JP2020119361A - Flash storage, computer, data erasure method for flash storage and flash storage control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フラッシュストレージ、フラッシュストレージのデータ消去方法、およびフラッシュストレージの制御プログラムに関するものである。 The present invention relates to a flash storage, a flash storage data erasing method, and a flash storage control program.
近年、データセキュリティの強化が求められており、データ保有機器の搬出や廃棄時にデータを完全に消去する必要性が高まっている。 In recent years, there has been a demand for strengthening data security, and there is an increasing need to completely erase data at the time of carrying out or discarding a data holding device.
ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive; HDD)のデータ消去技術としては、米国国防総省方式(DoD5220.22-M)の様に、ランダムなデータを複数回に渡って全面書き込みすることで、磁気データを消去する方法が知られている。 Hard disk drive (HDD) data erasing technology erases magnetic data by writing random data over the entire surface multiple times like the US Department of Defense (DoD5220.22-M) It is known how to do it.
しかし、最近はHDDに代わり、より高速なアクセスが可能なフラッシュメモリ(Flash Memory)で構成されるSSD(Solid State Drive)を用いたフラッシュストレージ(Flash Storage)が使われるようになってきた。 However, recently, instead of the HDD, a flash storage (Flash Storage) using an SSD (Solid State Drive) configured by a flash memory (Flash Memory) that can be accessed at higher speed has been used.
フラッシュメモリはHDDと違って、データの書き込みや消去をする場合、ブロック単位でのアクセスしか行えず、かつ書き込み回数に制限があるという特徴がある。 Unlike an HDD, a flash memory is characterized in that when writing or erasing data, it can only be accessed in block units and the number of writes is limited.
そのため、SSDにおいては信頼性を向上するため、上位装置からアクセスできる範囲以上のフラッシュメモリを搭載し、データのブロック配置を動的に分散して書き込みを行うウェアレベリング(wear levelling)機能がある。 Therefore, in order to improve the reliability, the SSD has a wear leveling function in which a flash memory larger than the range accessible from the host device is mounted and the block arrangement of data is dynamically distributed to perform writing.
図7は、ウェアレベリングの例を示している。 FIG. 7 shows an example of wear leveling.
コントローラからアクセス可能なメモリ領域(左の図)の内、データのブロックBは、当初、SSD内で管理する範囲(右の図)の内のブロック(旧・B)に書き込まれている。 Of the memory area accessible from the controller (left figure), the block B of data is initially written in the block (old B) within the range managed by the SSD (right figure).
そして、ウェアレベリングが動作すると、ブロックBのデータは、右のブロック(新・B)に書き込まれて、左のブロックBはブロック(新・B)に割り当てられる。 When the wear leveling operates, the data of the block B is written in the right block (new B), and the left block B is allocated to the block (new B).
ここで、ブロック(旧・B)からブロック(新・B)への割り当ての変更が、性能低下を防止するためにバックグラウンドで行われる場合、ブロック(旧・B)のデータは直ちに消去されずに、暫くの間、残留する。 Here, when the allocation change from the block (old/B) to the block (new/B) is performed in the background to prevent performance degradation, the data in the block (old/B) is not immediately deleted. Then, it remains for a while.
ブロックBの割り当ては、ブロック(新・B)へ変更済みであり、通常の手段では、上位装置からブロック(旧・B)のデータを読み出すことはできない。 The allocation of the block B has been changed to the block (new/B), and the data of the block (old/B) cannot be read from the higher-level device by the usual means.
そこで、悪意を持ってSSDを分解し、フラッシュメモリの内容を直接読み出すと、消去前のブロック(旧・B)のデータを読み出すことが可能である。 Therefore, if the SSD is maliciously disassembled and the contents of the flash memory are directly read, it is possible to read the data of the block (old B) before erasing.
この様に、ウェアレベリングによって、SSDには一部のデータが残留する。 Thus, due to wear leveling, some data remains in the SSD.
特許文献1には、SSDのデータ消去に関する技術が開示されている。
しかし、特許文献1の技術によると、SSDの上書き回数を作業者が指定する必要がある。
However, according to the technique disclosed in
本発明の目的は、上述した課題を鑑み、データの完全消去を自動で行うフラッシュストレージを提供することにある。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a flash storage that automatically erases data completely.
