CN103310169B - 一种保护sd卡数据的方法和保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护SD卡数据的方法和保护系统，其方法包括：A、采用加密算法对SD卡中的数据进行加密处理；B、设置加密数据的访问权限，将加密数据上传至云服务器，并根据所述加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储。本发明通过对加密数据设置访问权限，并将加密数据上传至云服务器，且在云服务器端根据加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储，使授权用户可以访问云服务器中的加密数据，实现了对SD卡的存储、传输、接收、备份全程加密功能，满足用户的操作习惯和实时需求，提高了用户的体验感受。

Description

一种保护SD卡数据的方法和保护系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种保护SD卡数据的方法和保护系统。

背景技术

笔记本电脑、平板电脑、智能手机等便携式移动终端已成为人们日常生活中必不可少的电子设备。随着信息化的发展，移动存储也随之蓬勃发展。SD卡作为个人信息最常用的存储方式，一场个人隐私的保卫战早已在移动存储领域打响。

目前，几乎每个品牌都会推出一款具备加密功能的移动终端，从软件加密到硬件加密，从外置设备加密到指纹加密，都无一不体现出厂商对数据安全的重视。

如申请号为201210319997.8的专利，包括主控芯片和NandFlash，主控芯片具有SDIO接口和Nand接口，Nand接口与NandFlash连接；还包括虚拟文件系统和加解密文件系统；SDIO接口用于连接智能手机、电脑等外部设备和SD卡主控芯片；Nand接口用来连接主控芯片和NandFlash存储区；NandFlash负责数据的存储；虚拟文件系统为外部设备与SD卡进行交互提供接口；加解密文件系统对写入或读取的数据进行加解密，使得写入的数据以密文的形式存储。

又如申请号为201080061118.5的专利，包括：在SD卡的存储区域中划分出管理信息区，并将所述管理信息区的访问属性设为隐藏属性；将剩余的存储区域划分为至少两个数据区；将其中至少一个数据区的访问属性设为只读属性；将其余数据区的访问属性设为完全访问属性，并将完全访问属性的数据区的大小作为所述SD卡的用户使用存储容量；将该SD卡的分区信息存储在所述管理信息区。

但上述两个专利都存在各自的缺点，如申请号为201210319997.8的专利采用了硬件加密的方式对SD卡的数据加密，直接增加了硬件成本，而且采用的是通用的加密算法，容易被破解。而申请号为201080061118.5的专利通过分区存储的方式，实现完全隐身、只读、完全访问三个功能，采用的是通用的加密算法，容易被破解。

可见，上述两种加密方式均容易被破解，容易泄露个人私密信息和重要的商业机密，如果重要数据被被盗取或者丢失，将给用户带来巨大的损失，其信息安全性受得威胁。而且上述两种均没有云共享，使得机主不能随时授权或者解除其他用户在云端的访问，不能满足用户特定情况下的需求。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种保护SD卡数据的方法和保护系统，以解决现有技术SD卡的加密数据不能共享，以及不能设置访问权限的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种保护SD卡数据的方法，其包括：

A、采用加密算法对SD卡中的数据进行加密处理；

B、设置加密数据的访问权限，将加密数据上传至云服务器，并根据所述加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储。

所述的保护SD卡数据的方法中，所述步骤B还包括：根据加密数据的访问频率，调整所述加密数据的显示顺序。

所述的保护SD卡数据的方法中，云服务器的存储区包括公共存储区和私密存储区；所述的步骤B还包括：将私密存储区的各个数据的授权信息和访问权限信息发送给相应的授权用户。

