CN101286338A - 电子设备及其数据加密方法与数据解密方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子设备，其包括接口模块、加解密模块、存储模块编解码模块及存取模块，所述存储模块用于存储预定数据；所述加解密模块分别与所述接口模块、存储模块及编解码模块相连，所述加解密模块用于使用所述预定数据将从所述接口模块接收的用户数据进行加密后传送至所述编解码模块进行编码后通过所述存取模块存入存储介质，所述加解密模块还用于使用所述预定数据将从所述编解码模块接收的用户数据进行解密后传送至所述接口模块输出。将电子设备中的预定数据作为加密密码，即便存储介质丢失，其他电子设备不能得到相应的加密密码而无法读取加密后的用户数据，从而有效防止用户数据被非法读取。此外，还提供了一种数据加密方法与数据解密方法。

Description

电子设备及其数据加密方法与数据解密方法
技术领域
本发明涉及一种电子设备及其数据加密方法与数据解密方法，特别涉及一种读写存储介质中数据的电子设备及其数据加密方法与数据解密方法。
背景技术
现代电子信息技术的发展使电子设备日益广泛地应用于人们的工作生活当中。多种电子设备用于将照片、文档、音视频等用户数据记录到存储介质上。例如，当前有多种光盘刻录机可以将这些用户数据刻录到光盘上，由于光盘具有价格便宜，并且能长时间保存用户数据的特点而受市场欢迎。此外，多种闪存卡由于数据擦写方便，也被广泛用于存储那些需要移动或暂时存放的用户数据。
通常，光盘、闪存卡等存储介质中记录的用户数据都进行了加密处理，以防止非法将用户数据复制到其他光盘或闪存卡等存储介质上。在将用户数据记录到存储介质时，电子设备将存储介质的识别码(Media ID)作为用户数据的加密密码，并将加密后的用户数据记录到存储介质上。如果用户数据被非法复制到其他的存储介质上，由于存储介质的识别码不同，用户数据将无法解密。
然而，有些敏感的用户数据不仅要求不被复制，甚至要求不能被非法读取，以防止泄密。如果存储介质丢失或是失窃，由于存储介质的识别码并没有变，传统的防止复制的方法不能阻止用户数据的读取，从而可能导致用户数据泄密。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以防止用户数据被非法读取的电子设备。
此外，有必要提供一种可以防止用户数据被非法读取的数据加密方法。
另外，还有必要提供一种可以正确解密上述加密方法加密的用户数据的数据解密方法。
一种电子设备，其包括接口模块、编解码模块及存取模块，所述接口模块用于接收需要存储到存储介质的用户数据及输出从所述存储介质读取的用户数据；所述编解码模块用于编码所述需要存储到存储介质的用户数据及解码所述从存储介质读取的用户数据；所述存取模块与所述编解码模块相连，所述存取模块用于将所述编码后的用户数据记录到存储介质上及从所述存储介质中读取所述用户数据；所述电子设备还包括加解密模块与存储模块，所述存储模块用于存储预定数据；所述加解密模块分别与所述接口模块、存储模块及编解码模块相连，所述加解密模块用于使用所述预定数据将从所述接口模块接收的用户数据进行加密后传送至所述编解码模块进行编码及使用所述预定数据将从所述编解码模块接收的用户数据进行解密后传送至所述接口模块输出。
一种数据加密方法，包括如下步骤：接收需要存储的用户数据；根据存储在电子设备中的预定数据生成加密密码；使用所述加密密码对用户数据进行加密处理；对加密后的用户数据进行编码；将编码后的用户数据记录在存储介质上。
一种数据解密方法，包括如下步骤：读取存储介质中的用户数据；将读取的所述用户数据进行解码；判断所述用户数据是否经过加密处理；如果所述用户数据经过加密处理，则根据电子设备中存储的预定数据生成解密密码；使用所述解密密码解密所述用户数据；将解密后的所述用户数据输出。
上述电子设备及数据加密方法与解密方法在对用户数据加密并存储到存储介质的过程中，将电子设备中的预定数据作为加密密码，该加密密码不会被存储到存储介质中，即便存储介质丢失，由于密码保存在电子设备中，其他电子设备不能得到相应的加密密码而无法读取加密后的用户数据，从而有效防止用户数据被非法读取。
附图说明
图1为一较佳实施方式的电子设备的示意图；
图2为一较佳实施方式的光盘驱动器的示意图；
图3为一较佳实施方式的数据加密方法示意图；
图4为一较佳实施方式的数据解密方法示意图；
图5为另一较佳实施方式的数据解密方法示意图。
具体实施方式
请参阅图1，其为电子设备100的示意图。电子设备100用于将用户数据加密存储在存储介质上，防止用户数据被非法读取。存储介质可以是光盘10、存储卡20或软盘30等。电子设备100包括接口模块102、加解密模块104、编解码模块106、存取模块108及存储模块110。
