[發(fā)明專利]一種基于主從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲加密方法及裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011050723.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112149167A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任艷慧;馮志華;鄧威;王施人;萬星;吳飛;梁書銘;李景;汪嬙;羅重
• 申請（專利權(quán)）人: 北京計算機技術(shù)及應(yīng)用研究所
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F21/72;G06F21/78;G06F21/44
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

1.一種基于主從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲加密方法，其特征在于，包括主、從設(shè)備及主、從設(shè)備間適配的接口；所述主設(shè)備包括主控加密芯片模塊和主控模塊；所述從設(shè)備包括從控模塊及存儲模塊；主從系統(tǒng)啟動后，主設(shè)備中的主控模塊發(fā)起對從設(shè)備中從控模塊的身份認(rèn)證；認(rèn)證成功后主設(shè)備進入工作模式，主控加密芯片模塊對用戶數(shù)據(jù)進行運算、加密操作，并將運算的密文結(jié)果透傳到從設(shè)備的存儲模塊，實現(xiàn)主、從設(shè)備間的通信、數(shù)據(jù)傳輸。

2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，主、從設(shè)備中，主設(shè)備內(nèi)主控加密芯片模塊在系統(tǒng)啟動前預(yù)置了利用主機位置，身份ID生成的認(rèn)證信息K；從設(shè)備的從控模塊在系統(tǒng)啟動前預(yù)置了認(rèn)證信息K1，從設(shè)備的存儲模塊在系統(tǒng)啟動前預(yù)置了密文形式的認(rèn)證信息K2，系統(tǒng)啟動后從設(shè)備中的K1及K2共同生成從設(shè)備的認(rèn)證信息K'，生成K'后喚醒主設(shè)備，主、從設(shè)備信號握手進行身份認(rèn)證，認(rèn)證成功后從設(shè)備通過發(fā)送信號使主設(shè)備進入工作模式；若認(rèn)證未成功則通過從設(shè)備的從控模塊發(fā)送銷毀信號到從設(shè)備的存儲模塊，存儲模塊接收到銷毀信號銷毀其存儲的數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，主設(shè)備中，主設(shè)備還包含電源模塊，主控模塊通過I2C接口與從設(shè)備的從控模塊連接，通過加密通信實現(xiàn)認(rèn)證功能；電源模塊負(fù)責(zé)供電，形式可以為外接電源式或者自備電池式。

4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述主控模塊、從控模塊、主控加密芯片模塊及存儲模塊的交互方式具體為：系統(tǒng)啟動后，從設(shè)備首先完成密鑰K'的合成，合成后與主設(shè)備的密鑰K通過I2C接口進行認(rèn)證，認(rèn)證成功后從設(shè)備通過GPIO接口向主設(shè)備發(fā)送軟件中斷信號，主設(shè)備收到中斷后主設(shè)備及從設(shè)備均進入工作模式；主設(shè)備及從設(shè)備均進入工作模式后，用戶對主從設(shè)備操作時，主設(shè)備給從設(shè)備供電；用戶發(fā)起寫操作，數(shù)據(jù)通過主控加密芯片模塊對數(shù)據(jù)加密，并通過SATA接口將數(shù)據(jù)透傳給從設(shè)備的存儲模塊；用戶發(fā)起讀操作，讀命令下發(fā)到存儲模塊后數(shù)據(jù)通過SATA接口回傳到主設(shè)備的主控加密芯片模塊，經(jīng)主控加密芯片模塊解密后上傳給用戶。

5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述主控模塊、從控模塊、主控加密芯片模塊及存儲模塊的交互過程中，在身份認(rèn)證時，由主控模塊對從控模塊通過I2C接口發(fā)起的身份認(rèn)證，主控模塊對從控模塊發(fā)起10次信息配對請求，只要有1次配對成功即認(rèn)證成功，若第10次仍然未成功，則主控模塊判定配對失敗，即認(rèn)證失敗，從控模塊通過GPIO端口向從設(shè)備的存儲模塊發(fā)送銷毀信號，存儲模塊完成對存儲介質(zhì)的全部擦除。

6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，從設(shè)備接入主設(shè)備前，其主控模塊及存儲模塊預(yù)置了系統(tǒng)環(huán)境相關(guān)的密鑰分量；從設(shè)備接入主設(shè)備后，存儲模塊具體用于存儲主控模塊發(fā)來的加密數(shù)據(jù)包、驅(qū)動程序運行產(chǎn)生的結(jié)果、主從系統(tǒng)的配置信息、運行環(huán)境的相關(guān)信息。

7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述存儲模塊由flash或者E2PROM構(gòu)成。

8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述存儲模塊為硬盤或U盤。

9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于，從設(shè)備接入到其他環(huán)境中存儲的數(shù)據(jù)無法正常讀寫。

10.一種利用權(quán)利要求1至9中任一項所述的裝置實現(xiàn)的基于主從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲加密方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟1、主從系統(tǒng)初始化，包含對主設(shè)備主控模塊的初始化，即通過調(diào)試模塊預(yù)置能夠與從設(shè)備配對的主控制認(rèn)證信息，對主設(shè)備的主控加密芯片預(yù)置密鑰；通過調(diào)試模塊對從設(shè)備的從控模塊預(yù)置部分認(rèn)證信息，對從設(shè)備的存儲模塊預(yù)置部分認(rèn)證信息；

步驟2、從設(shè)備接入主設(shè)備，由主設(shè)備對從設(shè)備供電；上電后從設(shè)備中的存儲模塊與從控制模塊合成認(rèn)證信息，認(rèn)證信息合成后從控模塊對主控模塊發(fā)起認(rèn)證請求；

步驟3、主、從設(shè)備認(rèn)證，主控模塊與從控模塊通過接口實現(xiàn)認(rèn)證；認(rèn)證成功主從設(shè)備進入工作模式；認(rèn)證不成功，連續(xù)發(fā)起10次認(rèn)證，若均不成功，從控模塊發(fā)起銷毀指令通過GPIO接口將存儲模塊存儲的數(shù)據(jù)銷毀；

步驟4、主從系統(tǒng)進入工作模式后，當(dāng)用戶寫入信息時，主設(shè)備接受用戶的數(shù)據(jù)流信息，首先實現(xiàn)加密控制，選擇相應(yīng)的加密密鑰和加密模式；通過密鑰對數(shù)據(jù)流進行加密操作后進行數(shù)據(jù)到打包，打包完成后的數(shù)據(jù)密文通過接口電路傳送到從設(shè)備的存儲模塊進行存儲；同樣，當(dāng)用戶讀取信息時，存儲模塊中的數(shù)據(jù)通過接口電路傳送到主控加密芯片解密后傳送到數(shù)據(jù)流中供用戶使用。