上記の目的を達成するために、本発明のフラッシュストレージは、少なくとも1台のSSD(Solid State Drive)と、外部機器に接続される少なくとも1台のフラッシュストレージ制御手段とを備え、前記SSDはフラッシュメモリと、前記フラッシュメモリの総容量を取得可能なSSD制御手段とを有し、前記フラッシュストレージ制御手段は、前記外部機器から前記フラッシュストレージの記憶するデータを消去する命令を含む信号を受けると、前記SSD制御手段から前記フラッシュメモリの前記総容量の情報を取得し、前記SSD制御手段に対して前記フラッシュメモリの前記総容量を超える疑似データの書き込みを指示する信号を送信する。 To achieve the above object, the flash storage of the present invention comprises at least one SSD (Solid State Drive) and at least one flash storage control means connected to an external device, and the SSD is a flash. A memory and an SSD control unit capable of acquiring the total capacity of the flash memory, and the flash storage control unit receives a signal including an instruction to erase data stored in the flash storage from the external device; Information on the total capacity of the flash memory is acquired from the SSD control means, and a signal for instructing the SSD control means to write pseudo data that exceeds the total capacity of the flash memory is transmitted.
上記の目的を達成するために、本発明のコンピュータは、少なくとも1台のSSDと、外部機器に接続される少なくとも1台のフラッシュストレージ制御手段とを備えるフラッシュストレージを搭載し、前記SSDはフラッシュメモリと、前記フラッシュメモリの総容量を取得可能なSSD制御手段とを有し、前記フラッシュストレージ制御手段は、前記外部機器から前記フラッシュストレージの記憶するデータを消去する命令を含む信号を受けると、前記SSD制御手段から前記フラッシュメモリの前記総容量の情報を取得し、前記SSD制御手段に対して前記フラッシュメモリの前記総容量を超える疑似データの書き込みを指示する信号を送信する。 In order to achieve the above object, a computer of the present invention is equipped with a flash storage including at least one SSD and at least one flash storage control means connected to an external device, and the SSD is a flash memory. And an SSD control unit capable of acquiring the total capacity of the flash memory, wherein the flash storage control unit receives the signal including an instruction to erase the data stored in the flash storage from the external device, Information on the total capacity of the flash memory is acquired from the SSD control means, and a signal for instructing the SSD control means to write pseudo data that exceeds the total capacity of the flash memory is transmitted.
上記の目的を達成するために、本発明のフラッシュストレージのデータ消去方法は、外部機器からフラッシュストレージの記憶するデータを消去する命令を含む信号を受けると、前記フラッシュストレージが備えるSSDが有するフラッシュメモリの総容量の情報を取得し、前記フラッシュメモリの前記総容量を超える疑似データの書き込みを実行する。 To achieve the above object, a method of erasing data in a flash storage according to the present invention includes a flash memory included in an SSD included in the flash storage when a signal including an instruction to erase data stored in the flash storage is received from an external device. Of the total capacity of the flash memory is acquired, and writing of pseudo data exceeding the total capacity of the flash memory is executed.
上記の目的を達成するために、本発明のフラッシュストレージの制御プログラムは、外部機器からフラッシュストレージの記憶するデータを消去する命令を含む信号を受けると、前記フラッシュストレージが備えるSSDが有するフラッシュメモリの総容量の情報を取得し、前記フラッシュメモリの前記総容量を超える疑似データを書き込むことをコンピュータに実行させる。 In order to achieve the above object, the flash storage control program of the present invention receives a signal including an instruction to erase data stored in the flash storage from an external device, and stores the flash memory in the SSD included in the flash storage. The computer is made to obtain the information of the total capacity and write the pseudo data that exceeds the total capacity of the flash memory.
本発明によれば、ウェアレベリングを行うフラッシュストレージであっても、データの完全な消去が自動で可能となる。 According to the present invention, even in a flash storage which performs wear leveling, complete erasing of data can be automatically performed.
[第1の実施形態]
次に、本発明の実施の形態について図1を参照して詳細に説明する。
[First Embodiment]
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図1は第1の実施形態の構成例である。 FIG. 1 is a configuration example of the first embodiment.
本発明のフラッシュストレージ10は、少なくとも1台のSSD20と、外部機器に接続される少なくとも1台のフラッシュストレージ制御手段30とを備える。
The
前記SSD20はフラッシュメモリ21と、前記フラッシュメモリ21の総容量を取得可能なSSD制御手段22とを有する。
The SSD 20 has a
そして、前記フラッシュストレージ制御手段30は、前記外部機器から前記フラッシュストレージ10の記憶するデータを消去する命令を含む信号を受けると、前記SSD制御手段22から前記フラッシュメモリ21の前記総容量の情報を取得する。更に、前記フラッシュストレージ制御手段30は、前記SSD制御手段22に対して前記フラッシュメモリ21の前記総容量を超える疑似データの書き込みを指示する信号を送信する。
Then, when the flash storage control means 30 receives a signal including an instruction to erase the data stored in the
この様にすることで、本実施形態のフラッシュストレージ10は、ウェアレベリングを行うフラッシュストレージであっても、フラッシュメモリ21の全ブロックに対して疑似データを書き込む。その結果、フラッシュストレージ10は、データの消し残しの無い完全な消去が可能となる。また、フラッシュストレージ10がデータを消去する命令を含む信号を受けると自動で消去が行われるので、上書き回数を作業者が指定するなどの必要もない。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について図2乃至図9を参照して説明する。
[構成の説明]
図2に第2の実施形態の構成例を示す。
By doing so, the
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 9.
[Description of configuration]
FIG. 2 shows a configuration example of the second embodiment.
フラッシュストレージ100は、コントローラ130と、SSD120とで構成される。
The
図2に示す構成例では、2つのコントローラ130と、複数のSSD120を備えているが、1台のコントローラ130と、1台のSSD120との構成であってもよい。
In the configuration example shown in FIG. 2, two
尚、複数のコントローラ130と、複数のSSD120による構成によって、RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)構成をとることも可能である。
A RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) configuration can also be adopted by a configuration including a plurality of
コントローラ130は、フラッシュストレージ100に対する外部機器であるサーバ200と、SSD120との間でデータをやりとりするためのものであり、第1の実施形態で示した、フラッシュストレージ制御手段30に相当する。
The
コントローラ130は、ホストI/F(I/F;interface)制御チップ131、ディスクI/F制御チップ132、CPU133、およびメモリ134を備える。
The
ホストI/F制御チップ131は、サーバ200とデータを送受信するインターフェースである。また、ディスクI/F制御チップ132は、SSD120とデータを送受信するインターフェースである。
The host I/
CPU133は、CPU(Central Processing Unit;中央処理装置)であり、フラッシュストレージ100のハードウェアを制御し、ソフトウェア処理を行う。
The
メモリ(memory)134は、記憶素子であり、CPU133のためのFW(firm ware;ファームウェア)135を格納する。
A memory (memory) 134 is a storage element, and stores FW (firmware) 135 for the
次に、図3を参照してSSD120の構成例を説明する。
Next, a configuration example of the
SSD120は、ディスクI/F制御チップ121、CPU122、メモリ123、フラッシュコントローラ126、および複数のフラッシュメモリ127を備える。
The SSD 120 includes a disk I/
ディスクI/F制御チップ121は、コントローラ130とデータを送受信するためのインターフェースである。
The disk I/
CPU122は、SSD120のハードウェアを制御し、ソフトウェア処理を行うCPUである。
The
メモリ123は、記憶素子であり、CPU122のためのFW(ファームウェア)124を格納する。そして、メモリ123は、フラッシュメモリ127の総容量の値を、容量125として記憶可能な領域を備えている。
The
フラッシュメモリ127は、サーバ200が用いるデータを格納する読み書き可能なフラッシュメモリである。
[動作の説明]
次に、本実施形態のフラッシュストレージ100の動作について、図4乃至図9を参照して説明する。
The
[Description of operation]
Next, the operation of the
図4は、フラッシュストレージ100の動作を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the operation of the
尚、図2の構成ではディスクI/F制御チップ132にはSSD120が接続されているが、図4の動作の説明では、ディスクI/F制御チップ132にSSD以外のハードディスクドライブなどの記憶媒体が接続される場合も想定している。
In the configuration of FIG. 2, the
コントローラ130のホストI/F制御チップ131が、サーバ200からデータ消去を指示する信号を受けると、フラッシュストレージ100は、SSD120のデータの消去を開始する。
When the host I/
はじめに、CPU133はディスクI/F制御チップ132に接続されているディスクの種別を確認する(S101)。
First, the
CPU133はディスクI/F制御チップ132に接続されているディスクが、SSDであるか否かを判断する(S102)。
The
ステップS102で、SSDであると判断されると(S102でY)、ステップS104にすすむ。 If it is determined to be SSD in step S102 (Y in S102), the process proceeds to step S104.
ステップS102で、SSDではないと判断されると(S102でN)、ステップS103にすすむ。 When it is determined in step S102 that the SSD is not the SSD (N in S102), the process proceeds to step S103.
ステップS103で、CPU133はディスクに対して、一般的に行われている全面書込みによるディスクデータの消去を行う信号を送り、ディスクを消去する(S103)。
In step S103, the
ステップS104で、CPU133は、SSD120に対してSSD120の総容量を確認するコマンドを含む信号を送り、SSD120はSSD120の総容量の値を含む信号をCPU133に返信する(S104)。
In step S104, the
ここで、コントローラ130とSSD120のディスクI/Fとしては、SAS(Serial Attached SCSI)が一般的に知られている。そして、ステップS104の説明における、SSD120に対してSSD120の総容量を確認する信号とは、図6の左のコマンド例の様にSCSIコマンドのVendor SpecificのOperation CodeであるC0hを定義したものであっても良い。
Here, SAS (Serial Attached SCSI) is generally known as a disk I/F of the
また、SSD120がコントローラに返信する信号は、図6の右のような応答データの例であっても良い。
Further, the signal returned by the
ステップS105では、CPU133はSSD120に対して、ステップS104で得た総容量の値以上の消去用疑似データの書込みを指示する。SSD120は、SSD120の総容量以上の消去用疑似データの書込みを実行する(S105)。
In step S105, the
ここで、ステップS105における、消去用疑似データの書込みの様子を説明する。 Here, the manner of writing the erasing pseudo data in step S105 will be described.
まず、背景技術の説明で説明した図7の様に、バックグラウンドでウェアレベリングが動作して、ブロック(旧・B)のデータが消去されずに残留しているものとする。 First, it is assumed that the wear leveling operates in the background and the data of the block (old/B) remains without being erased, as shown in FIG. 7 described in the description of the background art.
次に、本実施形態のステップS105で、SSD120の総容量以上の消去用疑似データの書込みを実行し、図8に示す様にデータが残留していたブロック(旧・B)にブロックAが割り当てられるとする。ここで、ブロック(新・A)は、ブロックAの疑似データが書き込まれて、データは消去されたことになる。
Next, in step S105 of the present embodiment, the erasing pseudo data having a capacity larger than the total capacity of the
尚、ブロック(旧・A)は、バックグラウンドで消去することを意図して、暫くの間、データが残留していても、SSD120の総容量以上の書込みを実行するので、ステップS105の実行中に、ブロック(旧・A)に疑似データが書き込まれる。
It should be noted that the block (old A) is intended to be erased in the background, and even if data remains for a while, writing is performed with the total capacity of the
この様にして、図9の様に、SSD120の全てのブロックに対して、消去用疑似データが書き込まれて、SSD120が備える全部のフラッシュメモリ127の消去が行われる。
In this way, as shown in FIG. 9, the erase pseudo data is written in all the blocks of the
次に、図5を参照して、SSD120の動作を説明する。
Next, the operation of the
SSD120を起動すると、SSD120の起動処理を行う(S201)。
When the
次にフラッシュコントローラ126は、フラッシュメモリ127の総容量を取得して、メモリ123の容量125に格納する(S202)。
Next, the
ステップS202の後は、コントローラ130からのコマンド(command)待ち状態となる(S203)。 After step S202, the process waits for a command from the controller 130 (S203).
ディスクI/F制御チップ121がコマンドを受信するとCPU122は、SSDの総容量を確認するコマンドかどうかを判断する(S204)。
When the disk I/
ステップS204で、SSDの総容量を確認するコマンドであると判断されると(S204でY)、ステップS205にすすむ。 If it is determined in step S204 that the command is for checking the total capacity of the SSD (Y in S204), the process proceeds to step S205.
ステップS204で、SSD消去用コマンドではないと判断されると(S204でN)、ステップS203に戻る。 If it is determined in step S204 that the command is not the SSD erase command (N in S204), the process returns to step S203.
ステップS205で、CPU122は、メモリ123の容量125に格納されているフラッシュメモリ127の総容量の値を含む信号をコントローラ130に送信する(S205)。
In step S205, the
ステップS205でCPU122が送信する信号は、前述した図6の右側に示す応答データの様であっても良い。
The signal transmitted by the
以上が、SSD120の動作である。
The above is the operation of the
図4のステップS105では、SSD120が保有するフラッシュメモリの総容量以上の書込みを行うため、コントローラ130からアクセス可能な領域への書込みだけでなく、実際に保有する全てのフラッシュメモリに書込みを行う。このため、SSD120の全てのフラッシュメモリが消去可能となる。
In step S105 of FIG. 4, in order to perform writing over the total capacity of the flash memory held by the
以上説明した様に、本実施形態のフラッシュストレージ100は、ウェアレベリングを行うフラッシュストレージであっても、フラッシュメモリ127の全ブロックに対して疑似データを書き込む。その結果、フラッシュストレージ100は、データの消し残しの無い完全な消去が可能となる。また、フラッシュストレージ100がデータを消去する命令を含む信号を受けると自動で消去が行われるので、上書き回数を作業者が指定するなどの必要もない。
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について図10を参照して説明する。
As described above, the
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
図10は、パーソナルコンピュータ300の構成例である。
FIG. 10 is a configuration example of the
ここでは、パーソナルコンピュータとしたが、その他のコンピュータであっても良い。 Although a personal computer is used here, another computer may be used.
パーソナルコンピュータ300は、CPU310、ディスクI/F制御チップ320、メモリ330、およびSSD120を備える。
The
CPU310は、パーソナルコンピュータ300のハードウェアを制御し、ソフトウェアを実行する。
The
メモリ330は、パーソナルコンピュータ300のメモリであり、SSD120の消去プログラム331を格納している。消去プログラム331は、第2の実施形態の動作の説明で述べた、SSDを消去する動作と同様のことをCPU310に対して実行させるプログラムである。
The
SSD120は、第2の実施形態のSSD120と同じである。
The
この様な構成とすることで、SSDのデータの消し残しのない完全な消去が可能なパーソナルコンピュータ300を実現することが可能となる。また、データの消去の際に、SSDへの上書き回数を作業者が指定するなどの必要もない。
With such a configuration, it is possible to realize the
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給される場合にも適用可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is also applicable to a case where an information processing program that realizes the functions of the embodiment is directly or remotely supplied to a system or an apparatus.
10 フラッシュストレージ
21 フラッシュメモリ
22 SSD制御手段
30 フラッシュストレージ制御手段
100 フラッシュストレージ
121 ディスクI/F制御チップ
123 メモリ
125 容量
126 フラッシュコントローラ
127 フラッシュメモリ
130 コントローラ
131 ホストI/F制御チップ
132 ディスクI/F制御チップ
134 メモリ(memory)
135 メモリ
200 サーバ
300 パーソナルコンピュータ
310 CPU
320 ディスクI/F制御チップ
330 メモリ
331 消去プログラム
10
135
320 disk I/
Claims (4)
少なくとも1台のSSD(Solid State Drive)と、
外部機器に接続される少なくとも1台のフラッシュストレージ制御手段とを備え、
前記SSDはフラッシュメモリと、
前記フラッシュメモリの総容量を取得可能なSSD制御手段とを有し、
前記フラッシュストレージ制御手段は、前記外部機器から前記フラッシュストレージの記憶するデータを消去する命令を含む信号を受けると、前記SSD制御手段から前記フラッシュメモリの前記総容量の情報を取得し、前記SSD制御手段に対して前記フラッシュメモリの前記総容量を超える疑似データの書き込みを指示する信号を送信することを特徴とするフラッシュストレージ。
Flash storage
At least one SSD (Solid State Drive),
And at least one flash storage control means connected to an external device,
The SSD is a flash memory,
An SSD control unit capable of acquiring the total capacity of the flash memory,
When the flash storage control unit receives a signal including an instruction to erase the data stored in the flash storage from the external device, the flash storage control unit acquires the information on the total capacity of the flash memory from the SSD control unit and performs the SSD control. A flash storage, which transmits a signal for instructing the device to write pseudo data that exceeds the total capacity of the flash memory.
A computer equipped with the flash storage according to claim 1.
When a signal including an instruction to erase the data stored in the flash storage is received from an external device, information on the total capacity of the flash memory included in the SSD included in the flash storage is acquired, and pseudo data that exceeds the total capacity of the flash memory is acquired. Erasing the data in the flash storage.
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