CN101231622B - 基于闪存的数据存储方法和设备、及数据读取方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于闪存的数据存储方法，包括：获取闪存中用户数据的原始校验数据；对所述原始校验数据进行加密，将加密后的校验数据写入所述闪存。本发明还公开了一种基于闪存的数据存储装置以及数据读取方法和装置。应用本发明的数据存储方法和数据读取方法，通过对原始校验数据进行加密有效提高了闪存中用户数据的安全性，避免了由于原始校验数据被篡改而导致的用户数据被非法复制的问题，极大满足了对闪存数据安全性的需求。
Description
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别涉及基于闪存的数据存储方法和设备、及数据读取方法和设备。
背景技术
现有基于闪存的电子设备中的程序或文件等数据，均直接利用闪存本身的ECC(Error Checking and Correcting，错误检测更正)检测机制来确保这些数据的安全性。闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方式，其结构示意图如图1所示。每个闪存均由若干Block(块)组成，每个Block由若干Page(页)组成，而每个页都由固定的字节组成，闪存通过Block和Page进行寻址。
如图1所示的闪存结构示意图，由Block1至Blockx共x个Block组成，以Block1为例，由Page1至Pagey共y个Page组成，再以Page1为例，由字节1至字节k共k个字节组成，并且同种型号闪存的每个Page都是由固定的字节数组成的。其中，假设每个Page中包含的528个字节，这528个字节分成三个部分，第一部分为512个字节，用于存储用户数据；第二部分为6个字节，用于存储保证用户数据正确性的ECC数据，上述6个字节的EEC数据是闪存生产商用于对存储的用户数据进行校验的数据，在生产时与用户数据一通写入闪存中；第三部分为10个字节的保留字节。
现有技术中从上述基于闪存的硬件设备内读取数据的流程图如图2所示，其中包含了通过ECC数据对用户数据进行校验的过程：
步骤201：驱动向闪存芯片发送读命令。
步骤202：接收到读命令的闪存读取指定页中存储的用户数据和ECC校验数据。
步骤203：通过硬件校验单元计算用户数据对应的ECC校验数据。
步骤204：比较计算出的ECC校验数据和读取的ECC校验数据是否一致，若是，则执行步骤205；否则，执行步骤206。
步骤205：确定读取的用户数据正确，结束当前流程。
步骤206：提示读取的用户数据错误，结束当前流程。
由上述描述可知，现有技术中仅通过ECC校验数据来校验用户数据，由于该ECC校验数据容易破解和窃取，降低了用户数据的安全性。为了确保用户数据的安全性，在通过写入的ECC数据对用户数据的安全性进行保证的基础上，可以进一步通过软件或硬件方式对写入闪存的用户数据进行安全性操作。当使用软件方式时，在将用户数据按Page写入闪存之前，先按照软件算法对用户数据进行加密后再写入闪存，因此驱动在读取闪存数据时，需要在通过上述ECC校验后，逐一对每个Page中的用户数据进行解密再读取，当闪存中的数据量较大时，需要进行多次解密才能读出所有数据，因此降低了读取效率，例如在设备启动的过程中，由于采用软件方式保证启动过程中用户数据的准确性和安全性，则会极大降低设备的启动速度；当使用硬件方式时，需要为每个闪存配置加密硬件，数据通过加密硬件加密后再写入闪存，采用硬件方式虽然能够提高效率，但是由于需要设置针对加密硬件的校验电路，因此提高了设备的生产成本。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供基于闪存的数据存储方法和设备及数据读取方法和设备。
为实现本发明实施例的目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种基于闪存的数据存储方法，包括：
获取闪存中用户数据的原始校验数据，所述原始校验数据根据所述用户数据计算得出；
对所述原始校验数据进行加密，将加密后的校验数据写入所述闪存；
所述方法用于在读取所述闪存中的用户数据时，通过获取所述原始校验数据和预先写入的加密校验数据，对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
一种基于闪存的数据存储装置，包括：
获取单元，用于获取闪存中用户数据的原始校验数据，所述原始校验数据根据所述用户数据计算得出；
加密单元，用于对所述原始校验数据进行加密；
写入单元，用于将所述加密后的校验数据写入所述闪存；
所述装置用于在读取所述闪存中的用户数据时，通过获取所述原始校验数据和预先写入的加密校验数据，对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
一种数据读取方法，包括：
获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据，所述原始校验数据根据用户数据计算得出，所述加密校验数据为对所述原始校验数据进行加密后得到的数据；
对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
一种数据读取装置，包括：
获取单元，用于获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据，所述原始校验数据根据用户数据计算得出，所述加密校验数据为对所述原始校验数据进行加密后得到的数据；
解密单元，用于对所述加密校验数据进行解密；