接口模块102用于与外部设备连接，以接收需要存储的用户数据并将接收到的用户数据发送到加解密模块104；或输出已经解密的用户数据。
加解密模块104与接口模块102及存储模块110相连。存储模块110中存有用于对用户数据进行加解密的预定数据，该预定数据是与电子设备100关联对应的，不同的电子设备的预定数据不同。例如，该预定数据可以是电子设备100的序列号、内部主要芯片或模块的识别码等。加解密模块104用于将该预定数据或该预定数据与用户输入的自定义密码的结合作为加密密码，对需要存储的用户数据进行加密处理或者对从存储介质上读出的用户数据进行解密处理。
编解码模块106与加解密模块104相连，用于将加密后的用户数据进行编码以便存储在存储介质上；或者将从存储介质中读出的用户数据进行解码处理以便加解密模块104进行解密。通常，不同的存储介质存储用户数据的格式并不相同，编解码模块106用于将加密后的用户数据编码成适宜于记录在存储介质上的格式或者将记录在存储介质上的用户数据解码成适宜于电子设备100处理的格式。
存取模块108用于以光、电、磁等方式将用户数据存储在存储介质上或从存储介质中读出用户数据。例如，以激光的方式在光盘20上刻录用户数据，以电信号的方式在闪存式存储卡20上存储用户数据或以磁的方式在软盘30上记录用户数据等。此外，存取模块108还用于在存储介质上的标记区域作出标记，以指示存储介质上存储的用户数据是否经过加密处理。
上述电子设备100在对用户数据加密并存储到存储介质的过程中，将电子设备100中的预定数据作为加密密码，该加密密码不会被存储到存储介质中，即便存储介质丢失，由于密码保存在电子设备100中，其他电子设备不能得到相应的加密密码而无法读取加密后的用户数据，从而有效防止用户数据被非法读取。
请参阅图2，为进一步说明，以下以光盘驱动器200为例对电子设备100进行示例性的描述。光盘驱动器200包括IDE(Integrated Drive Flectronics，集成设备电路)接口模块202、SHA-1(Secure Hash Algorithm，安全杂凑算法)加解密模块204、DVD(DigitalVersatile Disc，数字多用光盘)编解码模块206、激光刻录读取模块208及只读存储器210。
IDE接口模块202用于与外部设备连接，例如与电脑主板的IDE接口相连，以接收电脑发送的用户数据或将从光盘30读取的用户数据传递给电脑。此外，光盘驱动器200还可以采用其他的接口模块102，例如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附加装置)接口模块或USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口模块等。
SHA-1加解密模块204与IDE接口模块202及只读存储器210相连。只读存储器210用于存储产生加密密码的预定数据，该预定数据包括光机模块(Traverse)识别码、主控电路模块识别码及光盘驱动器序列号。只读存储器210包括第一存储单元212、第二存储单元214及第三存储单元216分别用于存储该光机模块识别码、主控电路模块识别码及光盘驱动器序列号。在光盘驱动器200的生产过程中，通常为主要配件配置一一对应的识别码或序列号。由于这些识别码或序列号的唯一性，便于追踪整个生产测试过程，快速找到不良产品的批次及供应商等信息。SHA-1加解密模块204选择光机模块识别码、主控电路模块识别码及光盘驱动器序列号中的一个或多个进行计算生成加密密码。SHA-1加解密模块204根据该加密密码采用SHA-1加密算法对用户数据进行加密解密。
光存储编解码模块206与SHA-1加解密模块204相连，用于采用EFMplus(Eight-to-Fourteen Modulation plus，8-14调制改进版)的编码技术对加密后的用户数据进行编码，以便将加密后的用户数据存储在存储介质上。由于光盘10中用“坑”和“岸”的变化来表示二进制数据中的1，因此用于直接记录在光盘10中的数据不能包含连续的1。通过EFMplus编码后将8位的二进制数据变成16位的二进制数据从而使该16位的二进制数据中不包含连续的1。相应地，光存储编解码模块206还用于将从存储介质中读出的用户数据进行解码处理以便加解密模块104进行解密。
