盘还包括散热单元，所述散热单元用于对固态硬盘进行散热，其包括散热片和50mm鼓风机风扇，所述散热片固定粘合在固态硬盘的外壳上，所述50mm鼓风机风扇安装在固态硬盘上；
再进一步地，所述固态硬盘还包括M.2Socket3接口，其通过PCI-E通道连接至控制单元。
本发明还提供介质访问管理***，所述介质访问管理***用于访问上述内容中所述的固态硬盘中的存储单元，所述介质访问管理***包括：
收发模块，所述收发模块用于接收控制单元发送的介质访问请求，介质访问请求中包含识别标识；
确定模块，所述确定模块用于根据访问请求的识别标识查找存储单元；
解密模块，所述解密模块用于解密和授予访问权限；
读取模块，所述读取模块用于读取访问请求中的目标数据；
进一步地，所述介质访问管理***还包括监测模块，所述监测模块用于对存储单元的状态信息进行监测；
再进一步地，所述解密模块还包括指纹识别与验证子单元，其用于验证操作人的指纹，并进行身份认证。
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
本发明通过设置硬件加密和指纹加密，硬件加密采用板载AES加密芯片，AES加密芯片在数据写入NAND介质前加密数据，当对硬盘进行首次加密时，所述AES加密芯片会生成加密密钥并将其存储在NAND闪存中；当***首次启动时，将自定义BIOS会加载并要求提供用户密码，此时输入正确的密码后，会解密硬盘中的内容并授予操作***和用户数据访问权限，该加密流程不用主机CPU不参与，因此可以保证主机CPU不会因为软件加密而导致性能损失，指纹加密包括指纹识别器，通过比较不同指纹的细节特征点来进行安全识别，具有硬件加密的特征，同时也具有软件加密的特征，结合板载AES加密芯片，这使得固态硬盘具有非常高的安全性能，在授予操作人访问权限之前，可以通过密钥验证和指纹识别两种方式共同对操作人进行身份认证，当双重身份认证通过时，硬盘内容才被解密，操作人才能被授予访问权限，大大提高了硬盘的安全性，可以避免密钥被盗导致操作人身份无法正确认证，造成硬盘内数据丢失、被盗等情况发生。
附图说明
图1为本发明所述固态硬盘示意图；
图2为本发明所述介质访问管理***示意图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例一
本发明提供固态硬盘，所述固态硬盘包括：
存储单元，所述存储单元包括NAND闪存芯片，用于提供存储空间进行数据和应用程序的存储，所述存储单元分为多个具有识别标识的单元；
加密单元，所述加密单元用于对固态硬盘进行加密，其包括硬件加密及其它加密，所述硬件加密包括：安装在固态硬盘基板上的AES加密芯片，所述AES加密芯片在数据写入NAND介质前加密数据，并在从NAND介质读取数据前解密数据，当对硬盘进行首次加密时，所述AES加密芯片会生成加密密钥并将其存储在NAND闪存中；当***首次启动时，将自定义BIOS会加载并要求提供用户密码，此时输入正确的密码后，会解密硬盘中的内容并授予操作***和用户数据访问权限；所述其它加密为指纹加密，包括指纹识别器，采用指纹加密法作为硬盘解锁方式；
控制单元，所述控制单元耦接于存储单元和加密单元，并用于解密和发送请求；
电源口，所述电源口用于接通电源；
还包括散热单元，所述散热单元用于对固态硬盘进行散热，其包括散热片和50mm鼓风机风扇，所述散热片固定粘合在固态硬盘的外壳上，所述50mm鼓风机风扇安装在固态硬盘上；
还包括M.2Socket3接口，其通过PCI-E通道连接至控制单元；
在本发明的具体实施例中，固态硬盘包括用于进行数据和应用程序存储的存储单元、用于解密和发送请求的控制单元、电源口、用于对硬盘进行散热的散热单元、M.2Socket3接口、以及加密单元，M.2Socket3接口走PCI-E通道，采用NVME协议，其性能优于SATA接口的硬盘，并且加密单元包括硬件加密和指纹加密，硬件加密采用板载AES加密芯片，AES加密芯片在数据写入NAND介质前加密数据，并在从NAND介质读取数据前解密数据，当对硬盘进行首次加密时，所述AES加密芯片会生成加密密钥并将其存储在NAND闪存中；当***首次启动时，将自定义BIOS会加载并要求提供用户密码，此时输入正确的密码后，会解密硬盘中的内容并授予操作***和用户数据访问权限，该加密流程不用主机CPU不参与，因此可以保证主机CPU不会因为软件加密而导致性能损失，指纹加密包括指纹识别器，通过比较不同指纹的细节特征点来进行安全识别，具有硬件加密的特征，同时也具有软件加密的特征，结合板载AES加密芯片，这使得固态硬盘具有非常高的安全性能；当固态硬盘温度高于80℃时会队硬盘的读写性能和稳定性产生影响，当固态硬盘温度高于100℃时则会导致硬盘TLC或QLC颗粒造成损伤，引起数据丢失，严重可能直接损坏硬盘，而通过设置的散热单元，散热片和50mm鼓风机风扇共同对硬盘进行散热，降低硬盘在运行时的温度，能够避免硬盘在运行时温度过高。