读取单元，用于比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，当二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例中在存储数据时，获取闪存中用户数据的原始校验数据，对所述原始校验数据进行加密，将加密后的校验数据写入闪存；在读取存储的数据时，获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据，对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。应用本发明实施例的数据存储方法和数据读取方法，通过对原始校验数据进行加密有效提高了闪存中用户数据的安全性，避免了由于原始校验数据被篡改而导致的用户数据被非法复制的问题，极大满足了人们对闪存数据安全性的需求。
附图说明
图1为现有闪存的存储结构示意图；
图2为现有技术中从基于闪存的硬件设备内读取数据的流程图；
图3为本发明基于闪存的数据存储方法的第一实施例流程图；
图4为本发明基于闪存的数据存储方法的第二实施例流程图；
图5为本发明基于闪存的数据存储方法的具体应用流程图；
图6为本发明基于闪存的数据存储装置的第一实施例框图；
图7为本发明基于闪存的数据存储装置的第二实施例框图；
图8为本发明数据读取方法的第一实施例流程图；
图9为本发明数据读取方法的第二实施例流程图；
图10为本发明数据读取方法的第三实施例流程图；
图11为本发明数据读取装置的第一实施例框图；
图12为本发明数据读取装置的第二实施例框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了基于闪存的数据存储方法和设备及数据读取方法和设备，其中数据存储方法通过获取闪存中用户数据的原始校验数据，然后对所述原始校验数据进行加密，将加密后的校验数据写入该闪存；数据读取方法通过获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据，然后对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例提供的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例提供的技术方案作进一步的详细说明。
本发明基于闪存的数据存储方法的第一实施例流程如图3所示：
步骤301：获取闪存中用户数据的原始校验数据。
步骤302：对原始校验数据进行加密。
具体的，可以对所述原始校验数据进行一次加密获得一次校验数据，然后对一次校验数据进行加密获得二次校验数据。
其中，加密的方式包括RSA(Rivest Shamir Adlemen，一种因特网加密和认证体系)算法、MD5(Message-Digest Algorithm 5，信息-摘要算法)、或AES(Advanced Encryption Standard，高级对称密码标准)算法。
步骤303：将加密后的校验数据写入闪存。
具体的，当对原始数据进行二次加密时，将一次校验数据和二次校验数据写入闪存。
本发明基于闪存的数据存储方法的第二实施例流程如图4所示，该实施例示出了对原始校验数据进行二次加密后的数据存储过程：
步骤401：获取用户数据的原始校验数据。
在闪存开发者把编译通过的程序代码和程序数据等用户数据通过软件计算方法，计算出该用户数据的原始校验数据，然后将用户数据和原始校验数据一起载入闪存中，本步骤获取已经载入闪存中的原始校验数据。
步骤402：对原始校验数据进行一次加密获得一次校验数据。
对原始校验数据进行一次加密时，可以运用各种现有的加密算法，如果通过RSA算法对原始校验数据进行加密时，可以把原始校验数据和仅有闪存制造者知道的私钥通过RSA算法加密后，获得该原始校验数据的一次校验数据。
步骤403：对一次校验数据进行加密获得二次校验数据。
对一次校验数据进行加密时，也可以运用各种现有的加密算法，如对该一次校验数据通过MD5算法进行不可逆的加密后获得该原始校验数据的二次校验数据。
步骤404：将一次校验数据和二次校验数据写入闪存。
需要说明的是，无论对原始校验数据进行几次加密，均将每一次加密后的校验数据写入闪存中，此时闪存中存储有用户数据、原始校验数据和加密后的校验数据。
上述数据存储方法的第二实施例的一种具体应用流程如图5所示，该实施例中示出通过RSA算法和MD5算法对原始校验数据进行加密的过程：
步骤501：获取用户数据的ECC校验数据。
步骤502：通过RSA算法用私钥对ECC校验数据进行加密生成一次校验数据ECC_rsa。
步骤503：通过MD5算法对一次校验数据进行加密后生成二次校验数据ECC_rsa_md5。
步骤504：将一次校验数据ECC_rsa和二次校验数据ECC_rsa_md5写入闪存中。
与本发明数据存储方法的实施例相对应，本发明还提供了一种基于闪存的数据存储装置的实施例。
本发明基于闪存的数据存储装置的第一实施例框图如图6所示：
该装置包括：获取单元610、加密单元620和写入单元630。
其中，获取单元610用于获取闪存中用户数据的原始校验数据；
加密单元620用于对所述原始校验数据进行加密；写入单元630用于将所述加密后的校验数据写入所述闪存。
本发明基于闪存的数据存储装置的第二实施例框图如图7所示：
该装置包括：获取单元710，用于获取闪存中用户数据的原始校验数据；加密单元720，用于对所述原始校验数据进行加密；写入单元730，用于将所述加密后的校验数据写入所述闪存。
其中，加密单元720进一步包括：一次加密单元721，用于对所述原始校验数据进行一次加密后生成一次校验数据；二次加密单元722，用于对所述一次校验数据进行加密后生成二次校验数据。
与本发明基于闪存的数据存储方法的实施例相对应，本发明还提供了一种数据读取方法。
本发明数据读取方法的第一实施例流程图如图8所示：
步骤801：获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据。
步骤802：对加密校验数据进行解密。
步骤803：判断解密后的校验数据与原始校验数据是否一致，若是，则执行步骤804；否则，执行步骤805。
步骤804：允许读取闪存中的用户数据，结束当前流程。
