CN109426726B - 一种兼具通信和存储功能的MicroSD卡及其加密方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡及其加密方法,包括:基板;存储芯片,封装在所述基板上,用于存储数据;SIM芯片,封装在所述基板上,用于与外部设备电连接进行通信,并对所述存储芯片存储的数据加密;SD控制器芯片,封装在所述基板上,与所述存储芯片、所述SIM芯片电连接,用于与外部设备电连接并控制所述存储芯片存储加密数据;所述存储芯片、所述SIM芯片、所述SD控制芯片与所述基板形成一体的Micro SD卡。如此结构的Micro SD卡,将通信和存储功能集于一体,并且通过SIM芯片中自身的密钥对存储芯片要存储的数据进行加密,安全性高,且降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信与Micro SD技术领域,特别涉及一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡及其加密方法。
背景技术
Micro SD卡是一种微小型的快闪存储卡,此种快闪存储卡的体积小,适用于手机和平板电脑中。
现有技术中,Micro SD卡大多只具有存储的功能,没有通信(SIM卡)的功能,市场上的Android智能手机不能同时实现双卡双待和扩展存储空间的功能。
而且,现有技术中,Micro SD卡的存储功能进行存储加密时,通过上位机对存储的数据进行加密,采用此种加密方式的安全性低,难以保证对存储的数据安全性。
在现有技术中,还通过硬核控制器对存储的数据进行加密处理,但是,此种方式增加了成本。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡,该Micro SD卡具有存储芯片、SIM芯片和SD控制器芯片,三者通过封装形成一体结构的Micro SD卡,并且,SD控制器芯片与SIM芯片电连接,以利用SIM芯片中的密钥对存储功能下要存储的数据进行加密处理。如此结构的Micro SD卡,将通信和存储功能集于一体,SIM通信接口和SD通信接位于基板的下表面,做基板时一次加工实现,与芯片封装后,最后形成一体的Micro SD卡;加工工艺简单,成品率高,可靠性高。可同时实现通信和存储功能,放于有三选二卡槽的手机中,既实现双卡双待,又满足存储扩展的功能。
并且通过SIM芯片中自身的密钥对存储芯片要存储的数据进行加密,安全性高,且降低了成本。本发明的另一个目的是提供一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡的加密方法。
本发明提供了一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡,包括:
基板;
存储芯片,封装在所述基板上,用于存储数据;
SIM芯片,封装在所述基板上,用于与外部设备电连接进行通信,并对所述存储芯片存储的数据加密;
SD控制器芯片,封装在所述基板上,与所述存储芯片、所述SIM芯片电连接,用于与外部设备电连接并控制所述存储芯片存储加密数据;
所述存储芯片、所述SIM芯片、所述SD控制芯片与所述基板形成一体的Micro SD卡。
可选地,所述SIM芯片的SIM通信接口和所述SD控制器芯片的SD通信接口位于所述基板的同一表面,并且与所述基板的表面共面。
可选地,所述SD控制器芯片与所述存储芯片之间通过数据线连接。
可选地,所述SD控制器芯片与所述SIM芯片之间通过7816接口连接。
可选地,所述存储芯片处于存储功能工况下,所述SIM芯片处于通信功能工况下,所述SD控制器芯片与所述SIM芯片之间处于高阻状态。
可选地,所述存储芯片处于工作、所述SD控制器芯片与所述SIM芯片通信连通时,所述SIM芯片通信功能关闭。
本发明还提供一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡的加密方法,该加密方法包括如下步骤:
S1、SD控制器接收外部设备要存储的数据,并判断要存储的数据是否携带Tag标识,若是,则进入步骤S2,若否,则SD控制器将要存储的数据存入存储芯片;
S2、SD控制器判断携带的Tag标识是否为预先约定的Tag标识,若是则进入步骤S3,若否,则SD控制器将要存储的数据存入存储芯片;
S3、SD控制器通过SIM芯片的密钥对要存储的数据加密;
S4、SD控制器将加密后的要存储的数据存入存储芯片。
可选地,步骤S3进一步包括:
S31、SD控制器调取SIM芯片中的密钥;
S32、SD控制器利用所述密钥对要存储的数据加密。
可选地,步骤S3进一步包括:
S33、SD控制器将要存储的数据传输至SIM芯片;
S34、SIM芯片利用密钥对要存储的数据加密;
S35、加密后的要存储的数据传输至SD控制器。
可选地,在步骤S3之前进一步包括如下步骤:
判断所述Micro SD卡中的SIM芯片的通信功能是否启用,当所述SIM芯片的通信功能启用,SD控制器芯片与SIM芯片之间的连接跳至高阻状态,使所述SD控制器芯片与所述SIM芯片断开通信,当所述SIM芯片的通信功能未启用,SD控制器芯片与SIM芯片连接通信。
由上述可知,本发明提供一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡,该Micro SD卡具有存储芯片、SIM芯片和SD控制器芯片,三者通过封装形成一体结构的Micro SD卡,并且,SD控制器芯片与SIM芯片电连接,以利用SIM芯片中的密钥对存储功能下要存储的数据进行加密处理。如此结构的Micro SD卡,将通信和存储功能集于一体,存储芯片的存储功能和SIM芯片的通信功能之间可相互独立工作,并不受任何一方的限制。并且,该Micro SD卡中的SD控制器芯片可以利用SIM芯片中自身的密钥对要存储的数据进行加密保护,再将加密后的数据存入存储芯片中,这样,节省了单独进行加密的成本,同时,利用Micro SD上的密钥进行直接加密安全性高,消除了现有技术中利用上位机加密后安全性低的隐患。
附图说明
图1为本发明提供的Micro SD卡中存储芯片、SIM芯片和SD控制器芯片封装的内部结构示意图;
图2为本发明提供的Micro SD卡中SIM芯片通信接口和SD控制器芯片的通信接口的结构示意图;
图3为本发明提供的Micro SD卡中的存储芯片、SIM芯片和SD控制器芯片连接逻辑结构示意图;
图4为本发明提供的Micro SD卡的加密方法流程示意图。
其中,图1至图4中的附图标记为:
10 基板;
20 存储芯片;
30 SIM芯片;
31 SIM通信接口;
40 SD控制器芯片;
41 SD通信接口。
具体实施方式
为了对本发明要求保护的技术方案的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式,在各图中相同的标号表示相同的部分。
为了是图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关部分,而并不代表作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示出了其中的一个,或仅标示出了其中的一个。
本发明的核心在于提供一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡,该Micro SD卡具有存储芯片20、SIM芯片30和SD控制器芯片40,并且能够利用SIM芯片30的密钥对存入存储芯片20中的数据进行加密。该结构的Micro SD卡结构简单紧凑,将存储功能、通信功能以及加密功能集于一体,大大提高了Micro SD卡的功能性,降低了成本。
下面结合附图对本发明所要保护的技术方案进行详细阐述。
如图1所示,图1为本发明提供的Micro SD卡中存储芯片、SIM芯片和SD控制器芯片封装的内部结构示意图。
在一种具体实施例中,本发明提供的一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡,包括:基板10、存储芯片20、SIM芯片30和SD控制器芯片40。其中,存储芯片20用于存储数据并封装在基板10上;SIM芯片30用于与外部设备电连接进行通信,并对存储芯片20存储的数据加密,同样封装在基板10上;SD控制器芯片40与存储芯片20、SIM芯片30电连接,用于与外部设备电连接,并且用于控制存储芯片20存储加密数据,该SD控制器芯片40同样封装在所述基板10上。
通过上述结构,将存储芯片20、SIM芯片30和SD控制器芯片40三者通过封装于一个基板10上,形成一体结构的Micro SD卡,以用于通信存储功能的卡槽内,同时实现通信和存储功能,以便于在有三选二卡槽的手机中,既实现双卡双待,又满足存储扩展的功能。并且,Micro SD卡同时具备通信功能和存储功能,SD控制器芯片40与SIM芯片30电连接,当有数据存入存储芯片20时,SD控制器芯片40能够利用SIM芯片30中的密钥对要存储的数据进行加密处理,从而提高存储数据的安全性。
并且,SIM通信接口31和SD通信接口41位于基板10的同一表面,并且与基板10的表面共面。在具体实施例中,SIM通信接口31和SD通信接口41位于基板10的下表面,做基板10时一次加工实现,与存储芯片20封装后,最后形成一体的Micro SD卡;加工工艺简单,成品率高,可靠性高。可同时实现通信和存储功能,放于有三选二卡槽的手机中,既实现双卡双待,又满足存储扩展的功能。
结合图2和图3所示,图2为本发明提供的Micro SD卡中SIM通信接口和SD通信接口的结构示意图,图3为本发明提供的Micro SD卡中的存储芯片、SIM芯片和SD控制器芯片连接逻辑结构示意图。
对该Micro SD卡的接口进行改进。如图2所示,该Micro SD卡具有SD通信接口41和SIM通信接口31,其中,SD通信接口41用于SD控制器芯片40与外部设备进行通信,存储数据通过SD通信接口41由外部存入存储芯片20中,SIM通信接口31用于SIM芯片30与外部进行数据通信。另外,SD控制器芯片40与SIM芯片30电连接,因此,还可通过SD控制器40访问SIM通信接口31。
在具体实施例中,存储芯片20采用NAND FLASH芯片,当然,本发明并不仅限于NANDFLASH芯片,还可采用其他形式的存储芯片20。
SD控制器芯片40与存储芯片20之间通过数据线电连接,SD控制器芯片40与SIM芯片30之间通过7816接口连接。如图3所示,SD控制器芯片40通过内部的IO管脚模拟7816接口,进而与SIM芯片30的IO管脚连接。
当该Micro SD卡插入具有通信和存储功能二合一的卡槽中时,同时启用SIM芯片30的通信功能和NAND FLASH芯片的存储功能。此时,RESET、IO和CLK管脚均处于高阻状态,从而使得SD控制器芯片40和SIM芯片30之间断开没有通信,如此,SIM芯片30和NAND FLASH芯片各自独立工作,即存储芯片20处于存储功能工况下,SIM芯片30处于通信功能工况下。
当该Micro SD卡插入SD读卡器时,无法触发启用SIM芯片30的通信功能,此时SIM芯片30的通信功能关闭,当SIM芯片30与SD控制器芯片40通信连通,也就是,SIM芯片30与SD控制器芯片40能够进行数据传输。与现有技术中的Micro SD不同的是,当Micro SD卡仅启用NAND FLASH的存储功能进行存储数据时,该Micro SD卡能够利用SIM芯片30的加密功能对存储数据进行加密处理,这样,当Micro SD卡启用NAND FLASH的存储功能,而SIM芯片30为启用时,可利用该Micro SD卡自身的加密的功能进行加密,而规避上位机加密的安全性低的问题,还可规避利用采用单独设置加密装置增加的成本。
结合上述的兼具通信和存储功能的Micro SD卡,本发明还提供一种针对该兼具通信和存储功能的Micro SD卡的加密方法。
如图4所示,该图4为本发明提供的Micro SD卡的加密方法流程示意图。
本发明提供了一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡的加密方法,该加密方法包括如下步骤:
S1、SD控制器接收外部设备要存储的数据,并判断要存储的数据是否携带Tag标识,若是,则进入步骤S2,若否,则SD控制器将要存储的数据存入存储芯片20;
S2、SD控制器判断携带的Tag标识是否为预先约定的预约Tag标识,若是则进入步骤S3,若否,则SD控制器将要存储的数据存入存储芯片20;
S3、SD控制器通过SIM芯片30的密钥对要存储的数据加密;
S4、SD控制器将加密后的要存储的数据存入存储芯片20。
其中,对于要存储的数据流从SD通信接口41进入SD控制器缓存中,SD控制器判断数据流是否携带了Tag标识,若没有携带Tag标识,则SD控制器将存储的数据存入NANDFLASH中。而对于携带Tag标识的数据流,还有进一步判断该携带的Tag标识是否为预先约定的Tag标识,若不是约定的Tag标识,同样,SD控制器将该要存储的数据存入NAND FLASH中。若要存储的数据携带的为预约Tag标识时,SD控制器利用SIM芯片30中的密钥对要存储的数据进行加密处理,然后,将加密后的数据存入NAND FLASH中。
对于步骤S3中对数据的加密过程,可具体有两种方式,下面进行详细阐述。
在一种具体实施例中,步骤S3进一步包括:
S31、SD控制器调取SIM芯片30中的密钥;
S32、SD控制器利用所述密钥对要存储的数据加密。
采用此种方式,SD控制器调取SIM芯片30中的密钥,然后,利用已有的密钥对缓存在SD控制器中的数据进行加密处理,这样,在SD控制器中完成加密操作,直接存入NANDFLASH中,更加安全可靠。
在另一种具体实施例中,步骤S3进一步包括:
S33、SD控制器将要存储的数据传输至SIM芯片30;
S34、SIM芯片30利用密钥对要存储的数据加密;
S35、加密后的要存储的数据传输至SD控制器。
区别于上一种加密过程,该加密过程在SIM芯片30中进行,也就是说,将要进行加密的数据传入SIM芯片30中,完成加密后,再传入SD控制器中,由SD控制器将加密后的数据存入NAND FLASH中。
对于该Micro SD卡而言,具有通信和存储功能,同时,还能对存储的数据进行加密。为了确保SIM芯片30的通信功能和存储芯片20的存储功能的可靠性,当SIM芯片30实现通信功能时,SIM芯片30与SD控制器芯片40之间断开通信连接,从而断开对要存储的数据的加密。
在本发明提供的加密方法中,在步骤S3之前进一步包括如下步骤:
判断Micro SD卡中的SIM芯片30的通信功能是否启用,当SIM芯片30的通信功能启用,SD控制器芯片40与SIM芯片30之间的连接跳至高阻状态,使SD控制器芯片40与SIM芯片30断开通信,当SD控制器芯片40与SIM芯片30连接通信时,SIM芯片30的通信功能关闭,即SIM芯片30的通信功能不可用。
当将该发明提供的Micro SD卡插入外部设备的卡槽中后,对应的外部设备会自动触发Micro SD卡的通信功能和/或存储功能,若该外部设备为手机终端,卡槽具有通信和存储二合一的功能,则会同时触发Micro SD卡的通信和存储功能,会使SD控制器芯片40与SIM芯片30之间处于高阻状态,无法进行通信,如此,SD控制器无法利用SIM芯片30中的密钥对数据进行加密操作;而当外部设备为PC端,需要Micro SD卡插入读卡器中,再应用在PC端,此时读卡器只能与Micro SD卡中的SD通信接口41连接,从而使得Micro SD卡仅能启用存储功能,不会与SIM通信接口31连接,即不会触发SIM芯片30的通信功能,SIM芯片30起到连接作用。因此,当Micro SD卡应用在PC端时,仅触发存储芯片20的存储功能,SD控制器芯片40与SIM芯片30之间连通进行通信,SD控制器可以利用SIM芯片30中的密钥对数据进行加密操作。
由上述可知,本发明提供一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡及其加密方法,该Micro SD卡具有存储芯片20、SIM芯片30和SD控制器芯片40,三者通过封装形成一体结构的Micro SD卡,并且,SD控制器芯片40与SIM芯片30电连接,以利用SIM芯片30中的密钥对存储功能下要存储的数据进行加密处理。如此结构的Micro SD卡,将通信和存储功能集于一体,存储芯片20的存储功能和SIM芯片30的通信功能之间可相互独立工作,并不受任何一方的限制。并且,该Micro SD卡中的SD控制器芯片40可以利用SIM芯片30中自身的密钥对要存储的数据进行加密保护,再将加密后的数据存入存储芯片20中,这样,节省了单独进行加密的成本,同时,利用Micro SD上的密钥进行直接加密安全性高,消除了现有技术中利用上位机加密后安全性低的隐患。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡,其特征在于,包括:
基板(10);
存储芯片(20),封装在所述基板(10)上,用于存储数据;
SIM芯片(30),封装在所述基板(10)上,用于通过SIM通信接口(31)与外部设备电连接进行通信,并对所述存储芯片(20)存储的数据加密;
SD控制器芯片(40),封装在所述基板(10)上,与所述存储芯片(20)、所述SIM芯片(30)电连接,用于通过SD通信接口(41)与外部设备电连接并控制所述存储芯片(20)存储加密数据;
所述存储芯片(20)、所述SIM芯片(30)、所述SD控制芯片(40)与所述基板(10)形成一体的Micro SD卡,所述存储芯片(20)处于存储功能工况下,所述SIM芯片(30)处于连接功能工况下,所述SD控制器芯片(40)与所述SIM芯片(30)之间连通时,所述SIM芯片(30)通信功能关闭;所述存储芯片(20)处于存储功能工况下,所述SIM芯片(30)处于通信功能工况下,所述SD控制器芯片(40)与所述SIM芯片(30)之间处于高阻状态。
2.根据权利要求1所述的Micro SD卡,其特征在于,所述SIM芯片(30)的SIM通信接口(31)和所述SD控制器芯片(40)的SD通信接口(41)位于所述基板(10)的同一表面,并且与所述基板(10)的表面共面。
3.根据权利要求1所述的Micro SD卡,其特征在于,所述SD控制器芯片(40)与所述存储芯片(20)之间通过数据线连接。
4.根据权利要求1所述的Micro SD卡,其特征在于,所述SD控制器芯片(40)与所述SIM芯片(30)之间通过7816接口连接。
5.一种兼具通信和存储功能的Micro SD卡的加密方法,其特征在于,该加密方法包括如下步骤:
S1、SD控制器接收外部设备要存储的数据,并判断要存储的数据是否携带Tag标识,若是,则进入步骤S2,若否,则SD控制器将要存储的数据存入存储芯片(20);
S2、SD控制器判断携带的Tag标识是否为预先约定的Tag标识,若是则进入步骤S3,若否,则SD控制器将要存储的数据存入存储芯片(20);
S3、SD控制器通过SIM芯片(30)的密钥对要存储的数据加密;
S4、SD控制器将加密后的要存储的数据存入存储芯片(20);
在步骤S3之前进一步包括如下步骤:
判断所述Micro SD卡中的SIM芯片(30)的通信功能是否启用,当所述SIM芯片(30)的通信功能启用,SD控制器芯片(40)与SIM芯片(30)之间的连接跳至高阻状态,使所述SD控制器芯片(40)与所述SIM芯片(30)断开通信,当所述SIM芯片(30)的通信功能未启用,SD控制器芯片(40)与SIM芯片(30)连接通信。
6.根据权利要求5所述的加密方法,其特征在于,步骤S3进一步包括:
S31、SD控制器调取SIM芯片(30)中的密钥;
S32、SD控制器利用所述密钥对要存储的数据加密。
7.根据权利要求5所述的加密方法,其特征在于,步骤S3进一步包括:
S33、SD控制器将要存储的数据传输至SIM芯片(30);
S34、SIM芯片(30)利用密钥对要存储的数据加密;
S35、加密后的要存储的数据传输至SD控制器。
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