一种内置射频识别RFID加密的固态硬盘的控制方法
技术领域
本发明涉及闪存存储媒体的控制技术领域,具体涉及一种内置射频识别RFID加密的固态硬盘的控制方法。
背景技术
固态硬盘市场目前处于萌芽后期,即将进入快速成长期,是存储技术发展的必然趋势。传统机械硬盘已成为现代IT技术速度发展的一大主要瓶颈。固态硬盘在功耗、性能和移动性方面有着机械硬盘不可替代的优势,这使得固态硬盘在便携式移动电子设备领域有很大的发展空间。便携式移动电子设备对其所存储数据的安全性有很高要求,现有的加密技术对移动存储设备的移动性和使用方便性有很大限制,而且增加了数据的读取时间。目前市场上的射频识别RFID加密移动硬盘盒方法,是基于硬件的射频识别RFID数据编码技术,它是数据在串行高级技术附件SATA和通用串行总线USB转换的中间环节通过射频识别RFID对数据进行加密,这种方法存在增加了系统成本,同时延长了数据的传输时间的缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供了一种内置射频识别RFID加密的固态硬盘的控制方法,它具有系统成本低、存储数据安全性高和数据的传输时间短的优点,特别适合于便携式移动存储设备。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种内置射频识别RFID加密的固态硬盘的控制方法,包括以下步骤:
第一步,将双倍速率同步动态随机存储器芯片DDR SDRAM的双向输入输出端口与双倍速率同步动态随机存储器控制器DDRController第一双向输入输出端口相连接,将双倍速率控制器DDRController的第二双向输入输出端口与中央处理单元CPU的第一双向输入输出端口相连接,将双倍速率控制器DDR Controller的第三双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&Control Network的第一双向输入输出端口相连接,将中央处理单元CPU的第二双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&Control Network的第二双向输入输出端口相连接,将闪存控制模块NAND Controller的双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&Control Network的第三双向输入输出端口相连接,将第1通道C-1的32片闪存芯片NAND与闪存控制模块NAND Controller的第二双向输入输出端口相连接,将第2通道C-2的32片闪存芯片NAND与闪存控制模块NANDController的第三双向输入输出端口相连接,依此类推,将第16通道C-16的32片闪存芯片NAND与闪存控制模块NAND Controller的第十七双向输入输出端口相连接,将高级加密标准模块AES的第二双向输入输出端口与闪存控制模块NAND Controller的第十八双向输入输出端口相连接,将高级加密标准模块AES的第一双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&ControlNetwork的第四双向输入输出端口相连接,将射频识别模块读写器RFID Reader的双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&Control Network的第五双向输入输出端口相连接,将串行高级技术附件SATA,通用串行总线USB和芯片间总线模块I2C的双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMANetwork&Control Network的第六双向输入输出端口相连接;将闪存控制模块NAND Controller中的直接存储器存取界面DMAInterface的第二双向输入输出端口与直接存储器存取网络DMANetwork相连接,将闪存控制模块NAND Controller中的寄存器控制界面Register Control Interface的第二双向输入输出端口与控制网络Control Network相连接,将闪存控制模块NAND Controller中的高级加密标准模块界面AES Interface的第二双向输入输出端口与控制网络Control Network相连接,将闪存控制模块NAND Controller中的主控制模块Main Control的第一至第六双向输入输出端口分别与闪存控制模块Control Network中的直接存储器存取界面DMAInterface的第一双向输入输出端口、寄存器控制界面RegisterControl Interface的第一双向输入输出端口、高级加密标准模块界面AES Interface的第一双向输入输出端口、存储器缓存MemoryBuffering的第一双向输入输出端口、错码纠正ECC的第一双向输入输出端口和闪存界面NAND Flash Interface的第一双向输入输出端口相连接,