步骤805：禁止读取闪存中的用户数据，结束当前流程。
本发明数据读取方法的第二实施例流程图如图9所示，该实施例示出了对经过二次加密后的校验数据进行解密的数据读取过程：
步骤901：获取闪存中的原始校验数据以及预先写入的一次校验数据和二次校验数据。
假设在向闪存中加载用户数据时，对原始校验数据进行了两次加密，因此当启动包含该闪存的电子设备时，引导程序在把用户数据读取到RAM(Random Access Memory，随机存储器)之前，首先读取该闪存在制造时预先写入的一次校验数据和二次校验数据以及原始校验数据。
步骤902：对获取的一次校验数据分别进行加密和解密。
对一次校验数据进行加密后获得加密后的一次校验数据，对一次校验数据进行解密后获得解密后的一次校验数据，由于一次校验数据可以进行解密，因此对原始校验数据进行一次加密时的加密算法为可逆的加密算法。
步骤903：判断加密后的一次校验数据与获取的二次校验数据是否一致，若是，则执行步骤904；否则，执行步骤906。
在闪存中保存了原始写入的对一次校验数据进行加密后的二次校验数据，因此将获取的一次校验数据进行加密后与二次校验数据进行比较，用于判断一次校验数据是否被篡改。
步骤904：判断解密后的一次校验数据与原始校验数据是否一致，若是，则执行步骤905；否则，执行步骤906。
在闪存中保存了原始校验数据，因此将获取的一次校验数据进行解密后与原始校验数据进行比较，用于判断原始校验数据是否被篡改。
步骤905：允许读取闪存中的用户数据，结束当前流程。
当加密后的一次校验数据与获取的二次校验数据一致，且解密后的一次校验数据与原始校验数据一致时，说明闪存中的所有校验数据均正确，因此允许引导程序读取该闪存中的用户数据，即将未被非法修改过的完全安全的用户数据写入RAM中，以保证该设备可以正常运行。
步骤906：禁止读取闪存中的用户数据，结束当前流程。
当加密后的一次校验数据与获取的二次校验数据不一致，或解密后的一次校验数据与原始校验数据不一致，说明闪存中的原始校验数据或一次校验数据被篡改，因此不允许引导程序读取该闪存中的用户数据，以保证该设备运行的安全性。
上述数据读取方法的第二实施例的一种具体应用流程如图10所示，该实施例中示对经过RSA算法和MD5算法的校验数据进行解密的数据读取过程：
步骤1001：获取ECC校验数据以及预先写入的一次校验数据ECC_rsa和二次校验数据ECC_rsa_md5。
步骤1002：通过RSA算法用公钥对一次校验数据ECC_rsa进行解密得到ECC’，并通过MD5算法对一次校验数据ECC_rsa进行加密得到ECC_rsa_md5’。
步骤1003：判断加密后的ECC_rsa’与ECC_rsa_md5是否一致，若是，则执行步骤1004；否则，执行步骤1006。
步骤1004：判断解密后的ECC’与ECC校验数据是否一致，若是，则执行步骤1005；否则，执行步骤1006。
步骤1005：允许读取闪存中的用户数据，结束当前流程。
步骤1006：禁止读取闪存中的用户数据，结束当前流程。
与本发明数据读取方法的实施例相对应，本发明还提供了数据读取装置的实施例。
本发明数据读取装置的第一实施例框图如图11所示：
该装置包括：获取单元1110、解密单元1120和读取单元1130。
其中，获取单元1110用于获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据；解密单元1120用于对所述加密校验数据进行解密；读取单元1130用于比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，当二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
本发明数据读取装置的第二实施例框图如图12所示：
该装置包括：获取单元1210、解密单元1220、加密单元1230和读取单元1240。
其中，获取单元1210用于获取闪存中的原始校验数据和预先写入的一次校验数据、二次校验数据；解密单元1220用于对所述一次校验数据进行解密；加密单元1230用于对所述获取的一次校验数据进行加密；读取单元1240用于比较所述解密后的一次校验数据与原始校验数据，以及比较所述加密后的一次校验数据与所述二次校验数据，若二者均一致时则允许读取所述闪存中的用户数据。
通过本发明实施例的描述可知，应用本发明实施例的数据存储方法和数据读取方法，通过对原始校验数据进行加密有效提高了闪存中用户数据的安全性，避免了由于原始校验数据被篡改而导致的用户数据被非法复制的问题，极大满足了人们对闪存数据安全性的需求；并且对原始校验数据进行加密可以采用现有常用的加密解密算法，由于无需为每个闪存配置硬件加密单元，因此降低了生产成本。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行数据存储时，包括如下步骤：获取闪存中用户数据的原始校验数据；对所述原始校验数据进行加密，将加密后的校验数据写入所述闪存；该程序在执行数据读取时，包括如下步骤：获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据；对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。
Claims (14)
1.一种基于闪存的数据存储方法，其特征在于，包括：
获取闪存中用户数据的原始校验数据，所述原始校验数据根据所述用户数据计算得出；
对所述原始校验数据进行加密，将加密后的校验数据写入所述闪存；
所述方法用于在读取所述闪存中的用户数据时，通过获取所述原始校验数据和预先写入的加密校验数据，对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原始校验数据进行加密具体为：对所述原始校验数据进行一次加密获得一次校验数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对所述一次校验数据进行加密后获得二次校验数据；
