[发明专利]固态盘数据存储的安全保护方法

权利要求书

1.一种固态盘数据存储的安全保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）由CA中心给存储服务提供者颁发属性证书；

2）由存储服务提供者给用户颁发属性证书；

3）当用户需要访问固态盘数据时，用户与固态盘控制器之间进行双向认证；

所述步骤3）中用户与固态盘控制器之间进行双向认证的过程如下：

3.1）用户将用户属性证书和随机挑战r1发送给固态盘控制器；

3.2）固态盘控制器验证用户属性证书；

3.3）验证完成后，固态盘控制器将服务提供者属性证书，对r1和随机挑战r2使用用户公钥加密后的加密数据，附上服务提供者的签名，发送给用户；

3.4）用户验证服务提供者属性证书和签名的正确性；

3.5）验证完成后，用户将经过服务提供者公钥加密的会话秘钥KS、经过服务提供者公钥加密的KD、经过服务提供者公钥加密的r2，附上用户签名，发送给固态盘控制器；

3.6）固态盘控制器验证用户属性证书和签名的正确性，解密KS、KD；

3.7）将r1⊕r2作为流密码的向量，对“OK”字符串先用存储秘钥KD加密，传输过程中再用会话秘钥KS加密；

3.8）用户通过对字符串的解密，验证KS、KD的正确性，完成双向认证过程；

4）认证完成后用户对固态盘进行数据读写；

根据用户的读写请求，数据读取传输时，数据在用户和固态盘控制器之间使用流密码进行传输加密；数据存储时，用存储密钥KD对使用流密码进行传输的加密数据再次加密后保存在FLASH之中。

2.根据权利要求1所述的固态盘数据存储的安全保护方法，其特征在于，所述步骤1）中给存储服务提供者颁发属性证书的方法如下：

1.1）存储服务提供者在USBKEY中生成公私钥对，将包括公钥、服务提供者名称、证书用途在内的参数合并生成证书请求；

1.2）以PIN码为密钥参数，调用KGEN算法生成密钥KP，并用KP加密私钥保存在服务提供者的USBKEY中；所述服务提供者的USBKEY仅用做固态盘公私钥的导入，不提供公私钥的加解密和签名功能；

1.3）存储服务提供者将证书请求发送给CA中心，CA中心为存储服务提供者生成数字签名证书，即为属性证书；

1.4）存储服务提供者将自己的属性证书导入到固态盘控制器的密钥缓冲区，同时输入PIN码，将USBKEY中加密存储的私钥，直接导入到FPGA中，在FPGA内部，以PIN码为密钥参数，调用KGEN算法生成密钥KP，并将KP作为私有数据加密私钥，作为FPGA内部密钥之一。

3.根据权利要求1所述的固态盘数据存储的安全保护方法，其特征在于，所述步骤2）中存储服务提供者给用户颁发属性证书的方法如下：

2.1）用户在用户的USBKEY中生成公私钥对，将包括公钥、用户名称、证书用途在内的参数合并成证书请求，私钥用PIN码加密后保存在用户的USBKEY中；

2.2）用户将证书请求发送给存储服务提供者，存储服务提供者在证书请求中附加上为用户分配的固态盘访问范围及其他权限信息，生成新的证书请求；

2.3）存储服务提供者将新的证书请求发送给固态盘控制器，固态盘控制器为证书生成签名，形成属性证书；

2.4）存储服务提供者将属性证书返回给用户。

4.根据权利要求1所述的固态盘数据存储的安全保护方法，其特征在于，所述步骤1）之前还包括固态盘在使用前的初始化步骤：固态盘通过初始化安全工具将Flash存储区划分为全局控制区和若干个私有数据区，全局控制区存储硬盘识别参数和主引导区，不同私有数据区对应不同的用户存储区。

5.根据权利要求2所述的固态盘数据存储的安全保护方法，其特征在于，所述KGEN算法为保密的密钥生成算法，并以硬件的方式固化在USBKEY和固态盘控制器中。