第二步,RFID加密固态硬盘SSD与外部射频识别标签RFID TAG通讯,验证加密密钥是否正确,RFID加密固态硬盘SSD向外发射150Hz频率的激活电磁波,外界的射频识别标签RFID TAG通过它自带的天线线圈耦合该电磁场并从中获得电源能量和编码信号,射频识别标签RFID TAG中时钟恢复模块根据电磁波携带的信息恢复时钟信号,射频识别标签RFTD TAG中的解调模块根据电磁波携带的信息解调电磁波所载的信号,射频识别标签RFID TAG接到RFID加密固态硬盘SSD中的射频识别模块读写器RFTD Reader的询问后,从射频识别标签RFID TAG中电可擦除存储器EEPROM中调出相应的加密密码,通过射频识别标签RFTD TAG中的调制模块将该密码信息发出,RFID加密固态硬盘SSD中的射频识别模块读写器RFID Reader接收射频识别标签RFID TAG发出的密钥信息,经过解调由控制网络ControlNetwork送入闪存控制CPU,如果接收到的密钥与闪存控制器中内置的密钥相同,闪存固态硬盘将正常工作,否则将被锁死,RFID硬件加密/解密的启用和停用由一外部硬件开关控制或由软件设置,RFID加密密钥在制造时存入带RFID加密固态硬盘SSD的固件中,当RFID加密固态硬盘SSD中的密钥与RFID标签中存储的密钥经核对一致,RFID加密固态硬盘SSD进入正常工作状态,RFID加密固态硬盘SSD中的高级加密标准模块AES通过该密钥对数据的读写进行解密和加密运算,
第三步,当RFID加密固态硬盘SSD经过密钥检测进入正常工作状态后,RFID加密固态硬盘SSD由一有限状态机FSM控制,具体运行如下:
当操作系统对RFID加密固态硬盘SSD发出“读”高级指令后,有限状态机FSM由等待或休眠状态进入“读”状态,闪存中央处理单元CPU将“读”高级指令转换成对通道中闪存页面的存储单元的“读”指令,闪存中央处理单元CPU通过控制网络Control network对相应页面的来控制,计算机与闪存页面之间的数据“读”由高速直接存储器存取网络DMA Network并经串行高级技术附件SATA或通用串行总线USB实现,闪存控制模块控制1到16通道闪存器件,16通道数据同时并行读取可增加数据的读取速度,每个通道可连接的闪存器件是1到32个,在页面读取模式下,数据从闪存存储器中读出并暂时存储在当地缓存器SRAM中,当所需要的数据从闪存存储器中读出后,由错码纠正ECC来纠正错码,由高级加密标准模块AES对数据进行解密,经过纠正错码和解密的数据通过高速直接存储器存取网络DMA Network读取,错码纠正ECC和高级加密标准模块AES的启用和停用都分别通过软件来设置,当错码纠正ECC和高级加密标准模块AES处理当前页面的同时,闪存存储器中下一页面的数据读取到另一当地缓存器SRAM中,当完成“读”命令后,有限状态机FSM进入“等待”状态;
当操作系统对RFID加密固态硬盘SSD发出“写”高级指令后,有限状态机FSM由等待或休眠状态进入“写”状态,闪存中央处理单元CPU将该高级指令转换成对通道中闪存页面的存储单元的“写”指令,闪存中央处理单元CPU通过控制网络Control network对相应页面的来控制,计算机与闪存页面之间的数据“写”由高速直接存储器存取网络DMA Network并经串行高级技术附件SATA或通用串行总线USB实现,闪存控制模块控制1到16通道闪存器件,16通道数据同时并行写入增加数据的写入速度,每个通道连接的闪存器件是1到32个,在页面写入模式下,数据通过高速数据网络总线DMA写入到当地缓存器SRAM中,当有足够的数据后,错码纠正ECC对数据提供错误保护,高级加密标准模块AES对数据进行加密,处理过的数据写入到闪存存储器中的一个或多个页面中,当错码纠正ECC和高级加密标准模块AES加密模块处理当前页面时,新的数据写到另一当地缓存器SRAM中,当完成“写”命令后,有限状态机FSM进入“等待”状态;
当操作系统对RFID加密固态硬盘SSD发出“删除”高级指令后,有限状态机FSM由等待或休眠状态进入“删除”状态,闪存中央处理单元CPU对整个页面进行“删除”,页面中的其它未删除数据将写入到其它页面,当完成“删除”命令后,有限状态机FSM进入“等待”状态。
