[发明专利]固态盘数据安全存储的密钥管理方法

说明书

本发明提供了一种固态盘数据安全存储的密钥管理方法，具体如下：为存储服务提供者颁发属性证书步骤中的密钥管理；存储服务提供者给用户颁发属性证书步骤中的密钥管理；用户与固态盘控制器之间的双向认证步骤中的密钥管理；数据读写步骤中的秘钥管理。本发明涉及各种功能的密钥，在密钥的产生、传输、使用过程中都对密钥进行了加密保护，并采用硬件设计的密钥生成算法，使得即使密钥的合法使用者也不能获取密钥，提高了密钥的安全性，增强了数据保护的安全性。

技术领域

本发明涉及信息安全技术，尤其涉及一种固态盘数据安全存储的密钥管理方法。

背景技术

目前主要有如下几种密钥管理方式：

1.可信平台模块(TPM)是由可信计算组织(Truesed Computing Group,TCG)定义的。TPM安全芯片嵌入到主机主板，通过TPM安全芯片将计算机的硬盘与计算机进行绑定，并且可以设置访问密码，防止非法用户访问硬盘。TPM安全芯片本身具有强大的计算功能，能够产生随机数、执行非对称加密算法、对称加密算法以及单向散列算法等，并分配了一定的安全存储区域，用于存储加解密算法使用的密钥，和用户设置的密钥，对于存储的加解密算法密钥的空间，访问需要一定身份认证；存储在TPM安全芯片上的密钥，即使掉电其密钥信息也不会丢失。

2.软件加密，使用主机的资源通过加解密算法对数据进行运算操作。使用基于软件加密产品的计算机系统，性能不是主要考虑的因素，主要考虑对私有数据的保护。软件加密提供的是基于文件和文件夹级加密。软件加密的特点：实施成本低，无需额外的硬件设备支持；软件加密灵活，可以支持多种加密算法，可以提供用户自主选择合适的加密算法。软件加密的缺点：加解密操作使用系统资源，加解密速度受系统的影响；密钥在内存中使用，密钥使用安全性低；软件加密相对硬件加密速度慢。

3.硬件加密，数据的加解密操作独立于系统资源，通过硬件的方式实施加解密引擎。对于传统的硬盘硬件加密有两种实施方式：非硬盘生产商研发的硬盘加密卡、硬盘生产厂商的加密硬盘。

硬盘加密卡，是在主机与存储设备的数据传输路径之间串接数据加解密的设备，如Enova公司生产的X-WALL安全芯片。硬盘加密卡截取传输的数据并判断是否需要进行加解密操作，无需加密的数据直接通过加密卡，若需要执行加解密操作，硬盘加密卡内的加解密引擎实施加解密操作。整个加解密操作对于用户是透明的，无需使用系统资源。

加密硬盘，希捷公司使用FDE(Full Disk Encryption)技术在传统硬盘的基础上加入3D Crypto芯片和DriverTrust固件，并分配安全区域，存储加密使用的密钥和用户使用的密码。加密硬盘通过加密芯片对读写数据流进行加解密处理，加密操作对用户透明。

4.固态硬盘控制器加密引擎。在现有存储设备的数据保护技术中，TPM安全芯片主要防止非法用户访问存储设备中的数据，而存储在设备中数据是明文；软件加密依靠系统资源，加解密速度有限；加密卡、加密芯片透明的对数据进行加解密操作，需要独立的硬件实施，导致成本急剧上升。在固态硬盘控制器中通过FPGA方式实施加密引擎，加密引擎的操作不占用系统资源，无需独立的硬件资源，数据以密文的方式存储在设备中。因此，研究固态硬盘控制器加密引擎的实施，提出一种高效低开销的设计具有重要的意义。控制器是固态盘的核心技术，为了有效的保障信息安全的建设，我们只有自主掌握核心控制器技术，才能有效的在控制器内部完成数据的加密，真正透明的完成密钥和数据分离的数据存储机理研究，并形成系统级的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种固态盘数据安全存储的密钥管理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固态盘数据安全存储的密钥管理方法，具体如下：

1)为存储服务提供者颁发属性证书：

给存储服务提供者颁发属性证书的密钥管理方法如下：