[發(fā)明專利]一種基于SSD去重技術(shù)的數(shù)據(jù)安全刪除方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710059169.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN106886370B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童薇;劉景寧;馮丹;雷霞;方才華;魏學(xué)亮;高陽;蔣瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06
• 代理公司: 42201 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 李智<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明公開了一種基于SSD去重技術(shù)的數(shù)據(jù)安全刪除方法及系統(tǒng)，屬于SSD存儲(chǔ)控制領(lǐng)域。本發(fā)明方法在寫數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)寫更新操作先將原映射關(guān)系標(biāo)記為無效，之后基于去重?cái)?shù)據(jù)寫入，同時(shí)修改寫入數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)；在刪除數(shù)據(jù)時(shí)，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)的安全刪除，刪除相關(guān)物理頁P(yáng)PN數(shù)據(jù)和映射關(guān)系；之后進(jìn)行元數(shù)據(jù)的安全刪除，徹底消除痕跡。本發(fā)明還提供了一種基于SSD去重技術(shù)的數(shù)據(jù)安全刪除系統(tǒng)。本發(fā)明利用數(shù)據(jù)去重技術(shù)減少安全刪除帶來的開銷，同時(shí)通過安全刪除元數(shù)據(jù)來解決該塊因被其他文件引用而沒有被安全刪除的這一問題，確保被刪除文件徹底地執(zhí)行了安全刪除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于SSD存儲(chǔ)控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于SSD去重技術(shù)的數(shù)據(jù)安全刪除方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)對(duì)文件的刪除已經(jīng)變得不再可靠，通過恢復(fù)處理存儲(chǔ)介質(zhì)上殘留的數(shù)據(jù)，攻擊者可以竊取已刪除的機(jī)密信息，這已經(jīng)成為威脅存儲(chǔ)系統(tǒng)信息安全的重要隱患。2016年Blancco Technology Group做了一次調(diào)查報(bào)告，他們從eBay和Craigslist購買了200多塊二手硬盤(93％是機(jī)械硬盤，剩余是SSD)，發(fā)現(xiàn)超過78％的二手硬盤里存在剩余數(shù)據(jù)，其中67％的硬盤能恢復(fù)出個(gè)人機(jī)密信息，11％的硬盤包含公司敏感數(shù)據(jù)。另外調(diào)查顯示，36％的硬盤包含殘留數(shù)據(jù)，即用戶進(jìn)行了刪除操作后仍有數(shù)據(jù)殘留；40％的硬盤進(jìn)行過格式化，但仍然有數(shù)據(jù)殘留在硬盤中；僅僅只有10％的硬盤采取過正確的安全擦除數(shù)據(jù)手段。這充分說明普通的刪除和格式化操作并不能真正的刪除數(shù)據(jù)，用戶需要正確的安全刪除手段來防止數(shù)據(jù)泄露。

所謂數(shù)據(jù)安全刪除是指通過各種技術(shù)手段，使存儲(chǔ)載體中的數(shù)據(jù)被刪除后不可恢復(fù)，且設(shè)備可二次利用。現(xiàn)在已經(jīng)針對(duì)磁介質(zhì)提出多種基于復(fù)寫的安全刪除方法，其主要思想是，刪除文件時(shí)，重寫該文件對(duì)應(yīng)的LBA空間，覆蓋寫存有文件原始數(shù)據(jù)的物理介質(zhì)，以此來安全刪除文件。但由于閃存異地更新的特點(diǎn)，當(dāng)重寫該文件對(duì)應(yīng)的LBA空間時(shí)，存有文件原始數(shù)據(jù)的物理頁將變?yōu)闊o效，覆蓋寫的數(shù)據(jù)被寫入到新的物理頁，無法達(dá)到覆蓋寫文件原始數(shù)據(jù)的效果。同時(shí)，在經(jīng)過大量讀寫后，文件的每個(gè)數(shù)據(jù)頁都有可能存在若干個(gè)副本，這些數(shù)據(jù)頁副本在存儲(chǔ)介質(zhì)里保存的時(shí)間是不可預(yù)測(cè)的，只能在垃圾回收時(shí)回收一部分，占用了固態(tài)盤空間的同時(shí)，泄露了已刪除文件中的信息。因此，針對(duì)基于閃存的固態(tài)盤，需要引進(jìn)一種新的安全刪除技術(shù)以改變這種困境。

另一方面，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，盲目地增加存儲(chǔ)容量并不是解決數(shù)據(jù)規(guī)模激增問題的有效方式。研究人員分析了多種存儲(chǔ)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)這些存儲(chǔ)設(shè)備中廣泛存在重復(fù)數(shù)據(jù)。例如，微軟的研究人員發(fā)現(xiàn)個(gè)人電腦中普遍存在40％左右的重復(fù)數(shù)據(jù)；EMC的研究者發(fā)現(xiàn)備份存儲(chǔ)系統(tǒng)的重復(fù)數(shù)據(jù)高達(dá)90％；德國(guó)研究者發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心存在15-30％的重復(fù)數(shù)據(jù)。這些重復(fù)數(shù)據(jù)不僅增加了存儲(chǔ)成本，且在寫入時(shí)增加了數(shù)據(jù)傳輸量。可以通過減少重復(fù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)來有效提高存儲(chǔ)設(shè)備的利用率，且對(duì)SSD而言，減少重復(fù)數(shù)據(jù)還有著提高SSD使用壽命的作用。

現(xiàn)在數(shù)據(jù)去重技術(shù)在備份系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，閃存安全刪除技術(shù)正在被廣泛研究，本專利將數(shù)據(jù)去重技術(shù)和閃存安全刪除技術(shù)結(jié)合起來，利用數(shù)據(jù)去重技術(shù)減少安全刪除帶來的開銷，進(jìn)一步提升了固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備的性能和安全性。在存儲(chǔ)體系中，重刪和安全刪除結(jié)合會(huì)帶來一些問題，其中一個(gè)最重要的問題是無用數(shù)據(jù)是否真正的被安全刪除了。如圖1，當(dāng)沒有使用重刪技術(shù)時(shí)，安全刪除一個(gè)文件A(共有a，b，c，d這4個(gè)數(shù)據(jù)塊，注：數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)閃存頁)需要對(duì)這4個(gè)數(shù)據(jù)塊依次安全刪除；倘若這時(shí)使用重刪技術(shù)，另一個(gè)文件B(共有a，b1，c，d1這4個(gè)數(shù)據(jù)塊)與文件A有兩個(gè)數(shù)據(jù)塊a，c是共享的，這樣數(shù)據(jù)安全刪除時(shí)這兩個(gè)數(shù)據(jù)塊就不需要進(jìn)行處理，減少了開銷。但是這樣又會(huì)帶來文件A是否真正被安全刪除這一問題。

發(fā)明內(nèi)容