CN107358119A - 嵌入式系统上的安全文件系统实现方法 - Google Patents

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CN107358119A
CN107358119A CN201710546728.8A CN201710546728A CN107358119A CN 107358119 A CN107358119 A CN 107358119A CN 201710546728 A CN201710546728 A CN 201710546728A CN 107358119 A CN107358119 A CN 107358119A
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CN
China
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cryptographic
hmac
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林小平
白慧生
杨磊
王国庆
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Chengdu Win Technology Co Ltd
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Chengdu Win Technology Co Ltd
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules
    • G06F21/6218—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules to a system of files or objects, e.g. local or distributed file system or database

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Abstract

本发明公开了一种嵌入式系统上的安全文件系统实现方法，所述实现方法包括以下步骤：将文件系统在存储介质上划分为若干个加密块，每个加密块包含16*n字节+16字节的hmac，其中n大于等于1；运行过程中，以加密块为最小加解密单元，当需要读对应加密块数据的时候，先校验这个加密块的hmac，如果正确再对整个加密块解密，然后将解密后的数据返回给app；当需要写数据的时候，先将整个数据块解密，然后用新数据覆盖旧数据，再加密数据并运算出hmac，最后将加密块写入到存储介质。通过本发明的实施，如果数据被篡改，hmac会异样，app可以感知到。当第三方试图直接读取存储介质中的数据，会发现全部是加密数据，不能获取到有用信息。

Description

嵌入式系统上的安全文件系统实现方法
技术领域
本发明涉及嵌入式系统上的文件系统数据保护技术领域，具体涉及一种嵌入式系统上的安全文件系统实现方法。
背景技术
随着物联网的发展，智能节点越来越多，同时也暴露出了越来越多的数据泄露问题。数据大都布置于文件系统中，不安全的文件系统无疑更容易泄露数据。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种嵌入式系统上的安全文件系统实现方法。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种嵌入式系统上的安全文件系统实现方法，文件系统在存储介质上包括4个不同区域：元数据区、位图区、文件id区以及数据区；所述元数据区记录块大小、数据区大小、文件id区大小、整个文件系统存储大小；所述位图区中每个bit映射一个数据块，所述数据块的大小为2的n次方字节，n大于等于2，根据应用场景动态调整；所述件id区为文件id记录区；所述数据区为以块为最小存储单位来保存数据的区域；所述实现方法包括以下步骤：
将文件系统在存储介质上划分为若干个加密块，每个加密块包含16*n字节+16字节的hmac，其中n大于等于1；
运行过程中，以加密块为最小加解密单元，当需要读对应加密块数据的时候，先校验这个加密块的hmac，如果正确再对整个加密块解密，然后将解密后的数据返回给app；
当需要写数据的时候，先将整个数据块解密，然后用新数据覆盖旧数据，再加密数据并运算出hmac，最后将加密块写入到存储介质。
更进一步的技术方案是通过初始创建文件系统的时候配置：元数据区、文件id区、数据区三个参数来配置文件系统。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果之一是：
1、如果数据被篡改，hmac会异样，app可以感知到。
2、当第三方试图直接读取存储介质中的数据，会发现全部是加密数据，不能获取到有用信息。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。
根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种嵌入式系统上的安全文件系统实现方法，文件系统在存储介质上包括4个部分：
1、元数据区：记录了块大小、数据区大小、文件id区大小、整个文件系统存储大小
2、位图区：每个bit映射了一个数据块，可以是4字节、8字节、16字节...2的n次方，根据应用场景动态调整。此字段不保存flash，当创建文件系统或加载文件系统的时候，根据文件id动态生成。
3、文件id区：文件id记录区。
4、数据区：以块为最小存储单位来保存数据的区域。
通过初始创建文件系统的时候配置：元数据区、文件id区、数据区这三个参数来配置文件系统。比如：配置元数据区为16字节、文件id区16字节、数据区64字节、就创建了一个96字节的文件系统。
具体的，本实施例嵌入式系统上的安全文件系统实现方法包括以下步骤：
将文件系统在存储介质上划分为若干个加密块(可称之为加密block)，每个加密块包含16*n字节+16字节的hmac，其中n大于等于1。
运行过程中，以加密块为最小加解密单元，当需要读对应加密块数据的时候，先校验这个加密块的hmac，如果正确再对整个加密块解密，然后将解密后的数据返回给app；当需要写数据的时候，先将整个数据块解密，然后用新数据覆盖旧数据，再加密数据并运算出hmac，最后将加密块写入到存储介质。
附专有名词解释：
元数据：用于保存文件系统信息的数据。
位图：通过用1bit映射一个块，来达到管理数据的目的。
数据块：通常是2的n次幂个字节，存储数据的最小单位。
加密块：通常是16的整数倍字节，加密数据的最小单位。
通过本实施例的实施，如果数据被篡改，hmac会异样，app可以感知到；当第三方试图直接读取存储介质中的数据，会发现全部是加密数据，不能获取到有用信息。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (2)

1.一种嵌入式系统上的安全文件系统实现方法，文件系统在存储介质上包括4个不同区域：元数据区、位图区、文件id区以及数据区；所述元数据区记录块大小、数据区大小、文件id区大小、整个文件系统存储大小；所述位图区中每个bit映射一个数据块，所述数据块的大小为2的n次方字节，n大于等于2，根据应用场景动态调整；所述件id区为文件id记录区；所述数据区为以块为最小存储单位来保存数据的区域；其特征在于：所述实现方法包括以下步骤：
将文件系统在存储介质上划分为若干个加密块，每个加密块包含16*n字节+16字节的hmac，其中n大于等于1；
运行过程中，以加密块为最小加解密单元，当需要读对应加密块数据的时候，先校验这个加密块的hmac，如果正确再对整个加密块解密，然后将解密后的数据返回给app；
当需要写数据的时候，先将整个数据块解密，然后用新数据覆盖旧数据，再加密数据并运算出hmac，最后将加密块写入到存储介质。
2.根据权利要求1所述的嵌入式系统上的安全文件系统实现方法，其特征在于通过初始创建文件系统的时候配置：元数据区、文件id区、数据区三个参数来配置文件系统。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Bai Huisheng

Inventor after: Yang Lei

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Inventor before: Bai Huisheng

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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