实施例二
介质访问管理***，所述介质访问管理***用于访问上述内容中所述的固态硬盘中的存储单元，所述介质访问管理***包括：
收发模块，所述收发模块用于接收控制单元发送的介质访问请求，介质访问请求中包含识别标识；
确定模块，所述确定模块用于根据访问请求的识别标识查找存储单元；
解密模块，所述解密模块用于解密和授予访问权限；
读取模块，所述读取模块用于读取访问请求中的目标数据；
还包括监测模块，所述监测模块用于对存储单元的状态信息进行监测；
解密模块还包括指纹识别与验证子单元，其用于验证操作人的指纹，并进行身份认证 ；
本实施例中：控制单元发送介质访问请求，收发模块接收控制单元发送的介质访问请求，在介质访问请求中包含识别标识，通过确定模块，可以根据介质访问请求中的识别标识查找请求的目标数据包含在哪个存储单元内，并确定所属的存储单元，之后通过解密模块，指纹识别与验证子单元对操作人进行身份认证，并且操作人输入正确的密钥，存储介质中的数据内容被解密，并授予操作***和用户数据访问权限，最后通过读取模块用于读取访问请求中的目标数据；而监测模块可以对存储单元的状态信息进行监测，监测内容包括存储单元的使用情况、剩余空间情况等详细信息，通过设置的解密模块，在授予操作人访问权限之前，可以通过密钥验证和指纹识别两种方式共同对操作人进行身份认证，当双重身份认证通过时，硬盘内容才被解密，操作人才能被授予访问权限，大大提高了硬盘的安全性，可以避免密钥被盗导致操作人身份无法正确认证，造成硬盘内数据丢失、被盗等情况发生。
工作原理：本发明中的固态硬盘包括存储单元、加密单元和控制单元等，其中存储单元分为多个具有识别标识的单元，通过介质访问管理***对存储单元进行访问，加密单元包括板载AES加密芯片和指纹识别器，控制单元发送介质访问请求后，收发模块接收请求，而请求中包含识别标识，根据介质访问请求中的识别标识，可以查找请求的目标数据包含在哪个存储单元内，并确定所属的存储单元，再通过指纹识别和密钥解锁，可以解密存储单元的内容，使操作人被授予操作***和用户数据访问权限，最后通过读取模块用于读取访问请求中的目标数据。
尽管已经示出和描述了发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.固态硬盘，其特征在于：所述固态硬盘包括：
存储单元，所述存储单元包括NAND闪存芯片，用于提供存储空间进行数据和应用程序的存储，所述存储单元分为多个具有识别标识的单元；
加密单元，所述加密单元用于对固态硬盘进行加密，其包括硬件加密及其它加密；
控制单元，所述控制单元耦接于存储单元和加密单元，并用于解密和发送请求；
电源口，所述电源口用于接通电源。
2.根据权利要求1所述的固态硬盘，其特征在于：所述硬件加密包括：安装在固态硬盘基板上的AES加密芯片，所述AES加密芯片在数据写入NAND介质前加密数据，并在从NAND介质读取数据前解密数据，当对硬盘进行首次加密时，所述AES加密芯片会生成加密密钥并将其存储在NAND闪存中；当***首次启动时，将自定义BIOS会加载并要求提供用户密码，此时输入正确的密码后，会解密硬盘中的内容并授予操作***和用户数据访问权限。
3.根据权利要求1所述的固态硬盘，其特征在于：所述其它加密为指纹加密，包括指纹识别器，采用指纹加密法作为硬盘解锁方式。
4.根据权利要求1所述的固态硬盘，其特征在于：所述固态硬盘还包括散热单元，所述散热单元用于对固态硬盘进行散热，其包括散热片和50mm鼓风机风扇，所述散热片固定粘合在固态硬盘的外壳上，所述50mm鼓风机风扇安装在固态硬盘上。
5.根据权利要求1所述的固态硬盘，其特征在于：所述固态硬盘还包括M.2Socket3接口，其通过PCI-E通道连接至控制单元。
6.介质访问管理***，其特征在于：用于访问权利要求1中所述的存储单元，所述介质访问管理***包括：
收发模块，所述收发模块用于接收控制单元发送的介质访问请求，介质访问请求中包含识别标识；
确定模块，所述确定模块用于根据访问请求的识别标识查找存储单元；
解密模块，所述解密模块用于解密和授予访问权限；
读取模块，所述读取模块用于读取访问请求中的目标数据。
7.根据权利要求6所述的介质访问管理***，其特征在于：所述介质访问管理***还包括监测模块，所述监测模块用于对存储单元的状态信息进行监测。
8.根据权利要求6所述的介质访问管理***，其特征在于：所述解密模块还包括指纹识别与验证子单元，其用于验证操作人的指纹，并进行身份认证。
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