CN109002256A - 一种用于可信计算环境的存储系统 - Google Patents

一种用于可信计算环境的存储系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109002256A
CN109002256A CN201810420144.0A CN201810420144A CN109002256A CN 109002256 A CN109002256 A CN 109002256A CN 201810420144 A CN201810420144 A CN 201810420144A CN 109002256 A CN109002256 A CN 109002256A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
storage device
data storage
storage
storage system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810420144.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109002256B (zh
Inventor
崔占华
左晓栋
王石
杨晨
张弛
刘雨桁
周亚超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Information Security Research Institute Co Ltd
Original Assignee
China Information Security Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Information Security Research Institute Co Ltd filed Critical China Information Security Research Institute Co Ltd
Priority to CN201810420144.0A priority Critical patent/CN109002256B/zh
Publication of CN109002256A publication Critical patent/CN109002256A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109002256B publication Critical patent/CN109002256B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09C—CIPHERING OR DECIPHERING APPARATUS FOR CRYPTOGRAPHIC OR OTHER PURPOSES INVOLVING THE NEED FOR SECRECY
    • G09C1/00—Apparatus or methods whereby a given sequence of signs, e.g. an intelligible text, is transformed into an unintelligible sequence of signs by transposing the signs or groups of signs or by replacing them by others according to a predetermined system
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/062—Securing storage systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/70—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer
    • G06F21/78—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer to assure secure storage of data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/0604—Improving or facilitating administration, e.g. storage management
    • G06F3/0607—Improving or facilitating administration, e.g. storage management by facilitating the process of upgrading existing storage systems, e.g. for improving compatibility between host and storage device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0638—Organizing or formatting or addressing of data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于可信计算环境的存储系统，包括分别具有独立的地址信息的第一数据存储设备和第二数据存储设备的数据存储装置；验证所述存储系统是否处于可信计算环境中的验证装置。通过验证装置验证的结果来确定不同的数据读取和写入方式。由于只有在可信计算环境中，所述数据读取的内容才是真实数据，因此有效的提高了所述存储系统中的数据的安全性。

Description

一种用于可信计算环境的存储系统
(一)技术领域
本发明涉及可信存储系统，特别是一种用于可信计算环境的存储系统。
(二)背景技术
可信计算技术已经成为保护计算机系统安全的流行技术，ISO/IEC 15408标准对可信计算给出了以下定义：一个可信的组件、操作或过程的行为在任意操作条件下是可预测的，并能很好地抵抗应用程序软件、病毒以及一定的物理干扰造成的破坏。目前，可信计算主要是通过在硬件平台上引入安全芯片(可信平台模块)的手段来提高终端系统的安全性。
虽然在可信计算环境中，主要是通过调用TCM(Trusted Cryptography Module，可信密码模块)内部算法对计算机系统开机启动过程中的各个部件进行逐级的可信度量，以确定计算机系统是否遭到攻击或破坏。但是，当可信计算环境中的部件脱离可信计算环境后，仍存在被非法用户盗取其中的有价值信息的可能性。
因此，如何保护脱离可信计算环境中的部件中的信息安全，成为非常值得关注的技术问题。
(三)发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种应用于可信计算环境中存储系统，本发明采取了针对可信计算环境和非可信计算环境不同的数据读取方式，从而有效地保护了数据的安全性。
为了实现上述功能，本发明采用的技术方案包括：数据存储装置，所述数据存储装置包括第一数据存储设备和第二数据存储设备，且所述第一数据存储设备和第二数据存储设备中的存储单元分别具有独立的地址信息；
验证装置，所述验证装置验证所述存储系统是否处于可信计算环境中；
当读取所述数据存储装置中的数据时，如果所述验证装置验证所述存储系统处于可信计算环境中，则将从第一数据存储设备读取的数据与从第二数据存储设备中读取数据进行逻辑运算后的结果作为所述数据存储装置被读取的数据，所述数据为真实数据；
如果否，则从第一数据存储设备和第二数据存储设备中的任意一个中读取的数据作为所述数据存储装置被读取的数据，所述数据为伪装数据。
进一步的，在上述方案的基础上，所述逻辑运算为异或运算或者同或运算。
进一步的，在上述方案的基础上，所述数据存储装置包括存储控制器，所述存储控制器分别将地址信息发送给第一数据存储设备和第二数据存储设备，以分别选中第一数据存储设备和第二数据存储设备中的存储单元。
进一步的，在上述方案的基础上，验证为处于可信计算环境中时，当读取所述数据存储系统中地址信息为A的存储单元中的数据时，第一数据存储设备被读取的存储单元的地址信息A1为所述A，第二数据存储设备被读取的存储单元的地址信息A2则按照如下方式确定：
A2＝(A1+n)mod C+B,其中，mod为求余计算，C为所述第二数据存储设备的存储单元的个数，n为自然数且小于C，所述B为第二数据存储设备的存储单元的首地址。
进一步的，在上述方案的基础上，n＝1。
进一步的，在上述方案的基础上，验证为处于非可信计算环境中时，当读取所述数据存储装置中具有一地址信息M的存储单元中的数据时，则只读取第二数据存储设备中的存储单元中的数据，所述存储单元的地址信息按照如下方式确定：N＝(M+n)mod C+B，其中，mod为求余计算，C为所述第二数据存储设备的存储单元的个数，n为自然数且小于C，所述B为第二数据存储设备的存储单元的首地址。
进一步的，在上述方案的基础上，验证为处于非可信计算环境中时，当读取所述数据存储装置中地址信息为A的数据时，只读取第一数据存储设备中地址信息为(A+1)mod C1+B1的存储单元的数据，其中C1为所述第一数据存储设备的存储单元的个数，所述B1为第一数据存储设备的存储单元的首地址。
进一步的，在上述方案的基础上，所述第一数据存储设备的存储单元的数量等于所述第二数据存储设备的数量。
进一步的，在上述方案的基础上，所述第一数据存储设备的存储单元的数量是所述第二数据存储设备的存储单元的数量的两倍。
进一步的，在上述方案的基础上，所述存储系统即插即用存储系统。
进一步的，在上述方案的基础上，当数据写入所述存储系统时，如果所述验证装置验证所述存储系统处于可信计算环境中，则将所述数据按照所述逻辑运算拆分为两组数据，分别写入到所述第一数据存储设备和第二数据存储设备中；如果所述验证装置验证所述存储系统处于非可信计算环境中，则拒绝所述数据的写入操作。
(四)附图说明
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明提出的存储系统的系统结构图。
图2为本发明提出的存储系统中的数据存储装置的结构图。
(五)具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为本发明的不当限定。
参见图1，为本发明提出的用于可信计算环境的存储系统的结构图。所述存储系统包括数据存储装置，验证装置，其中，验证装置与计算机系统的可信密码模块TCM连接，以接收可信度量。存储系统根据可信度量的反馈的结果来确认自身是否处于可信计算环境中。
参见图2，所述数据存储装置包括两个分别具有独立的地址信息的第一数据存储设备和第二数据存储设备，第一数据存储设备和第二数据存储设备的数据通道均与逻辑运算单元连接，所述逻辑运算单元的另一数据通道与其他部件连接。
本发明的实施例通过两个数据存储设备所存储的数据在不同环境下的逻辑运算的不同结果作为输出，来保护所存储数据的安全性。为了便于理解，以下述一个具体的示例来说明，由于存储系统的基本功能是数据的读取和写入，下面将分别予以说明。
数据的读取：
当存储系统中的验证装置确认自身处于可信计算环境时，若接收到读取所述存储系统中地址信息为A的存储单元中的数据请求时，存储控制器分别将地址信息发送给第一数据存储设备和第二数据存储设备，作为一个优选实施例，发给第一和第二存储存储设备的存储单元的地址信息与上述A相同，则分别从第一和第二数据存储设备的地址信息为A的存储单元里取出数据，将取出的数据执行逻辑运算后的结果作为所述存储系统地址信息为A的存储单元被读出的数据，逻辑运算采用同或运算，为方便理解，用一个简单的例子来说明：第一数据存储设备被读出的数据为1110(二进制)，第二数据存储设备被读出的数据为0101(二进制)，则同或运算的结果为：0100(二进制)，则所述存储系统被读出的数据为0100，然后存储控制器通过读写接口将数据读出。可见，采取本实施例这种技术手段，即使第一和第二数据存储设备的数据均被非法获取，由于不明确两个存储设备之间的数据的逻辑关系，因此难以正确还原所述存储系统真实保存的数据。
为了进一步提高所述存储系统中数据的安全性，发送给第一数据存储设备和第二数据存储设备的地址信息可不相同，作为一个优选的实施方式，具体如下：当读取所述数据存储系统中地址信息为A的存储单元中的数据时，第一数据存储设备被读取的存储单元的地址信息A1为所述A，第二数据存储设备被读取的存储单元的地址信息A2则按照如下方式确定：A2＝(A1+n)mod C+B,其中，mod为求余计算，C为所述第二数据存储设备的存储单元的个数，n为自然数且小于C，所述B为第二数据存储设备中的存储单元的首地址。作为一个优选，n＝1。由于第一数据存储设备和第二数据存储设备的参与运算的存储单元的地址信息不相同，给非法用户破解两个存储设备中存储单元中的数据之间的联系增加了难度，从而提高了所述存储系统的数据安全性。
当存储系统中的验证装置确认自身处于非可信计算环境时，例如，所述存储系统被所处的计算环境不满足可信计算环境的要求时，即所述验证装置与可信计算环境的TCM之间未能通过可信度量，此时，所述存储系统为了保护存储在其系统中的数据，在接收到读取地址信息为A的存储单元中的数据请求时，可只将第二数据存储设备中地址信息为A的存储单元中的数据读出并响应。作为另一种优选的实施方式，也可只将第一数据存储设备中地址信息为(A+1)mod C1+B1的存储单元的数据的存储单元的数据读出并响应，其中C1为所述第一数据存储设备的存储单元的个数，所述B1为第一数据存储设备的存储单元的首地址。可见，在非可信计算环境中，实际读出的数据并不是存储在所述存储系统的真实数据，而是进行了伪装的数据。使得非法用户无法真正获取所述存储系统的真实数据，从而保护所述存储系统的数据，提高了数据的安全性。
数据的写入：
对于数据的写入，与读取数据一样，首先要确定所述存储系统是否处于可信计算环境中，当处于可信计算环境中，若接收到向所述存储系统地址信息为A的存储单元写入数据“1010”时，当所述逻辑运算为同或逻辑时，则先将数据“1010”按照同或逻辑拆分为两组数据，拆分的结果不是唯一的，可从中任选一种方式，如：0000和0101，然后将数据“0000”和“0101”按照上述读取过程的存储单元的同样的对应关系写入到第一数据存储设备和第二数据存储设备相应的存储单元中。如针对上述数据读取的第一个例子中，第一数据存储设备和第二数据存储设备的存储单元的地址均为A；在第二例子中，第一数据存储设备和第二数据存储设备的存储单元的地址分别为A，(A1+n)mod C+B。
当处于非可信计算环境中时，所述存储系统拒绝数据的写入。采取上述方式，是为了避免非法用户通过试探性写入数据的手段来破解第一数据存储设备和第二数据存储设备中的存储单元之间的关系。
作为其他的优选实施方式，上述逻辑运算还可为异或逻辑等其他运算。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。上述实施例中的装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。上述实施例中的装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

