JP2017153117A - 暗号化トランスポート・ソリッドステート・ディスク・コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】暗号化トランスポートＳＳＤコントローラを提供する。【解決手段】暗号化トランスポートＳＳＤ（Solid-State Disk）コントローラは、コマンド、記憶アドレスを受け取り、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリに圧縮（および任意選択で暗号化された）形式でデータを記憶する目的でホストとデータを交換するためのインターフェースを有する。ホストから受け取られた暗号化データは復号化され、且つ可逆的圧縮を使用して圧縮されてフラッシュメモリ書き込み増幅を有利に低減させる。圧縮されたデータは再暗号化され、フラッシュメモリに記憶される。記憶されたデータは、ホストに送信される前に読み出され、復号化、展開、および再暗号化される。単一の集積回路などのセキュアな物理境界内で実施されると、ＳＳＤコントローラは暗号化データを、ホストへの送出を含むフラッシュメモリ内の記憶を介した受け取りから保護する。【選択図】図３Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願の優先権利益の主張を、（それがある場合には、適宜）添付の出願データシート
、請求、または送達状において行う。本出願の種類によって許容される範囲内で、本出願
はこの参照によりあらゆる目的で以下の出願を組み込むものであり、以下の出願はすべて
、発明がなされた時点において本出願と所有者を同じくするものである。

２０１１年４月２９日付で出願された、Ｆａｒｂｏｄ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒａａｍを筆
頭発明者とする、「Ｅｎｃｒｙｐｔｅｄ−Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ
Ｄｉｓｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」という名称の、米国仮出願（整理番号第ＳＦ−１０
−０８号および出願番号第６１／４８０５１８号）。

分野：不揮発性格納技術の進歩が、使用の性能、効率、及び有用性の改善を提供するた
めに必要とされる。

関連技術：公知である、または周知であるものとして明記されない限り、コンテキスト
、定義、または比較を目的とするものを含む本明細書における技法および概念の言及は、
そのような技法または概念が以前から公知であり、あるいは先行技術の一部であることの
容認と解釈すべきではない。特許、特許出願、および出版物を含む、本明細書で引用され
るあらゆる参照文献は（それがある場合には）、具体的に組み込まれているか否かを問わ
ず、あらゆる目的で、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれるものである。

本発明は多くの仕方で実施されてよく、これには、プロセス、製造品、装置、システム
、組成物としての仕方、ならびに、コンピュータ可読記憶媒体（ディスクといった光学的
大容量記憶装置および／または磁気的大容量記憶装置、フラッシュストレージといった不
揮発性記憶を有する集積回路など）や、プログラム命令が光通信リンクまたは電子通信リ
ンク上で送られるコンピュータネットワークといったコンピュータ可読媒体としての仕方
が含まれうる。本明細書では、これらの実施態様、または本発明が取りうる任意の他の形
態を、技法と呼ぶ場合もある。詳細な説明では、上記の分野における使用の性能、効率、
および有用性の改善を可能にする本発明の１若しくはそれ以上の実施形態の説明を提供す
る。詳細な説明は、詳細な説明の残りの部分のより迅速な理解を容易にするための導入部
を含む。導入部は、本明細書で説明する概念に従うシステム、方法、製造品、およびコン
ピュータ可読媒体のうちの１若しくはそれ以上の例示的実施形態を含む。結論の項でより
詳細に論じるように、本発明は、発行される特許請求の範囲内のあらゆる可能な改変形態
および変形形態を包含するものである。

図１Ａは、不揮発性メモリ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ：ＮＶＭ）要素（フラッシュメモリなど）によって実施されるような不揮発性記憶を管理するための暗号化トランスポートの技法を使用するＳＳＤコントローラを含むソリッドステートディスク（Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ：ＳＳＤ）の実施形態の選択された詳細を示す図である。 図１Ｂは、図１ＡのＳＳＤの１つ若しくはそれ以上のインスタンスを含むシステムの様々な実施形態の選択された詳細を示す図である。 図２は、図１Ａに示すような不揮発性記憶を管理するための暗号化トランスポートの技法を使用したＳＳＤの具体的応用の一例を示す図である。 図３Ａは、暗号化トランスポートＳＳＤの書き込みデータパス機能であって、２段の圧縮後暗号化を含む書き込みデータパス機能の一実施形態の選択された詳細を示す図である。 図３Ｂは、図３Ａの暗号化トランスポートＳＳＤの読み取りデータパス機能であって、２段の展開前復号化を含む読み取りデータパス機能の一実施形態の選択された詳細を示す図である。 図４は、例えば暗号化トランスポートＳＳＤのコンテキストで暗号化トランスポートデータ転送を実行するための、ホストとＳＳＤコントローラとの間のセキュアな通信リンクの作成、使用、および放棄の一実施形態を示す流れ図である。 図５は、暗号化トランスポートＳＳＤコントローラのデータパス制御および／または動作の一実施形態を示す流れ図である。

本発明の１つ若しくはそれ以上の実施形態の詳細な説明を、以下で、本発明の選択され
た詳細を図示する添付の図を併用して行う。本発明を実施形態との関連で説明する。実施
形態は、本明細書では、単なる例示であると理解されるものであり、本発明は、明確に、
本明細書中の実施形態のいずれか若しくは全部に、またはいずれか若しくは全部によって
限定されるものではなく、本発明は、多数の代替形態、改変形態、および均等物を包含す
るものである。説明が単調にならないように、様々な言葉によるラベル（これに限定され
るものではないが、最初の、最後の、ある一定の、様々な、別の、他の、特定の、選択の
、いくつかの、目立ったなど）が実施形態のセットを区別するために適用される場合があ
る。本明細書で使用する場合、そのようなラベルは、明確に、質を伝えるためのものでも
、いかなる形の好みや先入観を伝えるためのものでもなく、単に、別々のセットを都合よ
く区別するためのものにすぎない。開示するプロセスのいくつかの動作の順序は本発明の
範囲内で変更可能である。多様な実施形態がプロセス、方法、および／またはプログラム
命令の各特徴の差異を説明するのに使用される場合は常に、所定の、または動的に決定さ
れる基準に従って、複数の多様な実施形態にそれぞれ対応する複数の動作モードの１つの
静的選択および／または動的選択を行う他の実施形態が企図されている。以下の説明では
、本発明の十分な理解を提供するために、多数の具体的詳細を示す。それらの詳細は例と
して示すものであり、本発明は、それらの詳細の一部または全部がなくても、特許請求の
範囲に従って実施されうる。わかりやすくするために、本発明に関連した技術分野で公知
の技術資料は、本発明が不必要に曖昧になることのないように詳細に説明していない。

概説
この概説は、詳細な説明のより迅速な理解を助けるために含まれるにすぎず、本発明は
、（それがある場合には、明示的な例を含む）この概説で提示される概念だけに限定され
るものではなく、どんな概説の段落も、必然的に、主題全体の縮約された見方であり、網
羅的な、または限定的な記述であることを意味するものではない。例えば、以下の概説は
、スペースおよび編成によりある一定の実施形態だけに限定される概要情報を提供するも
のである。特許請求の範囲が究極的にそこに導かれることになる実施形態を含む多くの他
の実施形態があり、それらを本明細書の残りの部分にわたって論じる。

頭字語
ここで定義される様々な縮めた表現の略語（例えば、頭字語）の少なくとも一部が本明
細書において使用される特定の要素を指す。

ストレージ周辺装置の中には、トランスポート暗号化層を使用して、ホストからストレ
ージ周辺装置に送られるデータを保護することができるようになっているものがある。ホ
ストは、記憶媒体（ＮＶＭなど）に記憶されるべきストレージ周辺装置へのデータを送る
前に、内部でデータを暗号化する。同様に、ストレージ周辺装置から読み取られ、ホスト
に送られるデータも、そのデータが書き込まれたときに同じ暗号化を有するものと想定さ
れ、ホストは使用するためにデータを復号化する。ホストから見ると、データは記憶媒体
との間の全経路上で暗号化されている。

ある実施形態では、ＳＳＤといったストレージ周辺装置は、（ＮＡＮＤフラッシュチッ
プのアレイといった）記憶媒体にデータを記憶する前に、いわゆる「バックエンド」暗号
化により、データを内部で暗号化し、記憶媒体から暗号化データを読み取った後でデータ
を復号化する。ＳＳＤにおいて、バックエンド暗号化は、データを保護し、あるシナリオ
ではＮＡＮＤフラッシュチップの耐久性を向上させるスクランブリング特性を提供するよ
うに働く。例えば、バックエンド暗号化は、ホストデータに使用されるあらゆる他の形の
暗号化から独立して、記憶媒体に記憶されたＳＳＤのファームウェアを保護するのに使用
される。

あるストレージ周辺装置は、ストレージ・セキュリティ・サブシステム・クラス（ＴＣ
Ｇ Ｏｐａｌなど）といったセキュリティプロトコルに従って動作し、ホストから受け取
られる、記憶媒体に書き込まれるべきデータを暗号化することができるようになっており
、さらに、記憶媒体から読み取られるデータを復号化することができるようになっている
。ある実施形態では、セキュリティプロトコル暗号化／復号化は、記憶アドレス範囲とい
ったメタデータを使用して、暗号化鍵および復号化鍵を一部決定する。別の実施形態では
、１若しくはそれ以上のアドレス範囲があり、各範囲はそれぞれの鍵と関連付けられてい
る。別の実施形態では、アドレス範囲のうちのどれも一致しない場合には、グローバルな
「上記のどれでもない」鍵がある。様々な実施形態によれば、セキュリティプロトコル暗
号化／復号化は、トランスポート暗号化／復号化と同じ、トランスポート暗号化／復号化
と異なる、バックエンド暗号化／復号化と同じ、およびバックエンド暗号化／復号化と異
なる、のうちの１若しくはそれ以上である。

ある実施形態では、ＳＳＤといったストレージ周辺装置は、ホストから受け取ったデー
タを、（ＮＡＮＤフラッシュチップのアレイといった）記憶媒体にデータを記憶する前に
圧縮する。圧縮は、データの種類（例えばＪＰＥＧデータおよび／またはＭＰＥＧデータ
）に基づく不可逆的圧縮、局所的なやり方（ＬＺ圧縮など）で行われる可逆的圧縮、デー
タ重複排除、および圧縮されるデータを表すのに必要とされる記憶を低減させる任意選択
の可逆変換のうちの１若しくはそれ以上を含む。記憶の前のデータの圧縮は、有利には、
書き込み増幅を低減させ、かつ／または様々なシナリオにおける見かけの記憶容量を増加
させる。しかし、（例えばトランスポート暗号化のために）暗号化されているデータは、
シナリオによっては、圧縮することができない。

ある実施形態では、ＳＳＤといったストレージ周辺装置は、ホストと鍵交換を行ってト
ランスポート暗号化層に使用される（１若しくはそれ以上の）鍵を決定し、任意選択で、
かつ／または選択的に、各鍵がどの条件の下で使用されるか決定する。ストレージ周辺装
置がホストからトランスポート暗号化データを受け取ると、ストレージ周辺装置は、任意
選択で、かつ／または選択的に、（１若しくはそれ以上の）鍵のうちの選択された１つを
使用して、トランスポート暗号化に従ってデータを復号化する。復号化されたデータは次
いで圧縮される。ＴＣＧ Ｏｐａｌといったセキュリティプロトコルが使用される別の実
施形態では、圧縮されたデータは、任意選択で、かつ／または選択的に、セキュリティプ
ロトコルに従って暗号化される。セキュリティプロトコルと異なるバックエンド暗号化が
行われるさらに別の実施形態では、圧縮され、任意選択で、かつ／または選択的に、暗号
化されたデータは、データが記憶媒体への書き込みのために変調される前に、バックエン
ド暗号化によってさらに暗号化される。

他の実施形態では、ＴＣＧ Ｏｐａｌではなく、トランスポート暗号化が再利用される
。すなわち、圧縮後に、圧縮されたデータは、（１若しくはそれ以上の）トランスポート
暗号化鍵／トランスポート暗号化アルゴリズムを使用して再暗号化される。

データが記憶媒体から読み戻され、ホストに返されるときには、元の暗号化データがホ
ストに返されるように、データを記憶するための前述の動作は事実上反転される。

暗号化アルゴリズムの例は、ＤＥＳ、トリプルＤＥＳ、ＡＥＳ−１２８、ＡＥＳ−２５
６、ＲＳＡ、および他の公開鍵暗号化アルゴリズムである。

ある状況では、特定のサイズのホストストレージ書き込みがＳＳＤのフラッシュメモリ
への（各々が、例えば、その特定のサイズの倍数などのサイズを有する）複数の書き込み
を生じるときに、書き込み増幅が生じる。複数の書き込みは、例えば、フラッシュメモリ
のある部分を書き込む（例えばプログラムする）前の当該部分の消去、ウェアレベリング
、不要部分の整理、およびシステムデータ書き込みを生じるフラッシュメモリ管理操作な
どから生じる。書き込み増幅の計算の一例は、（例えば、ホスト書き込みと関連付けられ
たホストデータの書き込みを完了するためのシステム書き込みなどを含む）ホスト書き込
みの特定の集合の代わりにフラッシュメモリに書き込まれたデータの量を、ホスト書き込
みのその特定の集合によって書き込まれたデータの量で割ったものである。ある使用シナ
リオでは、ホスト書き込みの特定の集合によって書き込まれたデータの圧縮は、ホスト書
き込みのその特定の集合の代わりにフラッシュメモリに書き込まれるデータの量を低減さ
せることを可能にする。ホスト書き込みのその特定の集合の代わりにフラッシュメモリに
書き込まれるデータの量が低減されるため、書き込み増幅はそれによって低減される。

一部の実施形態では、ＮＶＭ内の様々なサイズの量の圧縮データにアクセスすることに
より、ある使用シナリオでは記憶効率が改善される。例えば、ＳＳＤコントローラは、コ
ンピューティングホストから（例えばディスク書き込みコマンドに関連した）（圧縮され
ていない）データを受け取り、データを圧縮し、データをフラッシュメモリへ記憶する。
コンピューティングホストからの（例えばディスク読み出しコマンドに関連した）その後
の要求に応答して、ＳＳＤコントローラはフラッシュメモリから圧縮データを読み出し、
圧縮データを解凍し、解凍されたデータをコンピューティングホストに提供する。圧縮デ
ータは、様々なサイズの量に従ってフラッシュメモリに記憶され、各量のサイズは、例え
ば、圧縮アルゴリズム、動作モード、様々なデータに関する圧縮有効性により変動する。
ＳＳＤコントローラは、一部は、含まれるマップ表を調べて（１つまたは複数の）ヘッダ
がフラッシュメモリのどこに記憶されているか確認することによってデータを解凍する。
ＳＳＤコントローラは、適切な（圧縮）データがフラッシュメモリのどこに記憶されてい
るか確認するためにフラッシュメモリから得た（１つまたは複数の）ヘッダをパースする
。ＳＳＤコントローラは、コンピューティングホストに提供すべき解凍データを生成する
ために、フラッシュメモリからの適切なデータを解凍する。

様々な実施形態では、ＳＳＤコントローラは、コンピューティングホストとインターフ
ェースするためのホストインターフェースと、フラッシュメモリといったＮＶＭとインタ
ーフェースするためのインターフェースと、各インターフェースを制御し、圧縮および解
凍と共に、低レベル誤り訂正、高レベル誤り訂正、ならびに独立シリコン素子を用いた動
的高レベル冗長性モード管理を行う（かつ／または行うことの様々な態様を制御する）た
めの回路とを含む。

様々な実施形態によれば、あるホストインターフェースは、ＵＳＢインターフェース規
格、ＣＦインターフェース規格、ＭＭＣインターフェース規格、ｅＭＭＣインターフェー
ス規格、サンダーボルトインターフェース規格、ＵＦＳインターフェース規格、ＳＤイン
ターフェース規格、メモリ・スティック・インターフェース規格、ｘＤピクチャ・カード
・インターフェース規格、ＩＤＥインターフェース規格、ＳＡＴＡインターフェース規格
、ＳＣＳＩインターフェース規格、ＳＡＳインターフェース規格、およびＰＣＩｅインタ
ーフェース規格のうちの１つ若しくはそれ以上と適合する。様々な実施形態によれば、コ
ンピューティングホストは、コンピュータ、ワークステーションコンピュータ、サーバコ
ンピュータ、ストレージサーバ、ＳＡＮ、ＮＡＳデバイス、ＤＡＳデバイス、ストレージ
アプライアンス、ＰＣ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ネット
ブックコンピュータ、タブレット機器またはタブレットコンピュータ、ウルトラブックコ
ンピュータ、電子読み出し装置（ｅ−ｒｅａｄｅｒなど）、ＰＤＡ、ナビゲーションンシ
ステム、（ハンドヘルド型）ＧＰＳ機器、自動通信路制御システム、自動車媒体制御シス
テムまたはコンピュータ、プリンタ、コピー機またはファックス機またはオールインワン
機器、ＰＯＳ機器、金銭登録機、メディアプレーヤ、テレビ、メディアレコーダ、ＤＶＲ
、ディジタルカメラ、セルラハンドセット、コードレス電話機ハンドセット、および電子
ゲームのうちの全部または任意の部分である。一部の実施形態では、インターフェースホ
スト（ＳＡＳ／ＳＡＴＡブリッジなど）は、コンピューティングホストおよび／またはコ
ンピューティングホストへのブリッジとして動作する。

様々な実施形態では、ＳＳＤコントローラは、１つ若しくはそれ以上のプロセッサを含
む。プロセッサは、ＳＳＤコントローラの動作を制御し、かつ／または行うためにファー
ムウェアを実行する。ＳＳＤコントローラは、コマンドおよび／または状況ならびにデー
タを送り、受け取るためにコンピューティングホストと通信する。コンピューティングホ
ストは、オペレーティングシステム、ドライバ、およびアプリケーションのうちの１つ若
しくはそれ以上を実行する。コンピューティングホストによるＳＳＤコントローラとの通
信は、任意選択で、かつ／または選択的に、ドライバおよび／またはアプリケーションに
よるものである。第１の例では、ＳＳＤコントローラへのすべての通信がドライバによる
ものであり、アプリケーションは、ドライバに高レベルコマンドを提供し、ドライバがそ
れをＳＳＤコントローラのための特定のコマンドに変換する。第２の例では、ドライバは
バイパスモードを実施し、アプリケーションは、ドライバを介してＳＳＤコントローラに
特定のコマンドを送ることができるようになっている。第３の例では、ＰＣＩｅ ＳＳＤ
コントローラが１つ若しくはそれ以上の仮想機能（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ
：ＶＦｓ）をサポートし、アプリケーションが、一度構成されると、ドライバをバイパス
してＳＳＤコントローラを直接通信することを可能にする。

様々な実施形態によれば、あるＳＳＤは、ＨＤＤ、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブとい
った磁気的不揮発性記憶および／または光学的不揮発性記憶によって使用されるフォーム
ファクタ、電気的インターフェース、および／またはプロトコルと適合する。様々な実施
形態では、ＳＳＤは、０以上のパリティ符号、０以上のＲＳ符号、０以上のＢＣＨ符号、
０以上のビタビ符号または他のトレリス符号、および０以上のＬＤＰＣ符号の様々な組み
合わせを使用する。

例示的実施形態
詳細な説明の概説を終えるにあたり、以下に、例示的実施形態をまとめて示す。これら
の例示的実施形態は、少なくとも一部は「ＥＣ」（Ｅｘａｍｐｌｅ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉ
ｏｎｓ：ＥＣｓ）として明示的に列挙されたものを有し、本明細書で説明する概念に従っ
た様々な種類の実施形態の詳細な説明を提供するものである。これらの例は、相互排他的
であることも、網羅的であることも、限定的であることも意図されておらず、本発明は、
これらの例示的実施形態だけに限定されるものではなく、発行される特許請求の範囲およ
びその均等物の範囲内のすべての可能な改変形態および変形形態を包含するものである。

ＥＣ１）方法であって、
１若しくはそれ以上の不揮発性メモリ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｉｅｓ
：ＮＶＭｓ）からデータを受け取る工程と、
前記受け取ったデータを調整する工程と、
一連の動作に従って前記調整したデータを処理する工程と、
前記処理の結果をコンピューティングホストに提供する工程と
を有し、
前記一連の動作は、
前記調整したデータを復号化する工程と、
前記復号化したデータを展開する工程と、
前記展開したデータを再暗号化する工程と、
前記再暗号化したデータを前記結果として提供する工程と
を有し、
前記展開する工程は可逆的圧縮と対称をなす工程である
方法。

ＥＣ２）ＥＣ１記載の方法において、前記復号化する工程は第１の復号化する工程であ
り、前記調整する工程は第２の復号化する工程を有するものである方法。

ＥＣ３）ＥＣ１記載の方法において、前記処理する工程は複数のモードのうち選択され
た１つのモードに従って選択され、前記一連の動作は、前記複数のモードのうち第１のモ
ードに対応する第１の一連の動作である方法。

ＥＣ４）ＥＣ３記載の方法において、
第２の一連の動作は前記複数のモードのうち第２のモードに対応し、
前記第２の一連の動作は、前記展開したデータを前記結果として提供する工程を有する
ものである方法。

ＥＣ５）方法であって、
コンピューティングホストからデータを受け取る工程と、
一連の動作に従って受け取ったデータを処理する工程と、
前記処理の結果を調整して、１若しくはそれ以上の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶す
ることを可能にする工程と
を有し、
前記一連の動作は、
前記受け取ったデータを復号化する工程と、
前記復号化したデータを圧縮する工程と、
前記圧縮したデータを再暗号化する工程と、
前記再暗号化したデータを結果として提供する工程と
を有し、
前記圧縮する工程は可逆的である
方法。

ＥＣ６）ＥＣ５記載の方法において、前記調整する工程は暗号化する工程を有するもの
である方法。

ＥＣ７）ＥＣ５記載の方法において、前記処理する工程は複数のモードのうち選択され
た１つのモードに従って選択され、前記一連の動作は、前記複数のモードのうちの第１の
モードに対応する第１の一連の動作である方法。

ＥＣ８）ＥＣ７記載の方法において、
第２の一連の動作は前記複数のモードのうち第２のモードに対応し、
前記第２の一連の動作は、前記圧縮したデータを前記結果として提供する工程を有する
方法。

ＥＣ９）方法であって、
１若しくはそれ以上の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）からデータを受け取る工程と、
前記受け取ったデータを調整する工程と、
複数のモードのうち選択された１つのモードに従って前記調整したデータを処理する工
程と、
前記処理の結果をコンピューティングホストに提供する工程と
を有し、
前記複数のモードのうち第１のモードは、
前記調整したデータを復号化する工程と、
前記復号化したデータを第１の展開データとして展開する工程と、
前記第１の展開データを第１の再暗号化データとして再暗号化する工程と、
前記第１の再暗号化したデータを結果として提供する工程と
を有し、
前記複数のモードのうち第２のモードは、
前記調整したデータを第２の展開データとして展開する工程と、
前記第２の展開データを第２の再暗号化データとして再暗号化する工程と、
前記第２の再暗号化データを結果として提供する工程と
を有する方法。

ＥＣ１０）ＥＣ９記載の方法において、前記調整する工程は復号化する工程を有するも
のである方法。

ＥＣ１１）ＥＣ９記載の方法において、前記展開する工程は可逆的圧縮と対称をなす工
程である方法。

ＥＣ１２）ＥＣ９記載の方法において、
前記複数のモードのうち第３のモードは、
前記第１の展開データを結果として提供する工程
を有する方法。

ＥＣ１３）方法であって、
コンピューティングホストからデータを受け取る工程と、
複数のモードのうち選択された１つのモードに従って、前記受け取ったデータを処理す
る工程と、
前記処理の結果を調整して、１若しくはそれ以上の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶す
ることを可能にする工程と
を有し、
前記複数のモードのうち第１のモードは、
前記受け取ったデータを復号化する工程と、
前記復号化したデータを圧縮する工程と、
前記圧縮した復号化データを再暗号化する工程と、
前記再暗号化したデータを結果として提供する工程と
を有し、
前記複数のモードのうちの第２のモードは、
前記圧縮した復号化データを結果として提供する工程
を有する方法。

ＥＣ１４）ＥＣ１３記載の方法において、前記調整する工程は暗号化する工程を有する
方法。

ＥＣ１５）ＥＣ１３記載の方法において、前記再暗号化する工程は前記復号化する工程
と対称をなす工程である方法。

ＥＣ１６）ＥＣ１３記載の方法において、前記再暗号化する工程はセキュリティプロト
コルに準拠するものであり、前記復号化する工程はトランスポートプロトコルに準拠する
ものである方法。

ＥＣ１７）ＥＣ１３記載の方法において、さらに、
コンピューティングホストとトランスポートセッション暗号化鍵を安全に交換する工程
と、
前記復号化する工程において前記トランスポートセッション暗号化鍵の少なくとも一部
分を使用する工程と
を有するものである方法。

ＥＣ１８）ＥＣ１７記載の方法において、前記トランスポートセッション暗号化鍵を安
全に交換する工程は、
非対称鍵交換を使用してコンピューティングホストとソリッドステートディスク（ＳＳ
Ｄ）との間でセキュアなリンクを確立する工程と、
前記セキュアなリンク内でトランスポートセッション暗号化鍵を交換する工程と
を有する方法。

ＥＣ１９）ＥＣ１３記載の方法において、
前記複数のモードのうち第３のモードは、
前記受け取ったデータを圧縮する工程と、
前記圧縮したデータを暗号化する工程と、
前記圧縮した暗号化データを結果として提供する工程と
を有する方法。

ＥＣ２０）ＥＣ１９記載の方法において、前記暗号化する工程はセキュリティプロトコ
ルに準拠するものである方法。

ＥＣ２１）ＥＣ１９記載の方法において、
前記複数のモードのうち第４のモードは、
前記圧縮したデータを結果として提供する工程
を有する方法。

ＥＣ２２）ＥＣ１３記載の方法において、前記調整する工程は、前記結果をスクランブ
リングする工程、および／または前記結果を変調する工程を有する方法。

ＥＣ２３）ＥＣ１３記載の方法において、前記調整する工程は暗号化する工程を有する
方法。

ＥＣ２４）ＥＣ１３記載の方法において、さらに、
記憶する工程を有するものである方法。

ＥＣ２５）ＥＣ２４記載の方法において、前記記憶する工程は、フラッシュ・メモリ・
インターフェースを介したものである方法。

ＥＣ２６）ＥＣ１３記載の方法において、前記受け取る工程は、ストレージインターフ
ェース規格と適合するストレージインターフェースを介したものである方法。

ＥＣ２７）ＥＣ１３記載の方法において、さらに、
コンピューティングホストにより、データを暗号化したデータとして提供する工程を有
するものである方法。

ＥＣ２８）ＥＣ１３記載の方法において、前記復号化する工程、前記圧縮する工程、お
よび前記再暗号化する工程は、少なくとも部分的に、ソリッドステートディスク（ＳＳＤ
）のコントローラによって実施される方法。

ＥＣ２９）システムであって、
コンピューティングホストからデータを受け取る手段と、
複数の動作モードのうちの１つを選択的に使用可能にする手段であって、当該モードは
、
暗号化動作モードであって、少なくとも部分的に、
前記受け取られたデータを復号化する手段と、
前記復号化されたデータを圧縮する手段と、
前記圧縮、且つ復号化されたデータを再暗号化する手段と、
前記再暗号化されたデータを暗号化モード書き込みデータとして提供する手段と
によって実施されるものである、前記暗号化動作モードと、
非暗号化動作モードであって、少なくと部分的に、
前記受け取られたデータを圧縮する手段と、
前記圧縮、且つ受け取られたデータを非暗号化モード書き込みデータとして提供す
る手段と
によって実施されるものである、前記非暗号化動作モードと
を有するものである、前記選択的に使用可能にする手段と、
前記使用可能にされたモードの書き込みデータを選択する手段と、
前記選択されたモードの書き込みデータを暗号化する手段と、
前記暗号化、且つ選択されたモードの書き込みデータを書式設定して、１若しくはそれ
以上の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶する手段と
を有するシステム。

ＥＣ３０）ＥＣ２９記載のシステムにおいて、さらに、
トランスポートセッション暗号化鍵を安全に交換し、トランスポートセッション暗号化
鍵の少なくとも一部分を使用して前記受け取られたデータを受け取られた暗号化データと
して復号化する手段を有するものであるシステム。

ＥＣ３１）ＥＣ２９記載のシステムにおいて、前記圧縮する手段のうちの１若しくはそ
れ以上は、可逆的圧縮を実行して書き込み増幅を有利に低減させることが可能であるシス
テム。

ＥＣ３２）ＥＣ２９記載のシステムにおいて、前記復号化されたデータを圧縮する手段
および前記受け取られたデータを圧縮する手段は、少なくとも共通の一部分を有するもの
であるシステム。

ＥＣ３３）ＥＣ２９記載のシステムにおいて、前述の手段はソリッドステートディスク
（ＳＳＤ）のコントローラを介した手段であり、前記不揮発性メモリはソリッドステート
ディスクに含まれるフラッシュメモリであるシステム。

ＥＣ３４）ＥＣ３３記載のシステムにおいて、さらに、
前記コントローラを前記コンピューティングホストとインターフェースさせる手段を有
するものであるシステム。

ＥＣ３５）ＥＣ３４記載のシステムにおいて、前記インターフェースさせる手段は、ス
トレージインターフェース規格と適合するものであるシステム。

ＥＣ３６）ＥＣ３４記載のシステムにおいて、さらに、
前記コンピューティングホストの全部または任意選択の部分を有するものであるシステ
ム。

ＥＣ３７）ＥＣ２９記載のシステムにおいて、さらに、
前記不揮発性メモリとインターフェースする手段を有するものであるシステム。

ＥＣ３８）ＥＣ３７記載のシステムにおいて、前記インターフェースする手段はフラッ
シュ・メモリ・インターフェースを有するものであるシステム。

ＥＣ３９）ＥＣ２９記載のシステムにおいて、さらに、
前記不揮発性メモリのうちの少なくとも１つを有するものであるシステム。

ＥＣ４０）ＥＣ２９記載のシステムにおいて、さらに、
前記コンピューティングホストからの要求をインターフェースする手段であって、当該
要求は前記不揮発性メモリに記憶された情報に関するものである、前記要求をインターフ
ェースする手段と、
前記不揮発性メモリとインターフェースする手段と
を有するものであるシステム。

