CN107577966B - 一种移动储存的防病毒方法及防病毒安全器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动储存的防病毒方法及防病毒安全器，属于计算机应用技术领域。该方法可包括的步骤有：通过硬件设备发出数据清除指令，微控制单元检测到所述清除指令，调用数据删除程序执行数据清除操作；通过硬件设备发出防病毒自动启动指令，微控制单元检测到所述防病毒自动启动指令，调用防病毒自动启动程序执行防病毒自动启动操作；通过硬件设备发出授权指令，微控制单元检测到所述授权指令，调用授权程序对所述移动存储介质执行数据清除操作。该防毒方法能快速对移动存储介质进行授权、数据清除或防病毒启动处理，从而保证移动存储介质在安全等级较高的设备上安全使用。

Description

一种移动储存的防病毒方法及防病毒安全器

【技术领域】

本发明涉及计算机应用技术领域，具体涉及一种移动储存的防病毒方法及防病毒安全器。

【背景技术】

随着电力公司信息安全要求的提高，移动存储介质如优盘、移动硬盘等设备安全风险已不可忽略，特别是需要在数据安全区使用的优盘，为了防止安全区中的电脑中毒，或者外来人员将机密数据拷出，使用前都要求进行优盘授权、杀毒、清除数据、格式化等操作。目前的做法一般是将移动存储介质先给计算机管理人员授权后，再在专门设置的一台独立的电脑上对移动存储介质进行杀毒、格式化、删除数据等，但这样的做法仍然存在一些不足：首先，这台电脑本身并不能保证安全，一旦该电脑中毒，将带来严重后果。常见日用操作系统因为广泛使用，其漏洞和病毒较多，格式化优盘并不能保证优盘是安全无毒的，如之前肆虐过的熊猫烧香病毒，即使格式化优盘，还是会感染病毒；唯有最原始的硬件或单片机杀毒，因为其硬件架构太原始，并不能容纳病毒，才有可能使格式化后的优盘不受感染。其次，实际工作中，对优盘授权的手续较为麻烦，需要跨部门办理手续；再次，利用专用电脑杀毒前需要启动电脑；需要耗费一段时间，导致工作人员有时候不愿意浪费时间杀毒。因此，目前还需要一种更加安全和方便使用的、处理移动存储介质的防毒装置。

另外，现有的数据删除程序，基本的逻辑原理是格式化，普通格式化需要执行移动存储装置的创建DBR、FAT表和根目录，还要进行FAT表的全部扇区填零操作，如果是全面格式化，则需要更多的操作步骤，实际工作时，需要耗费的时间较长。

【发明内容】

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种移动储存的防病毒方法，该方法能快速对移动存储介质进行授权、数据清除或防病毒启动处理，从而保证移动存储介质在安全等级较高的设备上安全使用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

当所述移动存储介质用于从数据安全区的电脑拷出数据时，包括的步骤有：通过硬件设备发出数据清除指令，微控制单元检测到所述清除指令，调用数据删除程序执行数据清除操作；通过硬件设备发出防病毒自动启动指令，微控制单元检测到所述防病毒自动启动指令，调用防病毒自动启动程序执行防病毒自动启动操作；通过硬件设备发出授权指令，微控制单元检测到所述授权指令，调用授权程序对所述移动存储介质执行数据清除操作；

当所述移动存储介质用于将外界数据拷入数据安全区的电脑时，包括的步骤有：通过硬件设备发出防病毒自动启动指令，微控制单元检测到所述防病毒自动启动指令，调用防病毒自动启动程序执行防病毒自动启动操作；通过硬件设备发出授权指令，微控制单元检测到所述授权指令，调用授权程序对所述移动存储介质执行数据清除操作。

优选地，所述硬件设备发出数据清除指令、发出防病毒自动启动指令和发出授权指令是通过不同的按键来实现；所述微控制单元检测到所述清除指令、所述防病毒自动启动指令和所述授权指令是通过检测按键值来实现的。

优选地，所述数据清除操作按照以下步骤来实现：打开移动存储介质根目录，依次获取逻辑盘的每簇扇区数、获取逻辑盘的起始绝对扇区号LBA、获取每个扇区大小、获取保留扇区、获取FAT表数目、获取FAT表大小、获取FAT表起始扇区、获取根目录起始扇区；

对于第N个FAT表执行下述操作：当N≤FAT表数时，从FAT表的最后一个扇区起倒序读取该扇区的第一个字节，当某扇区的第一字节不为0时，从该扇区开始倒序至其所在的FAT表的起始扇区全部写0；当N＞FAT表数时，根目录的第一个簇全部写0。

优选地，所述防病毒自动启动操作按照以下步骤来实现：在存储介质中查找autorun.inf文件，一旦找到即将所述autorun.inf文件删除。

优选地，所述授权指令操作按照以下步骤来实现：在所述存储介质的特定扇区中写入特定数据，所述特定扇区的位置和写入的所述数据根据不同的安全策略而不同。若优盘允许某某部门使用，就在某扇区写入某数据；当优盘插入电脑时，电脑有特定的程序判断该数据是否符合安全策略，如果符合则允许使用。

本发明还提供一种用于移动存储介质的防病毒安全器，包括：

微控制单元，所述微控制单元包括数据清除模块、防自动启动模块；

USB管理控制芯片，与所述微控制单元连接用于读写所述移动存储介质中的文件；

至少一个USB接口，用于与所述移动存储介质和所述USB管理控制芯片连接；

数据清除按钮，与所述微控制单元连接用于向微控制单元发出数据清除指令；

防自动启动按钮，与所述微控制单元连接用于向微控制单元发出防病毒自动启动指令；

授权按钮，与所述微控制单元连接用于向微控制单元发出授权指令。

优选地，所述微控制单元采用STM32单片机。

优选地，所述USB管理控制芯片采用C376芯片或C378芯片。

优选地，所述防病毒安全器还包括壳体，所述数据清除按钮、防自动启动按钮设置在壳体上；所述微控制单元和USB管理控制芯片设置在壳体内腔。

优选地，所述防病毒安全器还包括设置在所述壳体上的电源开关和LED指示灯，所述电源开关和LED指示灯均与所述微控制单元连接。

优选地，所述防病毒安全器还包括用于显示移动存储介质处理进程的显示屏；显示屏与所述微控制单元连接。

优选地，所述防病毒安全器还包括相互连接的充电电池和充电接口；所述充电电池设置在壳体内腔，所述充电接口设置在壳体上。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的防病毒方法基于单片机而设计，不依赖于电脑，排除了电脑自身携带病毒而导致格式化或者杀毒后的移动存储介质中毒的风险，具有更好的安全性；将数据删除、防病毒自动启动和对存储设备授权相结合起来，可以有效防止移动存储介质给数据安全区的电脑带来安全风险。

2、本发明的防病毒方法中所使用的数据删除方法通过倒序FAT表扇区的第一个字节，当某扇区的第一字节不为0时，从该扇区开始倒序至其所在的FAT表的起始扇区全部写0；对比普通格式化方法，减少了创建DBR、FAT表和根目录等操作，FAT表的填零工作也大幅度的减少了，只在使用过的扇区进行填零，从而使需要读取和修改的扇区更少，在同等硬件条件下，执行数据删除的速度更快，从而提高整体的效率。

3、本发明的防病毒安全器相对于采用专用电脑格式化或者杀毒的方式，该设备具有体积小巧、便于管理和携带的外形特点；还具有使用时启动快，无须耗时开机等待，处理速度快的特点，U盘清除数据最多可以在10秒内完成；U盘防病毒和授权可以在1秒钟内完成，具有良好的人机功效，工作人员更容易接受这种方式，提高工作人员严格执行安全规定的积极性。

【附图说明】

图1为本发明的防病毒方法的方法流程图；

图2为本发明中数据清除程序的方法流程图；

图3为本发明移动存储防病毒安全器的结构示意图；

图4为本发明移动存储防病毒安全器的控制原理图。

其中，1-壳体，2-电源开关，3-数据清除按钮，4-防自动启动按钮，5-授权按钮，6-LED指示灯，7-充电口，8-USB接口，9-显示屏。

【具体实施方式】

为了更清楚地表达本发明的优点，以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供一种移动储存的防病毒方法，基于单片机而设计，不依赖于电脑，排除了电脑自身携带病毒而导致格式化或者杀毒后的移动存储介质中毒的风险，具有更好的安全性；本发明中采用的数据删除方法，处理速度更快，能进一步提高工作效率。

如图1所述，为本发明的防病毒方法的方法流程图，该方法可以包括以下步骤：

检测优盘等移动存储介质是否连接，等待插入；

当优盘等插好后，磁盘初始化并测试磁盘是否就绪；磁盘就绪后；

当所述移动存储介质用于从数据安全区的电脑拷出数据时，包括的步骤有：通过硬件设备发出数据清除指令，微控制单元检测到所述清除指令，调用数据删除程序执行数据清除操作；通过硬件设备发出防病毒自动启动指令，微控制单元检测到所述防病毒自动启动指令，调用防病毒自动启动程序执行防病毒自动启动操作；通过硬件设备发出授权指令，微控制单元检测到所述授权指令，调用授权程序对所述移动存储介质执行数据清除操作；

当所述移动存储介质用于将外界数据拷入数据安全区的电脑时，包括的步骤有：通过硬件设备发出防病毒自动启动指令，微控制单元检测到所述防病毒自动启动指令，调用防病毒自动启动程序执行防病毒自动启动操作；通过硬件设备发出授权指令，微控制单元检测到所述授权指令，调用授权程序对所述移动存储介质执行数据清除操作。

如图2所示，为发明中数据清除方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：打开移动存储介质根目录，依次获取逻辑盘的每簇扇区数、获取逻辑盘的起始绝对扇区号LBA、获取每个扇区大小、获取保留扇区、获取FAT表数目、获取FAT表大小、获取FAT表起始扇区、获取根目录起始扇区；

对于一个32G的优盘，一般来说，扇区大小可以为512Byte，每簇扇区数为32(即16k)，FAT表数目为2、FAT表大小14776扇区。常规格式化，除了创建DBR、FAT表和根目录等操作外，需要填零的扇区是FAT表和根目录第一个簇，数量为14776*2+32＝29584个。

对于第N个FAT表执行下述操作：当N≤FAT表数时，从FAT表的最后一个扇区起倒序读取该扇区的第一个字节，当某扇区的第一字节不为0时，从该扇区开始倒序至其所在的FAT表的起始扇区全部写0；当N＞FAT表数时，根目录的第一个簇全部写0。对比常规快速格式化，除了减少了创建DBR、FAT表和根目录等操作的耗时外，FAT表的填零工作也大幅度的减少了，只在使用过的扇区进行填零，按FAT表使用了10％来计算，则需要填零的扇区数为14776*2*10％+32＝2987.2个，对比常规格式化，工作量是原来的10％，从而使需要读取和修改的扇区更少，在同等硬件条件下，速度比常规格式化快10倍。

本发明中防病毒自动启动操作按照以下步骤来实现：在存储介质中查找autorun.inf文件，一旦找到即将所述autorun.inf文件删除。

本发明中授权操作按照以下步骤来实现：在存储介质的特定扇区中写入特定数据，特定扇区的位置和写入的所述数据根据不同的安全策略而不同。若优盘允许某某部门使用，就在某扇区写入某数据；当优盘插入电脑时，电脑有特定的程序判断该数据是否符合安全策略，如果符合则允许使用。

如图3所示，为发明防病毒安全器的结构示意图；该防病毒安全器包括壳体1，在壳体1上设置有的电源开关2、数据清除按钮3、防自动启动按钮4、授权按钮5、至少一个USB接口8、LED指示灯6、充电口7、显示屏9，在壳体1内设置有微控制单元、USB管理控制芯片和充电电池。

本发明的防病毒安全器在制作时，壳体1可以为任意形状，材质可以用塑料或者金属均可。电源开关2、数据清除按钮3、防自动启动按钮4、授权按钮5可以采用普通按钮或者电容式触摸按钮。

微控制单元优选地采用单片机来实现，单片机可采用各种兼容的单片机，在本例采用STM32F103C8T6，该单片机使用高性能的ARM M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C接口和SPI接口、3个USART接口、一个USB接口和一个CAN接口。如图4所示，该微控制单元包括数据清除模块、防自启动模块、授权模块，即在该单片机中写入有数据清除程序、防病毒自启动程序和介质授权程序。

USB管理控制芯片用于单片机系统快速读写U盘或者SD卡中的文件，可采用CH376、CH378等芯片，本例采用CH376芯片。单片机和USB管理控制芯片通过SPI接口连接。

如图4所示，数据清除按钮3、防自动启动按钮4、授权按钮5、USB管理控制芯片、LED指示灯6、显示屏9分别与微控制单元连接；电源开关2通过充电电池后与微控制单元连接，USB接口8与USB管理控制芯片连接。充电电池和充电口7连接用于给设备充电和供电。本实施例中，显示屏用于指示数据清除进程、防自动启动进程和授权进程，LED指示灯6用于指示防病毒安全器的工作状态，便于工作人员识别。

该防病毒安全器的工作流程为：按一下电源开关2，LED指示灯6闪亮一次；将需要进行清除数据或者防止自动启动的U盘插入USB接口8，U盘准备就绪后，LED指示灯6常亮；此时若需要清除数据，则按一下数据清除按钮3，微控单元检测执行数据清除程序，在清除数据的过程中，显示屏9指示数据清除进程；若需要防止U盘自动启动，则按一下防自动启动按钮4，微控单元检测执行防自动启动程序，在此过程中，显示屏9显示防自动启动进程；若需要对U盘进行授权，则按一下授权按钮5，在此过程中，显示屏9显示授权进程；进程完成后，则可以拔出U盘；最后，按一下电源开关2，则装置关机，LED指示灯6灭。

在数据安全区使用本发明的防病毒安全器来处理移动存储介质如优盘，如果把数据拷到安全区外，先将优盘插入USB接口8，再依次按下数据清除按钮3、防自动启动按钮4和授权按钮5，处理完毕即可进入数据安全区使用。如果把数据拷到安全区内，则不能进行数据清除，只需对其授权和做防自动启动处理，使U盘里即使有病毒也不能自动运行，即可拿入安全区使用。

因此，本发明的防病毒安全器基于单片机，其体型小巧，具有对优盘进行授权的功能，能极速清除数据或者防病毒自动启动，方便快捷的操作使得工作人员乐于严格执行格式化或者防病毒的要求。现场应用可以将该便携式移动存储防病毒安全器悬挂在录波屏柜或者其他需要的地方，在需要用优盘拷录波或者其他文件前，先花几秒钟用该防病毒安全器进行授权、数据清除或者防自动启动处理，从而提高信息系统安全。

Claims (7)

1.一种移动储存的防病毒方法，包括检测移动存储介质是否连接的步骤和磁盘初始化的步骤，其特征在于：采用移动存储防病毒安全器来防病毒，所述移动存储防病毒安全器包括：

微控制单元，所述微控制单元包括数据清除模块、防自动启动模块；

USB管理控制芯片，与所述微控制单元连接用于读写所述移动存储介质中的文件；

至少一个USB接口，用于与所述移动存储介质和所述USB管理控制芯片连接；

数据清除按钮，与所述微控制单元连接用于向微控制单元发出数据清除指令；

防自动启动按钮，与所述微控制单元连接用于向微控制单元发出防病毒自动启动指令；

授权按钮，与所述微控制单元连接用于向微控制单元发出授权指令；

当所述移动存储介质用于从数据安全区的电脑拷出数据时，包括的步骤有：通过硬件设备发出数据清除指令，微控制单元检测到所述数据清除指令，调用数据删除程序执行数据清除操作；通过硬件设备发出防病毒自动启动指令，微控制单元检测到所述防病毒自动启动指令，调用防病毒自动启动程序执行防病毒自动启动操作；通过硬件设备发出授权指令，微控制单元检测到所述授权指令，调用授权程序对所述移动存储介质执行授权操作；

当所述移动存储介质用于将外界数据拷入数据安全区的电脑时，包括的步骤有：通过硬件设备发出防病毒自动启动指令，微控制单元检测到所述防病毒自动启动指令，调用防病毒自动启动程序执行防病毒自动启动操作；通过硬件设备发出授权指令，微控制单元检测到所述授权指令，调用授权程序对所述移动存储介质执行授权操作；

所述数据清除操作按照以下步骤来实现：打开移动存储介质根目录，依次获取逻辑盘的每簇扇区数、获取逻辑盘的起始绝对扇区号LBA、获取每个扇区大小、获取保留扇区、获取FAT表数目、获取FAT表大小、获取FAT表起始扇区、获取根目录起始扇区；

对于第N个FAT表执行下述操作：当N≤FAT表数时，从FAT表的最后一个扇区起倒序读取该扇区的第一个字节，当某扇区的第一字节不为0时，从该扇区开始倒序至其所在的FAT表的起始扇区全部写0；当N＞FAT表数时，根目录的第一个簇全部写0。

2.根据权利要求1所述的防病毒方法，其特征在于：所述硬件设备发出数据清除指令、发出防病毒自动启动指令和发出授权指令是通过不同的按键来实现；所述微控制单元检测到所述数据清除指令、所述防病毒自动启动指令和所述授权指令是通过检测按键值来实现的。

3.根据权利要求1所述的防病毒方法，其特征在于：所述防病毒自动启动操作按照以下步骤来实现：在存储介质中查找autorun.inf文件，一旦找到即将所述autorun.inf文件删除。

4.根据权利要求1所述的防病毒方法，其特征在于：所述微控制单元采用STM32单片机；所述USB管理控制芯片采用C376芯片或C378芯片。

5.根据权利要求1所述的防病毒方法，其特征在于：所述防病毒安全器还包括壳体，所述数据清除按钮、防自动启动按钮设置在壳体上；所述微控制单元和USB管理控制芯片设置在壳体内腔。

6.根据权利要求5所述的防病毒方法，其特征在于：所述防病毒安全器还包括设置在所述壳体上的电源开关、LED指示灯和显示屏；所述电源开关、LED指示灯和显示屏均与所述微控制单元连接。

7.根据权利要求5所述的防病毒方法，其特征在于：所述防病毒安全器还包括相互连接的充电电池和充电接口；所述充电电池设置在壳体内腔，所述充电接口设置在壳体上。