[发明专利]一种固态硬盘闪存颗粒数据的快速清除方法

说明书

本发明公开了一种固态硬盘闪存颗粒数据的快速清除方法，包括步骤，当对闪存颗粒进行数据清除时，在擦除某一个块的数据时，应当逐步对该块中的每个页写入随机数，该写操作的维持时间为T；在完成该块的一个页操作之后，立即进行下一个页的操作；在完成当前块的操作之后，立即进行下一个块的操作；直至整个闪存颗粒数据的清除完毕。本发明操作简便，能够大幅缩短操作时间，利用对于分别写入0和1的两个浮栅晶体管进行擦除后其阈值电压差异较小的原理，通过极短时间的写操作即可破坏此差异，而无需维持足够的写操作时间保证数据的有效性。

技术领域

本发明属于固态硬盘技术领域，具体涉及一种固态硬盘闪存颗粒数据的快速清除方法。

背景技术

闪存是一种具有非易失性数据存储功能的存储器，其存储的数据可断电长期保持，广泛用于固态硬盘的数据存储。闪存所保存数据的基本单元是浮栅晶体管，其写操作前需要进行擦除。擦除时，对浮栅晶体管的源漏极施加高电压，栅极施加低电压，这样会使栅极和源漏极之间的浮栅中的电子隧穿到源漏极，使浮栅中的电子数减少，浮栅晶体管的阈值电压降低。当进行写操作时，对浮栅晶体管的源漏极施加低电压，栅极施加高电压，这样会电子从源漏极隧穿进入栅极和源漏极之间的浮栅中，使浮栅中的电子数增加，浮栅晶体管的阈值电压升高。当进行读操作时，通过施加不同栅极电压并检测晶体管是否导通，就可以判断存储的数据是0还是1。当进行擦除操作后，浮栅晶体管的阈值电压降低，则施加一定栅极电压时晶体管导通，此时存储的数据为1；当写入数据0后，浮栅晶体管的阈值电压升高，则施加同样的栅极电压时晶体管截止，此时存储的数据为0。

闪存的读写操作是以页为单位进行的，擦除操作是以块为单位进行的，块的容量大于页。鉴于浮栅晶体管的读写和擦除特性，更新页的操作需要先擦除整个块，再写入页。当删除页时，传统方法仅仅删除记录的页地址，而实际数据仍然保留不会被擦除，留下了数据泄露的隐患。有从业者提出了一些解决方式：

如一种固态硬盘数据擦除方法及其系统(中国专利申请CN105513640B)通过将全盘数据进行擦除并屏蔽固态硬盘物理层的通讯协议来实现数据的清除并防止后续对固态硬盘的访问。然而，该方法仍然无法消除数据泄露的风险。首先，可以将固态硬盘中的闪存颗粒取出用专门电路进行操作，仍然可以读取其内部存储的数据；其次，对于分别写入0和1的两个浮栅晶体管进行擦除后，由于其擦除前浮栅中存有的电子数不同，擦除后仍会保持细微不同，擦除前写入1的浮栅晶体管的阈值电压会略低于擦除前写入0的浮栅晶体管的阈值电压。因此通过精细调节栅极电压，仍有可能读出擦除前保存的数据，造成数据泄露。

另有一些固态硬盘数据销毁的方案采用输入高电压脉冲的方式使闪存颗粒外部端口发生击穿而无法进行读写，但其浮栅晶体管阵列不会受影响，通过聚焦离子束刻蚀与诱导沉积等方式可以将内部浮栅晶体管阵列的端口单独引出进行操作，就算闪存颗粒的外部端口发生了击穿，仍然可以读出内部浮栅晶体管阵列存储的数据。

另有一些固态硬盘的数据清除方法采用全盘写入随机数、全0等方式来消除数据痕迹，对于某128MB的闪存颗粒，256K字节为一个块，4K字节为一页，一个块的擦除时间约4ms，一页的写操作时间约2ms，完成全盘写入数据需要约1分钟，而全盘擦除仅需要约2秒。

由上可知，目前大多数固态硬盘数据销毁的方案采用全盘擦除方式，无法防止擦除操作后进行数据恢复；一些方案采用高压电脉冲方式，无法使内部浮栅晶体管阵列的数据被清除；一些方案采用全盘写入无效数据，但操作时间大大增加。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理十分简单、操作简便、能够大幅缩短操作时间的固态硬盘闪存颗粒数据的快速清除方法。采用以下技术方案：

一种固态硬盘闪存颗粒数据的快速清除方法，包括如下步骤：

步骤1，当对闪存颗粒进行数据清除时，在擦除某一个块的数据时，应当逐步对该块中的每个页写入随机数，该写操作的维持时间为T；