激光刻录读取模块208用于将编码后的用户数据刻录到光盘10上，或者将光盘10中记录的用户数据读出。通常，激光刻录读取模块208包括激光光源、光学系统、光感测器等。在刻录光盘时，激光光源发出激光光束后，经光学系统将光束聚焦到光盘10上，通过激光光束改变光盘10的记录层的属性，例如改变相位等达到刻录用户数据到光盘10的目的。读取光盘10中的用户数据时，从光盘10反射回的光束由光感测器接收，光感测器根据接收的光束产生相应的信号以得出存储在光盘10中的用户数据。激光刻录读取模块208还用于在光盘10的标记区域作出标记，以指示存储在光盘10的用户数据是否经过加密处理。例如，对于CD-R/RW光盘，将RID(Recorder Unique Identifier，刻录机唯一识别码)的最后16字节作为标记区域，以标记存储在光盘10的用户数据是否经过加密处理。而对于DVD+R/RW光盘，可以是Inner Disc Identification Zone(光盘内部识别区)中每个ECC(Error CorrectionCode，纠错码)的最后16字节作为该标记区域；对于DVD-R/RW光盘，可以是R-PhysicalFormat Information Zone(物理格式信息区)中每个ECC的最后16字节作为该标记区域；对于DVD-RAM光盘，可以是DDS(Disc Definition Structure，盘定义结构)中的最后16字节作为该标记区域。
光盘驱动器200在加密存储用户数据的过程中，使用了存储在光盘驱动器200中的预定数据产生加密密码进行加密，即便光盘10丢失，光盘10在放入到其他光盘驱动器中时，由于不同的光盘驱动器中具有不同的光机模块识别码、主控电路模块识别码及光盘驱动器序列号，因而不能产生正确的解密密码，用户数据也不能正确解密，从而有效防止用户数据泄密。除了采用SHA-1加密算法外，还可以采用其他的加密算法，例如SHA-2、BlowFish、MD5等。
为了进一步提高安全性，还可以通过IDE接口模块202输入用户自定义的密码。SHA-1加解密模块204根据自定义的密码、光机模块识别码、主控电路模块识别码及光盘驱动器序列号生成上述加密密码对用户数据进行加密处理。由于用户输入了自定义的密码，因而，在解密时，仅当用户输入了正确的自定义密码后，方能正确解密读取用户数据。
请参阅图3，其为一较佳实施方式的数据加密方法流程图。首先，步骤302，接口模块102接收需要存储的用户数据。
步骤304，判断需要存储的用户数据是否需要进行加密处理。如果需要进行加密处理，则进入步骤306。如果判断结果为不需要进行加密处理，则直接进入步骤310。
步骤306，根据电子设备100中的预定数据生成加密密码。如果接收的用户数据中包含用户自定义的密码，则结合该自定义的密码和预定数据生成加密密码。该预定数据可以是电子设备100的序列号、内部主要芯片或模块的识别码等。由于型序列号、识别码等的唯一性，不同的电子设备100产生的加密密码不同，即加密密码也具有唯一性。
步骤308，使用加密密码对用户数据进行加密处理。可以采用多种加密算法对用户数据进行加密处理，例如SHA-1、SHA-2、BlowFish、MD5等。
步骤310，对加密后的用户数据进行编码，以便于将用户数据记录在存储介质上。
步骤312，将编码后的用户数据记录在存储介质上。
步骤314，在存储介质上作出标记，以指示存储的用户数据已经经过加密处理。
上述数据加密方法通过使用电子设备100内存储的预定数据将用户数据进行加密后存储在存储介质上，即便存储介质丢失，丢失后的存储介质在其他电子设备上使用时，由于不同的电子设备内存储的预定数据不同，不能产生正确的解密密码，因而用户数据不能正确解密，确保了用户数据的安全。
电子设备100在读取上述加密的用户数据时，采用的解密方法如图4所示：
首先，步骤402，读取存储介质的标记区域，该标记区域内记录有存储介质内存储的用户数据是否经过加密的标记。
步骤404，根据读取的标记区域，判断存储介质内存储的用户数据是否经过加密处理。如果未经过加密处理，则按照传统的数据读取方法，即电子设备100读取存储介质中的用户数据后(步骤406)，将读取的用户数据进行解码(步骤408)，再将解码后的用户数据输出(步骤418)。如果步骤404的判断结果为存储介质内存储的用户数据是经过加密处理的，则进入步骤410。
步骤410，电子设备100读取存储介质中的用户数据。
步骤412，将读取的用户数据进行解码。
步骤414，根据电子设备100中的预定数据生成解密密码。如果在加密过程中，用户输入了自定义的加密密码，则提示用户输入该自定义的加密密码以便与存储模块110中的预定数据结合生成解密密码。
步骤416，将解密密码用于解密用户数据，采用与加密算法相应的算法来解密用户数据。
步骤418，将解密后的用户数据输出。
此外，加密后的用户数据的解密方法还可以采用如图5所示的流程步骤：
首先，步骤502，读取存储介质的标记区域，该标记区域内记录有存储介质内存储的用户数据是否经过加密的标记。
步骤504，电子设备100读取存储介质中的用户数据。
步骤506，将读取的用户数据进行解码。
步骤508，根据步骤502中读取的标记区域内的标记，判断存储介质内存储的用户数据是否经过加密处理。如果未经过加密处理，则将解码后的用户数据输出(步骤514)。如果步骤508的判断结果为存储介质内存储的用户数据是经过加密处理的，则进入步骤510。