所述将加密后的校验数据写入闪存具体为：
将所述一次校验数据和二次校验数据写入闪存。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述加密的方式包括：RSA算法、MD5算法或AES算法。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对原始校验数据进行加密具体为：
通过RSA算法用私钥对所述原始校验数据进行加密后生成一次校验数据；
通过MD5算法对所述一次校验数据进行加密后生成二次校验数据。
6.一种基于闪存的数据存储装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取闪存中用户数据的原始校验数据，所述原始校验数据根据所述用户数据计算得出；
加密单元，用于对所述原始校验数据进行加密；
写入单元，用于将所述加密后的校验数据写入所述闪存；
所述装置用于在读取所述闪存中的用户数据时，通过获取所述原始校验数据和预先写入的加密校验数据，对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加密单元包括：
一次加密单元，用于对所述原始校验数据进行一次加密后生成一次校验数据；
二次加密单元，用于对所述一次校验数据进行加密后生成二次校验数据。
8.一种数据读取方法，其特征在于，包括：
获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据，所述原始校验数据根据用户数据计算得出，所述加密校验数据为对所述原始校验数据进行加密后得到的数据；
对所述加密校验数据进行解密后，比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加密校验数据具体为一次校验数据，所述对加密校验数据进行解密具体为对一次校验数据进行解密。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加密校验数据还包括二次校验数据，所述二次校验数据为预先写入的对一次校验数据进行加密后的数据，还包括：
对所述获取的一次校验数据进行加密，比较所述加密后的一次校验数据与所述二次校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对一次校验数据进行解密具体为：通过RSA算法用公钥对所述一次校验数据进行解密；
所述对获取的一次校验数据进行加密具体为：通过MD5算法对所述获取的一次校验数据进行加密。
12.一种数据读取装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取闪存中的原始校验数据和预先写入的加密校验数据，所述原始校验数据根据用户数据计算得出，所述加密校验数据为对所述原始校验数据进行加密后得到的数据；
解密单元，用于对所述加密校验数据进行解密；
读取单元，用于比较所述解密后的校验数据与原始校验数据，当二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述加密校验数据具体为一次校验数据，所述解密单元具体用于，对所述一次校验数据进行解密。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述加密校验数据进一步包括二次校验数据，还包括：
加密单元，用于对所述获取的一次校验数据进行加密；
所述读取单元进一步用于，比较所述加密后的一次校验数据与所述二次校验数据，若二者一致则允许读取所述闪存中的用户数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171026 Address after: Metro Songshan Lake high tech Industrial Development Zone, Guangdong Province, Dongguan City Road 523808 No. 2 South Factory (1) project B2 -5 production workshop Patentee after: HUAWEI terminal (Dongguan) Co., Ltd. Address before: 518129 Longgang District, Guangdong, Bantian HUAWEI base B District, building 2, building No. Patentee before: Huawei Device Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 523808 Southern Factory Building (Phase I) Project B2 Production Plant-5, New Town Avenue, Songshan Lake High-tech Industrial Development Zone, Dongguan City, Guangdong Province Patentee after: Huawei Device Co., Ltd. Address before: 523808 Southern Factory Building (Phase I) Project B2 Production Plant-5, New Town Avenue, Songshan Lake High-tech Industrial Development Zone, Dongguan City, Guangdong Province Patentee before: HUAWEI terminal (Dongguan) Co., Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |