[發明專利]一種利用NVM提升加密文件系統性能的方法

在審

• 申請號: 201810296629.3
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108509613A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 肖春華;潘妍樾;成林峰;李鵬達
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用NVM提升加密文件系統寫性能的方法，其特征在于，根據文件寫入請求的數據塊特征進行動態規劃，選擇合適的軟算或者硬算方法執行加密操作，然后將密文寫入NVM緩存，最后由后臺線程集中將NVM中的密文數據以異步IO的方式寫回到磁盤層。其中NVM內存空間由所述NVM內存管理策略分配及管理。

2.一種利用NVM提升加密文件系統讀性能的方法，其特征在于，根據所述NVM內存管理策略快速查詢所請求數據的存儲位置，所讀出的密文將由所述動態規劃方法，選擇合適的軟算或者硬算方法執行解密操作，最后將明文返回給上層應用。

3.一種實施權利要求1、2所述的動態規劃的方法，其特征是，包括以下操作：

a)對上層文件系統應用發出的每個寫請求進行預處理，通過連續的寫入請求確定文件訪問的模式；

b)對順序讀寫模式的待加密數據塊進行數據重組，設置硬件加速器處理數據塊大小上限T_h及下限T_l，重組后的數據塊盡量滿足硬件加速器上下限要求；

c)修改eCryptfs配置文件，使得eCryptfs可處理最大加/解密的數據塊長度為T_h；

d)使用數據結構持久化數據寫入時的offset和length，保證數據讀取時以寫入時相同的大小被讀出，實現正確解密；

e)調度不同大小的待加/解密數據塊，重組后的數據塊長度介于T_l和T_h之間使用硬件加速器加/解密，若不滿足上下限要求則不使用硬件加速器進行加密。

4.一種實施權利要求1、2所述的NVM內存管理策略的方法，其特征是，包括以下操作：

a)使用固定頁面大小(例如，4KB)的鏈表管理NVM空間；

b)密文數據寫入NVM時，鏈表頭部分配空閑頁面，密文數據寫回到磁盤釋放頁面后，回收頁面到鏈表尾部，實現NVM頁面的快速分配/回收；

c)為打開的文件建立基數樹，文件的offset為關鍵字，葉節點指向各個NVM頁面；

d)讀取請求下發后，首先利用基數樹快速定位請求的數據是否已經駐留在NVM中，若在則由NVM快速返回數據，否則繼續在磁盤中定位數據。

5.一種實施權利要求1所述的異步IO的方法，其特征是，包括以下操作：

a)修改eCryptfs配置文件，將數據棧與IO棧分開，密文數據直接寫入NVM；

b)密文數據全部寫入NVM后，系統立即返回；

c)eCryptfs初始化異步IO隊列，將寫入NVM的密文數據集中提交到該隊列；

d)系統創建后臺線程，后臺線程將異步IO隊列中的數據寫回到磁盤中。