所述的保护SD卡数据的方法中，在步骤B之后，所述的方法还包括：

C、在授权用户访问云服务器时，由授权用户终端向云服务器发送授权信息和访问权限信息；

D、云服务器验证所述授权信息和访问权限信息，在验证成功后向授权用户终端发送随机数；

E、授权用户终端发送所述随机数给云服务器进行身份验证，在身份验证成功后显示相应的加密数据。

所述的保护SD卡数据的方法中，在步骤B之前，所述的方法还包括：B1、验证用户身份后登录访问权限设置界面。

一种用于实现上述保护SD卡数据的方法的保护系统，其包括：

主机终端，与SD卡电连接，用于采用加密算法对SD卡中的数据进行加密处理，以及设置加密数据的访问权限，并将加密数据上传至云服务器；

云服务器，用于根据加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储。

所述的保护系统中，所述云服务器，还用于根据加密数据的访问频率，调整所述加密数据的显示顺序。

所述的保护系统中，所述云服务器包括公共存储区和私密存储区；所述主机终端还用于将私密存储区的各个数据的授权信息和访问权限信息发送给相应的授权用户。

所述的保护系统，还包括：

授权用户终端，用于在授权用户访问云服务器时，向云服务器发送授权信息和访问权限信息；以及在收到云服务器发送的随机数后，向云服务器返回所述随机数；

所述云服务器，还用于验证所述授权信息和访问权限信息，在验证成功后向授权用户终端发送随机数；以及在收到授权用户终端发送的随机数后进行身份验证，在身份验证成功后显示相应的加密数据。

所述的保护系统中，所述主机终端还用于：验证用户身份后登录访问权限设置界面。

相较于现有技术，本发明提供的保护SD卡数据的方法和保护系统，通过对加密数据设置访问权限，并将加密数据上传至云服务器，且在云服务器端根据加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储，使授权用户可以访问云服务器中的加密数据，实现了对SD卡的存储、传输、接收、备份全程加密功能，满足用户的操作习惯和实时需求，提高了用户的体验感受。

附图说明

图1为本发明保护SD卡数据的方法的方法流程图。

图2为本发明在主机终端上设置加密权限的示意图。

图3为本发明在云服务器上设置加密权限的示意图。

图4为本发明SD卡数据保护系统的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种保护SD卡数据的方法和保护系统，将需要加密的数据通过专用的IDEA加密算法写到SD卡中，同时将SD卡数据上传到云服务器中，其上传的数据为加密原始形态，解密的密钥为用户所持有。如果SD卡脱离机主终端后，所有的文件均会自动加密保存。当把SD卡放在电脑上读取时，SD卡不能被访问，资料自动隐藏或者成虚拟文件夹的形式存在，此时需要通过主机终端解除密钥鉴权唤醒SD卡的功能，才能访问SD卡存储的数据内容。

而且本发明通过主机终端设置访问共享数据的权限，在云服务器上建立一个不同权限的虚拟数据共享区，根据SD卡数据的访问权限来供其它授权用户终端共享，这样使得用户可以根据具体数据的访问权限来对SD卡进行数据共享。同样地，可以通过机主终端解密密钥权限设置，从而可以随时解除其它用户终端对虚拟数据共享区的访问权限，实现了对SD卡的存储、传输、接收、备份全程加密的功能，保证用户私密数据的安全性、方便性，从而提高用户的使用体验。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的保护SD卡数据的方法包括：

S100、采用加密算法对SD卡中的数据进行加密处理；

S200、设置加密数据的访问权限，将加密数据上传至云服务器，并根据所述加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储。

在步骤S100中，SD卡中的数据采用IDEA（International Data Encryption Algorithm，国际数据加密算法）加密算法用128bit的密钥，将数据以64bit的明文分组进行连续加密处理。

在私密的模式下，通过IDEA加密算法用128bit的密钥对64bit的明文分组进行连续加密，在加密时通过8轮重复运算，每轮运算分为变换运算和位运算，使得明文分组在8轮加密后，形成真正的密文。64bit的明文分组时在每一轮中都被分为4份，每份16bits作为一单元进行处理，并且每一轮中有6个不同的子密钥参与作用，通过此方法加密的数据不易被破解，确保了数据的安全性。

在对数据做加密存储时需调用API（Application Program Interface，应用程序接口）接口指令，先调用加密应用程序把数据加密后回传上层应用，上层应用再调用存储应用程序保存数据实现透明加解密。当SD卡脱离的主机终端后，所有的数据均会自动按照所述IDEA算法加密保存。当把SD卡放在电脑上读取时，SD卡不能被访问，资料自动隐藏或者成虚拟文件夹的形式存在，此时需要通过主机终端解除密钥鉴权唤醒SD卡功能，才能访问SD卡内容。

