CN102073808B - 一种通过sata接口加密存储的方法和加密卡 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过SATA接口加密存储的方法和加密卡。包括主控模块，加密模块，内存模块，flash模块和PCIE接口，还包括密钥管理模块，SATA协议处理模块，磁盘接口和主板接口。数据从SATA接口流入并在加密卡中加密。本发明实现的加密卡可以对经过SATA接口的信息在硬件层面进行加密存储，提高存储加密性能。

Description

一种通过SATA接口加密存储的方法和加密卡
技术领域
本发明涉及加密卡技术领域，具体涉及一种通过SATA接口加密存储的方法和加密卡。
背景技术
加密卡作为一种重要的密码设备，已经越来越广泛的应用在政府、金融、通信、国防等行业领域中。由于涉及敏感信息的保护和安全，采用加密卡对存储介质加密尤为重要，可以避免在硬盘丢失时重要或私有信息泄密。传统基于加密卡对存储介质的加密大多采用软件实现方式，尤其是针对新的存储接口，例如SATA、SCSI，还没有硬件实现方式，采用软件实现方式在性能表现上欠佳。在加密卡上对SATA等新型存储接口进行支持，将获得比软件实现方式更高的性能。
已有的加密卡在硬件层面对存储功能的支持较弱。例如，一种只提供IDE接口的加密卡，其实现原理是支持IDE接口，主机端的数据从加密卡的一个IDE进入，进行加密后，从另外一个IDE接口输出，写入到IDE磁盘，这种产品支持IDE接口，不支持PCI或PCIE接口，使加密卡只能用于存储加密，并且也不支持SATA、SCSI等新型存储接口。已有的加密卡，只支持PCI或PCIE接口，并不支持专门的存储接口，包括SATA、SCSI、RAID等高速接口，使加密卡只能用于传统的加密领域，例如提供密码服务，不能作为一个专门的、硬件上支持存储协议的设备使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过SATA接口加密存储的方法和加密卡。
一种通过SATA接口加密存储的方法，过程如下：
A、主机写操作，信息从主机SATA接口流向加密卡主板接口，然后流向主控模块；
B、主控模块根据配置策略，选择密钥管理模块提供的密钥，调用加密模块提供的算法，对数据进行加密；
C、主控模块把加密后的数据交由SATA协议处理模块封装成标准SATA数据包；
D、SATA数据包经由加密卡磁盘接口流向磁盘SATA接口，写入至磁盘中。
一种支持SATA接口的加密卡，包括主控模块，加密模块，内存模块，flash模块和PCIE接口，还包括密钥管理模块，SATA协议处理模块，磁盘接口和主板接口。
本发明的一种优选技术方案在于：主机的PCIE接口与加密卡的PCIE接口相连接；主机的SATA接口与加密卡的主板接口相连接；磁盘的SATA接口与加密卡的磁盘接口相连接。
本发明的另一优选技术方案在于：所述密钥管理模块，用来执行密钥生成、密钥保护、密钥销毁操作，完成密钥生命周期管理。
本发明的还一优选技术方案在于：所述主控模块与SATA协议处理模块、密钥管理模块、加密模块、内存模块、flash模块以及PCIE接口相连接。
本发明的又一优选技术方案在于：所述SATA协议处理模块集成在主控模块中，与磁盘接口及主板接口相连接。
本发明的又一优选技术方案在于：所述SATA协议处理模块实现方式包括硬件芯片方式或可编程逻辑电路。
本发明的又一优选技术方案在于：所述加密卡同时支持SATA接口和PCIE接口，同时启动时可以在操作系统级呈现为两个独立的存储设备。
本发明实现的加密卡可以对经过SATA接口的信息在硬件层面进行加密存储，提高存储加密性能。
附图说明
图1为带有PCIE接口的加密卡示意图。
图2为加密卡内加入SATA协议处理模块和密钥管理模块示意图。
图3为加密卡通过PCIE接口和SATA接口与主机、磁盘相连的示意图。
具体实施方案
下面结合附图和具体实施方式对本发明的方法进行说明。
为了简便，将现有加密卡原有的全部功能模块统称为加密功能模块210(图1和图2所示)。除此以外，再增加一个密钥管理模块220(图2所示)和一个SATA协议处理模块230(图2所示)，230模块包含一个磁盘接口231(如图2所示)，和一个主机接口232(如图2所示)。
主机240的PCIE接口241与加密卡的PCIE215接口相连。
主机240的SATA接口242与加密卡的主板接口232相连。
磁盘250的SATA接口与加密卡的磁盘接口231相连。
(一)对经过SATA接口的信息在硬件层面进行加密存储的流程：
1)经过主机通过写操作，信息从242流向232，然后流向主控模块214。
2)214根据配置策略，选择220提供的密钥，调用211提供的算法，对数据进行加密。
3)214把加密后的数据交给230封装成标准SATA数据包。
4)SATA数据包经由231，流向251，最终写入250
(二)通过PCIE接口向外提供独立的密码服务流程：
1)主机端发起密码算法服务(如数字签名)，请求信息经过241流向215，然后流向主控模块214。
2)214根据配置策略，调用211提供的算法，对数据进行处理。
3)214把处理后的数据返回给215，流向241。
4)最终主机端完成对密码服务的使用。
(三)通过SATA接口和PCIE接口同时支持两个独立存储设备：
1)对加密卡的SATA协议处理程序进行配置，把加密卡连接的磁盘空间分成两部分，分别映射给PCIE接口和SATA接口；其中，流经SATA接口的数据进行加密处理，流经PCIE接口的数据作为明文处理。
2)主机端在操作系统层实现SATA设备驱动，使操作系统能识别出一个SATA设备。
3)主机端在操作系统层针对PCIE接口实现块设备驱动(网络块设备)，是操作系统能识别出一个普通块设备。
4)主机发起写SATA设备的访问，其流程参见(一)；
5)主机发起写PCIE块设备的访问。数据经由241流向215，然后流向主控模块214。
6)主控模块把明文数据交给230，23封装成标准SATA数据包。
7)SATA数据包经由231，流向251，最终写入250分给PCIE接口对应范围内的存储区。

Claims (1)

1.一种通过SATA接口加密存储的方法，其特征在于：过程如下：
A、主机写操作，信息从主机SATA接口流向加密卡主板接口，然后流向主控模块；
B、主控模块根据配置策略，选择密钥管理模块提供的密钥，调用加密模块提供的算法，对数据进行加密；
C、主控模块把加密后的数据交由SATA协议处理模块封装成标准SATA数据包；
D、SATA数据包经由加密卡磁盘接口流向磁盘SATA接口，写入至磁盘中；
用于所述方法的SATA接口加密卡，包括主控模块，加密模块，内存模块，flash模块和PCIE接口，其特征在于：包括密钥管理模块，SATA协议处理模块，磁盘接口和主板接口；
主机的PCIE接口与加密卡的PCIE接口相连接；主机的SATA接口与加密卡的主板接口相连接；磁盘的SATA接口与加密卡的磁盘接口相连接；
所述密钥管理模块，用来执行密钥生成、密钥保护、密钥销毁操作，完成密钥生命周期管理；
所述主控模块与密钥管理模块、加密模块、内存模块、flash模块以及PCIE接口相连接；
所述SATA协议处理模块集成在主控模块中，与磁盘接口及主板接口相连接；
所述SATA协议处理模块实现方式包括硬件芯片方式或可编程逻辑电路；
所述加密卡同时支持SATA接口和PCIE接口，同时启动时可以在操作系统级呈现为两个独立的存储设备。
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