步骤510，根据电子设备100中的预定数据生成解密密码。如果在加密过程中，用户输入了自定义的加密密码，则提示用户输入该自定义的加密密码以便与存储模块110中的预定数据结合生成解密密码。
步骤512，将解密密码用于解密用户数据，采用与加密算法相应的算法来解密用户数据。
步骤514，将解密后的用户数据输出。
上述数据解密方法通过使用电子设备100内存储的预定数据对加密后的用户数据进行解密，由于不同的电子设备内存储的预定数据不同，因而只有对用户数据进行加密的电子设备100才能进行解密，确保了用户数据的安全。

Claims (20)

1. 一种电子设备，其包括接口模块、编解码模块及存取模块，所述接口模块用于接收需要存储到存储介质的用户数据及输出从所述存储介质读取的用户数据；所述编解码模块用于编码所述需要存储到存储介质的用户数据及解码所述从存储介质读取的用户数据；所述存取模块与所述编解码模块相连，所述存取模块用于将所述编码后的用户数据记录到存储介质上及从所述存储介质中读取所述用户数据；其特征在于：所述电子设备还包括加解密模块与存储模块，所述存储模块用于存储预定数据；所述加解密模块分别与所述接口模块、存储模块及编解码模块相连，所述加解密模块用于使用所述预定数据将从所述接口模块接收的用户数据进行加密后传送至所述编解码模块进行编码及使用所述预定数据将从所述编解码模块接收的用户数据进行解密后传送至所述接口模块输出。
2. 如权利要求1所述的电子设备，其特征在于：所述预定数据与所述电子设备对应。
3. 如权利要求1所述的电子设备，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的序列号。
4. 如权利要求1所述的电子设备，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的内部主要芯片识别码。
5. 如权利要求1所述的电子设备，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的内部主要模块的识别码。
6. 如权利要求1所述的电子设备，其特征在于：所述加解密模块采用安全杂凑算法对所述用户数据进行加解密。
7. 一种数据加密方法，包括如下步骤：
接收需要存储的用户数据；
根据存储在电子设备中的预定数据生成加密密码；
使用所述加密密码对用户数据进行加密处理；
对加密后的用户数据进行编码；
将编码后的用户数据记录在存储介质上。
8. 如权利要求7所述的数据加密方法，其特征在于：所述预定数据与所述电子设备对应。
9. 如权利要求7所述的数据加密方法，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的序列号。
10. 如权利要求7所述的数据加密方法，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的内部主要芯片识别码。
11. 如权利要求7所述的数据加密方法，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的内部主要模块的识别码。
12. 如权利要求7所述的数据加密方法，其特征在于：所述加密处理采用安全杂凑算法对所述用户数据进行加密。
13. 如权利要求7所述的数据加密方法，其特征在于：还包括在存储介质上作出标记的步骤，以指示存储的所述用户数据已经经过加密处理。
14. 一种数据解密方法，包括如下步骤：
读取存储介质中的用户数据；
将读取的所述用户数据进行解码；
判断所述用户数据是否经过加密处理；
如果所述用户数据经过加密处理，则根据电子设备中存储的预定数据生成解密密码；
使用所述解密密码解密所述用户数据；
将解密后的所述用户数据输出。
15. 如权利要求11所述的数据解密方法，其特征在于：还包括读取所述存储介质上的标记区域的步骤，以判断所述用户数据是否经过加密处理。
16. 如权利要求11所述的数据解密方法，其特征在于：所述预定数据与所述电子设备对应。
17. 如权利要求11所述的数据解密方法，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的序列号。
18. 如权利要求11所述的数据解密方法，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的内部主要芯片识别码。
19. 如权利要求11所述的数据解密方法，其特征在于：所述预定数据包括所述电子设备的内部主要模块的识别码。
20. 如权利要求11所述的数据解密方法，其特征在于：采用安全杂凑算法对所述用户数据进行解密。
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