CN107563171A - 具有生物特征辨识模块的储存装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有生物特征辨识模块的储存装置，包括：集线模块、第一对外传输模块、生物特征辨识模块、控制模块及储存模块。集线模块具有一对外连接端口及多个对内连接端口。第一对外传输模块电性连接至对外连接端口。生物特征辨识模块电性连接至一对内连接端口。控制模块电性连接至另一对内连接端口，控制模块用于取得允许信号并据以产生存取信息，允许信号关联于一生物特征辨识信号及一生物特征对照信息。储存模块电性连接至控制模块，储存模块包括公共区域及私人区域。当控制模块取得允许信号后可存取私人区域。本发明还公开了一种使用具有生物特征辨识模块的储存装置登录操作系统的方法以及一种使用具有生物特征辨识模块的储存装置存取私人数据的方法。

Description

具有生物特征辨识模块的储存装置

技术领域

本发明关于一种储存装置，特别是关于一种具有集线模块并以生物特征辨识方式登录操作系统及存取私人数据的储存装置。

背景技术

闪存(Flash Memory)普遍被应用于U盘、记忆卡等储存装置，让使用者得以在电脑和其他数字产品之间互相交换数据。一般而言，闪存U盘的外接接口采用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口。从稳定性来看，闪存U盘因为没有机械读写装置，从而避免了移动式硬盘因为碰撞跌落导致储存数据毁损；就可携带性而言，闪存U盘体积小、重量轻，因此相当容易携带；此外，闪存U盘采用支持热拔插(Hot plugging)的USB接口，使用上无需额外安装其他的驱动程序，增加使用U盘的便利性。

而随着使用者资料安全意识的提升，对于个人数据的防护愈来愈受到重视。U盘作为具有极高便利性的数据储存媒介，早期对于U盘储存数据的防护通常是在U盘储存区域安装加密软件，要求使用者必须输入正确密码才能存取私人数据。然而，考虑到可能存在使用者忘记正确密码的情况，而且密码本身亦有人为外泄的可能，采用指纹这种独一无二的生物特征辨识方式取代私人数据存取密码的U盘便应运而生。另外，笔记本电脑上也常有通过指纹辨识登录操作系统的方式。然而，对于一般电脑台式电脑而言，使用者若希望体验到指纹登录操作系统的快捷性，往往需要通过第三方的USB插件(Dongle)，但这类型的USB插件通常仅具有单一功能，却又必须占用一个USB端口。若一USB装置具备以指纹辨识的方式登录操作系统的功能，同时又能以指纹辨识的方式存取同一USB装置中的私人数据，势必带给使用者良好的产品体验。

再从整合指纹辨识装置与闪存U盘的生产者角度来看，现今常见的设计架构是绑定指纹辨识模块与控制模块，而控制模块主要任务是存取闪存颗粒，一旦闪存颗粒的容量或是制程变动，运行于控制模块上的固件便需要适应性地调整。然而，修改固件可能导致原本整合好的指纹辨识模块其辨识效能下降；不仅如此，更因为控制芯片本身常需支持多个厂牌的闪存颗粒，控制模块固件的更新速度经常令整合制造厂感到缓不济急。

发明内容

有鉴于此，本发明整合登录电脑操作系统的硬件插件与指纹U盘，并且提供一个简便的安全防护机制用于账号登录和私密数据存取。同时考虑到储存装置制造厂商需要一个硬件置换容忍性高的储存装置架构，本发明提出一种具有生物特征辨识模块的储存装置以解决现有技术的问题。

依据本发明一实施例所叙述的一种具有生物特征辨识模块的储存装置，包括：集线模块、第一对外传输模块、生物特征辨识模块、控制模块以及储存模块。集线模块具有一对外连接端口及多个对内连接端口。第一对外传输模块电性连接至对外连接端口，且第一对外传输模块与集线模块具有相同传输接口。生物特征辨识模块电性连接至对内连接端口之中的一个，生物特征辨识模块用于执行生物特征辨识并产生一生物特征辨识信号。控制模块电性连接至对内连接端口之中未被占用的一个，控制模块用于取得允许信号并据以产生存取信息，允许信号关联于生物特征辨识信号及生物特征对照信息。储存模块电性连接至控制模块，储存模块主要分为公共区域及私人区域；当控制模块接收允许信号时，控制模块发送指向私人区域的存取信息至储存模块。

依据本发明一实施例所叙述的一种具有生物特征辨识模块的储存装置，其中所述的生物特征是指纹、脸部、语音、虹膜、静脉、签名及DNA中的一种或多种。

依据本发明另一实施例所叙述的一种具有生物特征辨识模块的储存装置，其中生物特征辨识模块的传输接口是串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)，且储存装置更包括一接口转换模块用以转换串行外设接口信号成为集线模块的传输接口信号。

依据本发明一实施例所叙述的一种具有生物特征辨识模块的储存装置，其中储存模块更包括一生物特征档案储存区域，生物特征对照信息储存于生物特征档案储存区域，且只有控制模块可存取生物特征档案储存区域。储存模块由NAND闪存、V-NAND闪存或NOR闪存其中一个或多个所组成。

依据本发明另一实施例所叙述的一种具有生物特征辨识模块的储存装置，其中更包括第二对外传输模块，第二对外传输模块具有至少两个传输接口，其中之一传输接口电性连接对内连接端口之中未被占用的一个，且此传输接口与集线模块具有相同传输接口。

依据本发明一实施例所叙述的一种具有生物特征辨识模块的储存装置，其中所述的传输接口是通用串行总线传输接口。

依据本发明一实施例所叙述的一种使用具有生物特征辨识模块的一储存装置登录操作系统的方法，适用于已安装一操作系统及一指定软件的一电脑，所述的方法包括：以储存装置连接至电脑；在操作系统指示开始登录时，操作系统的一侦测程序检查储存装置是否连接至电脑，且当储存装置确实连接电脑时，以指定软件向储存装置要求一生物特征辨识信号及一生物特征对照信息；以及以指定软件呼叫操作系统执行一生物特征比对程序，当生物特征辨识信号及生物特征对照信息相同时，操作系统执行一登录程序；当生物特征辨识信号及生物特征对照信息不同时，操作系统提示一错误讯息。

依据本发明一实施例所叙述的一种使用具有生物特征辨识模块的一储存装置登录操作系统的方法，其中生物特征对照信息储存于储存装置的一生物特征档案储存区域，且只有指定软件可存取生物特征档案储存区域。

依据本发明一实施例所叙述的一种使用具有生物特征辨识模块的一储存装置存取数据的方法，适用于已安装一操作系统及一指定软件的一电脑，其中储存装置具有一公共区域及一私人区域，所述的方法包括：将储存装置连接至电脑并登录操作系统；执行于私人区域的一存取动作；以指定软件向储存装置要求一生物特征辨识信号及一生物特征对照信息；以指定软件呼叫操作系统执行一生物特征比对程序；以及当生物特征辨识信号与生物特征对照信息相同时，生物特征比对程序通知指定软件，且指定软件通知操作系统发送一允许信号至储存装置，储存装置的一控制模块根据允许信号产生一存取信息指向私人区域；当生物特征辨识信号与生物特征对照信息不同时，比对程序提示一错误讯息。

依据本发明一实施例所叙述的一种使用具有生物特征辨识模块的一储存装置存取数据的方法，其中指定软件通过一中间件直接与控制模块或生物特征辨识模块互相传递信号。

藉由上述架构，本发明所公开的具有生物特征辨识模块的储存装置，藉由集线模块整合生物特征辨识模块和控制模块，配合安装于电脑的指定软件，让使用者可通过生物特征辨识的方式登录操作系统，也可通过同样的生物特征辨识方式存取私人区域的数据，对于使用者而言更为便利。此外，本发明所公开的储存装置可适应储存模块、控制模块以及生物特征辨识模块等硬件的置换，减少传统设计上更换其中一项硬件模块需要连带调整其他硬件与对应固件程序的时间，提高此种储存装置量产的效率。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请权利要求保护范围更进一步的解释。

附图说明

图1是依据本发明一实施例所示出的功能方块图。

图2是依据本发明另一实施例所示出的功能方块图。

图3是依据本发明一实施例所示出的操作系统登录流程图。

图4是依据本发明一实施例所示出的私人区域存取流程图。

其中，附图标记：

1 储存装置

10 集线模块

11 对外连接端口

13～19 对内连接端口

20 第一对外传输模块

22 第二对外传输模块

30 生物特征辨识模块

32 接口转换模块

40 控制模块

50 储存模块

52 公共区域

54 私人区域

S31～S39 步骤

S41～S49 步骤

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参考图1，图1为本发明一实施例的功能方块图。本发明所公开的储存装置1包括集线模块10、第一对外传输模块20、生物特征辨识模块30、控制模块40及储存模块50。

本发明一实施例的集线模块10包括一对外连接端口11及四个对内连接端口13、15、17及19。来自对外连接端口11的电子信号可通过集线模块10传递到对内连接端口13～19其中的一个或多个，来自对内连接端口13～19的电子信号也可通过集线模块10传递到对外连接端口11。实务上，集线模块10中例如使用一小型控制芯片选择由哪些对内连接端口与外部端口互相传递数据。另外，本发明的储存装置1连接到一电脑上使用，所以本发明具有一第一对外传输模块20一端电性连接至对外连接端口11，而第一对外传输模块20另一端则连接到电脑主机的一端口。需注意的是：本发明并未限制对内连接端口13～19的个数。其次，集线模块10的所有端口11～19皆依循相同的传输标准，例如在本实施例中采用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)作为传输标准，但本发明并不仅限制在USB此一数据传输标准。

生物特征辨识模块30电性连接至集线模块10对内连接端口13～19之中的一个对内连接端口19，如图1所示；这也代表生物特征辨识模块30与集线模块10具有相同的传输接口。在本发明另一实施例中，生物特征辨识模块30与集线模块10具有不同的传输接口，例如生物特征辨识模块30是串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)而集线模块10是USB接口，请参考图2，故本发明另一实施例更包括一个接口转换模块32用以转换SPI信号成为USB信号。生物特征辨识模块30执行生物特征辨识以取得使用者的生物特征辨识信号。所谓的生物特征例如：指纹、脸部、语音、虹膜、静脉、签名及DNA等，实务上储存装置1可根据应用场景，使用一种以上的生物特征辨识装置30，以下将以指纹为代表叙述。

请继续参考图1，控制模块40电性连接至集线模块10未被占用的一个对内连接端口13。由图1可知，生物特征辨识模块30和控制模块40分别电性连接至集线模块10的其中两个对内连接端口19、13；故控制模块40可通过集线模块10接收到来自电脑的允许信号，也可通过集线模块10接收到来自生物特征辨识模块30的生物特征辨识信号。实务上，控制模块40例如是一微处理器控制单元(Microprocessor Control Unit，MCU)或者一系统单芯片(System on Chip，SoC)，在MCU或SoC上运行自定义的固件程序，藉此控制模块40将电脑端发送过来的高级语言存取动作转化低级语言硬件指令。

请继续参考图1，在本发明一实施例中，储存模块50电性连接至控制模块40。在其他实施例中，若储存模块50具有与集线模块10相同的传输接口，则储存模块50亦可电性连接至集线模块10并通过集线模块10与控制模块40交换数据。储存模块50主要可分为公共区域52及私人区域54。私人区域54又可根据各个使用者划分各自的专属区域，本发明不限制私人区域54的数量。一般而言，当本发明的储存装置1连接至电脑后，即可通过运行于电脑上的操作系统直接存取公共区域52所储存的数据。换言之，控制模块40将来自操作系统的高级语言存取动作转为储存模块50能够辨识的存取信号，此时的存取信息只指向公共区域52而未指向私人区域54。另一方面，当操作系统准备存取私人区域54时，控制模块40必须另外取得来自电脑端的一允许信号，而控制模块40根据此允许信号产生一存取信息，且此存取信息指向私人区域54。当储存模块50收到指向私人区域54的的存取信息之后，再根据控制模块40的指示输出或输入私人区域54的数据。实务上，储存模块50例如由NAND闪存、V-NAND闪存或NOR闪存其中之一组成，本发明并不限制储存模块50的电子结构。

前文述及控制模块40取得来自电脑端的允许信号，即控制模块40取得指向私人区域54的允许信号后，方可获准存取储存模块50的私人区域54中的数据。在本实施例中，所述的允许信号由操作系统以软件方式产生。在其他实施例中，允许信号也可由控制模块40以硬件方式产生。然而无论软件或硬件方式，基本上，允许信号关联于生物特征辨识信号(例如前述的指纹信号)与生物特征对照信息。以运用使用者的指纹做为生物特征为例，生物特征辨识模块30每次执行生物特征辨识时皆以扫描指纹的方式产生一生物特征辨识信号。而使用者首次使用储存装置1时，使用者让生物特征辨识模块30扫描自己的指纹，并将扫描结果以生物特征对照信息的形式存放在储存模块50的生物特征档案储存区域之中(在其他实施例中，生物特征对照信息也可存放于控制模块40的存储元件之中，本发明并不限制生物特征对照信息的存放位置)。必须注意的是：只有控制模块40可存取生物特征档案储存区域，以确保原始指纹档案的安全性。当生物特征辨识信号与生物特征对照信息经操作系统以软件方式比对后确认两者的特征点相同时，控制模块便可取得指向私人区域54的允许信号。

请参考图1。本发明一实施例中，储存装置1更包括一第二对外传输模块22，第二对外传输模块22具有至少两个传输接口，其中之一传输接口电性连接至集线模块10另一个未被占用的对内连接端口15。第二对外传输模块22与集线模块10具有相同的传输接口，第二对外传输模块22可提升本发明的储存装置1的扩充性，例如可将另一个USB接口的电子装置连接至本发明的第二对外传输模块22的外部接口，以充分利用USB传输接口可串接的特性。

请参考图3，图3为使用本发明一实施例中的储存装置1登录操作系统的方法流程图，适用于已安装操作系统及指定软件的一电脑。所述的操作系统例如微软窗口操作系统(Microsoft Windows Operating System)。如步骤S31所示，首先将储存装置1的第一对外连接模块40连接至电脑主机的USB接口，并且启动电脑电源，直到电脑屏幕显示登录画面。然后如步骤S33所示，操作系统将自动侦测是否有USB储存装置连接到电脑，若操作系统确认本发明的储存装置1已连接至电脑，则进入步骤S35；否则回到步骤S33的登录画面，由操作系统持续侦测是否有USB储存装置连接到电脑；或是在持续侦测一段时间之后再由使用者自行输入账号密码登录操作系统。

在步骤S35中，指定软件要求储存装置1发送生物特征辨识信号及生物特征对照信息。所述的指定软件例如安装于电脑中的AP Tool。生物特征辨识信号例如由使用者将手指置于生物特征辨识模块30的扫描组件上所产生。生物特征对照信息则由控制模块40从储存模块50的生物特征档案储存区域中取得，此处必须注意的是：只有AP Tool可驱使控制模块40到生物特征档案储存区域取得生物特征对照信息，藉此确保指纹源文件的安全性。

请继续参考图3的步骤S37：指定软件呼叫操作系统执行生物特征比对程序。以Windows操作系统为例：从Windows Server 2008R2以后的Windows操作系统，Microsoft加入了生物特征辨识架构(Windows Biometric Framework，WBF)的功能。其中，Windows生物识别服务(属于WBF的一部分)可以让客户端应用程序撷取、比较、操纵以及储存生物识别数据。生物识别数据例如是生物特征辨识模块30产生的指纹辨识信号以及储存模块50的生物特征档案储存区域存放的指纹对照信息。控制模块40将上述两个关联于指纹辨识的信号通过与集线模块10电性连接的第一对外传输模块20发送至操作系统，然后由AP Tool呼叫Windows中的WBF比对程序以辨识两者是否相同。若比对通过(生物特征辨识信号与生物特征对照信息相同)则如步骤S38所示，由WBF通知操作系统执行登录程序；若比对未通过(生物特征辨识信号与生物特征对照信息不同)则如步骤S39所示，WBF通知操作系统提示使用者一个错误讯息。而后使用者可自行决定继续采用指纹辨识登录或采用一般账号密码登录。

请参考图4，图4为使用本发明一实施例中的储存装置1存取私人数据的方法流程图，适用于已安装操作系统及指定软件的一电脑。如步骤S41所示，连接储存装置1至电脑，且此电脑已登录操作系统并可以在操作系统执行档案存取的动作。一般而言，此时操作系统的图形接口中已可显示储存装置1所有的储存区域，这些储存区域至少包括一公共区域52。在本实施例中，储存装置1更另外以文字或图像方式显示私人区域54供使用者检视。若使用者此时试图存取公共区域52，则控制模块40产生一个指向公共区域52的存取信息至储存模块50，然后根据使用者的读写动作决定公共区域52的存取动作。

请继续参考图4的步骤S43。若使用者试图存取私人区域54，则如步骤S45所示，APTool呼叫WBF的应用程序编程接口(Application Programmimg Interface，API)并且向储存装置1要求生物特征辨识信号及生物特征对照信息。在控制模块40取得生物特征辨识模块30产生的生物特征辨识信号后，将其与生物特征比对信息一并发送至操作系统。请参考步骤S47，AP Tool在取得比对所需的两项指纹信息之后，再呼叫操作系统执行WBF的API进行生物特征比对程序。若比对通过，请参考步骤S48，代表此时试图存取私人区域54的使用者通过指纹认证，则操作系统将发送一个允许信号至储存装置1的控制模块40，控制模块40据以产生一指向私人区域54的存取信息，再发送此存取信息至储存模块50执行后续的数据读写动作。若比对未通过，请参考步骤S49，操作系统提示错误讯息。值得一提的是，在本实施例中，指定软件AP Tool系通过呼叫操作系统的API程序达到指纹辨识比对的功能。在本发明其他实施例中，AP Tool更具有中间件(Middle)，中间件可直接以低阶硬件语言的形式与生物特征辨识模块30沟通并执行前述API程序所执行的比对程序以存取私人区域54。

综合以上所述，本发明所公开的具有生物特征辨识模块的储存装置，将生物特征辨识模块以及控制模块视为并联的独立组件，并且与电脑上安装的指定软件互相配合，故不会因为更换其他指纹模块、控制器芯片或是NAND Flash颗粒而必须重新设计控制器的固件程序，因此改善了整体的开发时间，节省开发过程中不必要的资源耗费。本发明公开的储存装置可以让使用者以指纹辨识方式快速登录电脑操作系统，同时又能够以指纹辨识方式读取私人区域的机密数据，因而突破传统USB插件或是指纹U盘的单一功能限制，提升了U盘的实用性与便利性。

虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求书。

Claims (11)

1.一种具有生物特征辨识模块的储存装置，其特征在于，该具有生物特征辨识模块的储存装置包括：

一集线模块，具有一对外连接端口及多个对内连接端口；

一第一对外传输模块，电性连接至该对外连接端口，且该集线模块及该第一对外传输模块具有相同传输接口；

一生物特征辨识模块，电性连接至该些对内连接端口之中的一个，该生物特征辨识模块用于执行生物特征辨识并产生一生物特征辨识信号；

一控制模块，电性连接至该些对内连接端口之中未被占用的一个，该控制模块用于取得一允许信号并据以产生一存取信息，其中该允许信号关联于该生物特征辨识信号及一生物特征对照信息；以及

一储存模块，该储存模块电性连接至该控制模块，该储存模块具有一公共区域及一私人区域；其中当该控制模块接收该允许信号时，该控制模块发送该存取信息至该储存模块，该存取信息指向该私人区域。

2.如权利要求1所述的储存装置，其特征在于，所述生物特征为指纹、脸部、语音、虹膜、静脉、签名及DNA中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的储存装置，其特征在于，该生物特征辨识模块的传输接口为串行外设接口，且所述的储存装置更包括一接口转换模块用以转换串行外设接口信号成为该集线模块的传输接口信号。

4.如权利要求1所述的储存装置，其特征在于，该储存模块更包括一生物特征档案储存区域，该生物特征对照信息储存于该生物特征档案储存区域，且只有该控制模块可存取该生物特征档案储存区域。

5.如权利要求1所述的储存装置，其特征在于，该储存模块为NAND闪存、V-NAND闪存或NOR闪存。

6.如权利要求1所述的储存装置，其特征在于，更包括一第二对外传输模块，该第二对外传输模块具有至少两个传输接口，其中之一传输接口电性连接至该些对内连接端口之中未被占用的一个，且与该集线模块具有相同传输接口。

7.如权利要求1所述的储存装置，其特征在于，所述传输接口为通用串行总线传输接口。

8.一种使用具有生物特征辨识模块的一储存装置登录操作系统的方法，适用于已安装一操作系统及一指定软件的一电脑，其特征在于，所述的方法包括：

以该储存装置连接至该电脑；

在该操作系统指示开始登录时，该操作系统的一侦测程序检查该储存装置是否连接至该电脑，且当该储存装置确实连接该电脑时，以该指定软件向该储存装置要求一生物特征辨识信号及一生物特征对照信息；以及

以该指定软件呼叫该操作系统执行一生物特征比对程序，当该生物特征辨识信号及该生物特征对照信息相同时，该操作系统执行一登录程序；当该生物特征辨识信号及该生物特征对照信息不同时，该操作系统提示一错误讯息。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该生物特征对照信息储存于该储存装置的一生物特征档案储存区域，且只有该指定软件可存取该生物特征档案储存区域。

10.一种使用具有生物特征辨识模块的一储存装置存取私人数据的方法，适用于已安装一操作系统及一指定软件的一电脑，其中该储存装置具有一公共区域及一私人区域，其特征在于，所述的方法包括：

以该储存装置连接至该电脑并登录该操作系统；

执行于该私人区域的一存取动作；

以该指定软件向该储存装置要求一生物特征辨识信号及一生物特征对照信息；

以该指定软件呼叫该操作系统执行一生物特征比对程序；以及

当该生物特征辨识信号与该生物特征对照信息相同时，该生物特征比对程序通知该指定软件，且该指定软件通知该操作系统发送一允许信号至该储存装置，该储存装置的一控制模块根据该允许信号产生一存取信息指向该私人区域；当该生物特征辨识信号与该生物特征对照信息不同时，该比对程序提示一错误讯息。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该指定软件通过一中间件直接与该控制模块或该生物特征辨识模块互相传递信号。