在存储时，主机终端根据用户数据的访问频率自动对SD卡中的数据进行分层调整，重新布局数据分层，如，使访问频率高的数据处于最高端，使访问频率低的数据处于低端，从而可以大大提高访问速度。

在步骤S200中，在将加密数据上传至云服务器中后，云服务器也可根据用户数据的访问频率自动对加密数据进行分层调整，使访问频率高的数据处于最高端，使访问频率低的数据处于低端，从而可以大大提高有访问权限用户的访问速度。

在设置加密数据的访问权限时，在主机终端上需要验证用户身份后登录访问权限设置界面，以防其它人通过主机终端设置加密数据的权限。如图2所示，以主机终端为智能手机为例，在私密模式下，通过手机界面输入PIN码、电子身份令牌或者数字签名认证对SD数据访问。在本机用户登陆后，通过选项按钮即可设置SD卡自身的访问权限和云服务器的访问权限。

其中，SD卡包括公共存储区和私密存储区，在设置SD卡的每个存储区访问权限时均包括：任何人禁止访问、任何人允许访问、时间设置三个选项，在时间设置选项选取时，表示用户可以根据设置时间来设置其他人访问SD卡的时间限制。如图2中的任何人禁止访问和时间设置两个选项被勾选时，并且设置时间为2013-01-01到2013-05-06，表示在时间2013-01-01到2013-05-06期间里，任何人不能访问SD卡的公共区或者私密区数据内容。

在步骤S200中，在云服务器中进行分区存储的存储区实际是在云服务器上建立一个不同权限的虚拟数据共享区，其包括公共存储区和私密存储区。访问公共存储区时一般不需要授权信息和访问权限信息，授权信息包括云服务器链接地址、身份认证信息、电子身份令牌、数字签名等。

在访问私密存储区时需要输入密码才能访问，因此，在设置了私密存储区的密文数据的访问权限之后，主机终端即将私密存储区的各个数据的授权信息和访问权限信息发送给相应的授权用户，如果没有设置授权用户，譬如设置禁止任何人访问，则表示此密文数据为用户自己可访问的文件，用户自己访问时仍需要验证密码。

同样以智能手机为例，当加密数据上传至云服务器上后，在设置访问权限时，可以将加密文件设置为禁止任何人访问、允许任何人访问、访问时间设置、联系人。在选定某些用户可以访问时，在设置时直接选择联系人，然后通过通讯录进行设置即可，方便了用户的操作。当然，本实施例也可解除其它用户终端访问虚拟数据共享区的权限，这样保证了SD卡内容的保密性、方便性、安全性等。

在登录本机后需要设置云服务器上的访问权限时，如图3所示，譬如，将一个加密文件设置为允许李总访问的权限，在数据上传至云服务器后选择存储在私密存储区的数据，然后通过私密存储区的设置，选择联系人，然后在领导联系人组中选择李总，并设置授权等级（如选择的等级），在保存后手机便询问用户：“此权限已设置，您已选中李总联系人，是否授予访问云端数据共享权限”，在确认后，即可向李总发送授权信息和访问权限信息。

并且在步骤S200之后，所述的方法还包括：

S300、在授权用户访问云服务器时，由授权用户终端向云服务器发送授权信息和访问权限信息。

S400、云服务器验证所述授权信息和访问权限信息，在验证成功后向授权用户终端发送随机数。

S500、授权用户终端发送所述随机数给云服务器进行身份验证，在身份验证成功后显示相应的加密数据。

本实施例中，授权用户终端需通过链接地址与云服务器建立连接，并由授权用户终端向云服务器发送授权信息和访问权限信息给云服务器验证。云服务器查找虚拟数据共享区中该用户的访问权限，并进行验证，在验证成功后，产生一随机数，并将该随机数发送给授权用户终端，在授权用户终端上输入该随机数并发送给云服务器验证，由云服务器判断是否是之前发送的随机数相同，若相同则显示该授权用户终端对应权限的加密数据；否则，通知授权用户终端验证码错误需要重新发送随机数。在三次验证随机数错误时，云服务器断开与授权用户终端的连接，并拒绝该授权用户终端访问。

同样以李总为授权用户为例，李总可以通过手机（即授权终端）打开主机终端发送的授权短信，通过短信中云服务器的链接地址与云服务器建立连接，然后向云服务器发送身份认证信息和授权权限信息；云服务器收到身份认证信息和授权权限信息后，查找该用户的相关信息包括手机号、身份认证信息和授权权限，并进行验证，在验证成功后产生一个随机数，并发送给李总的手机号；李总收到包含有个随机数的信息后，输入这个随机数发送给云服务器进行验证，在验证成功后，根据访问权限显示相应的数据给李总。

当然，在其它实施例中，在访问云服务器时，也可以通过发送数字签名给云服务器验证。在云服务器收到用户输入数字签名时，由软件顶层将消息摘要函数和数字签名一起发送给软件底层，生成一签名值，然后将该签名值与原文进行对比验证签名值，在验证成功后，即显示用户访问的数据。

进一步的，所述步骤S200还包括：对SD卡和云服务器的私密存储空间进行设置，且私密存储空间小于相应SD卡和云服务器的存储空间。如存储空间为2GB的SD卡，可设置私密存储空间为1GB，预留一定的空间供用户存储其它安全性要求低的数据，如参加培训的课件等，避免读取这些文件时需要输入密码，造成操作繁琐，从而提高用户体验。

基于上述的保护SD卡数据的方法，本发明还相应提供一种SD卡数据保护系统，如图4所示，其包括主机终端110和云服务器120。

所述主机终端110，与SD卡电连接，用于采用加密算法对SD卡中的数据进行加密处理，以及设置加密数据的访问权限，并将加密数据上传至云服务器120，并在云服务器120上建立虚拟数据共享区。在设置访问权限时，还需要通过主机终端验证用户身份后登录访问权限设置界面，才能设置访问权限。

所述云服务器120，用于根据加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储。该云服务器120根据数据的访问权限对主机终端110上传的数据进行分类处理，同时建立一个虚拟数据共享区，使其它用户终端可以通过密钥协商（如由云服务器120发送随机数的方式）、数字签名或者电子令牌等方式进行身份认证，通过身份认证后用户可以根据具体的数据访问权限来访问加密数据。

为了提高访问速度，所述主机终端110，还用于根据加密数据的访问频率，调整SD卡的加密数据的显示顺序，将访问频率最高的显示在最顶端，访问频率最低的显示在最底端，以便于用户查找。所述云服务器120也用于根据加密数据的访问频率，调整所述加密数据的显示顺序。

本发明实施例中，在云服务器120上的存储区包括公共存储区和私密存储区，其访问权限可以由主机用户自行设置，一般公共存储区可以设置为所有访问用户可读，及允许读取的时间段，在私密存储区设置各个数据的访问权限，并根据用户设置将各个数据的授权信息和访问权限信息发送给相应的授权用户。

进一步的，本发明提供的保护系统还包括授权用户终端，授权用户终端包括公共用户终端和私密用户终端，如图4中的公开用户组和私密用户组长。所述授权用户终端用于在授权用户访问云服务器时，向云服务器发送授权信息和访问权限信息；以及在收到云服务器发送的随机数后，向云服务器返回所述随机数；

所述云服务器120还用于授权用户访问云服务器120时验证授权用户终端发送的授权信息和访问权限信息，在验证成功后向授权用户终端发送随机数，之后，在收到授权用户终端发送的随机数进行身份验证，在身份验证成功后显示相应的加密数据。

本发明实施例中，所述主机终端110包括：依次连接的加密通信模块111、权限设置模块112和身份认证模块113。加密通信模块111用于采用IDEA加密算对SD卡中的数据进行加密形成密文。权限设置模块112用于设置SD卡自身的访问权限和云服务器120共享数据的访问权限。身份认证模块113用于访问SD卡时进行身份验证，在身份验证成功后，根据访问权限显示加密数据。

所述主机终端110还包括：发送模块114连接权限设置模块112，用于将授权信息和访问权限信息以短信的方式发送给相应的授权用户。

综上所述，本发明通过对加密数据设置访问权限，并将加密数据上传至云服务器，且在云服务器端根据加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储，使授权用户可以访问云服务器中的加密数据，实现了对SD卡的存储、传输、接收、备份全程加密功能，满足用户的操作习惯和实时需求，提高了用户的体验感受。同样地，用户可以通过在主机终端解密的密钥权限设置，可以随时解除其它用户终端访问虚拟数据共享区的权限。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种保护SD卡数据的方法，其特征在于，包括：

A、采用加密算法对SD卡中的数据进行加密处理；SD卡中的数据采用IDEA加密算法，用128bit的密钥，将数据以64bit的明文分组进行连续加密处理；在私密的模式下，通过IDEA加密算法用128bit的密钥对64bit的明文分组进行连续加密，在加密时通过8轮重复运算，每轮运算分为变换运算和位运算，使得明文分组在8轮加密后，形成真正的密文；64bit的明文分组时在每一轮中都被分为4份，每份16bits作为一单元进行处理，并且每一轮中有6个不同的子密钥参与作用；在对数据做加密存储时需调用API接口指令，先调用加密应用程序把数据加密后回传上层应用，上层应用再调用存储应用程序保存数据实现透明加解密；

B、设置加密数据的访问权限，将加密数据上传至云服务器，并根据所述加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储；云服务器的存储区包括公共存储区和私密存储区；所述的步骤B还包括：将私密存储区的各个数据的授权信息和访问权限信息发送给相应的授权用户；

当SD卡脱离的主机终端后，所有的数据均会自动按照所述加密算法加密保存；当把SD卡放在电脑上读取时，SD卡不能被访问，资料自动隐藏或者成虚拟文件夹的形式存在，需要通过主机终端解除密钥鉴权唤醒SD卡功能，才能访问SD卡内容。

2.根据权利要求1所述的保护SD卡数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：根据加密数据的访问频率，调整所述加密数据的显示顺序。

3.根据权利要求1所述的保护SD卡数据的方法，其特征在于，在步骤B之后，所述的方法还包括：

C、在授权用户访问云服务器时，由授权用户终端向云服务器发送授权信息和访问权限信息；

D、云服务器验证所述授权信息和访问权限信息，在验证成功后向授权用户终端发送随机数；

E、授权用户终端发送所述随机数给云服务器进行身份验证，在身份验证成功后显示相应的加密数据。

4.根据权利要求1所述的保护SD卡数据的方法，其特征在于，在步骤B之前，所述的方法还包括：B1、验证用户身份后登录访问权限设置界面。

5.一种用于实现如权利要求1所述保护SD卡数据的方法的保护系统，其特征在于，包括：

主机终端，与SD卡电连接，用于采用加密算法对SD卡中的数据进行加密处理，以及设置加密数据的访问权限，并将加密数据上传至云服务器；当SD卡脱离的主机终端后，所有的数据均会自动按照所述加密算法加密保存；当把SD卡放在电脑上读取时，SD卡不能被访问，资料自动隐藏或者成虚拟文件夹的形式存在，需要通过主机终端解除密钥鉴权唤醒SD卡功能，才能访问SD卡内容；

云服务器，用于根据加密数据的访问权限，对加密数据进行分区存储；所述云服务器包括公共存储区和私密存储区；所述主机终端还用于将私密存储区的各个数据的授权信息和访问权限信息发送给相应的授权用户。

6.根据权利要求5所述的保护系统，其特征在于，所述云服务器，还用于根据加密数据的访问频率，调整所述加密数据的显示顺序。

7.根据权利要求5所述的保护系统，其特征在于，还包括：

授权用户终端，用于在授权用户访问云服务器时，向云服务器发送授权信息和访问权限信息；以及在收到云服务器发送的随机数后，向云服务器返回所述随机数；

所述云服务器，还用于验证所述授权信息和访问权限信息，在验证成功后向授权用户终端发送随机数；以及在收到授权用户终端发送的随机数后进行身份验证，在身份验证成功后显示相应的加密数据。

8.根据权利要求5所述的保护系统，其特征在于，所述主机终端还用于：验证用户身份后登录访问权限设置界面。