由于本发明由于采用RFID加密技术,具有系统成本低、存储数据安全性高和数据的传输时间短的优点,特别适用于便携式移动存储设备,并可在一半导体芯片中实现。
附图说明
图1为本发明的模块连接示意图。
图2为本发明固态硬盘SSD的模块连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
一种内置射频识别RFID加密的固态硬盘的控制方法,包括以下步骤:
第一步,参见图1,将双倍速率同步动态随机存储器芯片DDRSDRAM的双向输入输出端口与双倍速率同步动态随机存储器控制器DDR Controller第一双向输入输出端口相连接,将双倍速率控制器DDR Controller的第二双向输入输出端口与中央处理单元CPU的第一双向输入输出端口相连接,将双倍速率控制器DDR Controller的第三双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMANetwork&Control Network的第一双向输入输出端口相连接,将中央处理单元CPU的第二双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&Control Network的第二双向输入输出端口相连接,将闪存控制模块NAND Controller的双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&Control Network的第三双向输入输出端口相连接,将第1通道C-1的32片闪存芯片NAND与闪存控制模块NAND Controller的第二双向输入输出端口相连接,将第2通道C-2的32片闪存芯片NAND与闪存控制模块NANDController的第三双向输入输出端口相连接,依此类推,将第16通道C-16的32片闪存芯片NAND与闪存控制模块NAND Controller的第十七双向输入输出端口相连接,将高级加密标准模块AES的第二双向输入输出端口与闪存控制模块NAND Controller的第十八双向输入输出端口相连接,将高级加密标准模块AES的第一双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&ControlNetwork的第四双向输入输出端口相连接,将射频识别模块读写器RFID Reader的双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMA Network&Control Network的第五双向输入输出端口相连接,将串行高级技术附件SATA,通用串行总线USB和芯片间总线模块I2C的双向输入输出端口与直接存储器存取网络和控制网络DMANetwork&Control Network的第六双向输入输出端口相连接;参见图2,将闪存控制模块NAND Controller中的直接存储器存取界面DMA Interface的第二双向输入输出端口与直接存储器存取网络DMA Network相连接,将闪存控制模块NAND Controller中的寄存器控制界面Register Control Interface的第二双向输入输出端口与控制网络Control Network相连接,将闪存控制模块NAND Controller中的高级加密标准模块界面AES Interface的第二双向输入输出端口与控制网络Control Network相连接,将闪存控制模块NANDController中的主控制模块Main Control的第一至第六双向输入输出端口分别与闪存控制模块Control Network中的直接存储器存取界面DMA Interface的第一双向输入输出端口、寄存器控制界面RegisterControl Interface的第一双向输入输出端口、高级加密标准模块界面AES Interface的第一双向输入输出端口、存储器缓存MemoryBuffering的第一双向输入输出端口、错码纠正ECC的第一双向输入输出端口和闪存界面NAND Flash Interface的第一双向输入输出端口相连接,
第二步,RFID加密固态硬盘SSD与外部射频识别标签RFID TAG通讯,验证加密密钥是否正确,RFID加密固态硬盘SSD向外发射150Hz频率的激活电磁波,外界的射频识别标签RFID TAG通过它自带的天线线圈耦合该电磁场并从中获得电源能量和编码信号,射频识别标签RFID TAG中时钟恢复模块根据电磁波携带的信息恢复时钟信号,射频识别标签RFID TAG中的解调模块根据电磁波携带的信息解调电磁波所载的信号,射频识别标签RFID TAG接到RFID加密固态硬盘SSD中的射频识别模块读写器RFID Reader的询问后,从射频识别标签RFID TAG中电可擦除存储器EEPROM中调出相应的加密密码,通过射频识别标签RFID TAG中的调制模块将该密码信息发出,RFID加密固态硬盘SSD中的射频识别模块读写器RFID Reader接收射频识别标签RFID TAG发出的密钥信息,经过解调由控制网络ControlNetwork送入闪存控制CPU,如果接收到的密钥与闪存控制器中内置的密钥相同,闪存固态硬盘将正常工作,否则将被锁死,RFID硬件加密/解密的启用和停用由一外部硬件开关控制或由软件设置,RFID加密密钥在制造时存入带RFID加密固态硬盘SSD的固件中,当RFID加密固态硬盘SSD中的密钥与RFID标签中存储的密钥经核对一致,RFID加密固态硬盘SSD进入正常工作状态,RFID加密固态硬盘SSD中的高级加密标准模块AES通过该密钥对数据的读写进行解密和加密运算,
第三步,当RFID加密固态硬盘SSD经过密钥检测进入正常工作状态后,RFID加密固态硬盘SSD由一有限状态机FSM控制,具体运行如下:
当操作系统对RFID加密固态硬盘SSD发出“读”高级指令后,有限状态机FSM由等待或休眠状态进入“读”状态,闪存中央处理单元CPU将“读”高级指令转换成对通道中闪存页面的存储单元的“读”指令,闪存中央处理单元CPU通过控制网络Control network对相应页面的来控制,计算机与闪存页面之间的数据“读”由高速直接存储器存取网络DMA Network并经串行高级技术附件SATA或通用串行总线USB实现,闪存控制模块可控制1到16通道闪存器件,16通道数据同时并行读取可增加数据的读取速度,每个通道可连接的闪存器件是1到32个,在页面读取模式下,数据从闪存存储器中读出并暂时存储在当地缓存器SRAM中,当所需要的数据从闪存存储器中读出后,由错码纠正ECC来纠正错码,由高级加密标准模块AES加密模块对数据进行解密,经过纠正错码和解密的数据通过高速直接存储器存取网络DMA Network读取,错码纠正ECC和高级加密标准模块AES的启用和停用都分别通过软件来设置,当错码纠正ECC和高级加密标准模块AES处理当前页面的同时,闪存存储器中下一页面的数据读取到另一当地缓存器SRAM中,当完成“读”命令后,有限状态机FSM进入“等待”状态;
当操作系统对RFID加密固态硬盘SSD发出“写”高级指令后,有限状态机FSM由等待或休眠状态进入“写”状态,闪存中央处理单元CPU将该高级指令转换成对通道中闪存页面的存储单元的“写”指令,闪存中央处理单元CPU通过控制网络Control network对相应页面的来控制,计算机与闪存页面之间的数据“写”由高速直接存储器存取网络DMA Network并经串行高级技术附件SATA或通用串行总线USB实现,闪存控制模块控制1到16通道闪存器件,16通道数据同时并行写入增加数据的写入速度,每个通道连接的闪存器件是1到32个,在页面写入模式下,数据通过高速数据网络总线DMA写入到当地缓存器SRAM中,当有足够的数据后,错码纠正ECC对数据提供错误保护,高级加密标准模块AES对数据进行加密,处理过的数据写入到闪存存储器中的一个或多个页面中,当错码纠正ECC和高级加密标准模块AES加密模块处理当前页面时,新的数据写到另一当地缓存器SRAM中,当完成“写”命令后,有限状态机FSM进入“等待”状态;
当操作系统对RFID加密固态硬盘SSD发出“删除”高级指令后,有限状态机FSM由等待或休眠状态进入“删除”状态,闪存中央处理单元CPU对整个页面进行“删除”,页面中的其它未删除数据将写入到其它页面,当完成“删除”命令后,有限状态机FSM进入“等待”状态。
附图中:DDR SDRAM为双倍速率同步动态随机存储器;DDRController为双倍速率同步动态随机存储器控制器;DDR Controller为双倍速率控制器;CPU为中央处理单元;DMA Network&ControlNetwork为直接存储器存取网络和控制网络;NAND Controller为闪存控制模块;NAND闪存芯片;NAND Controller为闪存控制模块;AES为高级加密标准模块;RFID Reader为射频识别模块读写器;SATA为串行高级技术附件;USB为串行总线;I2C为芯片间总线模块;DMA Interface为直接存储器存取界面;DMA Network为直接存储器存取网络;Register Control Interface为寄存器控制界面;Control Network为控制网络;AES Interface为高级加密标准模块界面;Main Control为主控制模块;Memory Buffering为存储器缓存;ECC为错码纠正;NAND Flash Interface为闪存界面。