CN101908361B

CN101908361B - 一种u盘私有信息隐藏方法

Info

Publication number: CN101908361B
Application number: CN2010102839925A
Authority: CN
Inventors: 吴震东
Original assignee: Hangzhou Electronic Science and Technology University
Current assignee: Hangzhou Dianzi University; Hangzhou Electronic Science and Technology University
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: CN101908361A

Abstract

本发明公开了U盘私有信息隐藏方法，包括文件隐藏方法、隐藏文件读取方法，文件隐藏方法按如下步骤：第一，构造隐藏文件信息头；第二，加密及填0操作；第三，定位隐藏文件插入位置；第四，将待隐藏文件及文件信息头存入第三步确定的文件插入位置，完成隐藏；隐藏文件读取方法按如下步骤：第一步，获取U盘隐藏文件解密密钥；第二步，定位磁盘文件空闲区，按逻辑地址从高到低遍历隐藏文件信息头，确定需读取的隐藏文件；第三步，依据隐藏文件头信息，读取隐藏文件。本发明的技术方案可以在普通U盘中隐藏用户私秘文件，只有用户本人才能获取隐藏文件。

Description

一种U盘私有信息隐藏方法

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，具体涉及一种基于现有主流(如NTFS、FAT32)文件系统存储特性的U盘私有信息隐藏方法。

背景技术

目前，U盘是个人私有信息携带的主要存储器之一，广泛应用于人们的日常数据交换过程中，具有携带方便的优点。但是，在其使用过程中，经常会接触非安全电脑，使用者当然希望U盘中的私秘信息能得到较好的保护，避免被他人电脑窃取。目前保护U盘私有信息的方法主要有如下几种：

(1)U盘加密：对待保护信息进行加密，可以采用硬件加密，也可以采用软件加密。加密后信息以文件的方式存储于U盘中，用户可以通过操作系统资源管理器直接查看到显示的文件信息。但，该方法无法防范非法用户对文件的删除或篡改操作。

(2)改变U盘硬件结构，增加控制芯片，为U盘划出普通分区与隐藏分区，需保护的私有信息存放在隐藏分区中。此方法的主要缺点在于增加了U盘的使用成本，不通用，无法在普通U盘中使用该方法。

(3)将待隐藏信息嵌入到U盘中的一个或若干个文件中。此种方法隐藏后的宿主文件可以通过操作系统资源管理器直接查看，非法用户可以通过删除、修改宿主文件，从而删除、破坏被隐藏的私有信息。

(4)通过NTFS、FAT32文件系统结构隐藏文件，如中国专利号ZL03118546.0公开了基于NTFS磁盘文件系统结构的文件隐藏方法；中国专利号ZL03118544.4公开了基于FAT32磁盘文件系统结构的文件隐藏方法；2009年6月24日公开的中国专利申请CN101464900A公开了NTFS文件系统下轻量级文件隐藏方法。上述专利技术方案虽各有其优点，但此类隐藏方法均需改动磁盘文件目录结构信息，并在目录结构中残留信息，因此容易被文件结构扫描工具检测到，个人私秘信息存在被窃取或泄漏的可能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种U盘私有信息隐藏方法，该方法无需改变硬件结构，隐藏方式灵活，且不改动磁盘文件目录结构信息，操作系统资源管理器无法查看到任何隐藏文件信息，其隐蔽性较好。

为达到上述技术目的，本发明采取以下技术方案：

本发明U盘私有信息隐藏方法包括文件隐藏方法、隐藏文件读取方法，文件隐藏方法利用了现有主流文件系统(如NTFS、FAT32)的存储特性：将磁盘组织为一个逻辑线性的存储空间，将存储空间分为两大部分，一部分存储磁盘文件的各类控制信息(本专利申请中称为控制信息区)，另一部分存储系统及用户的磁盘文件(本专利申请中称为磁盘文件区)，控制信息中包含了磁盘文件区的所有存储空间被占用与空闲的情况，文件系统(如NTFS、FAT32)对空闲存储空间的使用依据逻辑线性地址从低到高的次序进行。

文件隐藏方法按如下步骤：

第一步，获取待隐藏文件的信息，包括文件名、文件大小、信息头忙闲标志、指向下一个文件信息头的指针(称为遍历指针)、文件HASH值(如MD5值)、最近一次修改时间、CRC校验值等信息，构造文件信息头；

第二步，对待隐藏的文件及文件信息头进行加密及填0操作，填0操作是指将文件的边界与密钥长度的整数倍对齐，不足之处用0补足；

第三步，根据磁盘文件控制信息从高到低搜索磁盘文件空闲区，定位隐藏文件插入位置；所述定位隐藏文件插入位置按如下步骤：搜索通过隐藏文件信息头中的遍历指针，遍历隐藏文件信息头；如果遍历过程搜索到空闲文件信息头，且与下一个文件信息头之间的距离大于待插入的隐藏文件大小，则确定该文件信息头为隐藏文件插入位置；或者遍历过程停留在文件信息头链表的末尾-空文件信息头，如果该末尾位置与磁盘空闲区起始位置之差大于待插入的隐藏文件大小，则末尾的空文件信息头即为隐藏文件插入位置；否则返回磁盘已满信息，不能插入文件；

第四步，用操作系统磁盘直接读写函数将待隐藏文件及文件信息头存入第三步确定的文件插入位置，完成隐藏；

第五步为可选步骤，若U盘为NTFS文件系统，定位$BITMAP文件位置，将$BITMAP文件中隐藏文件插入位置对应的bit位置为1；若U盘为FAT32文件系统，定位FAT32表的位置，将FAT32表中隐藏文件插入位置对应的簇链置为0xfffffff7；

第六步为可选步骤，若待隐藏文件为本U盘文件，则删除待隐藏文件。(注：待隐藏文件经过以上4步或5步隐藏处理后会出现2份文件，一份是隐藏好的文件，另一份是未隐藏的原文件，若原文件存储于U盘，则将原文件删除。)

隐藏文件读取方法按如下步骤：

第一步，获取U盘隐藏文件解密密钥，可以由用户通过软件输入，也可以通过数据库等途径导入，解密密钥用以对隐藏文件信息头及隐藏文件本身进行解密操作；

第二步，定位磁盘文件空闲区，按逻辑地址从高到低遍历隐藏文件信息头，确定需读取的隐藏文件；

第三步，依据隐藏文件头信息，读取隐藏文件。

本发明还可以包括隐藏文件删除方法，其按如下步骤：

第一步，获取U盘隐藏文件解密密钥及需删除的隐藏文件头信息；

第二步，定位磁盘文件空闲区，按逻辑地址从高到低遍历隐藏文件信息头，确定需删除的隐藏文件；

第三步，修改隐藏文件头信息，占用比特置为空闲，将隐藏文件内容进行粉碎操作，完成隐藏文件删除动作。

本发明的技术方案可以在U盘中隐藏用户私秘文件，只有用户本人(握有密钥的人)才能获取隐藏文件。隐藏后无宿主文件，且无文件目录结构的改动，隐蔽性好，可靠性高。

本发明U盘私有信息隐藏方法对现有的通用U盘都适用，无需添加硬件，使用灵活方便。

附图说明

图1为本发明U盘私有信息隐藏方法的隐藏文件流程图。

图2为文件链构造与遍历说明图。

图3为隐藏文件删除说明图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

U盘私有信息隐藏方法包括文件隐藏方法、隐藏文件读取方法，下面以NTFS及FAT32文件系统为例对本发明予以详细说明。NTFS及FAT32文件系统存储数据有一特性，将数据按磁盘逻辑地址从低到高的顺序存储在磁盘文件区中，这使得U盘在实际使用时高地址空间经常处于空闲状态。通过合理地构造隐藏文件信息头将文件链接成一个文件链，存放于U盘从高到低的空闲磁盘文件区中，保持磁盘文件目录的结构不变，可以起到在U盘中隐藏文件的目的。

文件隐藏方法利用了现有NTFS、FAT32文件系统的存储特性。文件隐藏方法流程如图1所示，文件隐藏方法的第一步需要构造文件信息头，其大小可由用户自行决定，建议值为64字节、128字节、256字节，文件信息头中包含以下信息：文件名、文件大小、信息头忙闲标志、指向下一个文件信息头的指针(称为遍历指针)、文件HASH值(如MD5值)、最近一次修改时间、CRC校验值，其它信息可由用户根据需要自行扩展。

文件隐藏方法的第二步将文件信息头空余部分填0，并对文件信息头和文件进行加密。加密方法由用户自行决定，如AES加密、3DES加密等，AES、3DES等均为本技术领域内的通用加密方法，不再详述，用户保留解密密钥，要求加密过程不改变文件和文件信息头大小。

文件隐藏方法第三步定位隐藏文件插入位置，参考图2，从磁盘文件区的最高逻辑地址开始，向低地址搜索可隐藏空间。搜索通过隐藏文件信息头中的遍历指针，遍历隐藏文件信息头。如果遍历过程搜索到空闲文件信息头，且与下一个文件信息头之间的距离大于待插入的隐藏文件大小，则确定该文件信息头为隐藏文件插入位置；或者遍历过程停留在文件信息头链表的末尾-空文件信息头，如果该位置与磁盘空闲区起始位置之差大于待插入的隐藏文件大小，则末尾的空文件信息头即为文件插入位置；否则返回磁盘已满信息，不能插入文件。

文件隐藏方法第四步将隐藏文件信息头及隐藏文件写入第三步确定的插入位置，调整当前文件信息头的遍历指针数值，调整下一个文件信息头的相关数据，完成隐藏，如图2所示。

文件隐藏方法的第五步为可选步骤：若U盘为NTFS文件系统，定位$BITMAP文件位置，将$BITMAP文件中隐藏文件插入位置对应的bit位置为1；若U盘为FAT32文件系统，定位FAT32表的位置，将FAT32表中隐藏文件插入位置对应的簇链置为0xfffffff7。

选择执行第五步骤，用户在隐藏文件的同时在磁盘控制信息区的$Bitmap或FAT32表中作了部分修改，不会影响到NTFS、FAT32文件系统的正常运行。修改的作用是使NTFS、FAT32文件系统在分配空闲磁盘空间时不再将隐藏文件的磁盘空间作为空闲空间予以分配，这保证了隐藏文件在用户任意的文件拷贝、删除操作下，不会被覆盖。

若不执行该步骤，用户在隐藏文件的同时不改变磁盘控制信息区的任何信息，隐蔽性强于选择执行该步骤。但用户在使用时需要自行保证U盘的空闲磁盘空间大于隐藏文件所耗费的磁盘空间，即不能向U盘中存入过量的文件，以致于覆盖隐藏文件的存储区域。

文件隐藏方法的第六步也是可选步骤：若待隐藏文件为本U盘文件，则删除待隐藏文件。

隐藏文件读取方法按如下步骤：

第三步，依据隐藏文件头信息，读取隐藏文件。

本发明可以在U盘中隐藏用户私秘文件，只有用户本人(握有密钥的人)才能获取隐藏文件。隐藏后无宿主文件，且无文件目录结构的改动，隐蔽性好，可靠性高。

在前述实施例的基础上，本发明U盘私有信息隐藏方法还可以包括隐藏文件删除方法，参看图3，其按如下步骤：

第一步，获取U盘隐藏文件解密密钥；U盘隐藏文件解密密钥由用户通过记忆、数据库、U盾等方式自行保管，并通过隐藏文件读写程序输入接口输入解密密钥，完成后续操作；

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的保护范围。

Claims

1.U盘私有信息隐藏方法，包括文件隐藏方法、隐藏文件读取方法，其特征在于：所述的文件隐藏方法按如下步骤：

第一步，获取待隐藏文件的信息，构造文件信息头；

第三步，根据磁盘文件控制信息从高到低搜索磁盘文件空闲区，定位隐藏文件插入位置；所述定位隐藏文件插入位置按如下步骤：搜索通过隐藏文件信息头中的遍历指针，遍历隐藏文件信息头；如果遍历过程搜索到空闲文件信息头，且与下一个文件信息头之间的距离大于待插入的隐藏文件大小，则确定该文件信息头为隐藏文件插入位置；或者遍历过程停留在文件信息头链表的末尾，如果该末尾位置与磁盘空闲区起始位置之差大于待插入的隐藏文件大小，则末尾的空文件信息头即为隐藏文件插入位置；否则返回磁盘已满信息，不能插入文件；

所述隐藏文件读取方法按如下步骤：

第一步，获取U盘隐藏文件解密密钥，解密密钥用以对隐藏文件信息头及隐藏文件本身进行解密操作；

第三步，依据隐藏文件头信息，读取隐藏文件。

2.根据权利要求1所述的U盘私有信息隐藏方法，其特征是还包括隐藏文件删除方法，按如下步骤：

3.根据权利要求1所述的U盘私有信息隐藏方法，其特征在于：所述文件隐藏方法的第四步之后增加一步骤即第五步：若U盘为NTFS文件系统，定位$BITMAP文件位置，将$BITMAP文件中隐藏文件插入位置对应的bit位置为1；若U盘为FAT32文件系统，定位FAT32表的位置，将FAT32表中隐藏文件插入位置对应的簇链置为0xfffffff7。

4.根据权利要求3所述的U盘私有信息隐藏方法，其特征在于：第五步之后，若待隐藏文件为本U盘文件，则删除待隐藏文件。

5.根据权利要求1所述的U盘私有信息隐藏方法，其特征在于：第四步之后，若待隐藏文件为本U盘文件，则删除待隐藏文件。

6.根据权利要求1所述的U盘私有信息隐藏方法，其特征在于：文件隐藏方法的第一步中：隐藏文件的信息包括文件名、文件大小、信息头忙闲标志、指向下一个文件信息头的指针、文件HASH值、最近一次修改时间、CRC校验值。

7.根据权利要求1所述的U盘私有信息隐藏方法，其特征在于：隐藏文件读取方法第一步中：U盘隐藏文件解密密钥由用户通过软件输入或者通过数据库导入。