[发明专利]一种实时加密SD卡及高速加解密方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时加密SD卡及高速加解密方法，特别涉及SD卡加解密芯片的设计以及提高芯片数据加解密速度的方法，属于信息安全加密技术领域。

背景技术

目前消费类电子设备被广泛应用，SD卡(本文泛指接口符合SD规范的各种规格的卡)因其储量大、尺寸小、速度快、成本低的特点，在手机、数码摄像机、数码相机、PDA等电子产品中被大量使用。根据SD卡的应用，SD卡可以分为SD存储卡、SDIO卡和SD Combo卡三种。其中SD存储卡用于数据的存储，比如手机、数码摄像机、数码相机、PDA等电子产品中大量使用SD存储卡；SDIO卡用于功能实现，比如通过SD接口实现摄像功能、电视功能、GPS功能等等；SD Combo卡同时实现了SD Memory和SDIO功能，既可以进行数据存储，又可以实现特定功能。

随着电子信息安全需求的快速增长，有效保障数字资产信息的安全，使其不被非法用户获取，这已经成为用户和业界的一种共识。作为存储和传输数字信息的SD卡，面临同样的信息安全问题。

由于多媒体和互联网等技术的快速发展，如今的存储数据量和数据处理量都以指数级增加，SD存储卡面对的存储数据量和SDIO卡面临的数据流处理量也在同比增长，这一方面对SD卡的加密手段和方式提出更高要求，同时也对SD卡的加解密速度提出了严峻挑战。

目前SD卡数据流加密速度慢的原因主要在于，现有SD卡加密在系统结构上没有做到数据流读写过程与加解密过程的并行处理，因此在闪存的数据线上或SDIO应用功能的数据流通道上体现为数据流有“断流”的情况。在加密方式和手段上，现有数据加密方法多偏重于软件管理方法，软件管理方法的缺点在于保存在闪存上的数据和SDIO应用功能的数据流通道上的数据并未真正加密或只是经过简单加密，一旦闪存被从SD卡中取出或数据流通道上的数据被截取，可以通过技术方法读取或破解其中的数据内容。

发明内容

本发明提供一种实时加密SD卡及高速加解密方法，目的旨在解决现有SD卡数据流加解密速度慢、数据加密方式简单、加密手段有限等技术缺陷。

为达到上述目的，本发明实时加密SD卡采用的技术方案是：一种实时加密SD卡，包括：

SD接口，该接口为用于连接SD主设备的符合SD规范的接口，实现从SD主设备读出数据或向SD主设备写入数据；

SD卡应用模块，用于实现SD卡的数据存储或/和数据处理功能；

SD卡控制器，用于控制所述SD卡与SD主设备之间的信息通讯；

SD卡数据通道，用于传输SD主设备与SD卡应用模块之间的数据；

内部存储器，用于存储SD卡的固件或开机引导程序BootLoader；

CPU，用于执行存储于内部存储器上的固件输入的指令，完成对SD卡的控制和管理；

加密算法模块，用于加密从SD主设备读出的原文数据以及解密从SD卡应用模块读出的密文数据，实现数据流的加解密；

FIFO缓存器，该缓存器具有第一FIFO缓存区、第二FIFO缓存区和第三FIFO缓存区，在SD卡初始化时，SD接口的逻辑地址分配给第一FIFO缓存区，加密算法模块的逻辑地址分配给第二FIFO缓存区，SD卡应用模块的逻辑地址分配给第三FIFO缓存区；

FIFO控制器，由寄存器构成，该寄存器设有三个控制位，其中，第一控制位使能后使得SD接口的逻辑地址与SD卡应用模块的逻辑地址进行交换，第二控制位使能后使得SD接口的逻辑地址与加密算法模块的逻辑地址进行交换，第三控制位使能后使得SD卡应用模块的逻辑地址与加密算法模块的逻辑地址进行交换；

CPU分别与加密算法模块、FIFO控制器、内部存储器、FIFO缓存器、SD接口、SD卡控制器和SD卡应用模块通过总线连接。