Claims (13)

1.一种用于可信计算环境的存储系统，包括：
数据存储装置，所述数据存储装置包括第一数据存储设备和第二数据存储设备，且所述第一数据存储设备和第二数据存储设备中的存储单元分别具有独立的地址信息；
验证装置，所述验证装置验证所述存储系统是否处于可信计算环境中；
当读取所述数据存储装置中的数据时，如果所述验证装置验证所述存储系统处于可信计算环境中，则将从第一数据存储设备读取的数据与从第二数据存储设备中读取数据进行逻辑运算后的结果作为所述数据存储装置被读取的数据，所述数据为真实数据；
如果否，则从第一数据存储设备和第二数据存储设备中的任意一个中读取的数据作为所述数据存储装置被读取的数据，所述数据为伪装数据。
2.如权利要求1所述的存储系统，其特征在于：所述逻辑运算为异或运算。
3.如权利要求1所述的存储系统，其特征在于：所述逻辑运算为同或运算。
4.如权利要求2或3所述的存储系统，其特征在于所述数据存储装置包括存储控制器，所述存储控制器分别将地址信息发送给第一数据存储设备和第二数据存储设备，以分别选中第一数据存储设备和第二数据存储设备中的存储单元。
5.如权利要求4所述的存储系统，其特征在于验证为处于可信计算环境中时，当读取所述数据存储系统中地址信息为A的存储单元中的数据时，第一数据存储设备被读取的存储单元的地址信息A1为所述A，第二数据存储设备被读取的存储单元的地址信息A2则按照如下方式确定：
A2＝(A1+n)mod C+B,其中，mod为求余计算，C为所述第二数据存储设备的存储单元的个数，n为自然数且小于C，所述B为第二数据存储设备的存储单元的首地址。
6.如权利要求5所述的存储系统，其特征在于n＝1。
7.如权利要求5所述的存储系统，其特征在于验证为处于非可信计算环境中时，当读取所述数据存储装置中具有一地址信息M的存储单元中的数据时，则只读取第二数据存储设备中的存储单元中的数据，所述存储单元的地址信息N按照如下方式确定：N＝(M+n)mod C+B，其中，mod为求余计算，C为所述第二数据存储设备的存储单元的个数，n为自然数且小于C，所述B为第二数据存储设备的存储单元的首地址。
8.如权利要求5所述的存储系统，其特征在于验证为处于非可信计算环境中时，当读取所述数据存储装置中地址信息为A的数据时，只读取第一数据存储设备中地址信息为(A+1)mod C1+B1的存储单元的数据，其中C1为所述第一数据存储设备的存储单元的个数，所述B1为第一数据存储设备的存储单元的首地址。
9.如权利要求7或8所述的存储系统，其特征在于：所述第一数据存储设备的存储单元的数量等于所述第二数据存储设备的数量。
10.如权利要求7或8所述的存储系统，其特征在于：所述第一数据存储设备的存储单元的数量是所述第二数据存储设备的存储单元的数量的两倍。
11.如权利要求9所述的存储系统，其特征在于所述存储系统即插即用存储系统。
12.如权利要求10所述的存储系统，其特征在于所述存储系统即插即用存储系统。
13.如权利要求5-8、11-12任一项所述的存储系统，其特征在于：当数据写入所述存储系统时，如果所述验证装置验证所述存储系统处于可信计算环境中，则将所述数据按照所述逻辑运算拆分为两组数据，分别写入到所述第一数据存储设备和第二数据存储设备相应的存储单元中；如果所述验证装置验证所述存储系统处于非可信计算环境中，则拒绝所述数据的写入操作。
CN201810420144.0A 2018-05-04 2018-05-04 一种用于可信计算环境的存储系统 Active CN109002256B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810420144.0A CN109002256B (zh) 2018-05-04 2018-05-04 一种用于可信计算环境的存储系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810420144.0A CN109002256B (zh) 2018-05-04 2018-05-04 一种用于可信计算环境的存储系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109002256A true CN109002256A (zh) 2018-12-14
CN109002256B CN109002256B (zh) 2022-12-06

