CN109844752B

CN109844752B - 固态硬盘数据信息防泄漏安全装置

Info

Publication number: CN109844752B
Application number: CN201780061815.2A
Authority: CN
Inventors: 金东范
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-02
Also published as: KR20180039545A; US10824768B2; US20200012824A1; CN109844752A

Abstract

本发明公开一种固态硬盘(solid‑state drive)数据信息防泄漏安全装置。本发明提供一种为了防止因为不再使用而需要进行废弃处理的SSD(固态硬盘，solid‑state drive)中所保存的数据发生泄漏而允许使用者直接通过使闪速存储器发生电性损毁而对其进行破坏的固态硬盘(solid‑state drive)数据信息防泄漏安全装置。

Description

固态硬盘数据信息防泄漏安全装置

技术领域

本发明涉及一种固态硬盘(s o l i d-s t at e dr i ve)数据信息防泄漏安全装置，尤其涉及一种为了防止因为不再使用而需要进行废弃处理的S SD(固态硬盘，s o li d-s t at e dr i ve)中所保存的数据发生泄漏而允许使用者直接通过使闪速存储器发生电性损毁而对其进行破坏的固态硬盘(s o l i d-s t at e dr i ve)数据信息防泄漏安全装置。

背景技术

为了对组织或个人的信息进行保护，使用计算机的企业、公共机构、军队、金融公司、团体或个人等会在不再使用计算机设备时彻底删除保存在计算机的存储媒介中的数据，然后再对其进行废弃、二手买卖、捐赠等处理，因此在相关的管理方面和技术方面的活动变得非常重要。这是因为在学校、政府部门、企业、金融机构以及军队等对不再使用的计算机进行废弃或二手买卖的过程中，经常发生各种信息泄露的事件。

SSD中包括即使是在断电状态下也能够维持所保存数据而不会导致其丢失的非易失性(non-vo l at i l e)存储装置即闪速存储器(与非闪速存储器)。闪速存储器因为具有功耗低、信息读写灵活等优点而在过去主要适用于如数码相机、手机、PDA等移动设备，但是近年来还出现了使用与计算机的机械硬盘相同的读写接口的大容量存储装置即S SD(固态硬盘，So l i d-S t at e Dr i ve)，因为具有处理速度快、无噪音、发热少、功耗低等优点而作为计算机的数据永久存储装置快速取代了传统的机械硬盘。在如上所述的存储媒介从机械硬盘转换到S SD的情况下，并没有任何用于S SD的数据信息防泄漏以及存储媒介破坏系统。但是在另一方面，因为对不再使用的搭载有S SD的信息设备进行二手买卖等而导致SSD中所保存的信息发生泄露的现象变得日益严重。在对不再使用的SSD进行废弃时，可以考虑使用在对传统的硬盘进行废弃时所使用的消磁器、破碎机或穿孔机等进行处理。但是，因为消磁器是一种利用强力的磁场对所记录的数据进行破坏而不是对其主体本身进行破坏的硬盘专用装置，并不能适用于SSD。破碎机是一种能够对主体本身进行破坏的硬盘专用装置，同时也能够适用于S SD的破碎，但是因为单个处理时间最快也需要约10秒左右，因此很难有效地对大量的SSD进行处理。此外，因为需要对破碎之后的各种混合碎片进行甄选和分离作业而可能会因此导致环境问题的发生，而且需要租赁或单独购买所需要的装置，而在没有装置的状态下进行委托处理时又无法确保100％的破碎且可能会因此进一步导致信息泄露的危险。穿孔机是一种能够通过在硬盘上形成穿孔而对主体本身进行破坏的硬盘专用装置，并不适合于对封装到SSD内部的闪速存储器进行穿孔。而且，如果企业、公共机构、军队、金融公司以及团体等通过租赁或购买等方式直接使用S SD数据永久清除装置，则会因为需要较多的成本和较长的作业时间而导致效率下降的问题。此外，虽然在委托外部企业进行处理时会通过废弃确认书、报告书等对其处理状态进行确认，但是仍然无法完全确保100％的破碎，而且在实际上计算机的使用者也很难于事后检查其数据存储区域是否被处理到无法还原数据的程度。因此，当选择委托处理时始终无法彻底避免信息泄露的危险。

专利内容

本发明的目的在于在如上所述的不再使用SSD时通过擦除残留在闪存中的数据而防止数据信息的泄漏，本发明需要解决的第1课题在于提供一种能够通过安装在S SD本身上的装置而由使用者以及管理员直接选择性地对SSD闪速存储器的数据存储区域执行不可还原的破坏操作的固态硬盘(s o l i d-s t at e dr i ve)数据信息防泄漏安全装置。

为了解决如上所述的本发明的课题，本发明能够在包括：闪速存储器，用于存储数据；数据接口，用于与主机(ho s t)执行数据通信；设备控制器，用于通过上述数据接口对上述闪速存储器与主机之间的数据交换作业进行控制；以及，缓冲存储器，用于对上述设备控制器从上述闪速存储器中读取的数据以及需要记录到上述闪速存储器中的数据进行临时保存；的固态硬盘(s o l i d s t at e dr i v e)中，通过在固态硬盘(s o l i d s tat e dr i ve)上配备与上述设备控制器独立且能够在使用者对开关进行操作时生成并输出足以击穿闪速存储器单元的控制栅极介电层的控制栅极绝缘击穿电压(DC 60V～240V范围的高电压脉冲)的高电压脉冲生成装置，并在上述闪速存储器的存储器控制器上配备能够选择性地将上述高电压脉冲生成装置的高电压脉冲接入到闪速存储器单元层的字线上的电压选择电路，从而在使用者接通(on)上述开关时由上述存储器控制器依次对所有的字线以及位线进行寻址并向闪速存储器单元层的字线加载控制栅极绝缘击穿电压。

上述高电压脉冲生成装置，能够包括：直流转换器，与计算机电源的输出侧电气连接，从上述电源接收直流电压并对其进行升压；电阻，与上述直流转换器的输出侧电气连接，对上述直流转换器的输出电流进行调节；继电器，与上述电阻串联连接，对上述电阻的输出电流进行限制；二极管，与上述继电器串联连接，使得通过上述继电器之后的电流仅向一个方向流动；电容器，与上述二极管串联连接，利用通过上述二极管流入的电流充电至能够对上述闪速存储器的存储器单元造成损伤的电压；半导体闸流管，与上述电容器并联连接，使得充电到上述电容器中的电流在上述配线上单方向通过；以及，脉冲电压控制器，当使用者关闭开关时，通过将上述继电器关闭一定的时间之后重新打开而对上述电容器进行充电，接下来在上述电容器被充电的状态下通过启动上述半导体闸流管而使被充电到上述电容器中的高电压被加载到上述配线上。

上述继电器使用无触点继电器为宜。

上述配线还能够包括当上述高电压脉冲生成装置生成高电压脉冲并将其输出到配线上时对其进行指示的通电指示器。

通过本发明，能够在将SSD安装到计算机中的状态下由计算机的使用者或管理员通过直接选择以及高电压加载操作而对S SD的存储器单元直接造成不可还原的破坏，因此不需要委托外部企业进行处理且不需要租赁或购买使用单独的装置。因此，不仅能够节省对S SD中所保存的数据进行废弃处理的费用以及时间，还能够从源头上预防因为S SD的移出而导致的信息泄露。

附图说明

图1是适用本发明之一实施例的固态硬盘数据信息防泄漏安全装置的构成图。

图2是适用本发明的高电压脉冲生成装置的一实例的电路图。

图3是对将图2中所图示的高电压脉冲生成装置加载到闪速存储器中的方法进行图示的构成图。

具体实施方式

接下来，将结合附图对适用本发明的固态硬盘数据信息防泄漏安全装置的具体实施例进行详细的说明。

通常，闪速存储器的存储器单元(memory cell)是在双多晶硅(double poly-silicon)结构的单晶体管上执行信息的保存或擦除。双多晶硅结构的存储器单元，是按照半导体基板、穿隧氧化层(tunnel oxide)、浮置栅极(floating gate)、介电层、控制栅极(control gate)、源极以及漏极区域、侧壁(spacer)的顺序形成。闪速存储器具有名为浮置栅极和控制栅极的两个栅极，上述浮置栅极和控制栅极通过介电层相互分离，而浮置栅极和硅基板通过穿髓氧化层相互分离。如上所述的闪速存储器的数据存储，通常是通过向浮置栅极注入或从中清除电子或空穴的方式实现。即，因为浮置栅极被穿髓氧化层和如NO(氮化物-氧化物，Nitride-Oxide)或ONO(氧化物-氮化物-氧化物，Oxide-Nitride-Oxide)介电层等介电层完全隔离，因此进入浮置栅极之后的电子或空穴在没有电源供应的情况下也无法脱离浮置栅极，从而能够避免数据的丢失。此外，为了实现数据的记录或擦除，需要通过将加载到可从外部访问的端子即控制栅极中的电压诱导到浮置栅极中而在穿髓氧化层的两端形成较高的电场。加载到控制栅极中的电压被诱导到浮置栅极中的比率被称之为耦合比(Coupling Ratio：CR)，其耦合比越高，对存储器单元的编程以及擦除动作效率就越高，而需要从外部加载的电压也就越低。即，控制栅极是在具有多晶硅堆叠结构的非易失性存储器中起到实质性栅极作用的电极，根据上述电极的偏置状态执行元件的编程记录以及删除。但是，控制栅极和浮置栅极之间的介电层为了实现高集成化而以极薄的厚度形成，因此当向控制栅极加载足以击穿介电层的绝缘击穿电压时，介电层将发生损伤且闪速存储器单元将无法正常执行其功能。虽然闪速存储器是在相对较高的偏置电压(20V)下执行编程(program)和擦除(erase)动作，但是因为介电层的厚度极薄，因此当加载正常驱动电压的3倍以上的电压(60V以上，在本发明中将其称之为控制栅极绝缘击穿电压)时，介电层将被破坏且闪速存储器单元将无法正常执行其功能。此外，闪速存储器单元的控制栅极还同时作为字线使用。申请人已经通过反复测试确认，当向控制栅极或字线加载60～240V范围的绝缘击穿电压时，栅极的介电层将被破坏且字线将发生短路。本发明涉及一种能够通过迂回过电压跳脱电路而人为地对闪速存储器的存储器单元造成损伤的安全装置。

在图1中所图示的实施例，是一种能够对高电压脉冲生成装置11进行分离且仅在必要时连接到固态硬盘中进行使用的数据信息防泄漏安全装置。高电压脉冲生成装置11也能够与固态硬盘形成为一体。

如图1所示，固态硬盘(solid state drive)1包括：闪速存储器3，用于存储数据；数据接口31，用于与主机(host)执行数据通信；设备控制器7，用于通过上述数据接口31对上述闪速存储器3与主机之间的数据交换作业进行控制；以及，缓冲存储器9，用于对上述设备控制器7从上述闪速存储器3中读取的数据以及需要记录到上述闪速存储器3中的数据进行临时保存。上述设备控制器7与数据接口31以及闪速存储器3电气连接，对与外部主机(计算机的中央处理装置)之间的数据收发以及对闪速存储器3的数据读取/记录进行控制。SSD的数据接口31通常使用与硬盘接口兼容的SATA(串行高级技术附件，Serial ATAttachment)。

如图3所示，上述闪速存储器3包括闪速存储器单元层49以及存储器控制器，上述存储器控制器由用于执行字线寻址的行译码器(XAddress Decoder)45和用于执行位线寻址的列译码器(Y Address Decoder)47以及用于生成各种控制信号的存储器控制逻辑41等构成。行译码器45通过从存储器控制逻辑41接收字线地址以及字线禁用(Disable)信号而对字线进行选择。列译码器47通过从存储器控制逻辑41接收位线地址以及位线禁用(Disable)信号而对位线进行选择。

如图1以及图2所示，本发明的特征在于，在固态硬盘(solid state drive)上配备与上述设备控制器7独立且能够在使用者对开关27进行操作时生成并输出足以击穿闪速存储器单元的控制栅极介电层的控制栅极绝缘击穿电压(DC 60V～240V范围的高电压脉冲)的高电压脉冲生成装置11，并在上述闪速存储器3的存储器控制器上配备能够选择性地将上述高电压脉冲生成装置11的高电压脉冲接入到闪速存储器单元层49的字线上的电压选择电路(voltage selector)43。

如图3所示，当使用者接通(on)上述开关27时，上述存储器控制逻辑41将通过对上述电压选择电路43进行控制而将上述高电压脉冲生成装置11的高电压脉冲输出加载到字线上，接下来通过对上述行译码器45以及列译码器47进行控制而依次对存储器单元层49的所有字线以及位线进行寻址，并向闪速存储器单元层49的所有字线加载控制栅极绝缘击穿电压。

为此，本发明如图1所示，配备能够迂回上述设备控制器7并向上述闪速存储器3的单元晶体管字线接入高电压脉冲的配线5，并在上述配线5上连接能够根据使用者的开关操作生成足以击穿(break down)闪速存储器3的存储器单元的控制栅极介电层的高电压脉冲并向配线进行输出的上述高电压脉冲生成装置11。

足以击穿(break sown)闪速存储器5的存储器单元的控制栅极的高电压脉冲为DC60V～240V范围的电压。即，闪速存储器3的存储器单元由单晶体管构成，各个晶体管的字线偏置额定电压小于60V(通常为15V～20V)。因此，当以偏置电压向字线加载DV 60V～240V范围的高电压脉冲时，将在存储器单元的控制栅极介电层中发生击穿(break down)现象且永远无法还原。这是与通过控制栅极偏置电压控制对闪速存储器的存储器单元中所保存的数据进行正常擦除以及批量擦除不同的部分。

如图1所示，上述配线5还包括当上述高电压脉冲生成装置11生成高电压脉冲并输出到配线上时对其进行指示的如LED等通电指示器39。

如图1所示，能够事先在SSD 1上仅形成配线5并单独制造高电压脉冲生成装置11，然后利用连接到高电压脉冲生成装置11上的插头37以及连接到配线5上的插座35而连接到SSD 1上。上述高电压脉冲生成装置11以及配线5也能够与SSD 1制作成一体。在图1中，符号33代表SATA电源端子。

如图3所示，上述高电压脉冲生成装置11，能够包括：直流转换器15，与计算机(或主机侧)电源13的输出侧电气连接，从上述电源13接收直流电压并对其进行升压；电阻29，与上述直流转换器15的输出侧电气连接，对上述直流转换器15的输出电流进行调节；继电器17，与上述电阻29串联连接，对上述电阻29的输出电流进行限制；二极管19，与上述继电器17串联连接，使得通过上述继电器17之后的电流仅向一个方向流动；电容器23，与上述二极管19串联连接，利用通过上述二极管19流入的电流充电至能够对上述闪速存储器3的存储器单元造成损伤的电压；半导体闸流管21，与上述电容器23并联连接，使得充电到上述电容器23中的电流在上述配线5上单方向通过；以及，脉冲电压控制器25，当使用者关闭开关27时，通过将上述继电器17关闭一定的时间之后重新打开而对上述电容器23进行充电，接下来在上述电容器23被充电的状态下通过启动上述半导体闸流管21而使被充电到上述电容器23中的高电压被加载到上述配线5上。上述继电器17使用无触点继电器(SSR)为宜。

如图3所示，通过采用如上所述构成的本发明，能够在将S SD安装到计算机中的状态下由计算机的使用者或管理员通过开关27对高电压脉冲生成装置11进行操作并将高电压脉冲加载到SSD的存储器单元，从而对闪速存储器的存储器单元直接造成不可还原的破坏，因此不需要委托外部企业进行处理且不需要租赁或购买使用单独的装置。因此，不仅能够节省对SSD中所保存的数据进行废弃处理的费用以及时间，还能够从源头上预防因为SSD的移出而导致的信息泄露。

Claims

1.一种固态硬盘数据信息防泄漏安全装置，其特征在于：

在包括：闪速存储器，用于存储数据；数据接口，用于与主机(ho s t)执行数据通信；设备控制器，用于通过上述数据接口对上述闪速存储器与主机之间的数据交换作业进行控制；以及，缓冲存储器，用于对上述设备控制器从上述闪速存储器中读取的数据以及需要记录到上述闪速存储器中的数据进行临时保存；的固态硬盘(s olid s t at edrive)中，

通过在固态硬盘(s olid s t at e drive)上配备与上述设备控制器独立且能够在使用者对开关进行操作时生成并输出足以击穿闪速存储器单元的控制栅极介电层的控制栅极绝缘击穿电压的高电压脉冲生成装置，并在上述闪速存储器的存储器控制器上配备能够选择性地将上述高电压脉冲生成装置的高电压脉冲接入到闪速存储器单元层的字线上的电压选择电路(volt ag e s ele c t or)，从而在使用者接通(on)上述开关时由上述存储器控制器依次对所有的字线以及位线进行寻址并向闪速存储器单元层的字线加载控制栅极绝缘击穿电压，所述控制栅极绝缘击穿电压为DC 60V～240V范围的高电压脉冲。

2.根据权利要求1所述的固态硬盘数据信息防泄漏安全装置，其特征在于：

高电压脉冲生成装置，包括：直流转换器，与计算机电源的输出侧电气连接，从上述电源接收直流电压并对其进行升压；电阻，与上述直流转换器的输出侧电气连接，对上述直流转换器的输出电流进行调节；继电器，与上述电阻串联连接，对上述电阻的输出电流进行限制；二极管，与上述继电器串联连接，使得通过上述继电器之后的电流仅向一个方向流动；电容器，与上述二极管串联连接，利用通过上述二极管流入的电流充电至能够对上述闪速存储器的存储器单元造成损伤的电压；半导体闸流管，与上述电容器并联连接，使得充电到上述电容器中的电流在配线上单方向通过；以及，脉冲电压控制器，当使用者关闭开关时，通过将上述继电器关闭一段时间之后重新打开而对上述电容器进行充电，接下来在上述电容器被充电的状态下通过启动上述半导体闸流管而使被充电到上述电容器中的高电压被加载到上述配线上。

3.根据权利要求2所述的固态硬盘数据信息防泄漏安全装置，其特征在于：

上述配线还包括当上述高电压脉冲生成装置生成高电压脉冲并将其输出到配线上时对其进行指示的通电指示器。