ＥＣ４１）ＥＣ４０記載のシステムにおいて、前述の手段は単一の集積回路（ＩＣ）に
一括して実装されるものであるシステム。

ＥＣ４２）ＥＣ４０記載のシステムにおいて、前述の手段はソリッドステートディスク
（ＳＳＤ）に含まれているものであるシステム。

ＥＣ４３）ＥＣ３０記載のシステムにおいて、前記トランスポートセッション暗号化鍵
を安全に交換する手段は、
非対称鍵交換を使用してホストとソリッドステートディスク（ＳＳＤ）との間でセキュ
アなリンクを確立する手段と、
前記セキュアなリンク内でトランスポートセッション暗号化鍵を交換する手段と
を有するシステム。

ＥＣ４４）命令のセットを格納する有形のコンピュータ可読媒体であって、当該命令セ
ットは記憶装置の処理要素によって実行されると、当該処理要素に、
コンピューティングホストからデータを受け取る工程と、
複数の動作モードのうちの１つを選択的に使用可能にする工程であって、当該モードは
、
暗号化動作モードであって、少なくとも部分的に、
前記受け取ったデータを復号化する工程と、
前記復号化したデータを圧縮する工程と、
前記圧縮した復号化データを再暗号化する工程と、
前記再暗号化したデータを暗号化モード書き込みデータとして提供する工程と
によって実施されるものである、前記暗号化動作モードと、
非暗号化動作モードであって、少なくとも部分的に、
前記受け取ったデータを圧縮する工程と、
前記圧縮、且つ受け取ったデータを非暗号化モード書き込みデータとして提供する
工程と
によって実施されるものである、前記非暗号化動作モードと
を有するものである、前記選択的に使用可能にする工程と、
前記使用可能となったモードの書き込みデータを選択する工程と、
前記選択したモードの書き込みデータを暗号化する工程と、
前記暗号化した選択モードの書き込みデータを書式設定して、１若しくはそれ以上の不
揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶する工程と
を有する動作を実行させ、および／または制御させるものである、
有形のコンピュータ可読媒体。

ＥＣ４５）ＥＣ４４記載の有形のコンピュータ可読媒体において、当該コンピュータ可
読媒体および前記処理要素はソリッドステートディスク（ＳＳＤ）に含まれるものである
有形のコンピュータ可読媒体。

ＥＣ４６）ＥＣ４５記載の有形のコンピュータ可読媒体において、前記不揮発性メモリ
のうちの少なくとも１つはソリッドステートディスクに含まれるものである有形のコンピ
ュータ可読媒体。

ＥＣ４７）前記復号化する工程と、前記再暗号化する工程とを有するか、または当該工
程に言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、前記復号化する工程および前記再
暗号化する工程のうちのいずれか１つ若しくはそれ以上はセキュアな物理境界内で実行さ
れるものであるＥＣ。

ＥＣ４８）前記復号化する工程と、前記再暗号化する工程と、前記圧縮する工程と、前
記展開する工程とを有するか、または当該工程に言及している前述のＥＣのいずれか１つ
において、前記復号化する工程、前記再暗号化する工程、前記圧縮する工程、および前記
展開する工程のうちのいずれか１つ若しくはそれ以上は、セキュアな物理境界内で実行さ
れるものであるＥＣ。

ＥＣ４９）セキュアな物理境界を有するか、または当該物理境界に言及している前述の
ＥＣのいずれか１つにおいて、前記セキュアな物理境界は単一の集積回路（ＩＣ）によっ
て実装されるＥＣ。

ＥＣ５０）前記トランスポートセッション暗号化鍵を有するか、または当該暗号化鍵に
言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、前記トランスポートセッション暗号化
鍵は、対称鍵暗号化／復号化と適合するものであるＥＣ。

ＥＣ５１）対称鍵暗号化／復号化を有し、またはこれに言及している前述のＥＣのいず
れか１つにおいて、対称鍵暗号化／復号化は、
ＡＥＳ１２８、
ＡＥＳ１９２、および
ＡＥＳ２５６
のうちの１若しくはそれ以上と適合するものであるＥＣ。

ＥＣ５２）可逆的圧縮を有するか、または当該可逆的圧縮に言及している前述のＥＣの
いずれか１つにおいて、当該可逆的圧縮はラムペル−ジフ（Ｌｅｍｐｅｌ−Ｚｉｖ：ＬＺ
）圧縮を有するＥＣ。

ＥＣ５３）可逆的圧縮を有するか、または当該可逆的圧縮に言及している前述のＥＣの
いずれか１つにおいて、当該可逆的圧縮は辞書コーダＬＺ７７圧縮を有するＥＣ。

ＥＣ５４）ソリッドステートディスクコントローラを有するか、または当該コントロー
ラに言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、当該ソリッドステートディスクコ
ントローラは単一の集積回路（ＩＣ）に実装されるものであるＥＣ。

ＥＣ５５）ソリッドステートディスクコントローラと不揮発性メモリとを有するか、ま
たはこれらに言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、当該ソリッドステートデ
ィスクコントローラおよび不揮発性メモリはソリッドステートディスクに含まれるＥＣ。

ＥＣ５６）不揮発性メモリを有するか、または当該メモリに言及している前述のＥＣの
いずれか１つにおいて、当該不揮発性メモリのうちの少なくとも１つは１若しくはそれ以
上のフラッシュメモリを有するＥＣ。

ＥＣ５７）ストレージインターフェース規格を有し、またはこれに言及している前述の
ＥＣのいずれかにおいて、ストレージインターフェース規格は、
ユニバーサル・シリアル・バス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ：ＵＳＢ
）インターフェース規格と、
コンパクトフラッシュ（登録商標）（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ：ＣＦ）インターフ
ェース規格と、
マルチメディアカード（ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａＣａｒｄ：ＭＭＣ）インターフェース規
格と、
組み込み型ＭＭＣ（ｅＭＭＣ）インターフェース規格と、
サンダーボルトインターフェース規格と、
ＵＦＳインターフェース規格と、
セキュアデジタル（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ：ＳＤ）インターフェース規格と、
メモリ・スティック・インターフェース規格と、
ｘＤピクチャ・カード・インターフェース規格と、
内蔵ドライブエレクトロニクス（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｒｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ：ＩＤＥ）インターフェース規格と、
シリアル・アドバンスト・テクノロジー・アタッチメント（Ｓｅｒｉａｌ Ａｄｖａｎ
ｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ：ＳＡＴＡ）インターフェース規
格と、
エクスターナルＳＡＴＡ（ｅＳＡＴＡ）インターフェース規格と、
スモール・コンピュータ・システム・インターフェース（ＳＣＳＩ）インターフェース
規格と、
シリアル接続スモール・コンピュータ・システム・インターフェース（ＳＡＳ）インタ
ーフェース規格と、
ファイバー・チャンネル・インターフェース規格と、
イーサネット（登録商標）インターフェース規格と、
ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト・エキスプレス（Ｐｅｒｉｐｈｅｒ
ａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｅｘｐｒｅｓｓ：ＰＣＩｅ）イ
ンターフェース規格と
のうちの１若しくはそれ以上のものを有するものであるＥＣ。

ＥＣ５８）フラッシュ・メモリ・インターフェースを有するか、または当該インターフ
ェースに言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、当該フラッシュ・メモリ・イ
ンターフェースは、
オープンＮＡＮＤフラッシュインターフェース（ＯＮＦＩ）、
トグルモードインターフェース、
ダブルデータレート（ＤＤＲ）同期インターフェース、
ＤＤＲ２同期インターフェース、
同期インターフェース、および
非同期インターフェース
のうちの１若しくはそれ以上と適合するものであるＥＣ。

ＥＣ５９）コンピューティングホストを有し、またはこれに言及している前述のＥＣの
いずれかにおいて、コンピューティングホストは、
コンピュータと、
ワークステーションコンピュータと、
サーバコンピュータと、
ストレージサーバと、
ストレージ・アタッチト・ネットワーク（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｎｅｔ
ｗｏｒｋ：ＳＡＮ）と、
ネットワーク・アタッチト・ストレージ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏ
ｒａｇｅ：ＮＡＳ）デバイスと、
ダイレクト・アタッチト・ストレージ（Ｄｉｒｅｃｔ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａ
ｇｅ：ＤＡＳ）デバイスと、
ストレージアプライアンスと、
パーソナルコンピュータ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ：ＰＣ）と、
ラップトップコンピュータと、
ノートブックコンピュータと、
ネットブックコンピュータと、
タブレットデバイス又はタブレットコンピュータと、
ウルトラブックコンピュータと、
電子書籍端末（電子読み出し機）と、
携帯端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：ＰＤＡ）と、
ナビゲーションシステムと、
（ハンドヘルド）グローバル・ポジショニング・システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）デバイスと、
自動車制御システムと、
自動車媒体制御システム及び自動車媒体制御コンピュータと、
プリンタ、コピー機、若しくはＦＡＸ機、又はオールインワンデバイスと、
販売時点情報管理ＰＯＳデバイスと、
金銭登録機と、
メディアプレイヤと、
テレビと、
メディアレコーダと、
デジタル・ビデオ・レコーダ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ：ＤＶ
Ｒ）と、
デジタルカメラと、
セル方式送受話器と、
コードレス電話の送受話器と、
電子ゲームと
のうちの１若しくはそれ以上のものを有するものであるＥＣ。

ＥＣ６０）少なくとも１つのフラッシュメモリを有するか、または当該フラッシュメモ
リに言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、少なくとも１つのフラッシュメモ
リの少なくとも一部分は、
ＮＡＮＤフラッシュ技術記憶セル、および
ＮＯＲフラッシュ技術記憶セル
のうちの１若しくはそれ以上を有するＥＣ。

ＥＣ６１）少なくとも１つのフラッシュメモリを有するか、または当該フラッシュメモ
リに言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、当該フラッシュメモリの少なくと
も一部分は、
シングルレベルセル（ＳＬＣ）フラッシュ技術記憶セル、および
マルチレベルセル（ＭＬＣ）フラッシュ技術記憶セル
のうちの１若しくはそれ以上を有するＥＣ。

ＥＣ６２）少なくとも１つのフラッシュメモリを有するか、または当該フラッシュメモ
リに言及している前述のＥＣのいずれか１つにおいて、当該フラッシュメモリの少なくと
も一部分は、
多結晶シリコン技術ベースの電荷蓄積セル、および
シリコン窒化膜技術ベースの電荷蓄積セル
のうちの１若しくはそれ以上を有するＥＣ。

ＥＣ６３）少なくとも１つのフラッシュメモリを有するか、または当該フラッシュメモ
リに言及している前述のＥＣのいずれかにおいて、当該フラッシュメモリの少なくとも一
部分は、
２次元技術ベースのフラッシュメモリ技術、および
３次元技術ベースのフラッシュメモリ技術
のうちの１若しくはそれ以上を有するＥＣ。

システム
図１Ａは、ＮＶＭ要素（フラッシュメモリなど）によって実施されるような不揮発性記
憶を管理するためのトランスポート暗号化層を使用するＳＳＤコントローラを含むＳＳＤ
（１０１）の実施形態の選択された詳細を図示する。ＳＳＤコントローラはＮＶＭ要素（
例えば、フラッシュメモリ）を介して実装される不揮発性ストレージなどの不揮発性スト
レージを管理するためのものである。ＳＳＤコントローラ１００は１若しくはそれ以上の
外部インターフェース１１０を介してホスト（図示せず）に通信するように結合される。
様々な実施形態に従って、外部インターフェース１１０は、ＳＡＴＡインターフェース、
ＳＡＳインターフェース、ＰＩＣｅインターフェース、ファイバー・チャンネル・インタ
ーフェース、イーサネット（登録商標）インターフェース（例えば、１０ギガビットのイ
ーサネット（登録商標））、上記のインターフェースのうちのいずれかの規格外版、若し
くは特注のインターフェース、又はストレージ及び／又は通信機器及び／又は計算デバイ
スを相互接続するために使用されるその他任意の種類のインターフェースのうちの１若し
くはそれ以上である。例えば、一部の実施形態において、ＳＳＤコントローラ１００はＳ
ＡＴＡインターフェースとＰＣＩｅインターフェースとを含む。

ＳＳＤコントローラ１００は、さらに、１つ若しくはそれ以上のデバイスインターフェ
ース１９０を介して、１つ若しくはそれ以上のフラッシュデバイス１９２といった、１つ
若しくはそれ以上の記憶デバイスを含むＮＶＭ１９９に通信可能に結合されている。様々
な実施形態によれば、デバイスインターフェース１９０は、非同期インターフェース、同
期インターフェース、シングルデータレート（ＳＤＲ）インターフェース、ダブルデータ
レート（ＤＤＲ）インターフェース、ＤＲＡＭ互換ＤＤＲ若しくはＤＤＲ２同期インター
フェース、ＯＮＦＩ２．２やＯＮＦＩ３．０互換インターフェースといったＯＮＦＩ互換
インターフェース、トグルモード互換フラッシュインターフェース、上記のインターフェ
ースのいずれかの非標準バージョン、カスタムインターフェース、または記憶デバイスに
接続するのに使用される任意の他の種類のインターフェースのうちの１つ若しくはそれ以
上である。

各フラッシュデバイス１９２は、一部の実施形態では、１つ若しくはそれ以上の個々の
フラッシュダイ１９４を有する。フラッシュデバイス１９２のうちの特定のフラッシュデ
バイスの種類に従って、特定のフラッシュデバイス１９２内の複数のフラッシュダイ１９
４に、並列に、任意選択で、かつ／または選択的にアクセスすることができる。フラッシ
ュデバイス１９２は、単に、ＳＳＤコントローラ１００に通信可能に結合することができ
るようにした記憶デバイスの一種を表しているにすぎない。様々な実施形態では、ＳＬＣ
ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＭＬＣ ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメ
モリ、多結晶シリコン若しくはシリコン窒化膜技術ベースの電荷蓄積セルを使用したフラ
ッシュメモリ、２次元若しくは３次元技術ベースのフラッシュメモリ、読み出し専用メモ
リ、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ、ダイナミック・ランダム・アクセス・
メモリ、強磁性メモリ、相変化メモリ、レーストラックメモリ、または任意の他の種類の
メモリデバイス若しくは記憶媒体といった、任意の種類の記憶デバイスを使用することが
できる。

様々な実施形態によれば、デバイスインターフェース１９０は、１つのバスにつき１つ
若しくはそれ以上のフラッシュデバイス１９２を有する１つ若しくはそれ以上のバス；グ
ループ内のバスにおおむね並列にアクセスさせる、１つのバスにつき１つ若しくはそれ以
上のフラッシュデバイス１９２を有する１つ若しくはそれ以上のバスグループ；またはデ
バイスインターフェース１９０上へのフラッシュデバイス１９２の１つ若しくはそれ以上
のインスタンスの任意の他の編成として編成される。

引き続き図１Ａにおいて、ＳＳＤコントローラ１００は、ホストインターフェース１１
１、データ処理１２１、バッファ１３１、マップ１４１、リサイクラ１５１、ＥＣＣ１６
１、デバイスインターフェース論理１９１、ＣＰＵ１７１といった１つ若しくはそれ以上
のモジュールを有する。図１Ａに図示する具体的なモジュールおよび相互接続は、単に、
一実施形態を表すにすぎず、これらのモジュールの一部または全部、および図示されてい
ないさらに別のモジュールの多くの配置および相互接続が考えられる。第１の例として、
一部の実施形態では、デュアルポーティングを提供するための２つ以上のホストインター
フェース１１１がある。第２の例として、一部の実施形態では、データ処理１２１および
／またはＥＣＣ１６１がバッファ１３１と組み合わされている。第３の例として、一部の
実施形態では、ホストインターフェース１１１がバッファ１３１に直接結合されており、
データ処理１２１が、バッファ１３１に記憶されたデータに任意選択で、かつ／または選
択的に作用する。第４の例として、一部の実施形態では、デバイスインターフェース論理
１９１がバッファ１３１に直接結合されており、ＥＣＣ１６１が、バッファ１３１に記憶
されたデータに任意選択で、かつ／または選択的に作用する。

ホストインターフェース１１１は、外部インターフェース１１０を介してコマンドおよ
び／またはデータを送受信し、一部の実施形態では、タグ追跡１１３によって個々のコマ
ンドの進捗を追跡する。例えば、コマンドは、読み出すべきアドレス（ＬＢＡなど）およ
びデータの量（ＬＢＡ量、例えばセクタの数など）を指定する読み出しコマンドを含み、
これに応答してＳＳＤは、読み出し状況および／または読み出しデータを提供する。別の
例として、コマンドは、書き込むべきアドレス（ＬＢＡなど）およびデータの量（ＬＢＡ
量、例えばセクタの数など）を指定する書き込みコマンドを含み、これに応答してＳＳＤ
は、書き込み状況を提供し、かつ／または書き込みデータを要求し、任意選択でその後に
書き込み状況を提供する。さらに別の例として、コマンドは、もはや割り当てられる必要
のなくなった１つ若しくはそれ以上のアドレス（１つ若しくはそれ以上のＬＢＡなど）を
指定する割り当て解除コマンド（ｔｒｉｍコマンドなど）を含み、これに応答してＳＳＤ
は、マップをしかるべく変更し、任意選択で割り当て解除状況を提供する。あるコンテキ
ストでは、ＡＴＡ互換ＴＲＩＭコマンドが割り当て解除コマンドの例である。さらに別の
例として、コマンドは、超コンデンサ・テスト・コマンドまたはデータハーデニング成功
問い合わせを含み、これに応答してＳＳＤは、適切な状況を提供する。一部の実施形態で
は、ホストインターフェース１１１は、ＳＡＴＡプロトコルと適合し、ＮＣＱコマンドを
使用して、最高３２までの未処理のコマンドを有することができるようになっており、各
コマンドは０から３１までの数として表された一意のタグを有する。一部の実施形態では
、タグ追跡１１３は、外部インターフェース１１０を介して受け取ったコマンドのための
外部タグを、ＳＳＤコントローラ１００による処理の間にコマンドを追跡するのに使用さ
れる内部タグと関連付けることができるようになっている。

様々な実施形態によれば、データ処理１２１は、任意選択で、かつ／または選択的に、
バッファ１３１と外部インターフェース１１０との間で送られる一部または全部のデータ
を処理する、およびデータ処理１２１は、任意選択で、かつ／または選択的に、バッファ
１３１に記憶されたデータを処理する、以下のうちの１つ若しくはそれ以上が行われる。
一部の実施形態では、データ処理１２１は、１つ若しくはそれ以上のエンジン１２３を使
用して、書式設定、書式設定の変更、符号変換、ならびに他のデータ処理および／または
操作タスクのうちの１つ若しくはそれ以上を行う。

バッファ１３１は、外部インターフェース１１０からデバイスインターフェース１９０
へ／デバイスインターフェース１９０から外部インターフェース１１０へ送られたデータ
を記憶する。一部の実施形態では、バッファ１３１は、さらに、ＳＳＤコントローラ１０
０によって１つ若しくはそれ以上のフラッシュデバイス１９２を管理するのに使用される
、一部または全部のマップ表といったシステムデータも記憶する。様々な実施形態では、
バッファ１３１は、データの一時記憶に使用されるメモリ１３７、バッファ１３１への、
かつ／またはバッファ１３１からのデータの移動を制御するのに使用されるＤＭＡ１３３
、ならびに高レベル誤り訂正および／または冗長性機能と、他のデータ移動および／また
は操作機能とを提供するのに使用されるＥＣＣ−Ｘ１３５のうちの１つ若しくはそれ以上
を有する。高レベル冗長性機能の一例がＲＡＩＤ様の能力であり、ディスクレベルではな
く、フラッシュ・デバイス（フラッシュデバイス１９２のうちの複数のものなど）レベル
および／またはフラッシュダイ（フラッシュダイ１９４など）レベルの冗長性を備える。

様々な実施形態によれば、以下のうちの１つ若しくはそれ以上である。ＥＣＣ１６１は
、任意選択で、かつ／または選択的に、バッファ１３１とデバイスインターフェース１９
０との間で送られる一部または全部のデータを処理する；およびＥＣＣ１６１は、任意選
択で、かつ／または選択的に、バッファ１３１に記憶されたデータを処理する。一部の実
施形態では、ＥＣＣ１６１は、例えば１つ若しくはそれ以上のＥＣＣ技法に従った低レベ
ル誤り訂正および／または冗長性機能を提供するのに使用される。一部の実施形態では、
ＥＣＣ１６１は、ＣＲＣ符号、ハミング符号、ＲＳ符号、ＢＣＨ符号、ＬＤＰＣ符号、ビ
タビ符号、トレリス符号、硬判定符号、軟判定符号、消去ベースの符号、任意の誤り検出
および／または訂正符号、ならびに上記の任意の組み合わせのうちの１つ若しくはそれ以
上を実施する。一部の実施形態では、ＥＣＣ１６１は、１つ若しくはそれ以上の復号器（
ＬＤＰＣ復号器など）を含む。

デバイスインターフェース論理１９１は、デバイスインターフェース１９０を介してフ
ラッシュデバイス１９２のインスタンスを制御する。デバイスインターフェース論理１９
１は、フラッシュデバイス１９２のプロトコルに従ってフラッシュデバイス１９２のイン
スタンスへ／からデータを送ることができるようになっている。デバイスインターフェー
ス論理１９１は、デバイスインターフェース１９０を介したフラッシュデバイス１９２の
インスタンスの制御を選択的に配列するスケジューリング１９３を含む。例えば、一部の
実施形態では、スケジューリング１９３は、フラッシュデバイス１９２のインスタンスへ
の操作を待ち行列に入れ、フラッシュデバイス１９２（またはフラッシュダイ１９４）の
インスタンスの個々のインスタンスへの操作を、フラッシュデバイス１９２（またはフラ
ッシュダイ１９４）のインスタンスの個々のインスタンスが利用可能になるに従って選択
的に送ることができるようになっている。

マップ１４１は、外部インターフェース１１０上で使用されるデータアドレス指定と、
デバイスインターフェース１９０上で使用されるデータアドレス指定との間の変換を行い
、表１４３を使用して外部データアドレスからＮＶＭ１９９内の位置へマップする。例え
ば、一部の実施形態では、マップ１４１は、外部インターフェース１１０上で使用される
ＬＢＡを、表１４３によって提供されるマッピングにより、１つ若しくはそれ以上のフラ
ッシュダイ１９４を対象とするブロックおよび／またはページアドレスに変換する。ドラ
イブ製造または割り当て解除以来一度も書き込まれていないＬＢＡでは、マップは、ＬＢ
Ａが読み取出された場合に返すべきデフォルト値を指し示す。例えば、割り当て解除コマ
ンドを処理するときに、マップは、割り当て解除されたＬＢＡに対応するエントリがデフ
ォルト値のうちの１つを指し示すように変更される。様々な実施形態では、様々なデフォ
ルト値があり、各々が対応するポインタを有する。複数のデフォルト値は、ある（例えば
第１の範囲内の）割り当て解除されたＬＢＡを１つのデフォルト値として読み出し、ある
（例えば第２の範囲内の）割り当て解除されたＬＢＡを別のデフォルト値として読み出す
ことを可能にする。デフォルト値は、様々な実施形態では、フラッシュメモリ、ハードウ
ェア、ファームウェア、コマンドおよび／若しくはプリミティブ引数および／若しくはパ
ラメータ、プログラマブルレジスタ、またはそれらの様々な組み合わせによって定義され
る。

一部の実施形態では、マップ１４１は、表１４３を使用して、外部インターフェース１
１０上で使用されるアドレスと、デバイスインターフェース１９０上で使用されるデータ
アドレス指定との間の変換を行い、かつ／またはルックアップする。様々な実施形態によ
れば、表１４３は、１レベルマップ、２レベルマップ、マルチレベルマップ、マップキャ
ッシュ、圧縮マップ、あるアドレス空間から別のアドレス空間への任意の種類のマッピン
グ、および上記の任意の組み合わせのうちの１つ若しくはそれ以上である。様々な実施形
態によれば、表１４３は、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ、ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリ、ＮＶＭ（フラッシュメモリなど）、キャッシュメモリ、オ
ンチップメモリ、オフチップメモリ、および上記の任意の組み合わせのうちの１つ若しく
はそれ以上を含む。

一部の実施形態では、リサイクラ１５１は、ガーベジコレクションを行う。例えば、一
部の実施形態では、フラッシュデバイス１９２のインスタンスは、ブロックが書き換え可
能になる前に消去されなければならないブロックを含む。リサイクラ１５１は、例えば、
マップ１４１によって維持されるマップをスキャンすることによって、フラッシュデバイ
ス１９２のインスタンスのどの部分が実際に使用されているか（例えば、割り当て解除さ
れているのではなく割り当てられていること）を決定し、フラッシュデバイス１９２のイ
ンスタンスの未使用の（例えば割り当て解除された）部分を消去することによって書き込
みに利用できるようにすることができるようになっている。別の実施形態では、リサイク
ラ１５１は、フラッシュデバイス１９２のインスタンスのより大きい連続した部分を書き
込みに利用できるようにするために、フラッシュデバイス１９２のインスタンス内に記憶
されたデータを移動することができるようになっている。

一部の実施形態では、フラッシュデバイス１９２のインスタンスは、異なる種類および
／または属性のデータを記憶するための１つ若しくはそれ以上のバンドを保持するように
、選択的に、かつ／または動的に構成され、管理され、かつ／または使用される。バンド
の数、配置、サイズ、および種類は、動的に変更可能である。例えば、コンピューティン
グホストからのデータはホット（アクティブな）バンドに書き込まれ、リサイクラ１５１
からのデータはコールド（あまりアクティブではない）バンドに書き込まれる。ある使用
シナリオでは、コンピューティングホストが長い順次のストリームを書き込む場合には、
ホットバンドのサイズが増加し、コンピューティングホストがランダムな書き込みを行い
、またはわずかな書き込みしか行わない場合には、コールドバンドのサイズが増加する。

ＣＰＵ１７１は、ＳＳＤコントローラ１００の様々な部分を制御する。ＣＰＵ１７１は
、ＣＰＵコア１７２を含む。ＣＰＵコア１７２は、様々な実施形態によれば、１つ若しく
はそれ以上のシングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサである。ＣＰＵコア１
７２内の個々のプロセッサコアは、一部の実施形態では、マルチスレッド化されている。
ＣＰＵコア１７２は、命令および／またはデータのキャッシュおよび／またはメモリを含
む。例えば、命令メモリは、ＣＰＵコア１７２が、ＳＳＤコントローラ１００を制御する
ためのプログラム（ファームウェアとも呼ばれるソフトウェアなど）を実行することを可
能にする命令を含む。一部の実施形態では、ＣＰＵコア１７２によって実行されるファー
ムウェアの一部または全部が、（例えば、図１ＢのＮＶＭ１９９のファームウェア１０６
として図示されている）フラッシュデバイス１９２のインスタンス上に記憶される。

様々な実施形態では、ＣＰＵ１７１は、外部インターフェース１１０を介して受け取ら
れるコマンドを、コマンドが進行している間に追跡し、制御するコマンド管理１７３、バ
ッファ１３１の割り当ておよび使用を制御するバッファ管理１７５、マップ１４１を制御
する変換管理１７７、データアドレス指定の整合性を制御し、例えば、外部データアクセ
スと再利用データアクセスとの間の矛盾を回避するコヒーレンシ管理１７９、デバイスイ
ンターフェース論理１９１を制御するデバイス管理１８１、識別情報の変更および通信を
制御する識別情報管理１８２、ならびに、任意選択で、他の管理部をさらに含む。ＣＰＵ
１７１によって果たされる管理機能は、そのいずれか、若しくは全部が、ハードウェア、
ソフトウェア（ＣＰＵコア１７２上や、外部インターフェース１１０を介して接続された
ホスト上で実行されるファームウェアなど）、またはそれらの任意の実施形態によって制
御され、かつ／または管理され、あるいは、そのどれも、制御も管理もされないものであ
る。

一部の実施形態では、ＣＰＵ１７１は、性能統計の収集および／または報告、ＳＭＡＲ
Ｔの実施、電源逐次開閉機構の制御、電力消費の制御および／または調整、電源障害への
応答、クロック速度の制御および／またはモニタリングおよび／または調整、ならびに他
の管理タスクのうちの１つ若しくはそれ以上といった、他の管理タスクを行うことができ
るようになっている。

様々な実施形態は、ＳＳＤコントローラ１００と同様の、例えば、ホストインターフェ
ース１１１および／または外部インターフェース１１０の適応による、様々なコンピュー
ティングホストを用いた動作と適合するコンピューティングホスト・フラッシュ・メモリ
・コントローラを含む。様々なコンピューティングホストは、コンピュータ、ワークステ
ーションコンピュータ、サーバコンピュータ、ストレージサーバ、ＳＡＮ、ＮＡＳデバイ
ス、ＤＡＳデバイス、ストレージアプライアンス、ＰＣ、ラップトップコンピュータ、ノ
ートブックコンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレット機器またはタブレット
コンピュータ、ウルトラブックコンピュータ、電子読み出し装置（ｅ−ｒｅａｄｅｒなど
）、ＰＤＡ、ナビゲーションンシステム、（ハンドヘルド型）ＧＰＳ機器、自動通信路制
御システム、自動車媒体制御システムまたはコンピュータ、プリンタ、コピー機またはフ
ァックス機またはオールインワン機器、ＰＯＳ機器、金銭登録機、メディアプレーヤ、テ
レビ、メディアレコーダ、ＤＶＲ、ディジタルカメラ、セルラハンドセット、コードレス
電話機ハンドセット、および電子ゲームのうちの１つまたはそれらの任意の組み合わせを
含む。

様々な実施形態では、ＳＳＤコントローラ（またはコンピューティングホスト・フラッ
シュ・メモリ・コントローラ）の全部または任意の部分が、単一のＩＣ、マルチダイＩＣ
の単一のダイ、マルチダイＩＣの複数のダイ、または複数のＩＣ上で実施される。例えば
、バッファ１３１は、ＳＳＤコントローラ１００の他の要素と同じダイ上に実施される。
別の例では、バッファ１３１は、ＳＳＤコントローラ１００の他の要素と異なるダイ上に
実施される。

図１Ｂに、図１ＡのＳＳＤの１つ若しくはそれ以上のインスタンスを含むシステムの様
々な実施形態の選択された詳細を図示する。ＳＳＤ１０１は、デバイスインターフェース
１９０を介してＮＶＭ１９９に結合されたＳＳＤコントローラ１００を含む。図には、様
々な種別の実施形態、すなわち、ホストに直接結合された単一のＳＳＤ、各々がそれぞれ
の外部インターフェースを介してホストに直接それぞれ結合されている複数のＳＳＤ、お
よび様々な相互接続要素を介してホストに間接的に結合された１つ若しくはそれ以上のＳ
ＳＤが示されている。

ホストに直接結合された単一のＳＳＤの例示的実施形態としては、ＳＳＤ１０１の１つ
のインスタンスが、外部インターフェース１１０を介してホスト１０２に直接結合される
（例えば、スイッチ／ファブリック／中間コントローラ１０３が省かれ、バイパスされ、
またはパススルーされる）。各々がそれぞれの外部インターフェースを介してホストに直
接結合されている複数のＳＳＤの例示的実施形態としては、ＳＳＤ１０１の複数のインス
タンスの各々が、外部インターフェース１１０のそれぞれのインスタンスを介してホスト
１０２に直接それぞれ結合される（例えば、スイッチ／ファブリック／中間コントローラ
１０３が省かれ、バイパスされ、またはパススルーされる）。様々な相互接続要素を介し
てホストに間接的に結合された１つ若しくはそれ以上のＳＳＤの例示的実施形態としては
、ＳＳＤ１０１の１つ若しくはそれ以上のインスタンスの各々が、ホスト１０２に間接的
にそれぞれ結合される。各間接結合は、スイッチ／ファブリック／中間コントローラ１０
３に結合された外部インターフェース１１０のそれぞれのインスタンス、およびホスト１
０２に結合する中間インターフェース１０４を介したものである。

スイッチ／ファブリック／中間コントローラ１０３を含む実施形態の一部は、メモリイ
ンターフェース１８０を介して結合された、ＳＳＤによってアクセス可能なカードメモリ
１１２Ｃも含む。様々な実施形態では、ＳＳＤ、スイッチ／ファブリック／中間コントロ
ーラ、および／またはカードメモリのうちの１つ若しくはそれ以上が、物理的に識別可能
なモジュール、カード、または差し込み可能な要素（入出力カード１１６など）上に含ま
れる。一部の実施形態では、ＳＳＤ１０１（またはその変形）は、ホスト１０２として動
作するイニシエータ（開始プログラム）に結合されたＳＡＳドライブまたはＳＡＴＡドラ
イブに対応する。

ホスト１０２は、ＯＳ１０５、ドライバ１０７、アプリケーション１０９、マルチデバ
イス管理ソフトウェア１１４の様々な組み合わせといった、ホストソフトウェア１１５の
様々な要素を実行することができるようになっている。点線矢印１０７Ｄは、ホストソフ
トウェア←→入出力装置通信、例えば、ＳＳＤ１０１のインスタンスのうちの１つ若しく
はそれ以上から／へ、ドライバ１０７を介したＯＳ１０５、ドライバ１０７、および、ド
ライバ１０７を介して、またはＶＦとして直接アプリケーション１０９のうちの任意の１
つ若しくはそれ以上へ／から送られ／受け取られるデータを表す。

ＯＳ１０５は、ＳＳＤとインターフェースするための（概念的にはドライバ１０７によ
って図示されている）ドライバを含み、かつ／またはそのようなドライバを用いて動作す
ることができるようになっている。Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の様々なバージョン（９
５、９８、ＭＥ、ＮＴ、ＸＰ、２０００、サーバ、Ｖｉｓｔａ、および７など）、Ｌｉｎ
ｕｘ（登録商標）の様々なバージョン（Ｒｅｄ Ｈａｔ、Ｄｅｂｉａｎ、およびＵｂｕｎ
ｔｕなど）、ならびにＭａｃＯＳの様々なバージョン（８、９およびＸなど）がＯＳ１０
５の例である。様々な実施形態では、ドライバは、ＳＡＴＡ、ＡＨＣＩ、ＮＶＭ Ｅｘｐ
ｒｅｓｓといった標準のインターフェースおよび／またはプロトコルを用いて動作する標
準のドライバおよび／または汎用のドライバ（「シュリンクラップされた（市販の）」ま
たは「プリインストールされた」ともいう）であり、あるいは、任意選択で、ＳＳＤ１０
１に特有のコマンドの使用を可能にするようにカスタマイズされており、かつ／またはベ
ンダ特有のものである。あるドライブおよび／またはドライバは、アプリケーションレベ
ルのプログラム、例えば最適化ＮＡＮＤアクセス（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ＮＡＮＤ Ａｃ
ｃｅｓｓ）（ＯＮＡともいう）または直接ＮＡＮＤアクセス（Ｄｉｒｅｃｔ ＮＡＮＤ
Ａｃｃｅｓｓ）（ＤＮＡともいう）の各技法によるアプリケーション１０９などが、コマ
ンドをＳＳＤ１０１に直接伝えることを可能にするパススルーモードを有し、カスタマイ
ズされたアプリケーションが、汎用ドライバとでさえもＳＳＤ１０１に特有のコマンドを
使用することを可能にする。ＯＮＡの技法は、非標準変更子（ｈｉｎｔｓ）の使用、ベン
ダ特有のコマンドの使用、非標準の統計の通信、例えば圧縮可能性に従った実際のＮＶＭ
の使用、および他の技法のうちの１つ若しくはそれ以上を含む。ＤＮＡの技法は、ＮＶＭ
へのマップされていない読み出し、書き込み、および／または消去アクセスを提供する非
標準のコマンドまたはベンダ特有の（コマンド）の使用、例えば、入出力装置が通常は行
うはずのデータの書式設定をバイパスすることによる、ＮＶＭへのより直接的なアクセス
を提供する非標準の、またはベンダ特有のコマンドの使用、および他の技法のうちの１つ
若しくはそれ以上を含む。ドライバの例は、ＯＮＡまたはＤＮＡサポートなしのドライバ
、ＯＮＡ使用可能ドライバ、ＤＮＡ使用可能ドライバ、ＯＮＡ／ＤＮＡ使用可能ドライバ
である。ドライバの別の例は、ベンダ提供ドライバ、ベンダ開発ドライバ、および／また
はベンダ拡張ドライバ、ならびにクライアント提供ドライバ、クライアント開発ドライバ
、および／またはクライアント拡張ドライバである。

アプリケーションレベルのプログラムの例は、ＯＮＡまたはＤＮＡサポートなしのアプ
リケーション、ＯＮＡ使用可能アプリケーション、ＤＮＡ使用可能アプリケーション、お
よびＯＮＡ／ＤＮＡ使用可能アプリケーションである。点線矢印１０９Ｄは、アプリケー
ション←→入出力装置通信（ドライバによるバイパスや、アプリケーションのためのＶＦ
によるバイパスなど）、例えば、ＯＳを仲介として使用するアプリケーションなしでＳＳ
Ｄと通信するＯＮＡ使用可能アプリケーションおよびＯＮＡ使用可能ドライバなどを表す
。点線矢印１０９Ｖは、アプリケーション←→入出力装置通信（アプリケーションのため
のＶＦによるバイパスなど）、例えば、ＯＳまたはドライバを仲介として使用するアプリ
ケーションなしでＳＳＤと通信するＤＮＡ使用可能アプリケーションおよびＤＮＡ使用可
能ドライバなどを表す。

ＮＶＭ１９９の１つ若しくはそれ以上の部分が、一部の実施形態では、ファームウェア
記憶、例えばファームウェア１０６に使用される。ファームウェア記憶は、１つ若しくは
それ以上のファームウェアイメージ（またはその部分）を含む。ファームウェアイメージ
は、例えばＳＳＤコントローラ１００のＣＰＵコア１７２によって実行される、例えばフ
ァームウェアの１つ若しくはそれ以上のイメージを有する。ファームウェアイメージは、
別の例では、例えばファームウェア実行時にＣＰＵコアによって参照される、定数、パラ
メータ値、ＮＶＭデバイス情報の１つ若しくはそれ以上のイメージを有する。ファームウ
ェアのイメージは、例えば、現在のファームウェアイメージおよび０以上の（ファームウ
ェア更新に対して）前のファームウェアイメージに対応する。様々な実施形態では、ファ
ームウェアは、汎用動作モード、標準動作モード、ＯＮＡ動作モード、および／またはＤ
ＮＡ動作モードを提供する。一部の実施形態では、ファームウェア動作モードのうちの１
つ若しくはそれ以上が、ドライバによって任意選択で伝えられ、かつ／または提供される
、鍵または様々なソフトウェア技法によって使用可能とされる（例えば、１つ若しくはそ
れ以上のＡＰＩが「ロック解除」される）。

スイッチ／ファブリック／中間コントローラを欠く一部の実施形態では、ＳＳＤは、外
部インターフェース１１０を介して直接ホストに結合される。様々な実施形態では、ＳＳ
Ｄコントローラ１００は、ＲＡＩＤコントローラといった他のコントローラの１つ若しく
はそれ以上の中間レベルを介してホストに結合される。一部の実施形態では、ＳＳＤ１０
１（またはその変形）は、ＳＡＳドライブまたはＳＡＴＡドライブに対応し、スイッチ／
ファブリック／中間コントローラ１０３は、イニシエータにさらに結合されたエキスパン
ダに対応し、あるいは、スイッチ／ファブリック／中間コントローラ１０３は、エキスパ
ンダを介してイニシエータに間接的に結合されたブリッジに対応する。一部の実施形態で
は、スイッチ／ファブリック／中間コントローラ１０３は、１つ若しくはそれ以上のＰＣ
Ｉｅスイッチおよび／またはファブリックを含む。

様々な実施形態、例えば、コンピューティングホストとしてのホスト１０２（コンピュ
ータ、ワークステーションコンピュータ、サーバコンピュータ、ストレージサーバ、ＳＡ
Ｎ、ＮＡＳデバイス、ＤＡＳデバイス、ストレージアプライアンス、ＰＣ、ラップトップ
コンピュータ、ノートブックコンピュータ、および／またはネットブックコンピュータな
ど）を有する実施形態のあるものでは、コンピューティングホストは、任意選択で、１つ
若しくはそれ以上のローカルサーバおよび／またはリモートサーバ（例えば、任意選択の
サーバ１１８）と（例えば、任意選択の入出力装置／リソースおよび記憶装置／リソース
１１７および任意選択のＬＡＮ／ＷＡＮ１１９を介して）通信することができるようにな
っている。通信は、例えば、ＳＳＤ１０１要素のうちの任意の１つ若しくはそれ以上のロ
ーカルおよび／またはリモートのアクセス、管理、および／または使用を可能にする。一
部の実施形態では、通信は、全部または一部がイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎ
ｅｔ（登録商標））によるものである。一部の実施形態では、通信は、全部または一部が
ファイバチャネルによるものである。ＬＡＮ／ＷＡＮ１１９は、様々な実施形態では、１
つ若しくはそれ以上のローカル・エリア・ネットワークおよび／または広域ネットワーク
、例えば、サーバファーム内のネットワーク、サーバファームを結合するネットワーク、
メトロエリアネットワーク、およびインターネットのうちの任意の１つ若しくはそれ以上
を表す。

様々な実施形態では、１つ若しくはそれ以上のＮＶＭと組み合わされたＳＳＤコントロ
ーラおよび／またはコンピューティングホスト・フラッシュ・メモリ・コントローラが、
ＵＳＢ記憶コンポーネント、ＣＦ記憶コンポーネント、ＭＭＣ記憶コンポーネント、ｅＭ
ＭＣ記憶コンポーネント、サンダーボルト記憶コンポーネント、ＵＦＳ記憶コンポーネン
ト、ＳＤ記憶コンポーネント、メモリスティック記憶コンポーネント、ｘＤピクチャカー
ド記憶コンポーネントといった不揮発性記憶コンポーネントとして実施される。

様々な実施形態では、ＳＳＤコントローラ（またはコンピューティングホスト・フラッ
シュ・メモリ・コントローラ）の全部またはいずれかの部分、またはその機能が、コント
ローラが結合されるべきホスト（図１Ｂのホスト１０２など）において実施される。様々
な実施形態では、ＳＳＤコントローラ（若しくはコンピューティングホスト・フラッシュ
・メモリ・コントローラ）の全部またはいずれかの部分、またはその機能が、ハードウェ
ア（論理回路など）、ソフトウェアおよび／若しくはファームウェア（ドライバソフトウ
ェア若しくはＳＳＤ制御ファームウェアなど）、またはそれらの任意の組み合わせによっ
て実施される。例えば、（例えば図１ＡのＥＣＣ１６１および／またはＥＣＣ−Ｘ１３５
と同様の）ＥＣＣ部の、またはＥＣＣ部と関連付けられた機能が、一部はホスト上のソフ
トウェアによって、一部はＳＳＤコントローラ内のファームウェアとハードウェアとの組
み合わせによって実施される。別の例として、（例えば図１Ａのリサイクラ１５１と同様
の）リサイクラ部の、またはリサイクラ部と関連付けられた機能が、一部はホスト上のソ
フトウェアによって、一部はコンピューティングホスト・フラッシュ・メモリ・コントロ
ーラ内のハードウェアによって実施される。

トランスポート暗号化の使用法および動作の例
図２に、図１Ａに示すような不揮発性記憶を管理するための暗号化トランスポートの技
法を使用した暗号化トランスポートＳＳＤ２００の具体的応用の一例を示す。コンピュー
タ２０２は、後でインターネット経由でリモートサーバ２０４からダウンロードされ、暗
号化トランスポートＳＳＤ２００上に一時的に記憶され、閲覧するためのＶＧＡディスプ
レイ２０６に送られるペイパービュー映画を選択し、そのレンタル料の支払いを行うのに
使用される。よって、映画は、サーバから移行している間、ＶＧＡディスプレイを制御す
るＶＧＡビデオ信号２０８としてコンピュータから出てくるまで、（盗難などから）保護
される。

映画は、暗号化形式でサーバからトランスポートされ、暗号化形式でＳＳＤ内に記憶さ
れ、暗号化形式でＶＧＡコントローラ２１０に送られる。状況によっては、ＶＧＡビデオ
信号２０８は高品質ビデオ記録に適さず、よって、映画がＶＧＡビデオ信号として盗まれ
ることになる可能性が低減される。

コンピュータは、映画の暗号化トランスポートを、リモートサーバと暗号化トランスポ
ートＳＳＤ２００との間で（破線２１２で概念的に図示されている）セキュアな通信リン
クを確立することにより開始する。セキュアな通信リンクが確立されると、ホストとして
働くリモートサーバは、ＳＳＤと暗号化鍵を交換する。リモートサーバは、交換した鍵に
従って映画を暗号化し、暗号化した映画を、セキュアな通信リンクを介して、閲覧を待つ
間の一時的記憶のために暗号化トランスポートＳＳＤ２００に転送する。

暗号化トランスポートＳＳＤ２００は、フラッシュメモリ２１４に記憶するためにダウ
ンロードされた映画を圧縮する。ある実施形態および／または使用シナリオでは、圧縮は
、例えば、フラッシュメモリ書き込み増幅を最小化すること、および／または見かけの記
憶容量を増加させることを可能にする。しかし、状況によっては、暗号化された映画は効
果的に圧縮されない場合もある。したがって、（例えば、単一の集積回路として実施され
た）セキュアな物理境界（ＳＳＤコントローラ）２１６内で、ＳＳＤは、交換した暗号化
鍵を使用してダウンロードされた映画を復号化する。復号化された映画は圧縮され、次い
で、記憶のためにセキュアな物理境界（ＳＳＤコントローラ）２１６からフラッシュメモ
リ２１４にエクスポートされる前に再暗号化される。ダウンロードが完了すると、リモー
トサーバはセキュアな通信リンクを切断する。

映画の閲覧を開始するために、コンピュータは、ＶＧＡコントローラ２１０と暗号化ト
ランスポートＳＳＤ２００との間に（破線２１８で概念的に示されている）セキュアな通
信リンクを確立し、ダウンロードされた映画の記憶アドレスを提供する。暗号化鍵交換が
、ホストとして働くＶＧＡコントローラと暗号化トランスポートＳＳＤ２００との間で行
われる。暗号化トランスポートＳＳＤ２００は、フラッシュメモリ２１４から記憶された
映画を読み出し、セキュアな物理境界（ＳＳＤコントローラ）２１６内で読み出した映画
を復号化し、その結果を展開し、交換した暗号化鍵を使用して再暗号化し、次いで、再暗
号化した映画をＶＧＡコントローラ２１０にエクスポートする。ＶＧＡコントローラは、
暗号化された映画を受け取り、ＶＧＡコントローラ２１０のセキュアな物理境界（ＶＧＡ
コントローラ）２２０内で、交換した暗号化鍵を使用して映画を復号化し、ＶＧＡ制御信
号２０８を提供して、ＶＧＡディスプレイ２０６による映画の閲覧を可能にする。セキュ
アな物理境界（ＳＳＤコントローラ）２１６およびセキュアな物理境界（ＶＧＡコントロ
ーラ）２２０の外部のいかなる点においても、非暗号化形式で利用可能な映画が改ざんま
たは盗難の対象となることはない。

ある実施形態では、リモートサーバとＳＳＤとの間のセキュアな通信リンクは、複数の
要素、すなわち、リモートサーバとコンピュータとの間の結合２２２、コンピュータを介
したトランスポート、およびコンピュータとＳＳＤとの間の結合２２４を使用する。リモ
ートサーバとコンピュータとの間の結合２２２は、例えば、リモートサーバ２０４および
インターネットへの結合（図示せず）、インターネットを介したトランスポート、ならび
にコンピュータ２０２のネットワーキングインターフェースを介してインターネットへの
別の結合などによるものである。コンピュータとＳＳＤとの間の結合２２４は、例えば、
コンピュータ２０２のストレージインターフェース（図示せず）および暗号化トランスポ
ートＳＳＤ２００の外部インターフェースなどによるものである。ある実施形態では、Ｖ
ＧＡコントローラとＳＳＤとの間のセキュアな通信リンクは、複数の要素、すなわち、コ
ンピュータを介したトランスポート、およびコンピュータとＳＳＤとの間の結合２２４を
使用する。

様々な実施形態において、暗号化トランスポートＳＳＤ２００は、図１Ａに示す１若し
くはそれ以上の要素に従って実施される。例えば、フラッシュメモリ２１４は図１ＡのＮ
ＶＭ１９９に対応し、および／またはＳＳＤとコンピュータとの間の結合２２４は図１Ａ
の１若しくはそれ以上の外部インターフェース１１０に対応する。様々なコンテキストに
おいて、図２に示す具体的応用は、図１Ｂに示す１若しくはそれ以上の要素に従って実施
される。例えば、暗号化トランスポートＳＳＤ２００は図１ＢのＳＳＤ１０１のインスタ
ンスに対応し、コンピュータ２０２は図１Ｂのホスト１０２に対応する。

トランスポート暗号化層の実施形態
上記の例では、リモートサーバ２０４は、ペイパービュー映画のダウンロードおよび記
憶の間はホストであった。次いで、閲覧中は、ＶＧＡコントローラ２１０がホストの役割
を果たした。「ホスト」の一例は、この用語が図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４、および図５
に関連して使用される場合には、暗号化トランスポートＳＳＤの具体的実施形態を用いた
データの暗号化トランスポートの間の暗号化鍵交換およびデータ暗号化／復号化を実行す
るシステムプラットフォームである。

図３Ａ、図３Ｂ、図４、および図５に、暗号化トランスポートＳＳＤの機能の具体的実
施形態の詳細を示す。図３Ａには、２段の圧縮後データ暗号化を含む書き込みデータパス
機能が示されている。図３Ｂには、図３Ａの書き込みデータパス機能の「反転」と合致す
る、２段の展開前復号化を含む読み取りデータパス機能が示されている。図４には、暗号
化鍵および復号化鍵の交換と、ホストと暗号化トランスポートＳＳＤとの間のデータ転送
とのためのセキュアな通信リンクを確立するのに使用されるハンドシェーキングが示され
ている。図５には、図３Ａおよび図３Ｂに示すようなデータパスを含む、ホストと暗号化
トランスポートＳＳＤとの間の書き込みデータ転送動作および読み取りデータ転送動作が
示されている。

図３Ａのブロック図には、暗号化鍵を交換し、フラッシュメモリ３０６に記憶するため
の暗号化データ３０４をトランスポートするために暗号化トランスポートＳＳＤ３０２と
通信可能に結合されたホスト３００が示されている。暗号化トランスポートＳＳＤ３０２
は、フラッシュメモリ３０６とＳＳＤコントローラ３０８とを含む。様々な実施形態およ
び／または使用シナリオにおいて、暗号化トランスポートＳＳＤ３０２、ＳＳＤコントロ
ーラ３０８、およびフラッシュメモリ３０６は、それぞれ、図１Ａのソリッドステートデ
ィスク１０１、ＳＳＤコントローラ１００、およびＮＶＭ１９９に対応する。

一具体的実施形態では、ＳＳＤコントローラ３０８は、ホスト３００とフラッシュメモ
リ３０６との間の暗号化データのトランスポートを処理するための書き込みデータパス３
１０を含む。書き込みデータパス３１０は、セッション復号化層３１４、可逆的圧縮層３
１６、内部暗号化層３１８、バックエンド暗号化層３２０、および書き込み−書式設定層
３２２を含む。書き込みデータパス３１０は、暗号化データ３０４を受け取り、フラッシ
ュメモリ３０６に記憶するために暗号化書式設定データ３１２をエクスポートする。

ある実施形態では、書き込みデータパス３１０の１若しくはそれ以上の動作の任意選択
の部分は、図１ＡのＳＳＤ１０１の１若しくはそれ以上の要素の部分によって実行される
。例えば、データ処理１２１の部分は、バッファ１３１、ＥＣＣ１６１、デバイスインタ
ーフェース論理１９１、およびデバイスインターフェース１９０と連携して、書き込みデ
ータパス３１０の動作を実行する。他の実施形態では、前述の層のうちの１若しくはそれ
以上は、１若しくはそれ以上の専用ハードウェア論理回路ブロックならびに／または１若
しくはそれ以上の組み込みプロセッサおよび関連付けられたファームウェアで実施される
。ＳＳＤコントローラ３０８が単一の集積回路内で実施されるときに、単一の集積回路は
、復号化データ３２６および圧縮データ３２８内の復号化情報、ならびに任意選択の交換
された鍵が（例えば改ざんや盗難などから）保護されていることを保証するセキュアな物
理境界（図示せず）を提供する。

ある実施形態では、暗号化データがフラッシュメモリ３０６に書き込まれる前に、ホス
ト３００と暗号化トランスポートＳＳＤ３０２とは、セキュアな接続を確立し、セッショ
ン暗号化鍵および復号化鍵を交換する。あるシナリオでは、ホストは、書き込みコマンド
、記憶アドレスを発行し、次いで、（図３ＡにＫ_Ｈで示されている）セッション暗号化鍵
を使用したデータの暗号化を開始し、結果３０４をエクスポートする。

ＳＳＤコントローラ３０８は暗号化データ３０４を受け取り、受け取ったデータを、（
図３ＡにＫ_Ｃで示されている）セッション復号化鍵を使用してセッション復号化層３１４
で復号化し、復号化データ３２６を生成する。復号化データ３２６は、可逆的圧縮層３１
６によって圧縮され、圧縮データ３２８を生成する。ある実施形態および／または使用シ
ナリオでは、可逆的圧縮は、有利には、書き込み増幅率を低減させ、かつ／または記憶さ
れなければならないデータの量を低減させることによってフラッシュメモリに書き込まれ
るデータの見かけの記憶容量を増加させる。一具体的実施形態では、圧縮の技法は、ＬＺ
可逆的圧縮（例えば、ＬＺ７７といった辞書コーダ）である。

圧縮データ３２８は、内部暗号化層３１８によって暗号化され、暗号化圧縮データ３３
０を生成する。一具体的実施形態では、内部暗号化層３１８は、ホスト３００によって使
用されたセッション暗号化の技法（例えば、Ｋ_Ｂ＝Ｋ_Ｈである同じ暗号化アルゴリズム）
を使用して暗号化データ３０４を生成する。別の実施形態では、内部暗号化層３１８の暗
号化の技法は、例えば、ＴＣＧ Ｏｐａｌといったセキュリティプロトコルによって決定
される。そのようなセキュリティプロトコルの一具体的実施形態では、内部暗号化層３１
８によって使用される暗号化鍵Ｋ_Ｂは、少なくとも一部は、記憶アドレス範囲といったメ
タデータによって決定される。別の実施形態では、複数のアドレス範囲があり、各範囲は
それぞれの暗号化鍵と関連付けられている。別の実施形態では、アドレス範囲のうちのど
れも一致しない場合には、グローバルな「上記のどれでもない」鍵がある。

ある実施形態では、暗号化圧縮データ３３０は、バックエンド暗号化層３２０で、暗号
化鍵Ｋ_Ａを使用して２度目の暗号化を施され、バックエンド暗号化データ３３２を生成す
る。別の具体的実施形態では、バックエンド暗号化層３２０は、暗号化の技法および／ま
たは内部暗号化層３１８によって使用された鍵とは異なる（１若しくはそれ以上の）鍵（
例えばＫ_Ａ！＝Ｋ_Ｂ）を使用する。さらに別の実施形態では、暗号化の代わりにスクラン
ブラが使用される。

バックエンド暗号化データ３３２は、記憶アドレスマッピング、誤り訂正のための符号
化、変調といった技法により、書き込み−書式設定層３２２によって処理され、フラッシ
ュメモリ３０６にエクスポートされる暗号化書式設定データ３１２を生成する。

書き込みデータパス３１０の別の実施形態（図示せず）では、内部暗号化層３１８は存
在せず、バックエンド暗号化層３２０への圧縮データ３２８の直接入力を可能にする。様
々な実施形態において、単一段の圧縮後暗号化書き込みデータパスは、（ａ）バックエン
ド暗号化、（ｂ）ホスト３００によって使用されたトランスポートセッション暗号化、お
よび（ｃ）セキュリティプロトコルによって決定される暗号化のうちの１つを用いる。

書き込みデータパス３１０の別の実施形態（図示せず）では、ホストによって送られる
データは暗号化されず、平文として送られる。セッション復号化層３１４は存在せず、ホ
ストから可逆的圧縮層３１６へのデータの直接入力を可能にする。内部暗号化鍵Ｋ_Ｂの値
はセキュリティプロトコルによって決定される。バックエンド暗号化層３２０は鍵Ｋ_Ａを
使用してバックエンド暗号化を行う。

書き込みデータパス３１０の別の実施形態（図示せず）では、セッション復号化層３１
４も内部暗号化層３１８も存在しない。ホストからの平文データ入力は可逆的圧縮層３１
６に直接適用され、圧縮データ３２８はバックエンド暗号化層３２０に直接適用される。
バックエンド暗号化鍵Ｋ_Ａの値は、（ａ）バックエンド暗号化鍵値、および（ｂ）セキュ
リティプロトコルによって決定される値のうちの１つである。

図３Ｂに示すブロック図には、暗号化鍵を交換し、暗号化トランスポートＳＳＤ３０２
内の記憶からホスト３００に暗号化データ３０４をトランスポートするために暗号化トラ
ンスポートＳＳＤ３０２と通信可能に結合されたホスト３００が示されている。図３Ｂに
は、図３Ａに示されている暗号化トランスポートＳＳＤの書き込みデータパス機能と適合
する読み取りデータパス機能の一実施形態の選択された詳細が示されており、読み取りデ
ータパス機能は２段の展開前復号化を含む。

一具体的実施形態では、ＳＳＤコントローラ３０８は、フラッシュメモリ３０６とホス
ト３００との間の暗号化データのトランスポートを処理するための読み取りデータパス３
４６を含む。読み取りデータパス３４６は、読み取り書式解除層３３６、バックエンド復
号化層３３８、内部復号化層３４０、読み取り展開層３４２、およびセッション暗号化層
３４４を含む。読み取りデータパス３４６は、フラッシュメモリ３０６内の記憶から暗号
化書式設定データ３１２をインポートし、ホスト３００に暗号化データ３０４を出力する
。

ある実施形態では、読み取りデータパス３４６の１若しくはそれ以上の動作の任意選択
の部分は、図１ＡのＳＳＤ１０１の１若しくはそれ以上の要素の部分によって実行される
。例えば、データ処理１２１の部分は、バッファ１３１、ＥＣＣ１６１、デバイスインタ
ーフェース論理１９１、およびデバイスインターフェース１９０と連携して、読み取りデ
ータパス３４６の動作を実行する。他の実施形態では、前述の層のうちの１若しくはそれ
以上は、１若しくはそれ以上の専用ハードウェア論理回路ブロックならびに／または１若
しくはそれ以上の組み込みプロセッサおよびファームウェアで実施される。ＳＳＤコント
ローラ３０８が単一の集積回路内で実施されるときに、単一の集積回路は、復号化データ
３２６および圧縮データ３２８内の復号化情報、ならびに任意選択の交換された鍵が（例
えば、改ざんや盗難などから）保護されていることを保証するセキュアな物理境界（図示
せず）を提供する。

ある実施形態では、暗号化書式設定データ３１２がフラッシュメモリ３０６から読み取
られる前に、ホスト３００と暗号化トランスポートＳＳＤ３０２とは、セキュアな接続を
確立し、セッション暗号化鍵および復号化鍵を交換する。あるシナリオでは、ホストは、
読み取りコマンド、および読み出しアドレスを発行し、次いで、暗号化トランスポートＳ
ＳＤ３０２による暗号化データ３０４の送出を待つ。ホスト３００は（図３ＢにＫ_Ｈとし
て図示されている）セッション復号化鍵を使用して受け取ったデータを復号化する。

ＳＳＤコントローラ３０８は、フラッシュメモリ３０６から暗号化書式設定データ３１
２をインポートする。ＳＳＤコントローラ３０８は読み取り書式解除層３３６でインポー
トしたデータを書式解除し、記憶アドレスマッピング、誤り訂正のための復号、復調とい
った技法により、バックエンド暗号化データ３３２を生成する。バックエンド暗号化デー
タ３３２は、バックエンド復号化層３３８で復号化され、暗号化圧縮データ３３０を生成
する。暗号化圧縮データ３３０は、内部復号化層３４０で復号化され、圧縮データ３２８
を生成する。圧縮データ３２８は読み取り展開層３４２で展開され、復号化データ３２６
を生成する。復号化データ３２６は、セッション暗号化層３４４によってセッション暗号
化鍵Ｋ_Ｃを使用して暗号化され、暗号化データ３０４を生成する。読み取り動作は、書き
込み動作の逆相似動作である。読み取り書式解除層３３６、復号化層３３８および３４０
、読み取り展開層３４２、ならびにセッション暗号化層３４４は、データをフラッシュメ
モリ３０６に記憶させた書き込み動作の結果を反転させる。

書き込み時に内部暗号化層３１８によって使用された暗号化鍵Ｋ_Ｂが、少なくとも一部
は、記憶アドレス範囲といったメタデータによって決定されているとき、またはそれぞれ
の暗号化鍵が複数のアドレス範囲によって決定されている場合、またはアドレス範囲のど
れも一致しないために「上記のどれでもない」鍵が使用された場合には、対応する復号化
鍵が、内部復号化層３４０によって圧縮データ３２８を生成するのに使用される。

読み取りデータパス３４６の別の実施形態（図示せず）では、内部復号化層３４０は存
在せず、読み取り展開層３４２へのバックエンド復号化データの直接入力を可能にする。
様々な実施形態において、単一段の展開前復号化読み取りデータパスは、（ａ）バックエ
ンド復号化、（ｂ）ホスト３００によって使用されたトランスポートセッション復号化、
および（ｃ）セキュリティプロトコルによって決定される復号化のうちの１つを用いる。

読み取りデータパス３４６の別の実施形態（図示せず）では、ホストによって受け取ら
れるデータは暗号化されず、平文として送られる。セッション暗号化層３４４は存在せず
、読み取り展開層３４２がホストに直接データを提供することを可能にする。内部復号化
鍵Ｋ_Ｂの値はセキュリティプロトコルによって決定される。バックエンド復号化層３３８
は、鍵Ｋ_Ａを使用して、フラッシュメモリへのデータ書き込み時に使用されたバックエン
ド暗号化を反転させる。

読み取りデータパス３４６の別の実施形態（図示せず）では、内部復号化層３４０もセ
ッション暗号化層３４４も存在せず、読み取り展開層３４２へのバックエンド復号化デー
タの直接入力を可能にし、読み取り展開層３４２がデータを平文としてホストに直接提供
することを可能にする。バックエンド復号化層３３８は、（ａ）バックエンド暗号化鍵値
、および（ｂ）セキュリティプロトコルによって決定される値のうちの１つを使用して、
フラッシュメモリへのデータ書き込み時に使用されたバックエンド暗号化を反転させる。

さらに別の実施形態（図示せず）では、ホストと暗号化トランスポートＳＳＤとの間で
送られるデータは、選択的に、暗号化されて伝えられ、さもなければ、平文として伝えら
れる。例えば、ホストデータの１若しくはそれ以上のアドレス範囲は、暗号化形式で（例
えばＴＣＧ Ｏｐａｌなどのようにそれぞれの鍵に従って）伝えられ、他のアドレス範囲
は平文形式で伝えられる。別の例では、ホストからのある種のコマンドは、データが暗号
化して伝えられるか、それとも平文として伝えられるか（暗号化されたコマンドを読み取
り、または書き込む、平文コマンドを読み取り、または書き込むなど）を指定する。

様々な実施形態では、ＳＳＤコントローラにおいて、（書き込みデータパス３１０とい
った）ホストからフラッシュへの書き込みデータパスおよび（読み取りデータパス３４６
といった）フラッシュからホストへの読み取りデータパスの同時の、非干渉の動作を可能
にするのに十分なリソースが実装され、ホストと暗号化トランスポートＳＳＤとの間の同
時の、非干渉双方向の書き込み動作および読み取り動作を可能にする。他の実施形態では
、書き込みデータパスおよび読み取りデータパスの任意選択の部分またはすべての部分は
共用され、ホストと暗号化トランスポートＳＳＤとの間の同時の、かつ／または非干渉の
書き込み動作および読み取り動作を妨げるが、ハードウェアの低減を可能にする（例えば
、ある状況では、コストを有利に低減させる）。

図４は、図２、図３Ａ、および図３Ｂに関連して図示し、説明したような、例えば暗号
化トランスポートＳＳＤのコンテキストでの、暗号化トランスポートデータ転送を実行す
るためのホストとＳＳＤコントローラとの間のセキュアな通信リンクの作成、使用、およ
び放棄の一実施形態を示す流れ図である。ホスト動作４０９は右側に図示されており、コ
ントローラ動作４１９は左側に図示されている。

要約すると、セキュアな通信リンクが確立され、ホストとコントローラとが各々相手側
の識別情報を認証し、対称暗号化鍵および復号化鍵が交換され、暗号化データの転送が行
われ、完了すると、通信リンクは切断され、コントローラは、対称暗号化鍵および復号化
鍵のコントローラ側のコピーを破壊する。

開始４０１で、ホストはコントローラを「チャネルを開く」受諾４１２に進ませる「チ
ャネルを開く」要求４０２を行う。「チャネルを開く」受諾４１２はホストによって確認
され、ホスト側の認証４０３に進む。コントローラはコントローラ側の認証４１３に進む
。あるシナリオでは、両方の側が相手側の識別情報を認証した後で、各々の側は相手側に
公開暗号化鍵を送り、セキュアな通信リンクの作成を完了する。

セキュアな通信リンクを使用して、双方が対称暗号化鍵および復号化鍵を交換する（コ
ントローラ側の鍵交換４１４およびホスト側の鍵交換４０４）。ある実施形態では、ＡＥ
Ｓ１２８、ＡＥＳ１９２、ＡＥＳ２５６といったＡＥＳ暗号化の技法が使用される。その
ような実施形態では、単一の鍵が双方によって暗号化と復号化の両方に使用される（Ｋ_Ｃ
＝Ｋ_Ｈ）
セキュアなトラフィック交換が行われ（コントローラ側のトラフィック交換４１５およ
びホスト側のトラフィック交換４０５）、その間に、例えば図３Ａについて説明した暗号
化データ書き込み動作、例えば図３Ｂについて説明した暗号化データ読み取り動作、また
はその両方が行われる。例えば、対称暗号化鍵および復号化鍵の交換によって決定される
鍵Ｋ_Ｃは、図３Ａのセッション復号化層３１４および図３Ｂのセッション暗号化層３４４
の鍵Ｋ_Ｃに対応する。ホストからコントローラに送られるデータは、参照番号５０８（ホ
スト側のコントローラ側へのトラフィック５０８）で指示されており、コントローラから
ホストに送られるデータは、参照番号５１０（コントローラ側のホスト側へのトラフィッ
ク５１０）で指示されている。

ある実施形態では、概念的にはセキュアなトラフィック交換の「下で」動作するセキュ
リティプロトコルが任意選択で用いられる。コントローラは、内部暗号化鍵および復号化
鍵を決定するのに使用される情報、および／または、コントローラ側のＴＣＧ Ｏｐｓ／
ストレージアクセス４１５Ｘで図示される、コントローラ側のセキュリティプロトコルに
基づくアクセスを可能にするプロトコル情報を受け取り、記憶する。ホストは、内部暗号
化鍵および復号化鍵を決定するのに使用される対応する情報、および／または、ホスト側
のＴＣＧ Ｏｐｓ／ストレージアクセス４０５Ｘで図示される、ホスト側のセキュリティ
プロトコルに基づくアクセスを可能にするプロトコル情報を決定し、かつ／または受け取
り、次いで記憶する。任意選択のセキュリティプロトコルとのセキュアなトラフィック交
換は、内部暗号化鍵および復号化鍵および／またはコントローラ側のＴＣＧ Ｏｐｓ／ス
トレージアクセス４１５Ｘと関連付けられたプロトコル情報を使用して、内部暗号化層３
１８（図３Ａに示されているホスト書き込み）および内部復号化層３４０（図３Ｂに示さ
れているホスト読み取り）に鍵情報を提供する。ある実施形態、例えば、セキュリティプ
ロトコルとしてのＴＣＧ Ｏｐａｌに基づくある実施形態では、内部暗号化／復号化層の
ための鍵情報は、ホスト要求と関連付けられた１若しくはそれ以上のアドレス範囲に依存
する。

セキュアなトラフィック交換が完了すると、ホスト側は「チャネルを閉じる」要求４０
６に進み、コントローラ側は「チャネルを閉じる」受諾４１６に進む。セキュアな通信リ
ンクは放棄され、コントローラは、対称暗号化鍵および復号化鍵Ｋ_Ｃのコントローラ側の
コピーを破壊する（鍵を破壊する４１７）。

図５は、（図２、図３Ａ、図３Ｂ、および図４に関連して図示し、説明したような）暗
号化トランスポートＳＳＤコントローラのデータパス制御および／または動作の一実施形
態を示す流れ図である。図５で、書き込みデータパス制御動作５０１〜５０７は左側にあ
り、読み取りデータパス制御動作５１７〜５１１は右側にある。データパス制御および／
または動作は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、２段の圧縮後暗号化データパスに適用
され、図４のコントローラ側のセキュアなトラフィック交換４１５の間に発生するイベン
トに対応する。図５に適用可能な動作コンテキストの一例は図１Ｂであり、図１Ｂでは、
概念的に、ホスト１０２はＳＳＤコントローラ１００を介してＮＶＭ１９９に暗号化デー
タを書き込み、ＳＳＤコントローラを介してＮＶＭ１９９から暗号化データを読み取る。

書き込み操作の間に、ＳＳＤコントローラは、（例えばホストから）暗号化書き込みデ
ータを受け取り（書き込みデータを受け取る５０１）、（例えば図３Ａの３１４により）
交換された暗号化鍵および復号化鍵Ｋ_Ｈ（Ｋ_Ｃ＝Ｋ_Ｈ）（鍵＝Ｋ_Ｈ５２２Ｋ）を使用して
暗号化書き込みデータを復号化する（書き込みデータを復号化する５０２）。復号化され
たデータは（例えば図３Ａの３１６によって）圧縮される（復号化したデータを圧縮する
５０３）。圧縮されたデータは、内部暗号化鍵Ｋ_Ｂを使用して、内部暗号化層によって（
例えば図３Ａの３１８によって）暗号化される（圧縮したデータを暗号化する５０４）。
暗号化された圧縮されたデータは、バックエンド暗号化層によって（例えば図３Ａの３２
０によって）バックエンド暗号化鍵Ｋ_Ａ（鍵＝Ｋ_Ａ５２５Ｋ）を使用して（再）暗号化さ
れる（暗号化したデータを（再）暗号化する５０５）。バックエンド暗号化データは（例
えば図３Ａの３２２によって）変調され（（再）暗号化したデータを変調する５０６）、
ＮＶＭ１９９に記憶される（変調したデータを記憶する５０７）。ある実施形態では、内
部暗号化鍵Ｋ_Ｂは、書き込みデータを受け取るのに使用された鍵と別個のものである（Ｋ
_Ｂ！＝Ｋ_Ｃ）（鍵＝Ｋ_Ｂ５２４Ｋ）。他の実施形態では、Ｋ_Ｂの値はセキュリティプロト
コルによって決定され、一具体的実施形態では、Ｋ_Ｂ＝Ｋ_Ｈである。参照番号５０８（ホ
スト側のコントローラ側へのセキュアなトラフィック５０８）は、ホストからＳＳＤコン
トローラに転送されるデータを表し、参照番号５１０（コントローラ側のホスト側へのセ
キュアなトラフィック５１０）は、ＳＳＤコントローラからホストに転送されるデータを
表す。

読み取り操作の間に、ＳＳＤコントローラはＮＶＭ１９９から暗号化書式設定データを
インポートし（データを読み取る５１７）、（例えば図３Ｂの３３６によって）読み取っ
たデータを復調する（読み取ったデータを復調する５１６）。復調されたデータは（例え
ば図３Ｂの３３８によって）復号化され（復調したデータを復号化する５１５）、結果は
（例えば図３Ｂの３４０によって）再度復号化される（復号化したデータを復号化する５
１４）。結果は（例えば図３Ｂの３４２によって）展開され（（再）復号化したデータを
展開する５１３）、次いで（例えば図３Ｂの３４４によって）暗号化され（展開したデー
タを暗号化する５１２）、結果として得られる暗号化データはホスト１０２に提供される
（暗号化したデータを提供する５１１）。

実施技法の例
ある実施形態では、（例えばフラッシュメモリを有する）暗号化トランスポートＳＳＤ
コントローラ、コンピューティングホスト・フラッシュ・メモリ・コントローラ、および
／またはＳＳＤコントローラ（例えば図１ＡのＳＳＤコントローラ１００）、ならびにプ
ロセッサ、マイクロプロセッサ、システム・オン・チップ、特定用途向け集積回路、ハー
ドウェアアクセラレータ、または前述の動作の全部または部分を提供する他の回路によっ
て行われる動作の全部またはいずれかの部分の様々な組み合わせが、コンピュータシステ
ムによる処理と適合する仕様によって指定される。仕様は、様々な記述、例えば、ハード
ウェア記述言語、回路記述、ネットリスト記述、マスク記述、またはレイアウト記述に従
ったものである。記述の例には、Ｖｅｒｉｌｏｇ、ＶＨＤＬ、ＳＰＩＣＥ、ＳＰＩＣＥの
変形、例えば、ＰＳｐｉｃｅ、ＩＢＩＳ、ＬＥＦ、ＤＥＦ、ＧＤＳ−ＩＩ、ＯＡＳＩＳ、
または他の記述が含まれる。様々な実施形態では、処理は、１若しくはそれ以上の集積回
路上に含めるのに適する論理および／または回路を生成し、検証し、または指定するため
の解釈、コンパイル、シミュレーション、および合成の任意の組み合わせを含む。各集積
回路は、様々な実施形態によれば、様々な技法に従って設計することができ、かつ／また
は製造することができる。技法には、プログラマブルな技法（例えば、フィールド若しく
はマスク・プログラマブル・ゲート・アレイ集積回路）、セミカスタムの技法（例えば、
全部若しくは一部がセルベースの集積回路）、およびフルカスタムの技法（例えば、実質
的に専門化された集積回路）、それらの任意の組み合わせ、または集積回路の設計および
／若しくは製造と適合する任意の他の技法が含まれる。

ある実施形態では、命令のセットを記憶しているコンピュータ可読媒体によって記述さ
れる動作の全部または部分の様々な組み合わせが、１若しくはそれ以上のプログラム命令
の実行および／若しくは解釈によって、１若しくはそれ以上のソースおよび／若しくはス
クリプト言語命令文の解釈および／若しくはコンパイルによって、または、プログラミン
グおよび／若しくはスクリプティング言語命令文で表現された情報をコンパイルし、変換
し、かつ／または解釈することによって生成されるバイナリ命令の実行によって実行され
る。命令文は任意の標準のプログラミングまたはスクリプティング言語（例えば、Ｃ、Ｃ
＋＋、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｐａｓｃａｌ、Ａｄａ、Ｊａｖａ（登録商標）、ＶＢｓｃｒｉｐ
ｔ、Ｓｈｅｌｌ）と適合する。プログラム命令、言語命令文、またはバイナリ命令のうち
１若しくはそれ以上が、任意選択で、１若しくはそれ以上のコンピュータ可読記憶媒体要
素上に記憶される。様々な実施形態では、プログラム命令の一部、全部、または様々な部
分が、１若しくはそれ以上の関数、ルーチン、サブルーチン、インラインルーチン、プロ
シージャ、マクロ、またはそれらの部分として実現される。

結論
ある特定の選択が、説明において、テキストおよび図面を作成するに際の単なる便宜の
ためになされており、別の指示がない限り、それらの選択は、それ自体で、前述の実施形
態の構造または動作に関する追加情報を伝えるものと解釈すべきではない。選択の例には
、図の符番に使用される呼称の特定の編成または割り当て、および実施形態の特徴および
要素を識別し、参照するのに使用される要素識別子（コールアウトや数値識別子など）の
特定の編成または割り当てが含まれる。

「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」という語は、開放型範囲の論理集
合を記述する抽象概念として解釈されるべきことが明確に意図されており、後に続けて「
ｗｉｔｈｉｎ」という語が明示されない限り物理的包含を伝えるためのものではない。

前述の実施形態は、説明および理解の明確さのためにある程度詳細に説明されているが
、本発明は提示した詳細だけに限定されるものではない。本発明の多くの実施形態がある
。開示の実施形態は例示であり、限定ではない。

説明と整合性を有する、構成、配置、および使用における多くの変形が可能であり、そ
れらの変形は、発行される特許の特許請求の範囲内にあることが理解されるであろう。例
えば、相互接続および機能ユニットのビット幅、クロック速度、および使用される技術の
種類は、各構成要素ブロックにおける様々な実施形態に従って変わりうる。相互接続およ
び論理に与えられた名称は、単なる例であり、説明した概念を限定するものと解釈すべき
ではない。フローチャートおよび流れ図のプロセス、動作、および機能要素の順序および
配置は、様々な実施形態に従って変わりうる。また、特に別に指定しない限り、指定され
る値範囲、使用される最大値および最小値、または他の特定の仕様（例えば、フラッシュ
メモリ技術の種類、レジスタおよびバッファ内のエントリまたは段の数）は、単に前述の
実施形態のものにすぎず、実施技術の改善および変更を追跡することが見込まれるもので
あり、限定として解釈すべきではない。

当分野で公知の機能的に等価の技法を、様々なコンポーネント、サブシステム、動作、
関数、ルーチン、サブルーチン、インラインルーチン、プロシージャ、マクロ、またはそ
れらの部分を実施するのに、前述の技法の代わりに用いることができる。また、実施形態
の多くの機能的態様を、より高速な処理（以前にハードウェアにあった機能のソフトウェ
アへの移行を円滑化する）およびより高い集積密度（以前にソフトウェアにあった機能の
ハードウェアへの移行を円滑化する）の実施形態に依存する設計制約条件および技術傾向
に応じて、選択的に、ハードウェア（おおむね専用の回路など）で、またはソフトウェア
で（例えば、プログラムされたコントローラ若しくはプロセッサのある方式によって）実
現できることも理解される。様々な実施形態の具体的な変形は、これに限定されるもので
はないが、分割の違い、フォームファクタおよび構成の違い、異なるオペレーティングシ
ステムおよび他のシステムソフトウェアの使用、異なるインターフェース規格、ネットワ
ークプロトコル、または通信リンクの使用、本明細書で説明した概念を、特定の用途の固
有の技術的業務的制約条件に従って実施するときに予期されるべき他の変形を含む。

各実施形態は、前述の各実施形態の多くの態様の最小限の実施に必要とされるものを大
きく超えた詳細および環境的コンテキストと共に説明されている。ある実施形態は、残り
の要素間での基本的協働を変更せずに開示の構成要素または機能を割愛することを当業者
は理解するであろう。よって、開示の詳細の多くが前述の実施形態の様々な態様を実施す
るのに必要ではないことが理解される。残りの要素が先行技術と区別できる範囲内で、割
愛される構成要素および特徴は本明細書で説明した概念を限定するものではない。

設計におけるすべてのそのような変形は、前述の実施形態によって伝えられる教示に対
する実質的な変更ではない。また、本明細書で説明した実施形態は、他のコンピューティ
ング用途およびネットワーキング用途に幅広い適用性を有し、前述の実施形態の特定の用
途または産業だけに限定されるものではないことも理解される。よって本発明は、発行さ
れる特許の特許請求の範囲内に包含されるあらゆる可能な改変形態および変形形態を含む
ものと解釈すべきである。

関連技術：公知である、または周知であるものとして明記されない限り、コンテキスト、定義、または比較を目的とするものを含む本明細書における技法および概念の言及は、そのような技法または概念が以前から公知であり、あるいは先行技術の一部であることの容認と解釈すべきではない。特許、特許出願、および出版物を含む、本明細書で引用されるあらゆる参照文献は（それがある場合には）、具体的に組み込まれているか否かを問わず、あらゆる目的で、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれるものである。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）米国特許出願公開第２０１１／００５５６６４号明細書
（特許文献２）米国特許第７，７０６，５３８号明細書
（特許文献３）米国特許出願公開第２００８／０２０５６３５号明細書
（特許文献４）米国特許出願公開第２００８／００７２０７０号明細書

Claims (21)

1. システムであって、
   ホストから暗号化データおよび記憶アドレスを受け取る手段と、
   前記受け取る手段からの結果の少なくとも一部を復号化する手段と、
   前記復号化する手段からの結果の少なくとも一部を圧縮して書き込み増幅を有利に低減
   させる手段と、
   前記圧縮する手段からの結果の少なくとも一部を暗号化する手段と、
   前記暗号化する手段からの結果の少なくとも一部を書式設定（ｆｏｒｍａｔｔｉｎｇ）
   する手段と、
   前記書式設定する手段からの結果の少なくとも一部を、前記記憶アドレスに従って１若
   しくはそれ以上の不揮発性メモリ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｉｅｓ：ＮＶ
   Ｍｓ）に記憶する手段と
   を有し、
   前記受け取る手段、前記復号化する手段、前記圧縮する手段、前記暗号化する手段、お
   よび前記書式設定する手段は、各々、少なくとも部分的にソリッドステートディスク（Ｓ
   ｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ：ＳＳＤ）のコントローラに含まれており、前記ソリッ
   ドステートディスクは前記不揮発性メモリと前記コントローラとを有するものである
   システム。
2. 請求項１記載のシステムにおいて、さらに、
   前記ホストと１若しくはそれ以上の暗号化鍵および復号化鍵を交換する手段
   を有するものであり、
   前記復号化する手段は、前記交換された鍵の少なくとも一部分を使用して前記受け取ら
   れた暗号化データを復号化するものであるシステム。
3. 請求項２記載のシステムにおいて、前記復号化する手段、前記圧縮する手段、および前
   記暗号化する手段はセキュアな物理境界内にあるシステム。
4. 請求項３記載のシステムにおいて、前記セキュアな物理境界は単一の集積回路を含むも
   のであるシステム。
5. 請求項３記載のシステムにおいて、さらに、
   前記交換された鍵の少なくとも一部分を前記セキュアな物理境界内に保存する手段を有
   するものであるシステム。
6. 請求項１記載のシステムにおいて、前記圧縮する手段は可逆的圧縮を実施するものであ
   るシステム。
7. 請求項１記載のシステムにおいて、前記暗号化データはセキュリティプロトコルに従っ
   て暗号化されるものであるシステム。
8. 請求項７記載のシステムにおいて、前記セキュリティプロトコルはメタデータを使用し
   て暗号化鍵および復号化鍵を決定するシステム。
9. 請求項８記載のシステムにおいて、前記セキュリティプロトコルはトラステッド・コン
   ピューティング・グループ（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ：ＴＣＧ
   ）Ｏｐａｌであるシステム。
10. 請求項８記載のシステムにおいて、前記暗号化鍵および復号化鍵は、少なくとも一部は
    、前記メタデータの記憶アドレス範囲によって決定されるシステム。
11. 請求項１０記載のシステムにおいて、前記暗号化鍵および復号化鍵のうちの１つ１つは
    、少なくとも一部は、前記メタデータのそれぞれの記憶アドレス範囲によって決定される
    システム。
12. 請求項１記載のシステムにおいて、前記暗号化する手段は内部暗号化の手段であり、シ
    ステムはさらに、前記内部暗号化の手段と前記書式設定する手段との間で動作するバック
    エンド暗号化の手段を有するものであるシステム。
13. 方法であって、
    ホストから記憶アドレスを受け取る工程と、
    前記記憶アドレスに従って、１若しくはそれ以上の不揮発性メモリ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａ
    ｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｉｅｓ：ＮＶＭｓ）から、書式付き暗号化圧縮データをインポート
    する工程と、
    前記インポートしたデータの少なくとも一部を書式解除（ｕｎｆｏｒｍａｔｔｉｎｇ）
    する工程と、
    前記書式解除したデータの少なくとも一部を復号化する工程と、
    前記復号化したデータの少なくとも一部を展開する工程と、
    前記展開したデータの少なくとも一部を暗号化する工程と、
    前記暗号化したデータの少なくとも一部を前記ホストにエクスポートする工程と
    を有し、
    前記インポートする工程、前記書式解除する工程、前記復号化する工程、前記展開する
    工程、前記暗号化する工程、および前記エクスポートする工程は、各々少なくとも部分的
    にソリッドステートディスク（Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ：ＳＳＤ）のコントロ
    ーラにより実行され、前記ソリッドステートディスクは前記不揮発性メモリと前記コント
    ローラとを有するものである方法。
14. 請求項１３記載の方法において、さらに、
    前記ホストと暗号化鍵および復号化鍵を交換する工程
    を有するものであり、
    前記暗号化する工程は、前記交換した鍵の少なくとも一部分を使用して前記展開したデ
    ータを暗号化する方法。
15. 請求項１３記載の方法において、さらに、
    前記復号化する工程、前記展開する工程、および前記暗号化する工程をセキュアな物理
    境界内で実行する工程を有するものである方法。
16. システムであって、
    ホストから暗号化データを受け取ることができるようになっているホストインターフェ
    ースと、
    少なくとも一部はセッション復号化鍵を使用して、前記暗号化データの少なくとも一部
    分を復号化することができるようになっている復号化ハードウェア層と、
    前記復号化ハードウェア層の結果の少なくとも一部分を可逆的に圧縮することができる
    ようになっている可逆的圧縮ハードウェア層と、
    前記可逆的圧縮ハードウェア層の結果の少なくとも一部分を暗号化することができるよ
    うになっている内部暗号化ハードウェア層と、
    前記内部暗号化ハードウェア層の結果の少なくとも一部分を暗号化することができるよ
    うになっているバックエンド暗号化ハードウェア層と、
    前記バックエンド暗号化ハードウェア層の結果の少なくとも一部分を受け取るように結
    合された、前記バックエンド暗号化ハードウェアの結果の前記少なくとも一部分を１若し
    くはそれ以上のフラッシュメモリに書き込むことができるようになっているフラッシュ・
    メモリ・インターフェースと
    を有し、
    前記内部暗号化ハードウェア層は選択的にバイパス可能であり、
    前記ハードウェア層はソリッドステートディスク（ＳＳＤ）に具備されており、
    前記ホストインターフェースはストレージインターフェース規格と適合するシステム。
17. 請求項１６記載のシステムにおいて、さらに、
    前記フラッシュメモリを有するものであるシステム。
18. 請求項１６記載のシステムにおいて、前記ホストは平文を暗号化して前記暗号化データ
    を生成することができるようになっており、さらに、
    前記ホストを有するものであるシステム。
19. 記憶装置の処理要素によって実行されると、前記処理要素に動作を実行させ、かつ／ま
    たは制御させる命令のセットが記憶されている有形のコンピュータ可読媒体であって、前
    記動作は、
    コンピューティングホストからデータを受け取る動作と、
    複数の動作モードのうちの１つを選択的に使用可能にする動作であって、前記モードは
    、
    暗号化動作モードであって、
    前記受け取ったデータの少なくとも一部分を復号化する動作と、
    前記復号化したデータの少なくとも一部分を圧縮する動作と、
    前記圧縮した復号化データの少なくとも一部分を再暗号化する動作と、
    前記再暗号化したデータの少なくとも一部分を暗号化モード書き込みデータとして
    提供する動作と
    を有する前記暗号化動作モードと、
    非暗号化動作モードであって、
    前記受け取ったデータの少なくとも一部分を圧縮する動作と、
    前記圧縮した受け取ったデータの少なくとも一部分を非暗号化モード書き込みデー
    タとして提供する動作と
    を有する前記非暗号化動作モードと
    を有する、前記選択的に使用可能にする動作と、
    前記暗号化動作モードで、前記暗号化モード書き込みデータを選択したモードの書き込
    みデータとして選択する動作と、
    前記非暗号化動作モードで、前記非暗号化モード書き込みデータを前記選択したモード
    の書き込みデータとして選択する動作と、
    前記選択したモードの書き込みデータを、１若しくはそれ以上の不揮発性メモリ（ＮＶ
    Ｍ）に記憶するために書式設定する動作と
    を有し、
    有形のコンピュータ可読媒体および前記処理要素はソリッドステートディスク（ＳＳＤ
    ）に具備されている、有形のコンピュータ可読媒体。
20. 請求項１９記載の有形のコンピュータ可読媒体において、前記ＮＶＭのうちの少なくと
    も１つは前記ＳＳＤに具備されている有形のコンピュータ可読媒体。
21. 請求項１９記載の有形のコンピュータ可読媒体において、前記書式設定する動作は、前
    記選択したモードの書き込みデータを選択的に暗号化する動作を有する有形のコンピュー
    タ可読媒体。

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