[发明专利]一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法

权利要求书

1.一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一：分析固态自毁硬盘功能及结构，包括SATA接口固态硬盘、自毁控制器软硬自毁指令结构、固态硬盘结构及存储器读写方式，确定自毁控制器在软自毁指示下，通过CPLD/FPGA向SATA接口发送自毁指令对固态硬盘进行数据擦除，硬自毁指示下，通过CPLD/FPGA将升压电路的高压通过继电器阵列轮流将FLASH存储器销毁；确定FLASH存储器的型号和数目、升压电路输出的高压具体值、继电器阵列信息；

步骤二：写入特征“检测指纹”；“检测指纹”由具有特定模式的数字串列构成，有一定规律性，如对于4K字节的页，每个“检测指纹”的长度由128个字节组成，分别是页首标记8个字节、相接数据字段#8个字节、逻辑块地址字段4个字节、重复数据字段#48个字节、校验各字段8个字节、引导字段8个字节、位组合字段44个字节；在每页中重复写32次，写满“检测指纹”，这样“检测指纹”便于确定、重建以及统计，以确定FLASH芯片中残存数据率，“检测指纹”中还包含一个128字节识别码，利用这个识别码以区别不同的“检测指纹”集合；例如，以页重复写入的“检测指纹”都将会有相同的识别码；由于不同的固态硬盘，其内部闪存芯片的数据分配和储存的方式不相同，有些固态硬盘将连续字节储存在不同的芯片中，另一些固态硬盘在首先反转数据再将其写入；故采用的“检测指纹”具有特性的结构，其作用类似于真实的指纹，用于证明数据的存在性，通过IO写操作指令写到FLASH中；IO

步骤三：软自毁控制功能验证；执行软自毁指令，软自毁后，拔下固态硬盘，插入到带有SATA接口的PC机，进行直接数据读取，检测硬盘数据是否为空；如为空，则证明自毁控制器软自毁功能正常，否则软自毁功能失效；自毁控制器工作时有两种状态：成功与失败，故符合“伯努力试验”，假定伯努力试验为n次，在这n次试验中成功次数为k，则伯努力试验成功概率，即自毁控制器成功执行任务的可靠度：p＝k/n；按需求进行n次重复操作以验证软自毁功能的可靠性；

步骤四：软自毁后“检测指纹”数据恢复；通过信息重组算法编程从SATA接口对SSD的FLASH存储数据进行恢复，恢复“检测指纹”数据，也能采用专门针对固态硬盘的PC3000-FOR-FLASH(V5.0)专业数据恢复软件进行“检测指纹”的数据还原；

步骤五：软自毁数据残留特性检测；通过IO读操作指令，向FLASH控制器发送读值令，FLASH控制器接收读命令并将指令传递到NAND FLASH各个区、块到页，读取整页的数据；

步骤六：硬自毁控制功能验证；由于硬自毁具有破坏性和不可恢复性，故采用模拟验证法；断开SATA接口，在继电器阵列输出端，接入与继电器数目相同的等效阻性负载，通过A/D转换机数据采集连接到示波器，向自毁硬盘控制器发送硬自毁信号，观测示波器波形是否轮流将高压加到相应的负载上，验证自毁控制器硬自毁控制功能，对硬自毁操作进行测试n次，计算硬自毁控制功能的可靠性；

步骤七：硬自毁数据残留特性检测；采用进行基于破坏性物理的失效分析，深入FLASH存储器内部晶片级检测数据不可恢复性；执行硬自毁指令，指令执行完毕后，将FLASH存储器芯片逐片拆下，然后清除FLASH芯片管脚的焊锡，之后，进行基于破坏性物理的失效分析，最后得出存储器数据残留特性验证结果。

2.根据权利要求1所述的一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法，其特征在于：步骤二所述的IO写操作指令，包括以下步骤：

步骤201：通过指令向FLASH控制器发送写指令；

步骤202：FLASH控制器接收写命令；

步骤203：将指令传递到NAND FLASH各个区块；

步骤204：根据写指令将“检测指纹”重复写到指定的页；

步骤205：将“检测指纹”数据(页)及识别码写到指定的块、区。

3.根据权利要求1所述的一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法，其特征在于：步骤五所述的软自毁数据残留特性检测，包括以下步骤：

步骤501：通过指令向FLASH控制器发读命令；

步骤502：FLASH控制器接收读命令，并将指令传递到NAND FLASH各个区块；

步骤503：FLASH接收指令选择指定的页；

步骤504：读取整页的数据；

将读取后的数据与事先写入的检测指纹数据进行比对，检测“检测指纹”软自毁后数据残留程度。

4.根据权利要求1所述的一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法，其特征在于：步骤七所述的硬自毁数据残留特性检测，包括以下步骤：

步骤701：用3～10倍显微镜对芯片进行外观检查，有无裂纹、分层、夹杂物，观察FLASH存储器外表损坏程度；

步骤702：对FLASH存储器内数据进行阻抗特性测试，测量每个管脚对电源和地的阻抗特性并与良片进行对比分析，因为芯片损毁时，阻抗将发生较大改变，初步确定内部烧毁部位；

步骤703：对器件开封，通过显微镜内部目检，观察记录存储器件引脚与芯片间连线和键合丝的状态，与正常芯片内部形貌进行比对，初步评估自毁对这些结构的破坏性；

步骤704：利用扫描电镜进行材料成份分析，与正常存储器芯片数据特征流材料对比，验证芯片中的数据残留性；用500倍以上的显微镜进行切片金相分析，观察记录器件内部晶片损毁后的形貌，与正常晶片的内部形貌进行比对；

步骤705：芯片内部晶片数据存储单元逻辑损坏程度分析，通过C-V测量、除去钝化层、除去氧化层显微分析，验证芯片中的数据残留不能被晶片级反向工程恢复。