Family

ID=64573606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810420144.0A Active CN109002256B (zh) 2018-05-04 2018-05-04 一种用于可信计算环境的存储系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109002256B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100332399A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Glenn Benson System and method for partner key management
CN105426734A (zh) * 2015-11-12 2016-03-23 山东超越数控电子有限公司 一种基于可信计算的身份认证方法及装置
CN106406758A (zh) * 2016-09-05 2017-02-15 华为技术有限公司 一种基于分布式存储系统的数据处理方法及存储设备
CN107924440A (zh) * 2015-08-21 2018-04-17 密码研究公司 安全计算环境

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100332399A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Glenn Benson System and method for partner key management
CN107924440A (zh) * 2015-08-21 2018-04-17 密码研究公司 安全计算环境
CN105426734A (zh) * 2015-11-12 2016-03-23 山东超越数控电子有限公司 一种基于可信计算的身份认证方法及装置
CN106406758A (zh) * 2016-09-05 2017-02-15 华为技术有限公司 一种基于分布式存储系统的数据处理方法及存储设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯伟超等: "基于可信计算的分布式存储的数据保护方法", 《信息安全研究》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109002256B (zh) 2022-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1638033A2 (en) Self testing and securing RAM system and method
US9442833B1 (en) Managing device identity
CN111723383A (zh) 数据存储、验证方法及装置
CN106778283A (zh) 一种系统分区关键数据的保护方法及系统
US9454663B2 (en) Data processing method and device
CN101578608B (zh) 用于基于会话票证存取内容的方法及设备
FR2976147A1 (fr) Schema d'entrelacement de donnees pour une memoire externe d'un microcontroleur securise
FR2979443A1 (fr) Microcontroleur securise a base de mode
CN108064382A (zh) 一种基于Ukey的软件解密的方法及终端
CN110445768A (zh) 一种登录方法、装置及电子设备
CN106529271A (zh) 一种终端及其绑定校验方法
CN106685945A (zh) 业务请求处理方法、业务办理号码的验证方法及其终端
CN109669884A (zh) 一种处理器系统和终端芯片
CN108345803B (zh) 一种可信存储设备的数据存取方法及装置
CN108345804B (zh) 一种可信计算环境中的存储方法和装置
CN109002256A (zh) 一种用于可信计算环境的存储系统
CN106294017A (zh) 一种信息安全备份实现方法
CA2611382A1 (en) Itso fvc2 application monitor
CN105512560A (zh) 一种一次性可编程存储器芯片和及其的控制方法
CN105871840A (zh) 一种证书管理方法及系统
CN109768853A (zh) 一种密钥组分验证方法、装置及终端设备
CN106155940A (zh) 可保护代码的系统芯片与系统芯片的代码保护方法
CN108491735A (zh) Nor Flash安全存储方法、装置和设备
CN105574425B (zh) 访问存储数据的方法及装置
US9652232B2 (en) Data processing arrangement and method for data processing

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant