KR20230064526A - Storage device, computing system and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 스토리지 장치, 컴퓨팅 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic device, and more particularly, the present invention relates to a storage device, a computing system, and an operation method thereof.
최근의 정보통신 기술과 반도체 기술 등의 눈부신 발전에 힘입어 각종 전자 장치들의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 특히 최근의 전자 장치들은 휴대하고 다니며 통신할 수 있으며, 어플리케이션을 이용하여 다양한 서비스를 제공할 수 있고, 외부의 전자 장치 또는 외부 서버와 각종 데이터들을 송수신할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Thanks to the remarkable development of information and communication technology and semiconductor technology, the supply and use of various electronic devices are rapidly increasing. In particular, recent electronic devices can communicate while being carried around, can provide various services using applications, and can transmit/receive various types of data with external electronic devices or external servers.
전자 장치는 다양한 서비스를 제공할 수 있도록, 적어도 하나의 프로세서(processor)와 운영체제(operating system, OS)를 포함할 수 있으며, 전자 장치의 운영체제는 주요 제조사 및 주요 공급자에 의해 전략적으로 개방되어, 어플리케이션 프로그램 인터페이스(Application Program Interface), 소프트웨어 개발 키트(Software Development Kit), 및 소스파일까지 일반에 공개되고 있다.An electronic device may include at least one processor and an operating system (OS) to provide various services, and the operating system of the electronic device is strategically opened by major manufacturers and suppliers, An application program interface, a software development kit, and even source files are open to the public.
그러나 이러한 개방형 운영체제의 이용에 따라 전자 장치의 데이터의 보안성이 취약해지고 있고, 실제로 각종 악성 코드들을 이용하여 전자 장치의 데이터를 훼손하거나 해킹하는 등의 사례가 빈번히 발생하고 있다. 따라서 최근에는 전자 장치의 데이터를 보호하기 위한 각종 방법들이 모색되고 있다. However, with the use of such an open operating system, data security of electronic devices is weakened, and in fact, cases of damaging or hacking data of electronic devices using various malicious codes frequently occur. Therefore, various methods for protecting data of electronic devices have recently been sought.
본 발명의 실시 예는 향상된 보안 기능을 제공하는 스토리지 장치, 컴퓨팅 시스템 및 그 동작 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a storage device, a computing system, and an operation method thereof that provide enhanced security functions.
본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치는, 인증에 따라 액세스되는 데이터를 저장하는 보안 저장 영역을 포함하는 메모리 장치; 상기 보안 저장 영역에 대한 동작 모드에 관한 디바이스 액세스 모드 정보를 저장하는 액세스 모드 메모리; 및 외부 호스트로부터 상기 보안 저장 영역에 관한 커맨드를 수신하고, 상기 커맨드에 포함된 호스트 액세스 모드 정보가 상기 디바이스 액세스 모드 정보와 일치하는지 여부에 따라 상기 커맨드를 처리하는 메모리 컨트롤러;를 포함할 수 있다.A storage device according to an embodiment of the present invention includes a memory device including a secure storage area for storing data accessed according to authentication; an access mode memory for storing device access mode information about an operation mode for the secure storage area; and a memory controller that receives a command related to the secure storage area from an external host and processes the command according to whether host access mode information included in the command matches device access mode information.
본 발명의 실시 예에 따른 동작 방법은, 인증에 따라 액세스되는 데이터를 저장하는 보안 저장 영역을 포함하는 메모리 장치, 상기 보안 저장 영역에 대한 동작 모드에 관한 디바이스 액세스 모드 정보를 저장하는 액세스 모드 메모리 및 외부 호스트로부터 수신한 커맨드를 처리하는 메모리 컨트롤러를 포함하는 스토리지 장치의 동작 방법으로, 상기 외부 호스트로부터 상기 보안 저장 영역에 관한 커맨드를 수신하는 단계; 상기 커맨드를 기초로 상기 외부 호스트의 상기 보안 저장 영역에 대한 동작 모드를 나타내는 호스트 액세스 모드를 식별하는 단계; 및 상기 호스트 액세스 모드 및 상기 디바이스 액세스 모드를 비교하는 단계;를 포함할 수 있다.An operating method according to an embodiment of the present invention includes a memory device including a secure storage area for storing data accessed according to authentication, an access mode memory for storing device access mode information about an operation mode for the secure storage area, and A method of operating a storage device including a memory controller that processes a command received from an external host, comprising: receiving a command related to the secure storage area from the external host; identifying a host access mode indicating an operation mode for the secure storage area of the external host based on the command; and comparing the host access mode and the device access mode.
본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템은, 인증에 따라 액세스되는 데이터를 저장하는 보안 저장 영역을 포함하는 메모리 장치, 상기 보안 저장 영역에 대한 동작 모드에 관한 디바이스 액세스 모드 정보를 저장하는 액세스 모드 메모리 및 상기 메모리 장치 및 상기 액세스 모드 메모리를 제어하는 메모리 컨트롤러를 포함하는 스토리지 장치; 및 상기 보안 저장 영역에 관한 커맨드를 상기 스토리지 장치에 제공하는 호스트 장치;를 포함하고, 상기 메모리 컨트롤러는, 상기 커맨드에 포함된 호스트 액세스 모드 정보가 상기 디바이스 액세스 모드 정보와 일치하는지 여부에 따라 상기 커맨드를 처리할 수 있다.A computing system according to an embodiment of the present invention includes a memory device including a secure storage area for storing data accessed according to authentication, an access mode memory for storing device access mode information about an operation mode for the secure storage area, and a storage device including a memory controller controlling the memory device and the access mode memory; and a host device configured to provide a command related to the secure storage area to the storage device, wherein the memory controller performs the command according to whether host access mode information included in the command matches the device access mode information. can handle
본 기술에 따르면 향상된 보안 기능을 제공하는 스토리지 장치, 컴퓨팅 시스템 및 그 동작 방법이 제공된다.According to the present technology, a storage device that provides enhanced security functions, a computing system, and an operation method thereof are provided.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 메모리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 메모리 블록들 중 어느 하나의 메모리 블록의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 호스트 액세스 제어부 및 디바이스 액세스 제어부 간의 데이터 통신 단위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 PIU의 베이직 헤더 세그먼트의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 커맨드 PIU(Command PIU)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 응답 PIU(Response PIU)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 RPMB 메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치에 저장된 RPMB 유닛 디스크립터를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치에 저장된 디바이스 디스크립터를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 RPMB 메시지에 포함되는 결과 코드를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 노멀 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 도 14의 S1405단계를 통해 제공되는 RPMB메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 14의 S1413단계를 통해 제공되는 RPMB메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 14의 S1419단계를 통해 제공되는 RPMB메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 노멀 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.
도 19는 도 18의 S1805단계를 통해 제공되는 RPMB메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 도 18의 S1811단계를 통해 제공되는 RPMB메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 어드밴스드 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.
도 22는 도 21의 S2101단계에서 전달되는 커맨드 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 도 21의 S2107단계에서 전달되는 응답 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 어드밴스드 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.
도 25는 도 24의 S2401단계에서 전달되는 커맨드 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 도 24의 S2405단계에서 전달되는 응답 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 개시자 장치(Initiator Device)에 포함된 PIU 송신부(2700)를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 타겟 장치(Target Device)에 포함된 PIU 수신부(2800)를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 도 1의 메모리 컨트롤러의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 메모리 카드 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 SSD(Solid State Drive) 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 사용자 시스템을 보여주는 블록도이다.1 is a diagram for explaining a computing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the memory device of FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of one memory block among the memory blocks of FIG. 2 .
4 is a diagram for explaining a computing system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a data communication unit between a host access control unit and a device access control unit.
6 is a diagram for explaining the structure of a basic header segment of a PIU.
7 is a diagram showing the configuration of a command PIU (Command PIU).
8 is a diagram showing the configuration of a response PIU (Response PIU).
9 is a diagram for explaining an RPMB message.
10 is a diagram for explaining an RPMB unit descriptor stored in a storage device according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram for explaining a device descriptor stored in a storage device according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining a result code included in an RPMB message.
13 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating an authenticated data write operation performed in a normal RPMB mode.
FIG. 15 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1405 of FIG. 14 .
FIG. 16 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1413 of FIG. 14 .
FIG. 17 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1419 of FIG. 14 .
18 is a flowchart illustrating an authenticated data read operation performed in a normal RPMB mode.
FIG. 19 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1805 of FIG. 18 .
FIG. 20 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1811 of FIG. 18 .
21 is a flowchart illustrating an authenticated data write operation performed in the advanced RPMB mode.
FIG. 22 is a diagram for explaining the structure of the command PIU transmitted in step S2101 of FIG. 21 .
FIG. 23 is a diagram for explaining the structure of the response PIU transmitted in step S2107 of FIG. 21 .
24 is a flowchart illustrating an authenticated data read operation performed in the advanced RPMB mode.
FIG. 25 is a diagram for explaining the structure of the command PIU transmitted in step S2401 of FIG. 24 .
FIG. 26 is a diagram for explaining the structure of the response PIU transmitted in step S2405 of FIG. 24 .
27 is a diagram for explaining a
28 is a diagram for explaining a
29 is a diagram illustrating another embodiment of the memory controller of FIG. 1 .
30 is a block diagram showing a memory card system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
31 is a block diagram illustrating a solid state drive (SSD) system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
32 is a block diagram showing a user system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification or application are only exemplified for the purpose of explaining the embodiment according to the concept of the present invention, and the implementation according to the concept of the present invention Examples may be embodied in many forms and should not be construed as limited to the embodiments described in this specification or application.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a computing system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 컴퓨팅 시스템은 스토리지 장치(50) 및 호스트(400)를 포함할 수 있다. 스토리지 장치(50)는 메모리 장치(100), 메모리 컨트롤러(200) 및 액세스 모드 메모리(Access Mode Memory, 300)를 포함할 수 있다. 스토리지 장치(50)는 휴대폰, 스마트폰, MP3 플레이어, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 게임기, TV, 테블릿 PC 또는 차량용 인포테인먼트(in-vehicle infotainment) 시스템 등과 같은 호스트(400)의 제어에 따라 데이터를 저장하는 장치일 수 있다. 또는 스토리지 장치(50)는 서버, 데이터 센터 등과 같이 한 곳에 고용량의 데이터를 저장하는 호스트(400)의 제어에 따라 데이터를 저장하는 장치일 수 있다. Referring to FIG. 1 , a computing system may include a
스토리지 장치(50)는 호스트(400)와의 통신 방식인 호스트 인터페이스에 따라서 다양한 종류의 스토리지 장치들 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 예를 들면, 스토리지 장치(50)는 SSD, MMC, eMMC, RS-MMC, micro-MMC 형태의 멀티 미디어 카드(multimedia card), SD, mini-SD, micro-SD 형태의 시큐어 디지털(secure digital) 카드, USB(universal serial bus) 저장 장치, UFS(universal flash storage) 장치, PCMCIA(personal computer memory card international association) 카드 형태의 저장 장치, PCI(peripheral component interconnection) 카드 형태의 저장 장치, PCI-E(PCI express) 카드 형태의 저장 장치, CF(compact flash) 카드, 스마트 미디어(smart media) 카드, 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The
스토리지 장치(50)는 다양한 종류의 패키지(package) 형태들 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 예를 들면, 스토리지 장치(50)는 POP(package on package), SIP(system in package), SOC(system on chip), MCP(multi-chip package), COB(chip on board), WFP(wafer-level fabricated package), WSP(wafer-level stack package) 등과 같은 다양한 종류의 패키지 형태들 중 어느 하나로 제조될 수 있다.The
메모리 장치(100)는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리 장치(100)는 메모리 컨트롤러(200)의 제어에 응답하여 동작한다. 메모리 장치(100)는 데이터를 저장하는 복수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이(미도시)를 포함할 수 있다. The
메모리 셀들은 각각 하나의 데이터 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; SLC), 두 개의 데이터 비트들을 저장하는 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; MLC), 세 개의 데이터 비트들을 저장하는 트리플 레벨 셀(Triple Level Cell; TLC) 또는 네 개의 데이터 비트를 저장할 수 있는 쿼드 레벨 셀(Quad Level Cell; QLC)로 구성될 수 있다.The memory cells are single-level cells (SLC) each storing one data bit, multi-level cells (MLC) storing two data bits, and triple-level cells storing three data bits. (Triple Level Cell; TLC) or Quad Level Cell (QLC) capable of storing four data bits.
메모리 셀 어레이(미도시)는 복수의 메모리 블록들을 포함할 수 있다. 각 메모리 블록은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 각 메모리 블록은 복수의 페이지들을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 페이지는 메모리 장치(100)에 데이터를 저장하거나, 메모리 장치(100)에 저장된 데이터를 리드하는 단위일 수 있다. 메모리 블록은 데이터를 지우는 단위일 수 있다.A memory cell array (not shown) may include a plurality of memory blocks. Each memory block may include a plurality of memory cells. Each memory block may include a plurality of pages. In an embodiment, a page may be a unit for storing data in the
메모리 장치(100)가 포함하는 메모리 블록들은 액세스가 제한되는 보안 저장 영역(Secure Storage Area, 110a) 및 노멀 저장 영역(Normal Storage Area, 110b)을 포함할 수 있다. 보안 저장 영역(110a)은 인증에 따라 액세스되는 데이터를 저장하는 영역일 수 있다. 보안 저장 영역(110a)에 액세스를 하기 위하여 추가적인 조건 또는 절차가 더 요구될 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(50)가 미리 정해진 특정 커맨드를 수신하거나, 메모리 컨트롤러(200)에 의해 수행되는 인증을 통과한 경우에 한하여, 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스가 가능할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 보안 저장 영역(110a)은 리플레이 보호 메모리 블록(Replay Protected Memory Block, RPMB)일 수 있다. 노멀 저장 영역(110b)은 별도의 인증 없이 액세스 될 수 있는 메모리 블록일 수 있다. 노멀 저장 영역(110b)은 보안 저장 영역(110a)에 저장된 데이터 이외의 데이터를 저장하는 메모리 블록일 수 있다.Memory blocks included in the
본 명세서에서, 설명의 편의상 보안 저장 영역(110a)은 RPMB인 것으로 설명할 수 있으나, 본 발명의 실시 예들은 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 것으로 제한되는 것은 아니고, 노멀 저장 영역(110b)과는 액세스 방식이 상이한 모든 형태의 메모리 블록들에 대해 적용될 수 있다.In this specification, for convenience of description, the
보안 저장 영역(110a)에 액세스하는 방법은 액세스 속도가 서로 상이한 둘 이상의 모드가 존재할 수 있다. 예를 들어, 보안 저장 영역(110a)에 대한 보안이 상대적으로 철저한 제1 액세스 모드 및 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 속도가 상대적으로 빠른 제2 액세스 모드가 존재할 수 있다. 제2 액세스 모드의 경우, 제1 액세스 모드에 비해 비교적 적은 인증 절차를 수행함으로써 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 속도를 향상시킬 수 있다.As for the method of accessing the
예를 들어, 스토리지 장치(50)가 RPMB를 지원하는 경우, RPMB는 적어도 둘 이상의 모드들에 따라 액세스 될 수 있다. 예를 들어, RPMB는 노멀 RPMB 모드 또는 어드밴스드 RPMB 모드 중 어느 하나의 모드로 액세스 될 수 있다.For example, if the
본 명세서에서, 상대적으로 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 속도가 느린 제1 액세스 모드의 일 예로서 노멀 RPMB 모드가 언급될 수 있으며, 상대적으로 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 속도가 빠른 제2 액세스 모드의 일 예로서 어드밴스드 RPMB 모드가 언급될 수 있다.In this specification, the normal RPMB mode may be mentioned as an example of the first access mode in which the access speed to the
실시 예에서, 메모리 장치(100)는 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), LPDDR4(Low Power Double Data Rate4) SDRAM, GDDR(Graphics Double Data Rate) SDRAM, LPDDR(Low Power DDR), RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory), 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 수직형 낸드 플래시 메모리(Vertical NAND), 노아 플래시 메모리(NOR flash memory), 저항성 램(resistive random access memory: RRAM), 상변화 메모리(phase-change memory: PRAM), 자기저항 메모리(magnetoresistive random access memory: MRAM), 강유전체 메모리(ferroelectric random access memory: FRAM), 스핀주입 자화반전 메모리(spin transfer torque random access memory: STT-RAM) 등이 될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 메모리 장치(100)가 낸드 플래시 메모리인 경우를 가정하여 설명한다.In an embodiment, the
메모리 장치(100)는 메모리 컨트롤러(200)로부터 커맨드 및 어드레스를 수신하고, 메모리 셀 어레이 중 어드레스에 의해 선택된 영역을 액세스하도록 구성된다. 메모리 장치(100)는 어드레스에 의해 선택된 영역에 대해 커맨드가 지시하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 메모리 장치(100)는 쓰기 동작 (프로그램 동작), 리드 동작 및 소거 동작을 수행할 수 있다. 프로그램 동작 시에, 메모리 장치(100)는 어드레스에 의해 선택된 영역에 데이터를 프로그램 할 것이다. 리드 동작 시에, 메모리 장치(100)는 어드레스에 의해 선택된 영역으로부터 데이터를 읽을 것이다. 소거 동작 시에, 메모리 장치(100)는 어드레스에 의해 선택된 영역에 저장된 데이터를 소거할 것이다.The
메모리 컨트롤러(200)는 스토리지 장치(50)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The
스토리지 장치(50)에 전원이 인가되면, 메모리 컨트롤러(200)는 펌웨어(firmware, FW)를 실행할 수 있다. 메모리 장치(100)가 플래시 메모리 장치인 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)와 메모리 장치(100) 간의 통신을 제어하기 위한 플래시 변환 레이어(Flash Translation Layer, FTL)와 같은 펌웨어를 실행할 수 있다.When power is applied to the
실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)로부터 데이터와 논리 블록 어드레스(Logical Block Address, LBA)를 입력 받고, 논리 블록 어드레스를 메모리 장치(100)에 포함된 데이터가 저장될 메모리 셀들의 주소를 나타내는 물리 블록 어드레스(Physical Block Address, PBA)로 변환할 수 있다. In an embodiment, the
메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)의 요청(request)에 따라 프로그램 동작, 리드 동작 또는 소거 동작 등을 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 프로그램 동작 시, 메모리 컨트롤러(200)는 프로그램 커맨드, 물리 블록 어드레스 및 데이터를 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다. 리드 동작 시, 메모리 컨트롤러(200)는 리드 커맨드 및 물리 블록 어드레스를 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다. 소거 동작 시, 메모리 컨트롤러(200)는 소거 커맨드 및 물리 블록 어드레스를 메모리 장치(100)에 제공할 수 있다.The
실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)로부터의 요청과 무관하게 자체적으로 커맨드, 어드레스 및 데이터를 생성하고, 메모리 장치(100)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 메모리 컨트롤러(200)는 웨어 레벨링(wear leveling), 리드 리클레임(read reclaim), 가비지 컬렉션(garbage collection)등을 수행하는데 수반되는 프로그램 동작, 리드 동작 및 소거 동작들을 수행하기 위한 커맨드, 어드레스 및 데이터를 메모리 장치(100)로 제공할 수 있다.In an embodiment, the
실시 예에서, 메모리 컨트롤러(200)가 적어도 둘 이상의 메모리 장치(100)들을 제어할 수 있다. 이 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 동작 성능의 향상을 위해 메모리 장치(100)들을 인터리빙 방식에 따라 제어할 수 있다. 인터리빙 방식은 적어도 둘 이상의 메모리 장치(100)들에 대한 동작이 중첩되도록 제어하는 방식일 수 있다.In an embodiment, the
액세스 모드 메모리(300)는 호스트(400)와 스토리지 장치(50) 간에 송수신하는 커맨드들에 의해 제공되는 다양한 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(50)의 보안 저장 영역(110a)에 대한 동작 모드에 관한 디바이스 액세스 모드 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보안 저장 영역(110a)에 대한 스토리지 장치(50)의 액세스 방법을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 디바이스 액세스 모드 정보는 스토리지 장치(50)가 지원하는 하나 이상의 액세스 모드에 관한 정보 또는 스토리지 장치(50)에서 현재 활성화되어 있는 액세스 모드에 관한 정보를 나타낼 수 있다. 일 실시 예에서, 이러한 정보들은 디스크립터(descriptor)의 형태로 저장될 수 있다. 도 1에서는 액세스 모드 메모리(300)가 메모리 장치(100) 및 메모리 컨트롤러(200)와는 별개의 구성으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 메모리 장치(100) 또는 메모리 컨트롤러(200) 내의 일부 저장 영역일 수도 있다. 일 실시 예에서, 액세스 모드 메모리(300)는 레지스터일 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 도 10 및 도 11을 통하여 보다 상세히 설명한다.The
메모리 컨트롤러(200)는 액세스 모드 메모리(300)에 저장된 디바이스 액세스 모드 정보를 기초로 디바이스 액세스 모드를 식별할 수 있다. 또한, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)가 제공한 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 요청, 즉 커맨드를 기초로, 호스트(400)의 보안 저장 영역(110a)에 대한 호스트 액세스 모드를 식별할 수 있으며, 디바이스 액세스 모드와 호스트 액세스 모드를 비교할 수 있다. 호스트 액세스 모드는 호스트가 제공한 커맨드 내의 호스트 액세스 모드 정보를 기초로 식별될 수 있으며, 호스트 액세스 모드 정보는 호스트가 제공하는 보안 저장 영역에 대한 동작 모드에 관한 정보를 포함할 수 있다.The
디바이스 액세스 모드와 호스트 액세스 모드가 일치하는 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)의 요청에 따라 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스를 수행할 수 있다. 디바이스 액세스 모드와 호스트 액세스 모드가 일치하지 않는 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)의 요청을 페일(failure) 처리할 수 있다. 호스트(400)의 요청을 페일(failure)처리할 경우, 단순히 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스를 더 이상 수행하지 않거나, 또는 호스트(400)의 요청이 페일 처리 되었다는 정보, 즉 에러 정보를 호스트에 제공할 수도 있다.When the device access mode and the host access mode match, the
디바이스 액세스 모드 및 호스트 액세스 모드는 각각 상대적으로 액세스 속도가 느린 제1 액세스 모드 또는 상대적으로 액세스 속도가 빠른 제2 액세스 모드일 수 있다. 디바이스 액세스 모드가 제1 액세스 모드인 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 보안 저장 영역(110a)에 관한 커맨드 이후에 수신하는 커맨드로부터 인증에 필요한 정보를 획득할 수 있다. 디바이스 액세스 모드가 제2 액세스 모드인 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 보안 저장 영역(110a)에 관한 커맨드로부터 인증에 필요한 정보를 획득할 수 있다. 이 때, 인증에 필요한 정보는 인증 수행에 필요한 다양한 종류의 정보 중 하나 이상을 의미할 수 있다. 예를 들어, 보안 저장 영역(110a)에 액세스하는 것과 관련된 커맨드임을 나타내는 정보, 인증을 수행하기 위한 인증 코드, 인증 코드를 생성하기 위한 모든 종류의 정보 등이 모두 인증에 필요한 정보일 수 있다.The device access mode and the host access mode may each be a first access mode with a relatively slow access speed or a second access mode with a relatively high access speed. When the device access mode is the first access mode, the
일 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 제1 액세스 모드 및 제2 액세스 모드는 각각 노멀 RPMB 모드 및 어드밴스드 RPMB 모드일 수 있다. 노멀 RPMB 모드의 경우, 호스트 RPMB 메시지가 호스트(400)로부터 제공되는 데이터 아웃(Data Out) 커맨드에 포함되어 스토리지 장치(50)에 제공될 수 있다. 이러한 데이터 아웃 커맨드는 호스트(400)가 RPMB에 액세스할 것을 요청하는 커맨드를 제공한 이후에 제공되는 것일 수 있다. 어드밴스드 RPMB 모드의 경우, 호스트 RPMB 메시지가 호스트로부터 제공되는 RPMB에 액세스할 것을 요청하는 커맨드에 포함되어 스토리지 장치(50)에 제공될 수 있다. 이에 대해서는 후술할 도 14 내지 도 26에서 보다 상세히 설명한다.In one embodiment, when the
호스트(400)는 USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial AT Attachment), SAS (Serial Attached SCSI), HSIC (High Speed Interchip), SCSI (Small Computer System Interface), PCI (Peripheral Component Interconnection), PCIe (PCI express), NVMe (NonVolatile Memory express), UFS (Universal Flash Storage), SD (Secure Digital), MMC (MultiMedia Card), eMMC (embedded MMC), DIMM (Dual In-line Memory Module), RDIMM (Registered DIMM), LRDIMM (Load Reduced DIMM) 등과 같은 다양한 통신 방식들 중 적어도 하나를 이용하여 스토리지 장치(50)와 통신할 수 있다.The
본 명세서에서, 설명의 편의상 스토리지 장치(50)와 호스트(400)는 UFS 통신 인터페이스에 따라 데이터 통신을 수행하는 것으로 설명하나 본 발명의 실시 예들은 UFS 통신 인터페이스에 따라 데이터 통신을 수행하는 것에 한정되지 않는다. 구체적으로, 스토리지 장치(50)와 호스트(400)는 프로토콜 정보 유닛(Protocol Information Unit, 이하에서 PIU)으로 정의되는 커맨드를 이용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. PIU는 미리 정해진 규약에 따라 생성된 일종의 데이터 패킷일 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 PIU는 스토리지 장치(50)와 호스트(400) 간의 송수신되는 커맨드의 일 형태일 뿐이므로, 실질적으로 커맨드 및 PIU는 동일한 의미일 수 있다.In this specification, for convenience of description, it is described that the
커맨드는 호스트(400) 또는 스토리지 장치(50)가 어떤 동작의 수행을 요청하거나, 지시하거나 응답하는 것일 수 있다. 실시 예에서, 용도와 목적에 따라 다양한 커맨드가 정의될 수 있다. 예를 들어, 쿼리 요청(Query Request), 커맨드(Command), 응답(Response), 데이터 아웃(Data Out), 데이터 인(Data In) 및 전달 준비(Ready To Transfer) 등을 모두 포괄하여 커맨드라 할 수 있으며, 일 실시 예에서 이러한 커맨드들은 앞서 언급한 PIU의 형태로 전송될 수 있다.A command may be a request, instruction, or response for the
가장 작은 단위의 PIU의 크기는 32바이트일 수 있고, PIU의 최대 크기는 65600바이트일 수 있다. PIU의 포멧은 그 종류에 따라 서로 다른 크기를 가질 수 있다.The size of the smallest unit of PIU may be 32 bytes, and the maximum size of the PIU may be 65600 bytes. The format of the PIU may have different sizes depending on its type.
호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 보안 저장 영역(110a)에 관한 커맨드를 제공할 수 있으며, 이러한 커맨드는 예를 들어 보안 저장 영역(110a)에 액세스할 것을 요청하는 커맨드일 수 있다. 보안 저장 영역(110a)에 관한 커맨드는 외부 호스트와 상기 메모리 컨트롤러 간에 송수신되는 커맨드들에 공통적으로 포함되는 공통 세그먼트, 커맨드들의 종류에 따라 고유한 값을 포함하는 고유 필드 및 공통 세그먼트를 제외한 세그먼트인 추가 세그먼트를 포함할 수 있다. 여기서 공통 세그먼트는 추가 세그먼트의 길이를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.The
메모리 컨트롤러(200)는 이러한 커맨드의 공통 세그먼트 및 추가 세그먼트 중 하나 이상을 기초로 호스트 액세스 모드를 식별할 수 있다. 구체적으로는 공통 세그먼트에 포함된 추가 세그먼트의 길이를 나타내는 정보 및 추가 세그먼트에 인증에 필요한 정보 포함되었는지 여부 중 하나 이상을 기초로 식별할 수 있다. 예를 들어, 추가 세그먼트의 길이가 0이거나, 추가 세그먼트에 인증에 필요한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트 액세스 모드가 제1 액세스 모드인 것으로 식별할 수 있다. 또는 추가 세그먼트의 길이가 0이 아니거나, 추가 세그먼트에 인증에 필요한 정보가 포함되어 있는 경우, 메모리 컨트롤러(200)는 호스트 액세스 모드가 제2 액세스 모드인 것으로 식별할 수 있다.The
만약, PIU 형태로 커맨드가 제공되는 경우, 보안 저장 영역(110a)에 관한 커맨드, 보다 구체적으로는 보안 저장 영역(110a)에 액세스할 것을 요청하는 커맨드는 커맨드 PIU 형태로 제공될 수 있다. 이 때, 공통 세그먼트는 베이직 헤더 세그먼트(Basic Header Segment), 고유 필드는 트랜잭션 특정 필드(Transaction Specific Field), 추가 세그먼트는 추가 헤더 세그먼트(Extra Header Segment)를 의미할 수 있다. 또한, 베이직 헤더 세그먼트는 추가 헤더 세그먼트의 길이 정보를 포함하는 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드(Total Extra Header Segment Length Field)를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 5 내지 도 8에서 보다 상세히 설명한다.If the command is provided in the form of a PIU, a command related to the
메모리 컨트롤러(200)는 디바이스 액세스 제어부(210)를 포함할 수 있다.The
디바이스 액세스 제어부(210)는 보안 저장 영역(110a)에 대한 호스트(400)의 액세스 요청을 처리할 수 있다.The device
예를 들어, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 디바이스 액세스 제어부(210)는 RPMB에 데이터를 저장하는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 RPMB에 저장된 데이터를 리드하는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 처리할 수 있다. 디바이스 액세스 제어부(210)가 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 처리하는 구체적인 방법은 후술하는 도 27 및 도 28을 통해 보다 상세하게 설명한다.For example, when the
호스트(400)는 호스트 액세스 제어부(410)를 더 포함할 수 있다.The
호스트 액세스 제어부(410)는 보안 저장 영역(110a)을 제어하기 위한 커맨드들을 생성하고, 이를 디바이스 액세스 제어부(210)에 제공할 수 있다. 호스트 액세스 제어부(410)는 디바이스 액세스 제어부(210)로부터 커맨드를 수신할 수 있다.The
디바이스 액세스 제어부(210)와 호스트 액세스 제어부(410)에 대해서는 후술하는 도 4, 도 27 및 도 28을 통해 보다 상세하게 설명한다.The device
도 2는 도 1의 메모리 장치를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for explaining the memory device of FIG. 1 .
도 2를 참조하면, 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 전압 생성부(120), 어드레스 디코더(130), 입출력 회로(140) 및 제어 로직(150)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
메모리 셀 어레이(110)는 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKi)을 포함한다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKi)은 행 라인들(RL)을 통해 어드레스 디코더(130)에 연결된다. 복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKi)은 열 라인들(CL)을 통해 입출력 회로(140)에 연결될 수 있다. 실시 예에서, 행 라인들(RL)은 워드라인들, 소스 선택 라인들, 드레인 선택 라인들을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 열 라인들(CL)은 비트라인들을 포함할 수 있다. The
복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKi) 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 실시 예에서, 복수의 메모리 셀들은 비휘발성 메모리 셀들일 수 있다. 복수의 메모리 셀들 중 동일 워드라인에 연결된 메모리 셀들은 하나의 물리 페이지로 정의될 수 있다. 즉 메모리 셀 어레이(110)는 복수의 물리 페이지들을 포함할 수 있다. 메모리 장치(100)의 메모리 셀들은 각각 하나의 데이터 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; SLC), 두 개의 데이터 비트들을 저장하는 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; MLC), 세 개의 데이터 비트들을 저장하는 트리플 레벨 셀(Triple Level Cell; TLC) 또는 네 개의 데이터 비트를 저장할 수 있는 쿼드 레벨 셀(Quad Level Cell; QLC)로 구성될 수 있다.Each of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKi includes a plurality of memory cells. In an embodiment, the plurality of memory cells may be non-volatile memory cells. Among the plurality of memory cells, memory cells connected to the same word line may be defined as one physical page. That is, the
복수의 메모리 블록들(BLK1~BLKi)중 일부는 도 1을 참조하여 설명된 보안 저장 영역(110a)일 수 있으며, 나머지 일부는 노멀 저장 영역(110b)일 수 있다. 일 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)은 RPMB일 수 있다.Some of the plurality of memory blocks BLK1 to BLKi may be the
실시 예에서, 전압 생성부(120), 어드레스 디코더(130) 및 입출력 회로(140)는 주변 회로(peripheral circuit)로 통칭될 수 있다. 주변 회로는 제어 로직(150)의 제어에 따라 메모리 셀 어레이(110)를 구동할 수 있다. 주변 회로는 프로그램 동작, 리드 동작 및 소거 동작을 수행하도록 메모리 셀 어레이(110)를 구동할 수 있다.In an embodiment, the
전압 생성부(120)는 메모리 장치(100)에 공급되는 외부 전원 전압을 이용하여 복수의 동작 전압들을 발생하도록 구성된다. 전압 생성부(120)는 제어 로직(150)의 제어에 응답하여 동작한다.The
실시 예로서, 전압 생성부(120)는 외부 전원 전압을 레귤레이팅하여 내부 전원 전압을 생성할 수 있다. 전압 생성부(120)에서 생성된 내부 전원 전압은 메모리 장치(100)의 동작 전압으로서 사용된다.As an example embodiment, the
실시 예로서, 전압 생성부(120)는 외부 전원 전압 또는 내부 전원 전압을 이용하여 복수의 동작 전압들을 생성할 수 있다. 전압 생성부(120)는 메모리 장치(100)에서 요구되는 다양한 전압들을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전압 생성부(120)는 복수의 소거 전압들, 복수의 프로그램 전압들, 복수의 패스 전압들, 복수의 선택 읽기 전압들, 복수의 비선택 읽기 전압들을 생성할 수 있다.As an embodiment, the
전압 생성부(120)는 다양한 전압 레벨들을 갖는 복수의 동작 전압들을 생성하기 위해서, 내부 전원 전압을 수신하는 복수의 펌핑 커패시터들을 포함하고, 제어 로직(150)의 제어에 응답하여 복수의 펌핑 커패시터들을 선택적으로 활성화하여 복수의 동작 전압들을 생성할 것이다.The
생성된 복수의 동작 전압들은 어드레스 디코더(130)에 의해 메모리 셀 어레이(110)에 공급될 수 있다.The generated operating voltages may be supplied to the
어드레스 디코더(130)는 행 라인들(RL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결된다. 어드레스 디코더(130)는 제어 로직(150)의 제어에 응답하여 동작하도록 구성된다. 어드레스 디코더(130)는 제어 로직(150)으로부터 어드레스(ADDR)를 수신할 수 있다. 어드레스 디코더(130)는 수신된 어드레스(ADDR) 중 블록 어드레스를 디코딩할 수 있다. 어드레스 디코더(130)는 디코딩된 블록 어드레스에 따라 메모리 블록들(BLK1~BLKi) 중 적어도 하나의 메모리 블록을 선택한다. 어드레스 디코더(130)는 수신된 어드레스(ADDR) 중 로우 어드레스를 디코딩할 수 있다. 어드레스 디코더(130)는 디코딩된 로우 어드레스에 따라 선택된 메모리 블록의 워드라인들 중 적어도 하나의 워드라인을 선택할 수 있다. 실시 예에서, 어드레스 디코더(130)는 수신된 어드레스(ADDR) 중 컬럼 어드레스를 디코딩할 수 있다. 어드레스 디코더(130)는 디코딩된 컬럼 어드레스에 따라 입출력 회로(140)와 메모리 셀 어레이(110)를 연결할 수 있다.The
예시적으로, 어드레스 디코더(130)는 로우 디코더, 컬럼 디코더, 어드레스 버퍼 등과 같은 구성 요소들을 포함할 수 있다.Illustratively, the
입출력 회로(140)는 복수의 페이지 버퍼들을 포함할 수 있다. 복수의 페이지 버퍼들은 비트 라인들을 통해 메모리 셀 어레이(110)에 연결될 수 있다. 프로그램 동작 시, 복수의 페이지 버퍼들에 저장된 데이터에 따라 선택된 메모리 셀들에 데이터가 저장될 수 있다.The input/
리드 동작 시, 선택된 메모리 셀들에 저장된 데이터가 비트라인들을 통해서 센싱되고, 센싱된 데이터는 페이지 버퍼들에 저장될 수 있다.During a read operation, data stored in selected memory cells may be sensed through bit lines, and the sensed data may be stored in page buffers.
제어 로직(150)은 어드레스 디코더(130), 전압 생성부(120) 및 입출력 회로(140)를 제어할 수 있다. 제어 로직(150)은 외부 장치로부터 전달되는 커맨드(CMD)에 응답하여 동작할 수 있다. 제어 로직(150)은 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)에 응답하여 제어 신호들을 생성하여 주변 회로들을 제어할 수 있다.The
도 3은 도 2의 메모리 블록들 중 어느 하나의 메모리 블록의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of one memory block among the memory blocks of FIG. 2 .
메모리 블록(BLKi)은 도 2의 메모리 블록들(BLK1~BLKi)중 어느 하나의 메모리 블록(BLKi)을 나타낸 도면이다. 이러한 메모리 블록(BLKi) 중 호스트의 요청에 따라 노멀 저장 영역 또는 보안 저장 영역이 선택될 수 있다.The memory block BLKi is a diagram showing one memory block BLKi among the memory blocks BLK1 to BLKi of FIG. 2 . Among these memory blocks BLKi, a normal storage area or a secure storage area may be selected according to a request of the host.
도 3을 참조하면, 제1 셀렉트 라인과 제2 셀렉트 라인 사이에 서로 평행하게 배열된 복수의 워드 라인들이 연결될 수 있다. 여기서, 제1 셀렉트 라인은 소스 셀렉트 라인(SSL)일 수 있고, 제2 셀렉트 라인은 드레인 셀렉트 라인(DSL)일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 메모리 블록(BLKi)은 비트 라인들(BL1~BLn)과 소스 라인(SL) 사이에 연결된 복수의 스트링(string; ST)들을 포함할 수 있다. 비트 라인들(BL1~BLn)은 스트링(ST)들에 각각 연결될 수 있고, 소스 라인(SL)은 스트링(ST)들에 공통으로 연결될 수 있다. 스트링(ST)들은 서로 동일하게 구성될 수 있으므로, 제1 비트 라인(BL1)에 연결된 스트링(ST)을 예를 들어 구체적으로 설명하도록 한다.Referring to FIG. 3 , a plurality of word lines arranged in parallel to each other may be connected between the first select line and the second select line. Here, the first select line may be the source select line SSL, and the second select line may be the drain select line DSL. More specifically, the memory block BLKi may include a plurality of strings (ST) connected between the bit lines BL1 to BLn and the source line SL. The bit lines BL1 to BLn may be respectively connected to the strings ST, and the source line SL may be connected to the strings ST in common. Since the strings ST may be configured identically to each other, the string ST connected to the first bit line BL1 will be described in detail as an example.
스트링(ST)은 소스 라인(SL)과 제1 비트 라인(BL1) 사이에서 서로 직렬로 연결된 소스 셀렉트 트랜지스터(SST), 복수의 메모리 셀들(MC1~MC16) 및 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)를 포함할 수 있다. 하나의 스트링(ST)에는 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)와 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)가 적어도 하나 이상씩 포함될 수 있으며, 메모리 셀들(MC1~MC16) 또한 도면에 도시된 개수보다 더 많이 포함될 수 있다.The string ST may include a source select transistor SST, a plurality of memory cells MC1 to MC16, and a drain select transistor DST connected in series between the source line SL and the first bit line BL1. can One string ST may include at least one source select transistor SST and at least one drain select transistor DST, and memory cells MC1 to MC16 may also include more memory cells than shown in the figure.
소스 셀렉트 트랜지스터(SST)의 소스(source)는 소스 라인(SL)에 연결될 수 있고, 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)의 드레인(drain)은 제1 비트 라인(BL1)에 연결될 수 있다. 메모리 셀들(MC1~MC16)은 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)와 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST) 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 서로 다른 스트링(ST)들에 포함된 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)들의 게이트들은 소스 셀렉트 라인(SSL)에 연결될 수 있고, 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)들의 게이트들은 드레인 셀렉트 라인(DSL)에 연결될 수 있고, 메모리 셀들(MC1~MC16)의 게이트들은 복수의 워드 라인들(WL1~WL16)에 연결될 수 있다. 서로 다른 스트링(ST)들에 포함된 메모리 셀들 중에서 동일한 워드 라인에 연결된 메모리 셀들의 그룹을 물리 페이지(physical page; PG)라 할 수 있다. 따라서, 메모리 블록(BLKi)에는 워드 라인들(WL1~WL16)의 개수만큼의 물리 페이지(PG)들이 포함될 수 있다.A source of the source select transistor SST may be connected to the source line SL, and a drain of the drain select transistor DST may be connected to the first bit line BL1. The memory cells MC1 to MC16 may be connected in series between the source select transistor SST and the drain select transistor DST. Gates of the source select transistors SST included in different strings ST may be connected to the source select line SSL, and gates of the drain select transistors DST may be connected to the drain select line DSL, Gates of the memory cells MC1 to MC16 may be connected to a plurality of word lines WL1 to WL16. A group of memory cells connected to the same word line among memory cells included in different strings ST may be referred to as a physical page (PG). Accordingly, as many physical pages PG as the number of word lines WL1 to WL16 may be included in the memory block BLKi.
하나의 메모리 셀은 1비트의 데이터를 저장할 수 있다. 이를 통상적으로 싱글 레벨 셀(single level cell; SLC)라고 부른다. 이 경우 하나의 물리 페이지(PG)는 하나의 논리 페이지(logical page; LPG) 데이터를 저장할 수 있다. 하나의 논리 페이지(LPG) 데이터는 하나의 물리 페이지(PG)에 포함된 셀 개수만큼의 데이터 비트들을 포함할 수 있다. One memory cell can store 1 bit of data. This is commonly referred to as a single level cell (SLC). In this case, one physical page (PG) can store one logical page (LPG) data. One logical page (LPG) data may include as many data bits as the number of cells included in one physical page (PG).
하나의 메모리 셀은 2 비트 이상의 데이터를 저장할 수 있다. 이 경우 하나의 물리 페이지(PG)는 2 이상의 논리 페이지(logical page; LPG) 데이터를 저장할 수 있다.One memory cell can store more than two bits of data. In this case, one physical page (PG) can store two or more logical page (LPG) data.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a computing system according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 4 내지 도 12, 도 14 내지 도 26에서는 본 발명의 일 실시 예로서, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우에 대하여 언급할 수 있으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 보안 저장 영역은 액세스가 제한되는 다양한 형태의 메모리 블록일 수 있다.Hereinafter, in FIGS. 4 to 12 and 14 to 26, as an embodiment of the present invention, the case where the
또한, 이하, 도 4 내지 도 12, 도 14 내지 도 26에서는 본 발명의 일 실시 예로서, 스토리지 장치(50) 및 호스트(400) 간에 송수신되는 커맨드가 PIU의 형태로 전송되는 것으로 설명할 수 있으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 통신 방법이 채택될 수 있다.4 to 12 and 14 to 26, as an embodiment of the present invention, commands transmitted and received between the
도 1 및 도 4를 참조하면, 스토리지 장치(50)는 보안 저장 영역(110a) 및 디바이스 액세스 제어부(210)를 포함할 수 있다. 보안 저장 영역(110a)은 도 1을 참조하여 설명한 메모리 장치(100)에 포함된 저장 영역 중 적어도 일부일 수 있고, 일 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)은 RPMB일 수 있다. 디바이스 액세스 제어부(210)는 메모리 컨트롤러(200)에 포함될 수 있으며, 호스트 액세스 제어부(410)는 호스트(400)에 포함될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 4 , the
보안 저장 영역(110a)은 인증키(Authentication Key, 111), 쓰기 카운터(Write Counter, 112), 결과 레지스터(Result Register, 113) 및 데이터 영역(Data Area, 114)을 포함할 수 있다.The
인증키(Authentication Key, 111)는 보안 저장 영역(110a)에 액세스를 위한 인증 시 사용되기 위하여, 보안 저장 영역(110a)에 미리 저장되는 값일 수 있다. 예를 들어, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 인증키(111)는 최초 한 번만 저장되고, 그 자체로 리드될 수 없으며, 오로지 RPMB에 대한 액세스를 인증하기 위해 사용되는 메시지 인증 코드(Message Authentication Code, MAC)를 계산할 때만 액세스가 가능할 수 있다. 실시 예에서, 인증키(Authentication Key, 111)는 32바이트의 크기를 가질 수 있으나 인증키의 크기가 32바이트로 한정되는 것은 아니다.The
쓰기 카운터(Write Counter, 112)는 보안 저장 영역(110a)에 액세스 횟수를 카운트할 수 있다. 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스는 미리 설정된 횟수 이내로만 허용하여, 보안성을 향상시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 쓰기 카운터(112)는 RPMB에 데이터를 저장하는 동작인 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)이 성공적으로 수행된 횟수를 카운트 할 수 있다. 쓰기 카운터(Write Counter, 112)가 나타내는 값 또는 쓰기 카운터(Write Counter, 112)에 저장된 값은 쓰기 카운트 값(Write Count Value)일 수 있다. 쓰기 카운터(Write Counter, 112)는 4바이트에 해당하는 쓰기 카운트 값(Write Count Value)을 저장할 수 있으나, 더 큰 크기의 데이터에 해당하는 쓰기 카운트 값(Write Count Value)을 저장할 수도 있다. 초기 쓰기 카운트 값(Write Count Value)은 "0000 0000h"일 수 있다. 쓰기 카운터(Write Counter, 112)의 쓰기 카운트 값(Write Count Value)은 리셋되거나 감소되지 않을 수 있다. 쓰기 카운터(Write Counter, 112)의 쓰기 카운트 값(Write Count Value)은 최대 값인 “FFFF FFFFh”에 도달한 뒤에는 더 이상 증가하지 않을 수 있다. 따라서, 쓰기 카운터(Write Counter, 112)의 쓰기 카운트 값(Write Count Value)이 최대 값에 도달하면, 보안 저장 영역(110a)에는 더 이상 데이터를 저장할 수 없고, 보안 저장 영역(110a)은 리드만 가능한 저장 영역으로 동작할 수 있다.The
결과 레지스터(Result Register, 113)는 보안 저장 영역(110a)에 대해서 수행된 동작의 수행 결과를 저장할 수 있다. 예를 들어, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 결과 레지스터(Result Register, 113)는 RPMB에 대해서 수행된 동작에 대한 결과를 나타내는 결과 코드를 저장할 수 있다. 이 때, 결과 레지스터에 저장되는 결과 코드의 종류에 대해서는 도 12를 통하여 보다 상세히 설명한다.The
실시 예에서, 인증키(Authentication Key, 111), 쓰기 카운터(Write Counter, 112) 및 결과 레지스터(Result Register, 113)는 보안 저장 영역(110a) 내 구별되는 영역마다 독립적으로 포함되고, 고유한 값을 가질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)은 복수의 보안 저장 서브 영역들로 파티셔닝될 수 있다. 일 실시 예에서 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, RPMB에 포함된 RPMB 서브 영역들의 최대 개수는 4개일 수 있다. 각 RPMB 서브 영역들은 고유의 인증키와 쓰기 카운트 값(Write Count value)을 가질 수 있다.In the embodiment, the authentication key (Authentication Key, 111), the write counter (Write Counter, 112), and the result register (Result Register, 113) are independently included in each distinct area within the secure storage area (110a), and have a unique value can have In various embodiments, the
데이터 영역(Data Area)은 인증이 패스되는 경우에 한해 데이터가 저장되는 영역일 수 있다. 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 데이터 영역(RPMB Data Area)의 용량은 최소 128 Kbytes에서 최대 16Mbytes일 수 있다.The data area may be an area in which data is stored only when authentication passes. In an embodiment, when the
디바이스 액세스 제어부(210)는 인증 관리자(Authentication Manager, 211), 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212) 및 액세스 모드 식별부(Access Mode Identification Unit, 213)를 더 포함할 수 있다.The
액세스 모드 식별부(213)는 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스에 앞서 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드의 일치 여부를 확인할 수 있다. 즉, 스토리지 장치(50)가 제공하는 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 방법이 호스트(400)가 제공하는 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 방법이 일치하는 경우에 한하여 인증 등과 같은 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스 동작을 수행할 수 있다. 액세스 모드 식별부(213)는 액세스 모드 메모리(300)에 저장된 정보를 기초로 디바이스 액세스 모드를 식별할 수 있으며, 호스트(400)로부터의 커맨드 PIU를 기초로 호스트 액세스 모드를 식별할 수 있다. 액세스 모드 메모리(300)에는 호스트(400)로부터 제공된 다양한 디스크립터들이 존재할 수 있으며, 예를 들어, 디바이스 디스크립터(Device Descriptor, 310) 및 유닛 디스크립터(Unit Descriptor, 320)를 포함할 수 있다. 디바이스 디스크립터(310)에는 스토리지 장치(50)의 제2 액세스 모드의 지원 여부에 관한 정보가 포함되어 있을 수 있으며, 유닛 디스크립터(320)에는 제2 액세스 모드의 활성화 여부에 관한 정보가 포함되어 있을 수 있다. 인증 관리자(211)는 이러한 정보들 중 하나 이상을 기초로 디바이스 액세스 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 디바이스 디스크립터에 포함된 정보가 스토리지 장치(50)가 제2 액세스 모드를 지원하지 않음을 나타내는 경우, 인증 관리자(211)는 디바이스 액세스 모드를 제1 액세스 모드로 식별할 수 있다. 또는 디바이스 디스크립터에 포함된 정보가 스토리지 장치(50)가 제2 액세스 모드를 지원함을 나타내는 경우, 유닛 디스크립터(320)에 포함된 제2 액세스 모드 활성화 여부에 따라 디바이스 액세스 모드를 식별할 수 있다. 일 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 유닛 디스크립터(320)는 RPMB 유닛 디스크립터일 수 있으며, 제2 액세스 모드는 어드밴스드 RPMB 액세스 모드일 수 있다.The access
보안 저장 영역(110a)에 대한 쓰기 동작 수행 시에, 호스트 액세스 제어부(410)는 미리 정해진 포맷에 따라 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스와 관련된 메시지를 디바이스 액세스 제어부(210)에 제공할 수 있다. 이러한 메시지는 보안 저장 영역(110a)에 대한 쓰기 요청임을 나타내는 정보, 인증에 필요한 메타 데이터 및 인증에 필요한 인증 데이터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)의 수행 시에, 호스트 액세스 제어부(410)는 미리 정해진 포맷에 따라 RPMB 메시지를 디바이스 액세스 제어부(210)에 제공할 수 있다. 호스트 액세스 제어부(410)가 제공한 RPMB 메시지는 RPMB에 대한 인증을 수행하는데 필요한 정보들을 포함할 수 있다. 예를 들어, RPMB 메시지는 인증 수행에 필요한 메타 데이터 및 인증 수행에 필요한 인증 데이터를 포함할 수 있다. 인증 데이터는 호스트 액세스 제어부(410)가 생성한 메시지 인증 코드(Message Authentication Code, MAC)를 포함할 수 있다.When performing a write operation on the
호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 일치하는 경우, 인증 관리자(211)는 보안 저장 영역(110a)에 저장된 인증키(Authentication Key, 111)를 이용하여, 인증을 수행할 수 있다. 인증 관리자(Authentication Manager, 211)는 인증의 수행 결과를 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)에 제공할 수 있다. 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 인증의 수행 결과에 따라 보안 저장 영역(110a)에 데이터를 저장하거나, 보안 저장 영역(110a)에 데이터를 저장하는 것을 금지할 수 있다. When the host access mode and the device access mode match, the
액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 인증이 패스되면, 호스트(400)로부터 수신한 보안 저장 영역(110a)에 저장할 데이터가 데이터 영역(114)에 저장되도록 보안 저장 영역(110a)을 제어할 수 있다. 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 성공적으로 데이터가 저장되면, 쓰기 카운터(Write Counter, 112)에 저장된 쓰기 카운트 값(Write Count Value)을 증가시키고, 쓰기 동작의 수행 결과를 결과 레지스터(113)에 저장할 수 있다.If authentication passes, the access perform
액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 인증이 페일되면, 보안 저장 영역(110a)에 저장하도록 요청된 데이터를 데이터 영역(114)에 저장하지 않을 수 있다. 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 쓰기 카운터(Write Counter, 112)의 값을 유지하고, 인증이 실패하였음을 나타내는 정보를 결과 레지스터(Result Register, 113)에 저장할 수 있다.If authentication fails, the access perform
호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 일치하지 않는 경우, 인증 관리자(211)는 인증을 수행하지 않고 에러임을 나타내는 정보를 저장하도록 제어할 수 있다. 실시 예에서 에러임을 나타내는 정보는 인증이 실패한 경우와 동일하게 결과 레지스터(113)에 저장된 후, 커맨드 PIU에 대한 응답 PIU로 호스트 액세스 제어부(410)에 제공될 수 있다. 또는 다른 위치에 저장된 후 호스트 액세스 제어부(410)에 제공되거나, 별도로 저장됨 없이 바로 호스트 액세스 제어부(410)에 제공될 수도 있다.When the host access mode and the device access mode do not match, the
호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 일치하는 경우, 보안 저장 영역(110a)에 대한 데이터 리드 동작 수행 시에, 호스트 액세스 제어부(410)는 미리 정해진 포맷에 따라 보안 저장 영역(110a)에 대한 액세스와 관련된 메시지를 디바이스 액세스 제어부(210)에 제공할 수 있다. 이러한 메시지는 보안 저장 영역(110a)에 대한 리드 요청임을 나타내는 정보, 인증에 필요한 메타 데이터 등을 포함할 수 있다.When the host access mode and the device access mode are identical, when performing a data read operation on the
액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 보안 저장 영역(110a)에 저장된 데이터를 리드하고, 호스트 액세스 제어부(410)에 제공할 응답 메시지를 생성할 수 있다. 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 응답 메시지에 포함될 메타 데이터를 생성할 수 있다. 메타 데이터는 호스트 액세스 제어부(410)의 인증에 필요한 정보일 수 있으며, 예를 들어, 호스트 액세스 제어부(410)로부터 수신한 메시지에 포함된 정보의 일부, 보안 저장 영역(110a)으로부터 리드된 데이터, 리드 동작의 수행 결과를 나타내는 결과 코드 등을 포함할 수 있다. 또한, 응답 메시지는 인증에 필요한 인증 데이터 등을 더 포함할 수 있다. 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 RPMB에 저장된 인증키(Authentication Key, 111)와 메타 데이터를 이용하여 인증 데이터인 메시지 인증 코드(Message Authentication Code, MAC)를 생성할 수 있다. The access perform
액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 인증 데이터와 메타 데이터를 포함하는 응답 메시지를 생성할 수 있다. 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 리드된 데이터와 응답 메시지를 호스트 액세스 제어부(410)에 제공할 수 있다.The access perform
이 때, 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 일치하지 않는 경우, 인증 관리자(211)는 인증 데이터 리드 동작 자체를 수행하지 않도록 액세스 수행부(212)를 제어할 수 있다. 또는 응답 메시지를 생성하지 않거나, 생성된 응답 메시지를 호스트 액세스 제어부(410)에 제공하지 않도록 제어할 수도 있다.At this time, when the host access mode and the device access mode do not match, the
도 5는 호스트 액세스 제어부 및 디바이스 액세스 제어부 간의 데이터 통신 단위를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a data communication unit between a host access control unit and a device access control unit.
도 1 및 도 5를 참조하면, 호스트 액세스 제어부(410) 및 디바이스 액세스 제어부(210)는 프로토콜 정보 유닛(Protocol Information Unit, 이하에서 PIU)이라고 불리는 데이터 패킷들을 이용하여 통신할 수 있다. 물리적인 장치 측면에서, 호스트 액세스 제어부(410)는 호스트(400)에 포함되어 있고, 디바이스 액세스 제어부(210)는 스토리지 장치(50)에 포함되어 있다. 두 장치 간의 인터페이싱 측면에서, 어느 하나의 장치는 다른 장치에 PIU를 전송할 수 있다. 이 경우, PIU를 생성하는 장치를 개시자 장치(Initiator Device)라고 명명할 수 있고, 생성된 PIU를 수신하는 장치를 타겟 장치(Target Device)라고 명명할 수 있다. 즉, PIU는 호스트(400) 또는 스토리지 장치(50) 중 어느 하나의 장치가 나머지 장치에 일방적으로 전송하는 데이터 패킷이 아닌 두 장치간에 전송하는 데이터 패킷일 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 5 , the host
PIU는 호스트 액세스 제어부(410) 또는 디바이스 액세스 제어부(210)가 수행하고자 하는 동작에 따라 쿼리 요청 PIU(Query Request PIU), 커맨드 PIU(Command PIU), 응답 PIU(Response PIU), 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU), 데이터 인 PIU(Data In PIU) 및 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)를 포함할 수 있다.PIUs are query request PIUs (Query Request PIUs), command PIUs, response PIUs (Response PIUs), and data out PIUs (Data Out PIUs) according to the operation that the host
쿼리 요청 PIU(Query Request PIU)는 스토리지 장치(50)의 여러 가지 파라미터를 제공하는 디바이스 디스크립터(Device Descriptor)를 스토리지 장치(50)에 제공할 수 있다. 디바이스 디스크립터(Device Descriptor)는 스토리지 장치(50)가 어드밴스드 RPMB 모드를 지원하는 스토리지 장치(50)인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.The query request PIU may provide a device descriptor providing various parameters of the
또한, 실시 예에서, 쿼리 요청 PIU(Query Request PIU)는 유닛 디스크립터(Unit Descriptor)를 포함할 수도 있다. 유닛 디스크립터는 제2 액세스 모드가 활성화되었는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 유닛 디스크립터가 RPMB 유닛 디스크립터일 수 있으며, 이 때, RPMB 유닛 디스크립터는 스토리지 장치(50)의 어드밴스드 RPMB 모드가 활성화되었는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이 때, RPMB 유닛 디스트립터는 RPMB에 포함된 RPMB 영역(region)들을 설정하는 8비트의 RPMB 영역 인에이블 필드(bRPMBRegionEnable)를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 스토리지 장치(50)가 현재 노멀 RPMB 모드 또는 어드밴드스 RPMB 모드 중 어떤 모드로 RPMB에 대한 액세스를 지원하는지는 RPMB 영역 인에이블 필드(bRPMBRegionEnable)를 이용하여 결정될 수 있다.Also, in an embodiment, a query request PIU may include a unit descriptor. The unit descriptor may include information indicating whether the second access mode is activated. In one embodiment, the unit descriptor may be an RPMB unit descriptor, and in this case, the RPMB unit descriptor may include information indicating whether the advanced RPMB mode of the
커맨드 PIU(Command PIU)는 호스트(400)가 스토리지 장치(50)에 명령을 전달할 때 전송되는 프로토콜 정보 유닛일 수 있다.A command PIU may be a protocol information unit transmitted when the
응답 PIU(Response PIU)는 스토리지 장치(50)가 호스트(400)가 제공한 명령에 대한 응답을 제공할 때 전달되는 프로토콜 정보 유닛일 수 있다.A response PIU may be a protocol information unit transmitted when the
데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)는 호스트(400)가 스토리지 장치(50)에 데이터를 제공할 때 전송되는 프로토콜 정보 유닛일 수 있다.A data out PIU may be a protocol information unit transmitted when the
데이터 인 PIU(Data In PIU)는 스토리지 장치(50)가 호스트(400)에 데이터를 제공할 때 전송되는 프로토콜 정보 유닛일 수 있다.A Data In PIU (Data In PIU) may be a protocol information unit transmitted when the
전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)는 스토리지 장치(50)가 호스트(400)로부터 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 수신할 준비가 되었음을 알려줄 때 전송되는 프로토콜 정보 유닛일 수 있다. 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)는 스토리지 장치(50)가 호스트(400)가 제공하는 데이터를 저장할 충분한 버퍼 공간을 가졌을 때 전송될 수 있다.A ready to transfer PIU (Ready To Transfer PIU) may be a protocol information unit transmitted when the
가장 작은 단위의 PIU의 크기는 32바이트일 수 있고, 최대 크기는 65600바이트일 수 있다. PIU의 포멧은 그 종류에 따라 상이한 크기를 가질 수 있다.The size of the smallest unit of PIU may be 32 bytes, and the maximum size may be 65600 bytes. The format of the PIU may have different sizes depending on its type.
실시 예에서, PIU는 베이직 헤더 세그먼트(61), 트랜잭션 특정 필드(62), 추가 헤더 세그먼트(63) 및 데이터 세그먼트(64)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the PIU may include a
베이직 헤더 세그먼트(61)는 12 바이트의 크기를 가질 수 있다. 베이직 헤더 세그먼트(61)는 모든 PIU에 공통으로 포함될 수 있다. 베이직 헤더 세그먼트(61)는 PIU에 관련된 기본적인 설정 정보를 포함할 수 있다.The
트랜잭션 특정 필드(62)는 PIU의 바이트 어드레스 12에서부터 바이트 어드레스 31에 포함될 수 있다. 트랜잭션 특정 필드(62)는 PIU의 종류에 따라 전용 트랜잭션 코드가 포함될 수 있다.The transaction
추가 헤더 세그먼트(63)는 베이직 헤더 세그먼트(61)의 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length) 필드가 0이 아닌 값을 가질 때 정의될 수 있다. 추가 헤더 세그먼트(63)는 PIU의 바이트 어드레스 32에서부터 시작할 수 있다. 추가 헤더 세그먼트(63)는 베이직 헤더 세그먼트(61)에 충분한 정보가 포함되지 못할 때, 추가적으로 데이터를 저장할 수 있는 영역일 수 있다.The
데이터 세그먼트(64)는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU) 또는 데이터 인 PIU(Data In PIU)에 포함될 수 있고, 그 이외의 PIU(PIU)에는 포함되지 않을 수 있다.The
실시 예에서, 추가 헤더 세그먼트(63) 및 데이터 세그먼트(64)는 모든 PIU에 포함되지 않고, 특정 PIU에만 포함될 수 있다.In an embodiment, the
도 6은 PIU의 베이직 헤더 세그먼트의 구조를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining the structure of a basic header segment of a PIU.
도 6을 참조하면, 베이직 헤더 세그먼트(61)는 트랜잭션 타입(Transaction Type), 플래그(Flags), 로지컬 유닛 넘버(LUN), 테스크 태그(Task Tag), 개시자 아이디(Initiator ID), 커맨드 셋 타입(Command Set Type), 쿼리 기능/테스크 관리 기능(Query Function, Task Manag. Function), 응답(Response), 상태(Status), 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length), 장치 정보(Device Information) 및 데이터 세그먼트 길이(Data Segment Length)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
트랜잭션 타입(Transaction Type)은 PIU의 종류에 따라 고유의 값을 가질 수 있다. PIU의 종류에 따른 트랜잭션 타입(Transaction Type)의 예시는 다음의 [표 1]과 같다.The transaction type may have a unique value according to the type of PIU. Examples of transaction types according to PIU types are shown in [Table 1].
플래그(Flags)는, 트랜잭션 타입(Transaction Type)에 따라 서로 다른 값을 갖는 필드일 수 있다. 로지컬 유닛 넘버(LUN)는 동작을 수행하는 대상에 포함된 복수의 로지컬 유닛들 중 동작을 수행할 로지컬 유닛의 번호를 나타내는 필드일 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하여 설명된 호스트(400)와 스토리지 장치(50)는 각각 복수의 로지컬 유닛들을 포함할 수 있고, PIU에 포함된 베이직 헤더 세그먼트(61)의 로지컬 유닛 넘버(LUN)는 복수의 로지컬 유닛들 중 특정 로지컬 유닛을 나타낼 수 있다.Flags may be fields having different values according to transaction types. The logical unit number (LUN) may be a field indicating the number of a logical unit to perform an operation among a plurality of logical units included in a target to perform an operation. For example, the
테스크 태그(Task Tag)는 트랜잭션 타입(Transaction Type)에 따라 서로 다른 값을 갖는 필드일 수 있다.A task tag may be a field having different values according to a transaction type.
개시자 아이디(Initiator ID)는 동작을 요청하는 개시자가 누구인지를 식별하는 필드일 수 있다. 따라서, 호스트가 PIU를 생성하는 경우와 스토리지 장치가 PIU 생성하는 경우에 개시자 아이디(Initiator ID)는 서로 다른 값일 수 있다.An initiator ID may be a field identifying who an initiator requesting an operation is. Accordingly, the initiator ID may have different values when the host generates the PIU and when the storage device generates the PIU.
커맨드 셋 타입(Command Set Type)은 커맨드 PIU(Command PIU) 및 응답 PIU(Response PIU)에 포함되는 필드일 수 있다. 커맨드 셋 타입(Command Set Type) 커맨드가 SCSI커맨드인지 UFS커맨드인지 또는 제조사가 정의한 커맨드인지 등 커맨드가 어떤 인터페이스에서 지원하는 커맨드인지를 나타내는 필드일 수 있다.The command set type may be a field included in a command PIU and a response PIU. Command Set Type This may be a field indicating which interface supports the command, such as whether the command is a SCSI command, a UFS command, or a command defined by a manufacturer.
쿼리 기능/테스크 관리 기능(Query Function, Task Manag. Function)은 쿼리 요청이나 쿼리 응답 또는 테스크 관리 요청등의 PIU에 입력되는 필드일 수 있다.The query function/task management function (Query Function, Task Manag. Function) may be a field input to the PIU such as a query request, query response, or task management request.
응답(Response)은 요청된 동작의 수행이 성공했는지, 또는 실패했는지를 나타내는 필드일 수 있다. The response may be a field indicating whether the requested operation has succeeded or failed.
상태(Status)는 SCSI상태를 나타내는 필드일 수 있다.Status may be a field indicating a SCSI state.
토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length)는 32비트 단위로 추가 헤더 세그먼트의 크기를 나타낸 필드일 수 있다. 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length)는 PIU가 추가 헤더 세그먼트를 포함하는 경우에 사용될 수 있다. 추가 헤더 세그먼트의 길이는 4바이트 단위일 수 있다. 추가 헤더 세그먼트의 최대 크기는 1024바이트일 수 있다. 추가 헤더 세그먼트가 사용되지 않는 경우, 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length)는 0일 수 있다.The total additional header segment length (Total EHS Length) may be a field indicating the size of the additional header segment in units of 32 bits. Total additional header segment length (Total EHS Length) may be used when the PIU includes additional header segments. The length of the additional header segment may be in units of 4 bytes. The maximum size of the additional header segment may be 1024 bytes. If the additional header segment is not used, the total additional header segment length (Total EHS Length) may be zero.
장치 정보(Device Information)는 특정 기능을 수행하는 경우에만 사용되는 정보를 포함할 수 있다.Device information may include information used only when a specific function is performed.
데이터 세그먼트 길이(Data Segment Length)는 PIU의 데이터 세그먼트의 길이를 나타내는 필드일 수 있다. PIU가 데이터 세그먼트를 포함하지 않는 경우, 데이터 세그먼트 길이(Data Segment Length)는 0일 수 있다.Data Segment Length may be a field indicating the length of the data segment of the PIU. When the PIU does not include a data segment, the data segment length may be zero.
도 7은 커맨드 PIU(Command PIU)의 구성을 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing the configuration of a command PIU (Command PIU).
도 8은 응답 PIU(Response PIU)의 구성을 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing the configuration of a response PIU (Response PIU).
도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 커맨드 PIU(Command PIU) 및 응답 PIU(Response PIU)는 베이직 헤더 세그먼트, 트랜잭션 특정 필드, 추가 헤더 세그먼트 및 데이터 세그먼트를 포함할 수 있다. 커맨드 PIU(Command PIU) 및 응답 PIU(Response PIU)에 포함된 베이직 헤더 세그먼트는 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length) 필드를 포함한다. 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length) 필드가 0이 아닌 값을 가질 때 커맨드 PIU(Command PIU) 및 응답 PIU(Response PIU)에 포함된 추가 헤더 세그먼트(Extra Header Segment) 필드가 사용될 수 있다. 추가 헤더 세그먼트(Extra Header Segment)는 PIU의 바이트 어드레스 32에서부터 시작할 수 있다. 추가 헤더 세그먼트(Extra Header Segment)는 베이직 헤더 세그먼트에 충분한 정보가 포함되지 못할 때, 추가적으로 데이터를 저장할 수 있는 영역일 수 있다.Referring to FIGS. 1, 7, and 8 , a command PIU and a response PIU may include a basic header segment, a transaction specific field, an additional header segment, and a data segment. The basic header segment included in the command PIU and response PIU includes a total additional header segment length (Total EHS Length) field. When the Total EHS Length field has a value other than 0, the Extra Header Segment field included in the Command PIU and Response PIU may be used. The Extra Header Segment may start from
어드밴스드 RPMB 모드에서 호스트(400)와 스토리지 장치(50)는 커맨드 PIU(Command PIU) 및 응답 PIU(Response PIU)에 포함된 추가 헤더 세그먼트(Extra Header Segment)를 이용하여 RPMB 메시지를 전달할 수 있다. 구체적으로 호스트(400)와 스토리지 장치(50)는 커맨드 PIU(Command PIU) 및 응답 PIU(Response PIU)의 베이직 헤더 세그먼트에 포함된 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이(Total EHS Length) 필드를 0이 아닌 값으로 설정하고, 추가 헤더 세그먼트(Extra Header Segment)에 RPMB 메시지를 포함시켜 전송할 수 있다.In the advanced RPMB mode, the
메모리 컨트롤러(200)는 호스트(400)로부터 수신한 커맨드 PIU의 베이직 헤더 세그먼트 내 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드 또는 추가 헤더 세그먼트를 확인하여 호스트 액세스 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(200)는 커맨드 PIU의 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드를 먼저 확인할 수 있다. 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드의 값이 0인 경우, 호스트 액세스 모드가 노멀 RPMB 모인 것으로 식별할 수 있다. 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드의 값이 0이 아닌 경우, 추가 헤더 세그먼트를 확인할 수 있으며, 추가 헤더 세그먼트에 RPMB 메시지가 존재하는 경우, 호스트 액세스 모드가 어드밴스드 RPMB 모드인 것으로 식별할 수 있다. 또는 경우에 따라 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드의 값이 0이 아닌 경우 추가 헤더 세그먼트 확인 없이 호스트 액세스 모드가 어드밴스드 RPMB 모드인 것으로 식별할 수 있다. 또는 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드의 확인 없이, 추가 헤더 세그먼트를 바로 확인하여, RPMB 메시지 존재 여부에 따라 호스트 액세스 모드를 식별할 수도 있다.The
도 9는 RPMB 메시지를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining an RPMB message.
도 1및 도 9를 참조하면, 호스트(400) 또는 스토리지 장치(50)는 RPMB와 관련된 PIU를 송수신 할 때, RPMB 메시지를 상호간에 전달할 수 있다. RPMB 메시지는 인증을 위한 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 9 , when the
RPMB 메시지는 복수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. RPMB 메시지는 전달되는 상황에 따라 도 9에 도시된 복수의 컴포넌트들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.An RPMB message can include multiple components. The RPMB message may include some or all of the plurality of components shown in FIG. 9 depending on the delivery situation.
요청 메시지 타입(Request Message Type)은 2바이트의 크기를 가질 수 있다. 요청 메시지 타입(Request Message Type)은 RPMB에 대한 요청의 종류를 나타내는 컴포넌트일 수 있다. 요청 메시지 타입(Request Message Type)은 개시자 장치(Initiator Device)가 타겟 장치(Target device)에 전송하는 요청(request)에 포함될 수 있다. 요청 메시지 타입(Request Message Type)이 가질 수 있는 코드 값의 예시는 다음의 [표 2]와 같다.A request message type may have a size of 2 bytes. A request message type may be a component indicating the type of request for the RPMB. The request message type may be included in a request transmitted by an initiator device to a target device. Examples of code values that Request Message Type can have are shown in the following [Table 2].
인증키 프로그램 요청(Authentication Key Programming Request)은 인증키를 프로그램 할 것을 요청하는 요청 메시지 타입일 수 있다. 쓰기 카운터 리드 요청(Write Counter read request)은 쓰기 카운터에 저장된 쓰기 카운트 값을 요청하는 요청 메시지 타입일 수 있다. 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)은 RPMB에 데이터를 저장할 것을 요청하는 요청 메시지 타입일 수 있다. 인증 데이터 리드 요청(Authenticated data read request)은 RPMB에 저장된 데이터에 대한 리드를 요청하는 요청 메시지 타입일 수 있다. 결과 리드 요청(Result Read Request)은 RPMB와 연관된 동작의 수행 결과(결과 레지스터에 저장된 값)를 요청하는 요청 메시지 타입일 수 있다. 이러한 요청 메시지 타입들을 가지는 RPMB 메시지는 보안 저장 영역(110a)에 액세스할 것을 요청하는 메시지의 예시들일 수 있다. 응답 메시지 타입(Response Message Type)은 2바이트의 크기를 가질 수 있다. 응답 메시지 타입(Response Message Type)은 응답의 종류를 나타내는 컴포넌트일 수 있다. 응답 메시지 타입(Response Message Type)은 개시자 장치(Initiator Device)가 타겟 장치(Target device)에 전송하는 요청에는 포함될 수 없고, 타겟 장치(Target device)가 개시자 장치(Initiator Device)에 전송하는 응답에 포함될 수 있다. 응답 메시지 타입(Response Message Type)이 가질 수 있는 코드 값은 다음의 [표 3]과 같다.The authentication key programming request may be a request message type requesting programming of an authentication key. A write counter read request may be a request message type requesting a write count value stored in the write counter. The authenticated data write request may be a request message type requesting to store data in the RPMB. An authenticated data read request may be a request message type requesting a read of data stored in the RPMB. A Result Read Request may be a request message type requesting a result (value stored in a result register) of an operation related to the RPMB. An RPMB message having these request message types may be examples of a message requesting access to the
인증키 프로그램 응답(Authentication Key Programming Response)은 인증키(Authentication Key)를 프로그램 할 것을 요청하는 RPMB 메시지에 대한 응답을 나타내는 응답 메시지 타입일 수 있다. 쓰기 카운터 리드 응답(Write Counter read response)은 쓰기 카운터에 저장된 쓰기 카운트 값을 개시자 장치(Initiator Device)에 전송하는 RPMB 메시지를 나타내는 응답 메시지 타입일 수 있다. 인증 데이터 쓰기 응답(Authenticated Data Write Response)은 RPMB에 데이터를 저장할 것을 요청하는 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대한 응답을 나타내는 응답 메시지 타입일 수 있다. 인증 데이터 리드 응답(Authenticated Data Read Response)은 RPMB에 저장된 데이터에 대한 리드를 요청하는 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대한 응답을 나타내는 응답 메시지 타입일 수 있다. 결과 리드 응답(Result Read Response)은 RPMB와 연관된 동작의 수행 결과(결과 레지스터에 저장된 값)를 요청하는 결과 리드 요청(Result Read Request)에 대한 응답을 나타내는 응답 메시지 타입일 수 있다. 인증키(Authentication Key)는 32바이트의 크기를 가질 수 있다. 인증키(Authentication Key)는 최초에 RPMB에 프로그램 할 것을 요청할 때 즉, 인증키 프로그래밍 요청(Authentication Key programming request)에 대응하는 PIU에 포함되는 RPMB 메시지 컴포넌트일 수 있다. 따라서, 인증키(Authentication Key)는 개시자 장치(Initiator Device)가 타겟 장치(Target device)에 전송하는 요청에만 포함될 수 있다.The authentication key programming response may be a response message type indicating a response to an RPMB message requesting programming of an authentication key. The write counter read response may be a response message type indicating an RPMB message for transmitting a write count value stored in the write counter to an initiator device. The authenticated data write response may be a response message type indicating a response to an authenticated data write request requesting to store data in the RPMB. The authenticated data read response may be a response message type indicating a response to an authenticated data read request requesting a read of data stored in the RPMB. The Result Read Response may be a response message type indicating a response to a Result Read Request requesting a result of performing an operation related to the RPMB (a value stored in a result register). The authentication key may have a size of 32 bytes. The authentication key may be an RPMB message component included in a PIU corresponding to an authentication key programming request, that is, when requesting programming in the RPMB initially. Accordingly, the authentication key may be included only in a request transmitted from an initiator device to a target device.
메시지 인증 코드(Message Authentication Code, MAC)는 32바이트의 크기를 가질 수 있다. MAC은 개시자 장치(Initiator Device)가 타겟 장치(Target device)에 전송하는 요청뿐만 아니라 타겟 장치(Target device)가 개시자 장치(Initiator Device)에 전송하는 응답에 포함될 수 있다. MAC은 인증에 사용되는 RPMB 메시지 컴포넌트일 수 있다.A message authentication code (MAC) may have a size of 32 bytes. The MAC may be included in a request transmitted by an initiator device to a target device as well as a response transmitted by the target device to the initiator device. The MAC may be an RPMB message component used for authentication.
결과(Result)는 2바이트의 크기를 가질 수 있다. 결과(Result)는 RPMB에 포함된 결과 레지스터에 저장된 값일 수 있다. 따라서, 결과(Result)는 타겟 장치(Target device)가 개시자 장치(Initiator Device)에 전송하는 응답에 포함될 수 있다.Result may have a size of 2 bytes. Result may be a value stored in a result register included in the RPMB. Accordingly, the result may be included in a response transmitted from the target device to the initiator device.
쓰기 카운터(Write Counter)는 4바이트의 크기를 가질 수 있다. 쓰기 카운터(Write Counter)는 성공적으로 수행된 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)의 총 횟수를 나타낼 수 있다. 쓰기 카운터(Write Counter)는 RPMB에 포함된 쓰기 카운터(Write Counter)에 저장된 쓰기 카운트 값(Write Count Value)일 수 있다. 쓰기 카운터(Write Counter)는 개시자 장치(Initiator Device)가 타겟 장치(Target device)에 전송하는 요청뿐만 아니라 타겟 장치(Target device)가 개시자 장치(Initiator Device)에 전송하는 응답에 포함될 수 있다.The write counter may have a size of 4 bytes. The write counter may indicate the total number of successfully performed authenticated data write operations. The write counter may be a write count value stored in the write counter included in the RPMB. The write counter may be included in a request transmitted from an initiator device to a target device as well as a response transmitted from the target device to the initiator device.
어드레스(Address)는 2바이트의 크기를 가질 수 있다. 어드레스(Address)는 RPMB에 저장될 데이터 또는 RPMB에 저장된 데이터의 논리 어드레스일 수 있다. 어드레스(Address)는 개시자 장치(Initiator Device)가 타겟 장치(Target device)에 전송하는 요청뿐만 아니라 타겟 장치(Target device)가 개시자 장치(Initiator Device)에 전송하는 응답에 포함될 수 있다.Address may have a size of 2 bytes. The address may be data to be stored in the RPMB or a logical address of data stored in the RPMB. The address may be included in a request transmitted from an initiator device to a target device as well as a response transmitted from the target device to the initiator device.
논스(Nonce)는 16바이트의 크기를 가질 수 있다. 논스(Nonce)는 무작위성(랜덤성)을 갖는 값일 수 있다. 논스(Nonce)는 개시자 장치(Initiator Device)가 타겟 장치(Target device)에 전송하는 요청뿐만 아니라 타겟 장치(Target device)가 개시자 장치(Initiator Device)에 전송하는 응답에 포함될 수 있다. 실시 예에서, 논스(Nonce)는 호스트(400)가 생성할 수 있고, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)가 생성한 논스(Nonce)를 복사하여 사용할 수 있다.A nonce may have a size of 16 bytes. The nonce may be a value having randomness (randomness). The nonce may be included in a request transmitted from an initiator device to a target device as well as a response transmitted from the target device to the initiator device. In an embodiment, the
데이터(Data)는 RPMB에 저장될 데이터 또는 RPMB로부터 리드된 데이터일 수 있다. 데이터는 256바이트 단위의 크기를 가질 수 있다. 실시 예에서, 데이터(Data)는 노멀 RPMB 모드로 RPMB를 액세스 하는 경우에 개시자 장치(Initiator Device)와 타겟 장치(Target device) 사이에 전달되는 데이터일 수 있다.Data may be data to be stored in the RPMB or data read from the RPMB. Data may have a size of 256 bytes. In an embodiment, data may be data transferred between an initiator device and a target device when accessing the RPMB in the normal RPMB mode.
어드밴스드 RPMB 데이터(Advanced RPMB Data)는 어드밴스드 RPMB 모드에서 RPMB에 저장될 데이터 또는 RPMB로부터 리드된 데이터일 수 있다. 어드밴스드 RPMB 데이터(Advanced RPMB Data)는 4KB 단위의 크기로 전송될 수 있다. 어드밴스드 RPMB 데이터(Advanced RPMB Data)는 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated data write request)에 따라 RPMB에 저장될 데이터이거나 인증 데이터 리드 요청(Authenticated data read request)에 따라 스토리지 장치(50)가 RPMB로부터 리드한 데이터일 수 있다.Advanced RPMB data may be data to be stored in the RPMB in the advanced RPMB mode or data read from the RPMB. Advanced RPMB data may be transmitted in units of 4 KB. Advanced RPMB data is data to be stored in the RPMB according to an authenticated data write request or data read from the RPMB by the
블록 카운트(Block Count)는 2바이트의 크기를 가질 수 있다. 블록 카운트(Block Count)는 노멀 RPMB 모드에서 개시자 장치(Initiator Device)와 타겟 장치(Target device) 사이에 전달되는 데이터의 블록 수를 나타내는 값일 수 있다. 노멀RPMB 모드에서는 하나의 블록이 256바이트의 크기일 수 있다.Block Count may have a size of 2 bytes. The block count may be a value indicating the number of blocks of data transferred between an initiator device and a target device in normal RPMB mode. In normal RPMB mode, one block can be 256 bytes in size.
어드밴스드 RPMB 블록 카운트(Advanced RPMB Block Count)는 어드밴스드 RPMB 모드에서 개시자 장치(Initiator Device)와 타겟 장치(Target device) 사이에 전달되는 어드밴스드 RPMB 데이터(Advanced RPMB Data)의 블록 수를 나타내는 값일 수 있다. 어드밴스드 RPMB 모드에서는 하나의 블록이 4KB의 크기일 수 있다.The advanced RPMB block count may be a value indicating the number of blocks of advanced RPMB data transmitted between an initiator device and a target device in the advanced RPMB mode. In the advanced RPMB mode, one block may be 4KB in size.
상술한 메시지 컴포넌트들 중 메시지 인증 코드와 같이 직접적으로 인증에 사용되는 정보들을 인증 데이터라고 할 수 있다. 또한 상술한 메시지 컴포넌트들 중 메시지 인증 코드와 같은 인증 데이터를 제외한 나머지 정보들은 메타 데이터라고 할 수 있다. 이러한 메타 데이터 역시 타겟 장치(Target device)에서의 인증 데이터, 예를 들어 타겟 장치(Target Device)에서의 메시지 인증 코드를 생성하는데 사용될 수 있기에, 메타 데이터 역시 간접적으로 인증에 사용되는 정보일 수 있다. 따라서, 인증 데이터 및 메타 데이터를 모두 인증에 필요한 정보일 수 있다.Among the above message components, information directly used for authentication, such as a message authentication code, may be referred to as authentication data. In addition, among the above-described message components, information other than authentication data such as a message authentication code may be referred to as meta data. Since this meta data can also be used to generate authentication data in a target device, for example, a message authentication code in the target device, meta data can also be information indirectly used for authentication. Accordingly, both authentication data and meta data may be information necessary for authentication.
도 9에서 설명하는 RPMB 메시지와 같이 보안 저장 영역(110a)의 액세스와 관련된 메시지의 경우 인증 데이터 및 메타 데이터 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하여 설명된 RPMB 메시지 컴포넌트들은 노멀 RPMB 모드 또는 어드밴스드 RPMB 모드에서 RPMB블록을 액세스 할 때, 호스트(400)와 스토리지 장치(50)간에 또는 개시자 장치(Initiator Device)와 타겟 장치(Target device)간에 전달되는 RPMB 메시지에 포함될 수 있다. RPMB 메시지 컴포넌트들은 동작의 종류에 따라 하나의 PIU에 포함될 수도 있고, 복수의 PIU들에 나뉘어서 포함될 수도 있다.In the case of a message related to access of the
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치에 저장된 RPMB 유닛 디스크립터를 설명하기 위한 도면이다. 이 때, RPMB 유닛 디스크립터는 제2 액세스 모드의 활성화여부에 관한 정보가 포함된 유닛 디스크립터의 일 예시로 설명되는 것일 뿐, 도 4의 액세스 모드 메모리(300)에 저장될 수 있는 유닛 디스크립터가 RPMB 유닛 디스크립터로 제한되는 것은 아니다.10 is a diagram for explaining an RPMB unit descriptor stored in a storage device according to an embodiment of the present invention. At this time, the RPMB unit descriptor is only described as an example of a unit descriptor including information on whether the second access mode is activated, and the unit descriptor that can be stored in the
도 4 및 도 10을 참조하면, RPMB 유닛 디스크립터는 호스트(400)로부터 스토리지 장치(50)에 제공될 수 있다. RPMB에 포함된 RPMB 영역(region)들은 RPMB디스크립터에 따라 정의될 수 있다. RPMB 유닛 디스트립터는 RPMB에 포함된 RPMB 영역(region)들을 설정하는 8비트의 RPMB 영역 인에이블 필드(bRPMBRegionEnable)를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 스토리지 장치(50)가 노멀 RPMB 모드 또는 어드밴드스 RPMB 모드 중 어떤 모드로 RPMB에 대한 액세스를 지원하는지는 RPMB 영역 인에이블 필드(bRPMBRegionEnable)를 이용하여 결정될 수 있다. RPMB 영역 인에이블 필드에서, RPMB 영역(region) 0의 경우 BIT-0의 값과는 무관하게 항상 활성화되며, BIT-1의 값이 1인 경우 RPMB 영역(region) 1이 활성화되고, BIT-2의 값이 1인 경우 RPMB 영역(region) 2가 활성화되며, BIT-3의 값이 1인 경우 RPMB 영역(region) 3이 활성화된다. 또한, BIT-4의 값이 1인 경우 어드밴스드 RPMB 모드가 활성화되고, 0인 경우 노멀 RPMB 모드가 활성화된다. 실시 예에서, RPMB 영역 인에이블 필드(bRPMBRegionEnable)에 따라 RPMB의 액세스 방식이 노멀 RPMB 모드 또는 어드밴스드 RPMB 모드로 설정될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 10 , the RPMB unit descriptor may be provided to the
이러한 RPMB 유닛 디스크립터는 스토리지 장치(50) 내의 액세스 모드 메모리(300)에 저장될 수 있다. 메모리 컨트롤러는 스토리지 장치(50) 내에 저장된 RPMB 유닛 디스크립터, 보다 상세하게는 RPMB 유닛 디스크립터 내의 RPMB 영역 인에이블 필드(bRPMBRegionEnable)의 BIT-4를 기초로 디바이스 액세스 모드를 식별할 수 있다.This RPMB unit descriptor may be stored in the
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 장치에 저장된 디바이스 디스크립터를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a device descriptor stored in a storage device according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 11을 참조하면, 디바이스 디스크립터는 호스트(400)로부터 스토리지 장치(50)에 제공될 수 있다. 예를 들어 쿼리 요청 PIU(Query Request PIU)을 통하여 제공할 수 있다. 디바이스 디스크립터(Device Descriptor)는 스토리지 장치(50)의 여러가지 파라미터를 제공할 수 있다. 디바이스 디스크립터(Device Descriptor)는 스토리지 장치(50)가 제2 액세스 모드를 지원하는 스토리지 장치(50)인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 디바이스 디스크립터는 확장된 UFS 기능 지원 필드(dExtendedUFSFeatureSupport)를 포함할 수 있다. 이 필드는 디바이스에 의해 지원되는 기능들을 나타낸다. bit[0]의 경우 필드 펌웨어 업데이트(Field Firmware Update, FFU) 기능을 나타내며, bit[1]은 생산 상태 인식(Production State Awareness, PSA) 기능을, bit[2]는 디바이스 수명(Device Life Span) 개선 기능을, bit[3]은 리프레쉬 동작(Refresh Operation) 기능을, bit[4]는 디바이스 온도가 너무 높은(TOO_HIGH_TEMPERATURE) 경우의 기능을, bit[5]는 디바이스 온도가 너무 낮은(TOO_LOW_TEMPERATURE) 경우의 기능을 나타내며, bit[6]은 확장된 온도(Extended Temperature) 범위를 갖는 기능을, bit[7]은 호스트 인식 성능 부스터(Host-aware Performance Booster, HPB)를 위해 보존된 영역을, bit[8]은 쓰기 부스터(WriteBooster) 기능을, bit[9]는 성능 조절(Performance Throttling) 기능을, bit[10]은 제2 액세스 모드 기능을 나타낼 수 있다. 각 비트가 1로 설정되는 경우, 해당 비트에 대응되는 기능이 지원되는 것을 의미한다. 즉, UFS 기능 지원 필드(dExtendedUFSFeatureSupport)의 bit[10]에는 보안 저장 영역(110a)에 대한 제2 액세스 모드 기능 지원 여부가 표시되어 있을 수 있으며, 메모리 컨트롤러는 이를 확인함으로써 디바이스 액세스 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, UFS 기능 지원 필드(dExtendedUFSFeatureSupport)의 bit[10]이 0으로 확인된 경우, 해당 디바이스의 액세스 모드는 제1 액세스 모드일 것이므로, 디바이스의 액세스 모드를 제1 액세스 모드로 식별할 수 있다. 이러한 디바이스 디스크립터는 스토리지 장치(50) 내의 액세스 모드 메모리(300) 내에 저장될 수 있다. 일 실시 예에서, 보안 저장 영역(110a)이 RPMB인 경우, UFS 기능 지원 필드(dExtendedUFSFeatureSupport)의 bit[10]에는 어드밴스드 RPMB 기능에 대한 지원 여부가 표시되어 있을 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 11 , the device descriptor may be provided to the
도 12는 RPMB 메시지에 포함되는 결과 코드를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a result code included in an RPMB message.
도 4 및 도 12를 참조하면, RPMB에 대해서 수행된 동작의 수행 결과가 결과 레지스터(Result Register, 113)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 결과 레지스터(Result Register, 113)는 RPMB에 대해서 수행된 동작에 대한 결과를 나타내는 결과 코드를 저장할 수 있다. 도 12에 따른 결과 코드를 살펴보면, RPMB에 수행된 동작이 잘 수행된 경우 0000h (0008h)를, 일반적인 페일에 대해서는 0001h (0081h), MAC 비교가 일치하지 않거나, MAC 계산이 실패한 경우와 같은 인증 페일에 대해서는 0002h(0082h), 카운터가 비교 시 일치하지 않거나, 카운터 증가가 실패한 경우와 같은 카운터 페일에 대해서는 0003h(0083h), 범위 밖의 주소이거나, 잘못된 주소 정렬과 같은 어드레스 페일에 대해서는 0004h(0084h), 데이터/카운터/결과 등의 쓰기 실패와 같은 쓰기 페일에 대해서는 0005h(0085h), 데이터/카운터/결과 등의 리드 실패와 같은 리드 페일에 대해서는 0006h(0086h)를 나타낸다. 0007h는 인증키가 아직 프로그램되지 않았다는 것을 나타내는데, 이 값은 인증키의 프로그램 전까지만 유효한 것이고, 인증키가 프로그램되면 더 이상 사용되지 않는다. 또한, 보안 쓰기 방지 구성(Secure Write Protect Configuration) 리드 또는 쓰기 실패와 같이 보완 쓰기 방지 구성 블록 액세스의 페일에 대해서는 0008h(0088h), LUN 또는 활성화되지 않은 논리 유닛, 데이터 길이, 논리 블록 어드레스, 놀리 블록 수 또는 중첩 영역 등이 무효인 경우와 같이 보안 쓰기 방지 블록 구성 파라미터(Secure Write Protect Block Configuration parameter)가 무효인 경우 0009h(0089h), 논리 유닛이 다른 쓰기 방지 모드로 구성된 경우와 같이 보안 쓰기 방지가 적용되지 않는 경우, 000Ah(008Ah)를 나타낸다. 이 때 괄호 안의 결과 코드 값은 쓰기 카운터가 만료된 경우 이용되는 값을 의미한다.Referring to FIGS. 4 and 12 , a result of an operation performed on the RPMB may be stored in a
이러한 결과 코드들은 커맨드 PIU에 대한 응답 PIU에 의해 스토리지 장치(50)로부터 호스트(400)에 제공될 수 있다. 메모리 컨트롤러(200)가 호스트 액세스 모드와 디바이스 액세스 모드를 비교한 결과, 두 RPMB 모드가 일치하지 않는 경우에는 일반적인 페일에 해당한다고 판단하여, 결과 레지스터(113)에 0001h(0081h)를 결과 코드로 저장할 수 있으며, 이와 같은 결과 코드는 응답 PIU에 의해 호스트(400)로 제공될 수 있다.These result codes may be provided from the
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.13 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an embodiment of the present invention.
도 1, 도 4및 도 13을 참조하면, S1301단계에서 스토리지 장치(50)는 커맨드를 수신할 수 있다. 이러한 커맨드는 호스트(400)로부터 수신한 것으로, 보안 저장 영역(110a)에 관한 커맨드일 수 있으며, 보다 구체적으로는 보안 저장 영역(110a)에 액세스할 것을 요청하는 커맨드일 수 있다. Referring to FIGS. 1, 4, and 13 , in step S1301, the
수신한 커맨드를 기초로 메모리 컨트롤러(200)는 S1303 단계에서 호스트 액세스 모드를 식별할 수 있다. 실시 예에서, 커맨드의 베이직 헤더 세그먼트 내의 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드 및 추가 헤더 세그먼트 중 하나 이상을 확인하여 호스트 액세스 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 커맨드의 베이직 헤더 세그먼트 내의 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드의 값이 0이거나, 커맨드의 추가 헤더 세그먼트에 인증에 필요한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 호스트 액세스 모드는 제1 액세스 모드인 것으로 식별할 수 있다. 또한, 커맨드의 베이직 헤더 세그먼트 내의 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드가 0이 아닌 값을 갖거나, 커맨드의 추가 헤더 세그먼트에 인증에 필요한 정보가 포함되어 있는 경우, 호스트 액세스 모드가 제2 액세스 모드인 것으로 식별할 수 있다. Based on the received command, the
이 후, 메모리 컨트롤러(200)는 스토리지 장치(50) 내에 저장된 디바이스 액세스 모드 정보를 기초로 디바이스 액세스 모드를 식별할 수 있으며, S1305단계에서 식별한 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드를 비교할 수 있다. 디바이스 액세스 모드 정보는 스토리지 장치(50) 내의 액세스 모드 메모리(300)에 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 액세스 모드 메모리(300)에 저장된 디바이스 디스크립터(310)에 제2 액세스 모드를 지원하지 않는다는 정보가 저장되어 있거나, 유닛 디스크립터(320)에 제2 액세스 모드가 비활성화되어 있다는 정보가 저장되어 있는 경우, 디바이스 액세스 모드가 제1 액세스 모드인 것으로 식별할 수 있다. 또한, 액세스 모드 메모리(300)에 저장된 디바이스 디스크립터(310)에 제2 액세스 모드를 지원한다는 정보가 저장되어 있거나, 유닛 디스크립터(320)에 제2 액세스 모드가 활성화되어 있다는 정보가 저장되어 있는 경우, 디바이스 액세스 모드가 제2 액세스 모드인 것으로 식별할 수 있다. Thereafter, the
S1307단계에서 두 액세스 모드가 일치하는 경우, 즉, 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 모두 제1 액세스 모드이거나, 모두 제2 액세스 모드인 경우, S1309단계에서 일치하는 액세스 모드에 따라 보안 저장 영역에 대한 액세스를 수행할 수 있다. If the two access modes match in step S1307, that is, if the host access mode and the device access mode are both the first access mode or both are the second access mode, the access mode for the secure storage area is determined according to the matching access mode in step S1309. access can be performed.
S1307단계에서 두 액세스 모드가 일치하지 않는 경우, 즉, 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드 중 어느 하나가 제1 액세스 모드이고, 다른 하나가 제2 액세스 모드인 경우, S1311단계에서 에러임을 나타내는 에러 메시지를 커맨드에 대한 응답으로 호스트(400)에 제공할 수 있다.If the two access modes do not match in step S1307, that is, if one of the host access mode and the device access mode is the first access mode and the other is the second access mode, an error message indicating an error is generated in step S1311. It may be provided to the
도 14는 노멀 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.14 is a flowchart illustrating an authenticated data write operation performed in a normal RPMB mode.
도 1, 도 4 및 도 14를 참조하면, 노멀 RPMB 모드에서 호스트(400)는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)을 수행하기 위해 커맨드PIU(Command PIU)를 3회 전달하고, 스토리지 장치(50)는 3회 응답 PIU(Response PIU)를 전달할 수 있다. 이러한 노멀 RPMB 모드에 따른 쓰기 동작은 메모리 컨트롤러(200)가 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 모두 노멀 RPMB 모드로 일치한다는 것을 확인한 이후 수행될 수 있다.1, 4, and 14, in the normal RPMB mode, the
구체적으로, 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)은 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated DATA Write Request), 결과 리드 요청(Result Read Request) 및 결과 리드 응답(Result Read Response)의 RPMB 메시지들을 PIU를 통해 전달하는 과정을 포함할 수 있다.Specifically, the authenticated data write operation transmits RPMB messages of an authenticated data write request, a result read request, and a result read response through the PIU. process may be included.
인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated DATA Write Request)은 S1401 내지 S1407단계를 통해 수행되고, 결과 리드 요청(Result Read Request)은 S1409 내지 S1415단계를 통해 수행되며, 결과 리드 응답(Result Read Response)은 S1417단계 내지 S1421단계를 통해 수행될 수 있다. Authenticated DATA Write Request is performed through steps S1401 to S1407, Result Read Request is performed through steps S1409 to S1415, and Result Read Response is performed through steps S1417 to S1417. It may be performed through step S1421.
인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)은 RPMB에 데이터를 저장할 것을 요청하는 RPMB 메시지와 저장할 데이터를 호스트(400)가 스토리지 장치(50)에 전달하는 과정을 포함한다.The authenticated data write request includes an RPMB message requesting data to be stored in the RPMB and a process in which the
결과 리드 요청(Result Read Request)은 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)의 수행 결과가 저장된 RPMB에 포함된 결과 레지스터(Result Register)에 저장된 값을 호스트(400)가 스토리지 장치(50)에 요청하는 RPMB 메시지를 전달하는 요청일 수 있다.The result read request is a request from the
결과 리드 응답(Result Read Response)은 스토리지 장치(50)가 호스트(400)에 결과 레지스터(Result Register)의 값을 제공하는 RPMB 메시지를 전달하는 응답일 수 있다.The result read response may be a response in which the
S1401단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 커맨드 PIU(Command PIU)를 제공할 수 있다. S1401단계에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)는 호스트(400)가 데이터를 전달할 것임을 나타내는 시큐리티 프로토콜 아웃(Security Protocol Out) 커맨드일 수 있다. S1403단계에서, 스토리지 장치(50)는 S1401단계에서 수신한 커맨드 PIU(Command PIU)에 응답하여 호스트(400)에 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)를 제공할 수 있다. 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)는 스토리지 장치(50)가 호스트(400)가 제공할 데이터를 수신할 준비가 되었을 때 제공하는 PIU일 수 있다. 실시 예에서, 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 수신할 준비가 되었다는 메시지를 제공하는 PIU일 수 있다.In step S1401, the
S1405단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 데이터 아웃 프로토콜 정보 유닛(Data Out PIU)을 제공할 수 있다. 호스트(400)가 제공하는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)는 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대응하는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. S1405단계에서 전달되는 RPMB 메시지는 스터프 바이트, 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다. 메타 데이터는 RPMB에 저장될 데이터를 포함할 수 있다. 도 14는 노멀 RPMB 모드에서 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)을 수행하는 경우를 나타내므로, 데이터는 256바이트의 크기를 갖는 복수의 블록들을 포함할 수 있다. S1405단계에서 전달되는 RPMB 메시지는 후술하는 도 15를 통해 보다 상세하게 설명한다.In step S1405, the
S1407단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 응답 PIU(Response PIU)를 제공할 수 있다. S1407단계에서 전송되는 응답 PIU(Response PIU)는 S1401단계에서 전송된 커맨드 PIU(Command PIU)에 대한 응답일 수 있다.In step S1407, the
S1409단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 커맨드 PIU(Command PIU)를 제공할 수 있다. S1409단계에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)는 호스트(400)가 데이터를 전달할 것임을 나타내는 시큐리티 프로토콜 아웃(Security Protocol Out) 커맨드일 수 있다. 이후, S1411단계에서, 스토리지 장치(50)는 S1409단계에서 수신한 커맨드 PIU(Command PIU)에 응답하여 호스트(400)에 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)를 제공할 수 있다. 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)는 스토리지 장치(50)가 호스트(400)가 제공할 데이터를 수신할 준비가 되었을 때 제공하는 PIU일 수 있다. 실시 예에서, 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 수신할 준비가 되었다는 메시지를 제공하는 PIU일 수 있다.In step S1409, the
S1413단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 제공할 수 있다. S1413단계에서 제공되는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)는 결과 리드 요청(Result Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 실시 예에서, S1413단계에서 제공되는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)에 포함된 RPMB 메시지는 후술하는 도 16을 통해 보다 상세하게 설명한다.In step S1413, the
S1415단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 응답 PIU(Response PIU)를 제공할 수 있다. S1415단계에서 전송되는 응답 PIU(Response PIU)는 S1409단계에서 전송된 커맨드 PIU(Command PIU)에 대한 응답일 수 있다.In step S1415, the
S1417단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 커맨드 PIU(Command PIU)를 제공할 수 있다. S1417단계에서 제공되는 커맨드 PIU(Command PIU)는 스토리지 장치(50)로부터 데이터 내지 정보를 요청하는 커맨드임을 나타내는 시큐리티 프로토콜 인(Security Protocol In) 커맨드일 수 있다.In step S1417, the
S1419단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 데이터 인 PIU(Data In PIU)를 제공할 수 있다. S1419단계에서 전달되는 데이터 인 PIU(Data In PIU)는 결과 리드 응답(Result Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. S1419단계에서 전달되는 RPMB 메시지는 스터프 바이트, 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다. 메타 데이터는 갱신된 쓰기 카운트 값(Write Count Value) 및 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)의 수행 결과를 나타내는 결과 레지스터(Result Register)의 값을 포함할 수 있다. S1419단계에서 전달되는 RPMB 메시지는 후술하는 도 17을 통해 보다 상세하게 설명한다.In step S1419 , the
S1421단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 응답 PIU(Response PIU)를 제공할 수 있다. S1421단계에서 전송되는 응답 PIU(Response PIU)는 S1417단계에서 전송된 커맨드 PIU(Command PIU)에 대한 응답일 수 있다. In step S1421, the
도 15는 도 14의 S1405단계를 통해 제공되는 RPMB 메시지를 설명하기 위한 도면이다.15 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1405 of FIG. 14 .
도 1, 도 4, 도 14 및 도 15를 참조하면, 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대응하는 RPMB 메시지는 스터프 바이트, 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 4, 14, and 15 , an RPMB message corresponding to an authenticated data write request may include stuff bytes, authentication data, and meta data.
스터프 바이트는 정해진 데이터 포맷이나 데이터 통신의 싱크를 맞추기 위해 부가된 비트일 수 있다. 실시 예에서, 스터프 바이트에 대응하는 필드는 “0”일 수 있다.The stuff byte may be a bit added to synchronize a predetermined data format or data communication. In an embodiment, a field corresponding to a stuff byte may be “0”.
인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 인증데이터는 도 4를 참조하여 설명된 호스트 액세스 제어부(410)가 생성한 MAC일 수 있다.Authentication data included in the RPMB message corresponding to the authenticated data write request may be a MAC generated by the
메타 데이터는 RPMB에 저장될 데이터, 논스, 현재 쓰기 카운트 값, 데이터에 대응되는 어드레스, 데이터의 블록 수(여기서 하나의 블록은 256B) 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)임을 나타내는 요청 메시지 타입(Request Message Type)을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 논스에 대응하는 필드는 “0”일 수 있다.The metadata includes the data to be stored in the RPMB, the nonce, the current write count value, the address corresponding to the data, the number of blocks of data (here, one block is 256B), and the RPMB message indicating that it is an Authenticated Data Write Request. May include Request Message Type. In an embodiment, a field corresponding to the nonce may be “0”.
도 16은 도 14의 S1413단계를 통해 제공되는 RPMB 메시지를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 16 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1413 of FIG. 14 .
도 1, 도 4, 도 14 및 도 16을 참조하면, 결과 리드 요청(Result Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지는 스터프 바이트, 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 4, 14, and 16 , an RPMB message corresponding to a Result Read Request may include stuff bytes, authentication data, and meta data.
실시 예에서, 결과 리드 요청(Result Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지는 메타 데이터에 포함된 요청 메시지 타입(Request Message Type)만 값을 갖고 나머지 필드들의 값은 “0”일 수 있다. 요청 메시지 타입(Request Message Type)은 RPMB 메시지가 결과 리드 요청(Result Read Request)임을 나타내는 코드 값(0005h)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the RPMB message corresponding to the Result Read Request may have a value of only the request message type included in meta data, and the values of the other fields may be “0”. The Request Message Type may include a code value (0005h) indicating that the RPMB message is a Result Read Request.
도 17은 도 14의 S1419단계를 통해 제공되는 RPMB 메시지를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 17 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1419 of FIG. 14 .
도 1, 도 4, 도 14 및 도 17을 참조하면, 결과 리드 응답(Result Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지는 스터프 바이트, 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 4, 14, and 17, the RPMB message corresponding to the Result Read Response may include stuff bytes, authentication data, and meta data.
스터프 바이트는 정해진 데이터 포맷이나 데이터 통신의 싱크를 맞추기 위해 부가된 비트일 수 있다. 실시 예에서, 스터프 바이트에 대응하는 필드는 “0”일 수 있다.The stuff byte may be a bit added to synchronize a predetermined data format or data communication. In an embodiment, a field corresponding to a stuff byte may be “0”.
결과 리드 응답(Result Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 인증데이터는 도 4를 참조하여 설명된 디바이스 액세스 제어부(210)가 생성한 MAC일 수 있다. Authentication data included in the RPMB message corresponding to the Result Read Response may be a MAC generated by the
구체적으로, 액세스 수행부(Access Perform Unit, 212)는 RPMB 메시지에 포함될 메타 데이터를 생성하고, 생성된 메타 데이터와 RPMB에 저장된 인증키(Authentication Key, 111)를 이용하여 MAC을 생성할 수 있다.Specifically, the access perform
메타 데이터는 갱신된 쓰기 카운트 값, 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)에 의해 저장된 데이터의 어드레스, 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)의 수행 결과를 나타내는 결과 코드 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 쓰기 응답(Authenticated Data Write Response)임을 나타내는 응답 메시지 타입(Response Message Type)코드인 “0300h”을 포함할 수 있다. 여기서 어드레스는 도 15를 참조하여 설명된 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 어드레스와 같은 값일 수 있다.Meta data includes the updated write count value, the address of the data saved by the Authenticated Data Write Operation, the result code indicating the execution result of the Authenticated Data Write Operation, and the RPMB message. It may include “0300h” which is a Response Message Type code indicating that it is a response (Authenticated Data Write Response). Here, the address may be the same value as the address included in the RPMB message corresponding to the authenticated data write request described with reference to FIG. 15 .
실시 예에서, 결과 리드 응답(Result Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 스터프 바이트, 데이터, 논스, 블록 카운트 필드들은 “0”일 수 있다.In an embodiment, the stuff byte, data, nonce, and block count fields included in the RPMB message corresponding to the Result Read Response may be “0”.
도 18은 노멀 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.18 is a flowchart illustrating an authenticated data read operation performed in a normal RPMB mode.
도 1, 도 4 및 도 18을 참조하면, 노멀 RPMB 모드에서 호스트(400)는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 수행하기 위해 커맨드 PIU(Command PIU)를 2회 전달하고, 스토리지 장치(50)는 응답 PIU(Response PIU)를 2회 전달할 수 있다. 이러한 노멀 RPMB 모드에 따른 리드 동작은 메모리 컨트롤러(200)가 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 모두 노멀 RPMB 모드로 일치한다는 것을 확인한 이후 수행될 수 있다.1, 4, and 18, in the normal RPMB mode, the
구체적으로, 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)은 인증 데이터 리드 요청(Authenticated DATA Read Request), 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)에 각각 대응되는 RPMB 메시지들을 PIU를 통해 전달하는 과정을 포함할 수 있다.Specifically, the authenticated data read operation includes a process of transmitting RPMB messages corresponding to an authenticated data read request and an authenticated data read response through the PIU. can do.
인증 데이터 리드 요청(Authenticated DATA Read Request)은 S1801 내지 S1807단계를 통해 수행되고, 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)은 S1809 내지 S1813단계를 통해 수행될 수 있다.An authenticated data read request may be performed through steps S1801 to S1807, and an authenticated data read response may be performed through steps S1809 to S1813.
인증 데이터 리드 요청(Authenticated DATA Read Request)은 호스트(400)가 스토리지 장치(50)에 RPMB에 저장된 데이터에 대한 리드 요청을 나타내는 RPMB 메시지를 전달하는 과정을 포함하고, 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)은 스토리지 장치(50)가 호스트(400)에 RPMB로부터 리드된 데이터를 전달하는 과정을 포함한다.The authenticated data read request includes a process in which the
S1801단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 커맨드 PIU(Command PIU)를 제공할 수 있다. S1801단계에서 제공되는 커맨드 PIU(Command PIU)는 호스트(400)가 데이터를 전달할 것임을 나타내는 시큐리티 프로토콜 아웃(Security Protocol Out) 커맨드일 수 있다.In step S1801, the
S1803단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)를 제공할 수 있다. In step S1803, the
S1805단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 제공할 수 있다. S1805단계에서 제공되는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 구체적으로, S1805단계에서 제공되는 RPMB 메시지는 메타데이터를 포함할 수 있다. 여기서 메타데이터는 호스트가 생성한 논스, 리드하고자 하는 어드레스, 리드할 데이터의 블록 수를 나타내는 블록 카운트 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 요청(Authenticated DATA Read Request)임을 나타내는 요청 메시지 타입(Request Message Type)을 포함할 수 있다. 인증 데이터 리드 요청(Authenticated DATA Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지는 후술하는 도 19에 대한 설명에서 보다 상세하게 설명한다.In step S1805, the
S1807단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 응답 PIU(Response PIU)를 제공할 수 있다. 스토리지 장치(50)가 제공하는 응답 PIU(Response PIU)는 S1801단계에서 전달된 커맨드 PIU(Command PIU)에 대한 응답일 수 있다.In step S1807, the
S1809단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 커맨드 PIU(Command PIU)를 제공할 수 있다. S1809단계에서 제공되는 커맨드 PIU(Command PIU)는 스토리지 장치(50)로부터 데이터 내지 정보를 요청하는 커맨드임을 나타내는 시큐리티 프로토콜 인(Security Protocol In) 커맨드일 수 있다.In step S1809, the
S1811단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 데이터 인 PIU(Data In PIU)를 제공할 수 있다. 스토리지 장치(50)가 제공하는 데이터 인 PIU(Data In PIU)는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 구체적으로, S1811단계에서 제공되는 RPMB 메시지는 스터프 바이트, 인증데이터 및 메타데이터를 포함할 수 있다. 여기서 인증데이터는 스토리지 장치(50)가 생성한 MAC일 수 있다. 메타데이터는 RPMB로부터 리드된 데이터, 논스, 어드레스, 리드된 데이터의 블록 수를 나타내는 블록 카운트 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)임을 나타내는 응답 메시지 타입(Response Message Type)을 포함할 수 있다. 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지는 후술하는 도 20에 대한 설명에서 보다 상세하게 설명한다.In step S1811 , the
S1813단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 응답 PIU(Response PIU)를 제공할 수 있다. S1813단계에서 호스트(400)가 수신하는 응답 PIU(Response PIU)는 S1809단계에서 전달된 커맨드 PIU(Command PIU)에 대한 응답일 수 있다.In step S1813, the
도 19는 도 18의 S1805단계를 통해 제공되는 RPMB 메시지를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 19 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1805 of FIG. 18 .
도 1, 도 4, 도 18 및 도 19를 참조하면, 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지는 인증 데이터 없이 메타 데이터와 스터프 바이트를 포함할 수 있다. 스터프 바이트는 정해진 데이터 포맷이나 데이터 통신의 싱크를 맞추기 위해 부가된 비트일 수 있다. 실시 예에서, 스터프 바이트에 대응하는 필드는 “0”일 수 있다.Referring to FIGS. 1, 4, 18, and 19 , an RPMB message corresponding to an authenticated data read request may include metadata and stuff bytes without authentication data. The stuff byte may be a bit added to synchronize a predetermined data format or data communication. In an embodiment, a field corresponding to a stuff byte may be “0”.
메타 데이터는 호스트가 생성한 논스, 리드하고자 하는 어드레스, 리드할 데이터의 블록 수를 나타내는 블록 카운트 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 요청(Authenticated DATA Read Request)임을 나타내는 요청 메시지 타입(Request Message Type)을 포함할 수 있다.The meta data includes a nonce generated by the host, an address to read, a block count indicating the number of blocks of data to be read, and a Request Message Type indicating that the RPMB message is an Authenticated DATA Read Request. can do.
다양한 실시 예에서, 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 스터프 바이트, MAC, 데이터, 쓰기 카운터 및 결과에 각각 대응되는 값은 “0”일 수 있다.In various embodiments, values respectively corresponding to the stuff byte, MAC, data, write counter, and result included in the RPMB message corresponding to the authenticated data read request may be “0”.
도 20은 도 18의 S1811단계를 통해 제공되는 RPMB 메시지를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 20 is a diagram for explaining the RPMB message provided through step S1811 of FIG. 18 .
도 1, 도 4, 도 18 및 도 20을 참조하면, 인증 데이터 리드 응답(Authenticated Data Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지는 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다. 인증 데이터는 스토리지 장치(50)의 디바이스 액세스 제어부(210)가 생성한 MAC일 수 있다. 메타데이터는 RPMB로부터 리드된 데이터, 논스, 어드레스, 리드된 데이터의 블록 수를 나타내는 블록 카운트 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)임을 나타내는 응답 메시지 타입(Response Message Type)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 4, 18, and 20 , an RPMB message corresponding to an authenticated data read response may include authentication data and meta data. Authentication data may be a MAC generated by the
논스는 S1805단계를 통해 전달된 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 논스 즉, 호스트(400)가 생성한 논스 값을 그대로 카피한 값일 수 있다. 어드레스와 리드된 데이터의 블록 카운트는 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 리드하고자 하는 어드레스, 리드할 데이터의 블록 수를 나타내는 블록 카운트와 같은 값일 수 있다. 결과는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)의 수행 결과를 나타내는 결과 코드일 수 있다. 응답 메시지 타입(Response Message Type)은 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)임을 나타내는 코드(0400h)일 수 있다.The nonce may be a nonce included in the RPMB message corresponding to the authenticated data read request transmitted through step S1805, that is, a nonce value generated by the
호스트(400)에 포함된 호스트 액세스 제어부(410)는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)에 따라 리드된 데이터를 포함하는 RPMB 메시지를 수신한 뒤, 호스트 액세스 제어부(410)가 갖고 있는 인증키(authentication key)와 RPMB 메시지에 포함된 메타데이터를 이용하여 MAC을 연산할 수 있다. 호스트 액세스 제어부(410)가 계산한 MAC과 RPMB 메시지에 포함된 인증 데이터인 스토리지 장치(50)가 생성한 MAC이 일치하는 경우에 한해 호스트 액세스 제어부(410)는 리드된 데이터를 획득할 수 있다.The host
도 14 내지 도 20을 통해 설명된 바와 같이 노멀 RPMB 모드에서의 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)은 저장될 데이터의 제공이나 리드된 데이터를 제공하기 위한 커맨드 PIU(Command PIU)의 제공은 1회씩이나, RPMB 메시지를 전달하기 위해 추가적인 커맨드 PIU(Command PIU)나 응답 PIU(Response PIU)의 제공이 추가적으로 요구될 수 있다. 이는 RPMB에 대한 액세스 속도가 지연되거나, 설계의 복잡도 등을 야기할 수 있다. 14 to 20, the authenticated data write operation and the authenticated data read operation in the normal RPMB mode provide data to be stored or read data. Although the command PIU is provided once, the provision of an additional command PIU or response PIU may be additionally required to deliver the RPMB message. This may cause a delay in access speed to the RPMB or complexity of design.
도 21은 어드밴스드 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.21 is a flowchart illustrating an authenticated data write operation performed in the advanced RPMB mode.
도 1, 도 4 및 도 21을 참조하면, 어드밴스드 RPMB 모드에서 호스트(400)는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write operation)을 수행하기 위해 커맨드 PIU(Command PIU)를 1회 전달하고, 스토리지 장치(50)는 응답 PIU(Response PIU)를 1회 전달할 수 있다. 이러한 어드밴스드 RPMB 모드에 따른 쓰기 동작은 메모리 컨트롤러(200)가 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 모두 어드밴스드 RPMB 모드로 일치한다는 것을 확인한 이후 수행될 수 있다.1, 4, and 21, in the advanced RPMB mode, the
구체적으로, S2101단계에서, 호스트(400)는 커맨드 PIU(Command PIU)를 스토리지 장치(50)에 제공할 수 있다. 커맨드 PIU(Command PIU)는 추가 헤더 세그먼트에 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 커맨드 PIU(Command PIU)는 호스트(400)가 데이터를 전달할 것임을 나타내는 시큐리티 프로토콜 아웃(Security Protocol Out) 커맨드일 수 있다. S2101단계에서 전달되는 RPMB 메시지는 후술하는 도 22에 대한 설명에서 보다 상세하게 설명한다.Specifically, in step S2101 , the
S2103단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 S2101단계에서 수신한 커맨드 PIU(Command PIU)에 응답하여 전달 준비 PIU(Ready To Transfer PIU)를 제공할 수 있다.In step S2103, the
S2105단계에서, 호스트(400)는 스토리지 장치(50)에 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 제공할 수 있다. S2101단계에서 호스트(400)는 커맨드 PIU(Command PIU)의 추가 헤더 세그먼트에 RPMB 메시지를 포함시켜 이미 스토리지 장치(50)에 제공하였으므로, S2105단계에서 전달되는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)는 RPMB 메시지는 포함하지 않고, RPMB에 저장될 데이터만 포함할 수 있다.In step S2105, the
S2107단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 응답 PIU(Response PIU)를 제공할 수 있다. 스토리지 장치(50)가 제공하는 응답 PIU(Response PIU)는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. RPMB 메시지는 응답 PIU(Response PIU)의 추가 헤드 세그먼트에 포함될 수 있다.In step S2107, the
도 22는 도 21의 S2101단계에서 전달되는 커맨드 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 22 is a diagram for explaining the structure of the command PIU transmitted in step S2101 of FIG. 21 .
도 1, 도 4, 도 21 및 도 22를 참조하면, S2101단계에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)는 도 14 내지 도 20을 통해 설명된 실시 예에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)와 달리, 추가 헤더 세그먼트를 사용하는 PIU일 수 있다. 따라서, 베이직 헤더 세그먼트에 포함된 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 정보를 나타내는 필드가 0이 아닌 값(02h)으로 설정될 수 있다.1, 4, 21 and 22, the command PIU delivered in step S2101 is different from the command PIU delivered in the embodiment described with reference to FIGS. 14 to 20, It may be a PIU using an additional header segment. Accordingly, a field indicating total additional header segment length information included in the basic header segment may be set to a non-zero value (02h).
S2101단계에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)의 추가 헤더 세그먼트는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 추가 헤더 세그먼트에 포함된 RPMB 메시지는 도 15를 통해 설명된 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대응되는 RPMB 메시지의 일부 데이터를 포함할 수 있다. An additional header segment of the command PIU transmitted in step S2101 may include an RPMB message. The RPMB message included in the additional header segment may include some data of the RPMB message corresponding to the authenticated data write request described with reference to FIG. 15 .
구체적으로, 커맨드 PIU(Command PIU)의 추가 헤더 세그먼트는 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다. 도 15의 RPMB 메시지와 달리, 추가 헤더 세그먼트에 포함된 메타 데이터는 RPMB에 저장될 데이터를 포함하지 않을 수 있다. 메타 데이터는 호스트가 생성한 논스, 현재 쓰기 카운트 값, 데이터에 대응되는 어드레스, 데이터의 블록 수(여기서 하나의 블록은 4KB) 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)임을 나타내는 요청 메시지 타입(Request Message Type)을 포함할 수 있다(0003h). 인증 데이터는 도 4를 참조하여 설명된 디바이스 액세스 제어부(210)가 생성한 MAC일 수 있다. 여기서, 추가 헤더 세그먼트에 포함되어 전송되는 메타 데이터 또는 인증 데이터는 모두 인증에 필요한 정보일 수 있다.Specifically, the additional header segment of the command PIU may include authentication data and meta data. Unlike the RPMB message of FIG. 15, meta data included in the additional header segment may not include data to be stored in the RPMB. The metadata includes the nonce generated by the host, the current write count value, the address corresponding to the data, the number of blocks of data (here, one block is 4KB), and the RPMB request message indicating that the message is an Authenticated Data Write Request. It may include the type (Request Message Type) (0003h). The authentication data may be a MAC generated by the
도 23은 도 21의 S2107단계에서 전달되는 응답 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 23 is a diagram for explaining the structure of the response PIU transmitted in step S2107 of FIG. 21 .
도 1, 도 4, 도 21 및 도 23을 참조하면, S2107단계에서 전달되는 응답 PIU(Response PIU)는 도 14 내지 도 20을 통해 설명된 실시 예에서 전달되는 응답 PIU(Response PIU)와 달리, 추가 헤더 세그먼트를 사용하는 PIU일 수 있다. 따라서, 베이직 헤더 세그먼트에 포함된 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 정보를 나타내는 필드가 0이 아닌 값(02h)으로 설정될 수 있다.1, 4, 21, and 23, the response PIU transmitted in step S2107 is different from the response PIU transmitted in the embodiment described with reference to FIGS. 14 to 20, It may be a PIU using an additional header segment. Accordingly, a field indicating total additional header segment length information included in the basic header segment may be set to a non-zero value (02h).
S2107단계에서 전달되는 응답 PIU(Response PIU)의 추가 헤더 세그먼트는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 추가 헤더 세그먼트에 포함된 RPMB 메시지는 도 17을 통해 설명된 결과 리드 응답(Result Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지의 일부 데이터를 포함할 수 있다. An additional header segment of the response PIU transmitted in step S2107 may include an RPMB message. The RPMB message included in the additional header segment may include some data of the RPMB message corresponding to the result read response described with reference to FIG. 17 .
구체적으로, 응답 PIU(Response PIU)의 추가 헤더 세그먼트는 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다. 메타 데이터는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)의 수행에 따라 갱신된 쓰기 카운터의 쓰기 카운트 값, 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)에 의해 저장된 데이터의 어드레스, 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation)의 수행 결과를 나타내는 결과 코드 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 쓰기 응답(Authenticated Data Write Response)임을 나타내는 응답 메시지 타입(Response Message Type) 을 포함할 수 있다. 여기서 어드레스는 도 22를 참조하여 설명된 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 어드레스와 같은 값일 수 있다. 논스는 도 22를 참조하여 설명된 인증 데이터 쓰기 요청(Authenticated Data Write Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 논스를 카피한 값일 수 있다. 인증 데이터는 도 4를 참조하여 설명된 디바이스 액세스 제어부(210)가 메타 데이터와 RPMB에 저장된 인증키(Authentication Key)를 이용하여 생성한 MAC일 수 있다.Specifically, the additional header segment of the response PIU may include authentication data and meta data. Meta data includes the write count value of the write counter updated according to the execution of the Authenticated Data Write Operation, the address of the data saved by the Authenticated Data Write Operation, and the Authenticated Data Write Operation (Authenticated Data Write Operation). Write Operation) and a response message type indicating that the RPMB message is an Authenticated Data Write Response. Here, the address may be the same value as the address included in the RPMB message corresponding to the authenticated data write request described with reference to FIG. 22 . The nonce may be a value obtained by copying the nonce included in the RPMB message corresponding to the authenticated data write request described with reference to FIG. 22 . The authentication data may be a MAC generated by the
도 24는 어드밴스드 RPMB 모드에서 수행되는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 설명하기 위한 순서도이다.24 is a flowchart illustrating an authenticated data read operation performed in the advanced RPMB mode.
도 1, 도 4 및 도 24를 참조하면, 어드밴스드 RPMB 모드에서 호스트(400)는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read operation)을 수행하기 위해 커맨드PIU(Command PIU)를 1회 전달하고, 스토리지 장치(50)는 응답 PIU(Response PIU)를 1회 전달할 수 있다. 이러한 어드밴스드 RPMB 모드에 따른 리드 동작은 메모리 컨트롤러(200)가 호스트 액세스 모드 및 디바이스 액세스 모드가 모두 어드밴스드 RPMB 모드로 일치한다는 것을 확인한 이후 수행될 수 있다.1, 4, and 24, in the advanced RPMB mode, the
구체적으로, S2401단계에서, 호스트(400)는 커맨드 PIU(Command PIU)를 스토리지 장치(50)에 제공할 수 있다. 커맨드 PIU(Command PIU)는 추가 헤더 세그먼트에 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 커맨드 PIU(Command PIU)는 호스트(400)가 스토리지 장치(50)에 데이터의 전달을 요청하는 것임을 나타내는 시큐리티 프로토콜 인(Security Protocol In) 커맨드일 수 있다. S2401단계에서 전달되는 RPMB 메시지는 후술하는 도 25에 대한 설명에서 보다 상세하게 설명한다.Specifically, in step S2401, the
S2403단계에서, 스토리지 장치(50)는 S2401단계에서 수신한 커맨드 PIU(Command PIU)에 포함된 RPMB 메시지를 이용하여 RPMB에 저장된 데이터를 리드하고, 리드한 데이터를 포함하는 데이터 인 PIU(Data In PIU)를 호스트(400)에 제공할 수 있다. S2401단계에서 호스트(400)는 커맨드 PIU(Command PIU)의 추가 헤더 세그먼트에 RPMB 메시지를 포함시켜 이미 스토리지 장치(50)에 제공하였으므로, S2403단계에서 전달되는 데이터 인 PIU(Data In PIU)는 RPMB 메시지는 포함하지 않고, RPMB로부터 리드한 데이터만 포함할 수 있다.In step S2403, the
S2405단계에서, 스토리지 장치(50)는 호스트(400)에 응답 PIU(Response PIU)를 제공할 수 있다. 스토리지 장치(50)가 제공하는 응답 PIU(Response PIU)는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. RPMB 메시지는 응답 PIU(Response PIU)의 추가 헤드 세그먼트에 포함될 수 있다. S2405단계에서 스토리지 장치(50)가 호스트(400)에 제공하는 RPMB 메시지는 후술하는 도 26을 통해 보다 상세하게 설명한다. 여기서, 추가 헤더 세그먼트에 포함되어 전송되는 메타 데이터 및 인증 데이터는 모두 인증에 필요한 정보일 수 있다.In step S2405, the
도 25는 도 24의 S2401단계에서 전달되는 커맨드 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 25 is a diagram for explaining the structure of the command PIU transmitted in step S2401 of FIG. 24 .
도 1, 도 4, 도 24 및 도 25를 참조하면, S2401단계에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)는 도 14 및 도 20을 통해 설명된 실시 예에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)와 달리, 추가 헤더 세그먼트를 사용하는 PIU일 수 있다. 따라서, 베이직 헤더 세그먼트에 포함된 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 정보를 나타내는 필드가 0이 아닌 값(02h)으로 설정될 수 있다.1, 4, 24, and 25, the command PIU delivered in step S2401 is different from the command PIU delivered in the embodiment described with reference to FIGS. 14 and 20, It may be a PIU using an additional header segment. Accordingly, a field indicating total additional header segment length information included in the basic header segment may be set to a non-zero value (02h).
S2401단계에서 전달되는 커맨드 PIU(Command PIU)의 추가 헤더 세그먼트는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 추가 헤더 세그먼트에 포함된 RPMB 메시지는 도 19를 통해 설명된 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대응되는 RPMB 메시지에 포함된 데이터의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. An additional header segment of the command PIU transmitted in step S2401 may include an RPMB message. The RPMB message included in the additional header segment may include some or all of data included in the RPMB message corresponding to the authenticated data read request described with reference to FIG. 19 .
구체적으로, 커맨드 PIU(Command PIU)의 추가 헤더 세그먼트는 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 커맨드 PIU(Command PIU)는 인증 데이터 없이 메타 데이터만을 포함할 수도 있다. 메타 데이터는 호스트가 생성한 논스, 리드하고자 하는 어드레스, 리드할 데이터의 블록 수를 나타내는 어드밴스드 RPMB 블록 카운트(여기서 하나의 블록은 4KB) 및 추가 헤더 세그먼트에 포함된 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 요청(Authenticated DATA Read Request)임을 나타내는 요청 메시지 타입(Request Message Type)인 0004h를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 추가 헤더 세그먼트에 포함된 RPMB 메시지에 포함된 MAC, 쓰기 카운터 및 결과에 각각 대응되는 값은 “0”일 수 있다.Specifically, the additional header segment of the command PIU may include authentication data and meta data. In an embodiment, the command PIU may include only meta data without authentication data. The meta data includes the nonce generated by the host, the address to be read, the advanced RPMB block count indicating the number of blocks of data to be read (here, one block is 4 KB), and the RPMB message included in the additional header segment. DATA Read Request) may include 0004h, which is a Request Message Type. In an embodiment, values respectively corresponding to the MAC, the write counter, and the result included in the RPMB message included in the additional header segment may be “0”.
도 26은 도 24의 S2405단계에서 전달되는 응답 PIU의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 26 is a diagram for explaining the structure of the response PIU transmitted in step S2405 of FIG. 24 .
도 1, 도 4, 도 24 및 도 26을 참조하면, S2405단계에서 전달되는 응답 PIU(Response PIU)는 도 14 내지 도 20을 통해 설명된 실시 예에서 전달되는 응답 PIU(Response PIU)와 달리, 추가 헤더 세그먼트를 사용하는 PIU일 수 있다. 따라서, 베이직 헤더 세그먼트에 포함된 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 정보를 나타내는 필드가 0이 아닌 값(02h)으로 설정될 수 있다.1, 4, 24, and 26, the response PIU transmitted in step S2405 is different from the response PIU transmitted in the embodiment described with reference to FIGS. 14 to 20, It may be a PIU using an additional header segment. Accordingly, a field indicating total additional header segment length information included in the basic header segment may be set to a non-zero value (02h).
S2405단계에서 전달되는 응답 PIU(Response PIU)의 추가 헤더 세그먼트는 RPMB 메시지를 포함할 수 있다. 추가 헤더 세그먼트에 포함된 RPMB 메시지는 도 20을 참조하여 설명된 인증 데이터 리드 응답(Authenticated Data Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지일 수 있다. 추가 헤더 세그먼트는 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함할 수 있다. 인증 데이터는 스토리지 장치(50)의 디바이스 액세스 제어부(210)가 생성한 MAC일 수 있다. 메타 데이터는 RPMB로부터 리드된 데이터, 논스, 어드레스, 리드된 데이터의 블록 수를 나타내는 어드밴스드 RPMB 블록 카운트 및 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)임을 나타내는 응답 메시지 타입(Response Message Type)을 포함할 수 있다.An additional header segment of the response PIU transmitted in step S2405 may include an RPMB message. The RPMB message included in the additional header segment may be an RPMB message corresponding to the authenticated data read response described with reference to FIG. 20 . Additional header segments may include authentication data and meta data. Authentication data may be a MAC generated by the
논스는 S2401단계를 통해 전달된 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 논스 즉, 호스트(400)가 생성한 논스 값을 그대로 카피한 값일 수 있다. 어드레스와 리드된 데이터의 블록 카운트는 인증 데이터 리드 요청(Authenticated Data Read Request)에 대응하는 RPMB 메시지에 포함된 리드하고자 하는 어드레스, 리드할 데이터의 블록 수를 나타내는 블록 카운트와 같은 값일 수 있다. 결과는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)의 수행 결과를 나타내는 결과 코드일 수 있다. 응답 메시지 타입(Response Message Type)은 RPMB 메시지가 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)임을 나타내는 코드(0400h)일 수 있다.The nonce may be a copy of the nonce included in the RPMB message corresponding to the authenticated data read request transmitted through step S2401, that is, the nonce value generated by the
호스트(400)에 포함된 호스트 액세스 제어부(410)는 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)에 따라 리드된 데이터를 S2403단계에서 수신하고, S2405단계에서, 인증 데이터 리드 응답(Authenticated DATA Read Response)에 대응하는 RPMB 메시지를 수신한 뒤, 호스트 액세스 제어부(410)가 갖고 있는 인증키(authentication key)와 RPMB 메시지에 포함된 메타 데이터를 이용하여 MAC을 연산할 수 있다. 호스트 액세스 제어부(410)가 계산한 MAC과 RPMB 메시지에 포함된 인증 데이터인 스토리지 장치(50)가 생성한 MAC이 일치하는 경우에 한해 호스트 액세스 제어부(410)는 리드된 데이터를 획득할 수 있다.The host
도 21 내지 도 26을 통해 설명된 실시 예에 따르면, 어드밴스드 RPMB 모드에서는 RPMB 메시지를 추가 헤더 세그먼트에 포함시켜서 전송하므로 노멀 RPMB 모드와 달리 데이터 인 PIU(Data In PIU) 또는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 통해 전송할 필요가 없다. 따라서, 어드밴스드 RPMB 모드에서는 노멀 RPMB 모드보다 전송할 PIU의 개수가 적기 때문에 어드밴스드 RPMB 모드는 노멀 RPMB 모드 보다 빠른 속도로 RPMB를 액세스할 수 있는 모드일 수 있다.According to the embodiments described with reference to FIGS. 21 to 26 , since the RPMB message is included in an additional header segment and transmitted in the advanced RPMB mode, unlike the normal RPMB mode, data in PIU (Data In PIU) or data out PIU (Data Out PIU) ) do not need to be transmitted. Accordingly, since the number of PIUs to be transmitted is smaller in the advanced RPMB mode than in the normal RPMB mode, the advanced RPMB mode may be a mode capable of accessing the RPMB at a higher speed than the normal RPMB mode.
도 27은 개시자 장치(Initiator Device)에 포함된 PIU 송신부(2700)를 설명하기 위한 도면이다.27 is a diagram for explaining a
도 4 및 도 27을 참조하면, 호스트(400)와 스토리지 장치(50)는 PIU를 송수신 하면서 RPMB와 관련된 동작을 수행할 수 있다. 도 14 내지 도 26을 통해 설명된 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 수행하는 과정에서 호스트 액세스 제어부(410)와 디바이스 액세스 제어부(210)는 모두 PIU를 생성하고, 생성된 PIU를 송신하거나, 상대방이 송신한 PIU를 수신하여 인증을 수행할 수 있다. 따라서, 호스트 액세스 제어부(410)와 디바이스 액세스 제어부(210)는 PIU 송신부(2700)와 후술하는 도 27을 참조하여 설명되는 PIU 수신부(2800)를 모두 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 27 , the
PIU를 생성하는 장치는 개시자 장치(Initiator Device)일 수 있다. 생성된 PIU를 수신하는 장치는 타겟 장치(Target Device)일 수 있다. 호스트 액세스 제어부(410)가 디바이스 액세스 제어부(210)로 PIU를 제공하는 경우에 호스트(400)가 개시자 장치(Initiator Device)이고, 스토리지 장치(50)가 타겟 장치(Target Device)일 수 있다. 반대로, 디바이스 액세스 제어부(210)가 호스트 액세스 제어부(410)에 PIU를 제공하는 경우에는 스토리지 장치(50)가 개시자 장치(Initiator Device)이고, 호스트(400)가 타겟 장치(Target Device)일 수 있다.A device generating a PIU may be an initiator device. A device receiving the generated PIU may be a target device. When the
PIU 송신부(2700)는 MAC 계산부(2720), 인증키 저장부(2730), 메타 데이터 생성부(2710) 및 PIU 생성부(2740)를 포함할 수 있다.The
인증키 저장부(2730)는 인증키(Authentication Key)를 저장할 수 있다. 인증키 저장부(2730)는 도 4를 참조하여 설명된 보안 저장 영역(110a)에 포함된 인증키(Authentication Key, 111)에 대응될 수 있다. 인증키(Authentication Key)는 인증키 프로그래밍 동작(Authentication Key Programming Operation)에 따라 RPMB에 저장될 수 있다. 인증키(Authentication Key)는 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)의 수행 시 MAC의 생성을 위해 사용되므로 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)의 수행 전에 RPMB에 저장되어야 한다. 메타 데이터 생성부(2710)는 메타 데이터를 생성할 수 있다. 메타 데이터는 RPMB 메시지에 포함될 수 있다. 메타 데이터는 RPMB 메시지의 종류에 따라 서로 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 메타 데이터에 포함될 수 있는 컴포넌트들은 도 9를 참조하여 설명된 쓰기 카운트 값(Write Count Value), 요청 메시지 타입(Request Message Type), 응답 메시지 타입(Response Message Type), 결과(Result), 어드레스(Address), 논스(Nonce), 데이터(Data), 어드밴스드 RPMB 데이터, 블록 카운트(Block Count), 어드밴스드 RPMB 블록 카운트(Advanced RPMB Block Count)들 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The authentication
메타 데이터 생성부(2710)는 생성된 메타 데이터를 MAC 계산부(2720) 및 PIU 생성부(2740)에 제공할 수 있다.The
MAC 계산부(2720)는 메타 데이터 및 인증키 저장부(2730)에 저장된 인증키(Authentication Key)를 이용하여 MAC을 생성할 수 있다. 구체적으로, MAC 계산부(2720)는 해시 기반 메시지 인증 코드 (HMAC SHA-256)를 이용하여 MAC을 생성할 수 있다. 생성된 MAC은 타겟 장치(Target Device) 가 인증을 수행하는데 사용될 수 있다. MAC은 256비트(32바이트)의 길이를 가질 수 있다. MAC을 생성하는데 사용되는 인증키(Authentication Key)는 256비트일 수 있다. 다만, MAC과 인증키(Authentication Key)의 크기가 본 발명의 실시 예에 따라 제한되는 것은 아니다. MAC 계산부(2720)는 생성된 MAC을 PIU 생성부(2740)에 제공할 수 있다.The
PIU 생성부(2740)는 타겟 장치(Target Device)에 제공할 PIU를 생성할 수 있다. 구체적으로, PIU 생성부(2740)는 인증 데이터 및 메타 데이터를 포함하는 RPMB 메시지를 생성할 수 있다. 인증 데이터는 MAC 계산부(2720)가 생성한 MAC일 수 있다. 실시 예에서, 인증키 프로그래밍 동작(Authentication Key Programming Operation)에서 제공되는 인증키 프로그래밍 요청(Authentication Key Programming Request)에 대응되는 RPMB에 포함된 인증 데이터는 인증키(Authentication Key) 그 자체일 수 있다.The
노멀 RPMB 모드에서 PIU 생성부(2740)는 생성된 RPMB 메시지를 데이터 인 PIU(Data In PIU) 또는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)를 통해 타겟 장치(Target Device)에 제공할 수 있다.In the normal RPMB mode, the
어드밴스드 RPMB 모드에서 PIU 생성부(2740)는 추가 헤더 세그먼트에 RPMB 메시지가 포함된 PIU를 생성하고, 생성된 PIU를 타겟 장치(Target Device)에 제공할 수 있다. 어드밴스드 RPMB 모드에서 RPMB 메시지를 포함하는 PIU의 베이직 헤더 세그먼트 내의 토탈 추가 헤더 세그먼트 길이 필드는 0이 아닌 값을 포함할 수 있다.In the advanced RPMB mode, the
도 28은 타겟 장치(Target Device)에 포함된 PIU 수신부(2800)를 설명하기 위한 도면이다.28 is a diagram for explaining a
도 4 및 도 28을 참조하면, 호스트(400)와 스토리지 장치(50)는 PIU를 송수신 하면서 RPMB와 관련된 동작을 수행할 수 있다. 도 14 내지 도 26을 통해 설명된 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)을 수행하는 과정에서 호스트 액세스 제어부(410)와 디바이스 액세스 제어부(210)는 모두 PIU를 생성하고, 생성된 PIU를 송신하거나, 상대방이 송신한 PIU를 수신하여 인증을 수행할 수 있다. 따라서, 호스트 액세스 제어부(410)와 디바이스 액세스 제어부(210)는 도 27을 참조하여 설명된 PIU 송신부(2700)와 PIU 수신부(2800)를 모두 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 28 , the
PIU를 생성하는 장치는 개시자 장치(Initiator Device)일 수 있다. 생성된 PIU를 수신하는 장치는 타겟 장치(Target Device)일 수 있다. 호스트 액세스 제어부(410)가 디바이스 액세스 제어부(210)로 PIU를 제공하는 경우에 호스트(400)가 개시자 장치(Initiator Device)이고, 스토리지 장치(50)가 타겟 장치(Target Device)일 수 있다. 반대로, 디바이스 액세스 제어부(210)가 호스트 액세스 제어부(410)에 PIU를 제공하는 경우에는 스토리지 장치(50)가 개시자 장치(Initiator Device)이고, 호스트(400)가 타겟 장치(Target Device)일 수 있다.A device generating a PIU may be an initiator device. A device receiving the generated PIU may be a target device. When the
PIU 수신부(2800)는 PIU 파서(2810), MAC 계산부(2820) 및 MAC 비교부(2830)를 포함할 수 있다. PIU 파서(2810)는 개시자 장치(Initiator Device)가 제공한 PIU를 수신할 수 있다. PIU 파서(2810)에 수신한 PIU는 노멀 RPMB 모드에서는 데이터 인 PIU(Data In PIU) 또는 데이터 아웃 PIU(Data Out PIU)일 수 있다. PIU 파서(2810)에 수신한 PIU는 어드밴스드 RPMB 모드에서는 커맨드 PIU(Command PIU) 또는 응답 PIU(Response PIU)일 수 있다.The
PIU 파서(2810)는 수신한 PIU를 파싱하여 RPMB 메시지를 획득하고, RPMB 메시지를 파싱하여 포함된 메타 데이터 및 인증 데이터를 획득할 수 있다. 실시 예에서, 메타 데이터는 RPMB 메시지의 종류에 따라 서로 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 메타 데이터에 포함될 수 있는 컴포넌트들은 도 9를 참조하여 설명된 쓰기 카운트 값(Write Count Value), 요청 메시지 타입(Request Message Type), 응답 메시지 타입(Response Message Type), 결과(Result), 어드레스(Address), 논스(Nonce), 데이터(Data), 어드밴스드 RPMB 데이터, 블록 카운트(Block Count), 어드밴스드 RPMB 블록 카운트(Advanced RPMB Block Count)들 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The
인증 데이터는 개시자 장치(Initiator Device)가 생성한 MAC일 수 있다. 실시 예에서, 인증키 프로그래밍 동작(Authentication Key Programming Operation)에서 제공되는 인증키 프로그래밍 요청(Authentication Key Programming Request)에 대응되는 RPMB에 포함된 인증 데이터는 인증키(Authentication Key) 그 자체일 수 있다.Authentication data may be a MAC generated by an initiator device. In an embodiment, the authentication data included in the RPMB corresponding to the authentication key programming request provided in the authentication key programming operation may be the authentication key itself.
MAC 계산부(2820)는 타겟 장치(Target Device)에 사전에 저장된 인증키(Authentication Key)를 획득할 수 있다. 타겟 장치(Target Device)에 사전에 저장된 인증키(Authentication Key)는 개시자 장치(Initiator Device)에 저장된 인증키(Authentication Key)와 같은 값일 수 있다.The
MAC 계산부(2820)는 PIU 파서(2810)으로부터 수신한 메타 데이터와 타겟 장치(Target Device)에 사전에 저장된 인증키(Authentication Key)를 이용하여 MAC을 계산할 수 있다. 예를 들어, MAC 계산부(2820)는 해시 기반 메시지 인증 코드 (HMAC SHA-256)를 이용하여 MAC을 계산할 수 있다. MAC 계산부(2820)는 계산된 MAC을 MAC 비교부(2830)에 제공할 수 있다.The
MAC 비교부(2830)는 PIU 파서(2810)으로부터 수신한 MAC과 MAC계산부(2820)으로부터 수신한 MAC이 일치하는지 비교하고, 비교결과에 따라 인증 결과(Authentication Result)를 출력할 수 있다. 인증 결과(Authentication Result)는 RPMB에 대한 동작인 인증 데이터 쓰기 동작(Authenticated Data Write Operation) 및 인증 데이터 리드 동작(Authenticated Data Read Operation)의 수행에 사용될 수 있다.The
결과적으로 개시자 디바이스(Initiator Device)와 타겟 장치(Target Device)에 저장된 인증키(Authentication Key)가 다르거나, MAC을 계산하는데 사용되는 메타 데이터가 다르다면, 인증은 페일될 것이고, 개시자 디바이스(Initiator Device)와 타겟 장치(Target Device)에 저장된 인증키(Authentication Key)가 같고, MAC을 계산하는데 사용되는 메타 데이터가 같은 경우에만 인증이 성공될 것이다. 따라서 RPMB는 높은 보안성을 제공하는 데이터 저장 기능을 제공할 수 있다. As a result, if the authentication keys stored in the initiator device and the target device are different, or if the metadata used to calculate the MAC is different, authentication will fail, and the initiator device ( Authentication will be successful only when the authentication key stored in the initiator device and the target device is the same, and the metadata used to calculate the MAC is the same. Therefore, RPMB can provide a data storage function that provides high security.
도 29는 도 1의 메모리 컨트롤러의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.29 is a diagram illustrating another embodiment of the memory controller of FIG. 1 .
도 29를 참조하면, 메모리 컨트롤러(1000)는 프로세서(1010), 내부 메모리(1020), 에러 정정 회로(1030), 호스트 인터페이스(1040), 버퍼 메모리 인터페이스(1050) 및 메모리 인터페이스(1060)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 29 , the
프로세서(1010)는 메모리 장치(100)를 제어하기 위한 각종 연산을 수행하거나, 다양한 커맨드들(commands)을 생성할 수 있다. 프로세서(1010)는 호스트(400)로부터 요청(request)을 수신하면, 수신된 요청에 따라 커맨드를 생성하고, 생성된 커맨드를 큐 컨트롤러(미도시)로 전송할 수 있다. 또한 프로세서(1010)는 호스트로부터 수신한 커맨드로부터 호스트의 보안 저장 영역에 대한 호스트 액세스 모드를 식별할 수 있으며, 이를 디바이스 액세스 모드와 비교하여 보안 저장 영역에 대한 액세스 동작을 수행할지 결정할 수 있다. 또한, 보안 저장 영역에 대한 액세스를 위한 인증 동작 등을 수행하여 메모리 장치(100) 내의 보안 저장 영역에 액세스할 수 있다.The
내부 메모리(1020)는 메모리 컨트롤러(1000)의 동작에 필요한 다양한 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 내부 메모리(1020)는 논리, 물리(logical, physical) 어드레스 맵 테이블들(address map tables)을 포함할 수 있다. 내부 메모리(1020)는 RAM(random access memory), DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 캐시(cache) 및 강하게 결합된 메모리(tightly coupled memory; TCM) 중 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 내부 메모리(1020)에 디바이스 액세스 모드 정보가 저장되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 메모리 컨트롤러(1000)와는 구별되는 별도의 메모리 내에 저장되어 있을 수도 있다.The
에러 정정 코드 회로(1030)는 에러 정정 코드(ECC, Error Correcting Code)를 이용하여 메모리 장치(100)로부터 수신된 데이터의 에러를 검출하고, 정정하도록 구성된다. 프로세서(1010)는 에러 정정 코드 회로(1030)의 에러 검출 결과에 따라 읽기 전압을 조절하고, 재읽기를 수행하도록 메모리 장치(100)를 제어할 수 있다. 예시적인 실시 예로서, 에러 정정 블록은 메모리 컨트롤러(1000)의 구성 요소로서 제공될 수 있다.The error
호스트 인터페이스(1040)는 메모리 컨트롤러(1000)와 호스트(400) 사이에서 커맨드, 어드레스 및 데이터 등을 주고받을 수 있다. 예를 들면, 호스트 인터페이스(1040)는 호스트(400)로부터 요청(request), 어드레스 및 데이터 등을 수신할 수 있고, 메모리 장치(100)로부터 리드된 데이터를 호스트(400)로 출력할 수 있다. 호스트 인터페이스(1040)는 USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial AT Attachment), SAS (Serial Attached SCSI), HSIC (High Speed Interchip), SCSI (Small Computer System Interface), PCI (Peripheral Component Interconnection), PCIe (PCI express), NVMe (NonVolatile Memory express), UFS (Universal Flash Storage), SD (Secure Digital), MMC (MultiMedia Card), eMMC (embedded MMC), DIMM (Dual In-line Memory Module), RDIMM (Registered DIMM), LRDIMM (Load Reduced DIMM), ESDI(Enhanced Small Disk Interface), 또는 IDE(Integrated Drive Electronics) 등과 같은 프로토콜을 사용하여 호스트(400)와 통신할 수 있다.The
버퍼 메모리 인터페이스(1050)는 프로세서(1010)와 버퍼 메모리 사이에서 데이터를 전송할 수 있다. 버퍼 메모리는 메모리 컨트롤러(1000)의 동작 메모리 또는 캐시 메모리로 사용될 수 있으며, 스토리지 장치(50) 내에서 사용되는 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(1010)에 의해 버퍼 메모리 인터페이스(1050)는 버퍼 메모리를 리드 버퍼, 라이트 버퍼, 맵 버퍼 등으로 사용할 수 있다. 실시 예에 따라, 버퍼 메모리는 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), DDR4 SDRAM, LPDDR4(Low Power Double Data Rate4) SDRAM, GDDR(Graphics Double Data Rate) SDRAM, LPDDR(Low Power DDR) 또는 RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory)을 포함할 수 있다. 버퍼 메모리가 메모리 컨트롤러(1000) 내부에 포함되는 경우에는 버퍼 메모리 인터페이스(1050)는 생략될 수 있다.The
메모리 인터페이스(1060)는 메모리 컨트롤러(1000)와 메모리 장치(100) 사이에서 커맨드, 어드레스 및 데이터 등을 주고받을 수 있다. 예를 들면, 메모리 인터페이스(1060)는 채널(channel)을 통해 메모리 장치(100)에 커맨드, 어드레스 및 데이터 등을 전송할 수 있고, 메모리 장치(100)로부터 데이터 등을 수신할 수 있다. 메모리 인터페이스(1060)는 프로세서(1010)의 지시에 따라 메모리 장치(100) 내 보안 저장 영역에 데이터를 저장하거나, 보안 저장 영역으로부터 데이터를 리드할 수 있다.The
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 메모리 카드 시스템을 보여주는 블록도이다.30 is a block diagram showing a memory card system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
도 30을 참조하면, 메모리 카드 시스템(2000)은 메모리 컨트롤러(2100), 메모리 장치(2200), 및 커넥터(2300)를 포함한다.Referring to FIG. 30 , a
메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)와 연결된다. 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)를 액세스하도록 구성된다. 실시 예에서, 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200) 내 보안 저장 영역에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)의 리드, 프로그램, 소거, 그리고 배경(background) 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 메모리 컨트롤러(2100)는 메모리 장치(2200)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다. 메모리 컨트롤러(2100)는 도 1을 참조하여 설명된 메모리 컨트롤러(200)와 동일하게 구현될 수 있다.The
예시적으로, 메모리 컨트롤러(2100)는 램(RAM, Random Access Memory), 프로세싱 유닛(processing unit), 호스트 인터페이스(host interface), 메모리 인터페이스(memory interface), 에러 정정부와 같은 구성 요소들을 포함할 수 있다.Illustratively, the
메모리 컨트롤러(2100)는 커넥터(2300)를 통해 외부 장치와 통신할 수 있다. 메모리 컨트롤러(2100)는 특정한 통신 규격에 따라 외부 장치(예를 들어, 호스트)와 통신할 수 있다. 예시적으로, 메모리 컨트롤러(2100)는 USB (Universal Serial Bus), MMC (multimedia card), eMMC (embedded MMC), PCI (peripheral component interconnection), PCI-E (PCI-express), ATA (Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI (small computer system interface), ESDI (enhanced small disk interface), IDE (Integrated Drive Electronics), 파이어와이어 (Firewire), UFS(Universal Flash Storage), WIFI, Bluetooth, NVMe 등과 같은 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나를 통해 외부 장치와 통신하도록 구성된다. 예시적으로, 커넥터(2300)는 상술된 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나에 의해 정의될 수 있다. 외부 장치는 메모리 컨트롤러(2100)에 메모리 장치(2200) 내 보안 저장 영역에 액세스할 것을 요청할 수 있다.The
예시적으로, 메모리 장치(2200)는 EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 낸드 플래시 메모리, 노어 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), ReRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM), STT-MRAM(Spin Transfer Torque Magnetic RAM) 등과 같은 다양한 비휘발성 메모리 소자들로 구성될 수 있다. 메모리 장치(2200)는 미리 정해진 특수한 커맨드 또는 인증을 통해서만 액세스되는 것과 같이, 액세스가 제한되는 메모리 블록인 보안 저장 영역 및 별도의 제한 없이 액세스될 수 있는 메모리 블록인 노멀 저장 영역을 포함할 수 있다. For example, the
메모리 컨트롤러(2100) 및 메모리 장치(2200)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 메모리 컨트롤러(2100) 및 메모리 장치(2200)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 PC 카드(PCMCIA, personal computer memory card international association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro, eMMC), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 범용 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.The
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 SSD(Solid State Drive) 시스템을 보여주는 블록도이다.31 is a block diagram illustrating a solid state drive (SSD) system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
도 31을 참조하면, SSD 시스템(3000)은 호스트(3100) 및 SSD(3200)를 포함한다. SSD(3200)는 신호 커넥터(3001)를 통해 호스트(3100)와 신호를 주고 받고, 전원 커넥터(3002)를 통해 전원을 입력 받는다. SSD(3200)는 SSD 컨트롤러(3210), 복수의 플래시 메모리들(3221~322n), 보조 전원 장치(3230), 및 버퍼 메모리(3240)를 포함한다.Referring to FIG. 31 , an
본 발명의 실시 예에 따르면, SSD 컨트롤러(3210)는 도 1을 참조하여 설명된 메모리 컨트롤러(200)의 기능을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
SSD 컨트롤러(3210)는 호스트(3100)로부터 수신된 신호에 응답하여 복수의 플래시 메모리들(3221~322n)을 제어할 수 있다. 예시적으로, 신호는 호스트(3100) 및 SSD(3200)의 인터페이스에 기반된 신호들일 수 있다. 예를 들어, 신호는 USB (Universal Serial Bus), MMC (multimedia card), eMMC (embedded MMC), PCI (peripheral component interconnection), PCI-E (PCI-express), ATA (Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI (small computer system interface), ESDI (enhanced small disk interface), IDE (Integrated Drive Electronics), 파이어와이어 (Firewire), UFS(Universal Flash Storage), WIFI, Bluetooth, NVMe 등과 같은 인터페이스들 중 적어도 하나에 의해 정의된 신호일 수 있다. 신호는 다양한 커맨드의 형태로 송수신될 수 있으며, 복수의 플래시 메모리들(3221~322n) 중 일부에 위치하는 보안 저장 영역에 액세스할 것을 요청하는 신호이거나, 이러한 요청에 대한 응답인 신호일 수 있다.The
보조 전원 장치(3230)는 전원 커넥터(3002)를 통해 호스트(3100)와 연결된다. 보조 전원 장치(3230)는 호스트(3100)로부터 전원을 입력 받고, 충전할 수 있다. 보조 전원 장치(3230)는 호스트(3100)로부터의 전원 공급이 원활하지 않을 경우, SSD(3200)의 전원을 제공할 수 있다. 예시적으로, 보조 전원 장치(3230)는 SSD(3200) 내에 위치할 수도 있고, SSD(3200) 밖에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 보조 전원 장치(3230)는 메인 보드에 위치하며, SSD(3200)에 보조 전원을 제공할 수도 있다.The
버퍼 메모리(3240)는 SSD(3200)의 버퍼 메모리로 동작한다. 예를 들어, 버퍼 메모리(3240)는 호스트(3100)로부터 수신된 데이터 또는 복수의 플래시 메모리들(3221~322n)로부터 수신된 데이터를 임시 저장하거나, 플래시 메모리들(3221~322n)의 메타 데이터(예를 들어, 매핑 테이블)를 임시 저장할 수 있다. 버퍼 메모리(3240)는 DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, LPDDR SDRAM, GRAM 등과 같은 휘발성 메모리 또는 FRAM, ReRAM, STT-MRAM, PRAM 등과 같은 비휘발성 메모리들을 포함할 수 있다.The
도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 장치가 적용된 사용자 시스템을 보여주는 블록도이다. 32 is a block diagram illustrating a user system to which a storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
도 32를 참조하면, 사용자 시스템(4000)은 애플리케이션 프로세서(4100), 메모리 모듈(4200), 네트워크 모듈(4300), 스토리지 모듈(4400), 및 사용자 인터페이스(4500)를 포함한다.Referring to FIG. 32 , a
애플리케이션 프로세서(4100)는 사용자 시스템(4000)에 포함된 구성 요소들, 운영체제(OS; Operating System), 또는 사용자 프로그램 등을 구동시킬 수 있다. 예시적으로, 애플리케이션 프로세서(4100)는 사용자 시스템(4000)에 포함된 구성 요소들을 제어하는 컨트롤러들, 인터페이스들, 그래픽 엔진 등을 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(4100)는 시스템-온-칩(SoC; System-on-Chip)으로 제공될 수 있다.The
메모리 모듈(4200)은 사용자 시스템(4000)의 주 메모리, 동작 메모리, 버퍼 메모리, 또는 캐쉬 메모리로 동작할 수 있다. 메모리 모듈(4200)은 DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, LPDDR SDARM, LPDDR2 SDRAM, LPDDR3 SDRAM 등과 같은 휘발성 랜덤 액세스 메모리 또는 PRAM, ReRAM, MRAM, FRAM 등과 같은 비휘발성 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있다. 예시적으로 애플리케이션 프로세서(4100) 및 메모리 모듈(4200)은 POP(Package on Package)를 기반으로 패키지화되어 하나의 반도체 패키지로 제공될 수 있다.The
네트워크 모듈(4300)은 외부 장치들과 통신을 수행할 수 있다. 예시적으로, 네트워크 모듈(4300)은 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), WCDMA(wideband CDMA), CDMA-2000, TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), Wimax, WLAN, UWB, 블루투스, Wi-Fi 등과 같은 무선 통신을 지원할 수 있다. 예시적으로, 네트워크 모듈(4300)은 애플리케이션 프로세서(4100)에 포함될 수 있다.The
스토리지 모듈(4400)은 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 스토리지 모듈(4400)은 애플리케이션 프로세서(4100)로부터 수신한 데이터를 저장할 수 있다. 또는 스토리지 모듈(4400)은 스토리지 모듈(4400)에 저장된 데이터를 애플리케이션 프로세서(4100)로 전송할 수 있다. 예시적으로, 스토리지 모듈(4400)은 PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), NAND flash, NOR flash, 3차원 구조의 NAND 플래시 등과 같은 비휘발성 반도체 메모리 소자로 구현될 수 있다. 예시적으로, 스토리지 모듈(4400)은 사용자 시스템(4000)의 메모리 카드, 외장형 드라이브 등과 같은 탈착식 저장 매체(removable drive)로 제공될 수 있다.The
예시적으로, 스토리지 모듈(4400)은 복수의 비휘발성 메모리 장치들을 포함할 수 있고, 복수의 비휘발성 메모리 장치들은 도 1을 참조하여 설명된 메모리 장치(100)와 동일하게 동작할 수 있다. 즉, 복수의 비휘발성 메모리 장치 중 일부에 보안 저장 영역을 포함할 수 있다. 스토리지 모듈(4400)은 도 1을 참조하여 설명된 스토리지 장치(50)와 동일하게 동작할 수 있다.For example, the
사용자 인터페이스(4500)는 애플리케이션 프로세서(4100)에 데이터 또는 명령어를 입력하거나 또는 외부 장치로 데이터를 출력하는 인터페이스들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 사용자 인터페이스(4500)는 키보드, 키패드, 버튼, 터치 패널, 터치 스크린, 터치 패드, 터치 볼, 카메라, 마이크, 자이로스코프 센서, 진동 센서, 압전 소자 등과 같은 사용자 입력 인터페이스들을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(4500)는 LCD (Liquid Crystal Display), OLED (Organic Light Emitting Diode) 표시 장치, AMOLED (Active Matrix OLED) 표시 장치, LED, 스피커, 모니터 등과 같은 사용자 출력 인터페이스들을 포함할 수 있다.The
50: 스토리지 장치
100: 메모리 장치
110a: 보안 저장 영역
110b: 노멀 저장 영역
200: 메모리 컨트롤러
210: 디바이스 액세스 제어부
300: 액세스 모드 메모리
400: 호스트
410: 호스트 액세스 제어부50: storage device
100: memory device
110a: secure storage area
110b: normal storage area
200: memory controller
210: device access control unit
300: access mode memory
400: host
410: host access control plane
Claims (20)
상기 보안 저장 영역에 대한 동작 모드에 관한 디바이스 액세스 모드 정보를 저장하는 액세스 모드 메모리; 및
외부 호스트로부터 상기 보안 저장 영역에 관한 커맨드를 수신하고, 상기 커맨드에 포함된 호스트 액세스 모드 정보가 상기 디바이스 액세스 모드 정보와 일치하는지 여부에 따라 상기 커맨드를 처리하는 메모리 컨트롤러;를 포함하는 스토리지 장치.
a memory device including a secure storage area for storing data accessed according to authentication;
an access mode memory for storing device access mode information about an operation mode for the secure storage area; and
and a memory controller that receives a command related to the secure storage area from an external host and processes the command according to whether host access mode information included in the command matches device access mode information.
미리 정해진 커맨드를 수신한 경우에 액세스가 가능하거나, 인증을 통과한 경우에 액세스가 가능한 영역인 스토리지 장치.
The method of claim 1, wherein the secure storage area,
A storage device that is an area accessible when a predetermined command is received or when authentication is passed.
상기 호스트가 제공하는 상기 보안 저장 영역에 대한 동작 모드에 관한 정보를 포함하는 스토리지 장치.
The method of claim 1, wherein the host access mode information comprises:
and information about an operation mode of the secure storage area provided by the host.
제1 액세스 모드 또는 상기 보안 저장 영역에 대한 액세스 속도가 상기 제1 액세스 모드보다 빠른 제2 액세스 모드인 스토리지 장치.
The method of claim 3, wherein the host access mode and the device access mode, respectively,
A storage device in a first access mode or a second access mode in which an access speed to the secure storage area is faster than the first access mode.
상기 디바이스 액세스 모드가 제1 액세스 모드이면, 상기 커맨드 이후에 추가적으로 입력되는 커맨드로부터 상기 인증에 필요한 정보를 획득하는 스토리지 장치.
The method of claim 4 , wherein the memory controller comprises:
If the device access mode is the first access mode, obtaining information necessary for the authentication from a command additionally input after the command.
상기 디바이스 액세스 모드가 제2 액세스 모드이면, 상기 커맨드로부터 상기 인증에 필요한 정보를 획득하는 스토리지 장치.
The method of claim 4 , wherein the memory controller comprises:
and obtaining information necessary for the authentication from the command when the device access mode is the second access mode.
상기 외부 호스트와 상기 메모리 컨트롤러 간에 송수신되는 커맨드들에 공통적으로 포함되는 공통 세그먼트;
상기 커맨드들의 종류에 따라 고유한 값을 포함하는 고유 필드; 및
상기 공통 세그먼트를 제외한 세그먼트인 추가 세그먼트;를 포함하는 스토리지 장치.
The method of claim 4, wherein the command,
a common segment commonly included in commands transmitted and received between the external host and the memory controller;
a unique field including a unique value according to the type of the commands; and
and an additional segment that is a segment other than the common segment.
상기 추가 세그먼트의 길이를 나타내는 정보를 포함하는 스토리지 장치.
The method of claim 7, wherein the common segment,
A storage device including information indicating the length of the additional segment.
상기 추가 세그먼트의 길이를 나타내는 정보 및 상기 추가 세그먼트 중 하나 이상을 기초로 상기 호스트 액세스 모드를 식별하는 스토리지 장치.
The method of claim 8 , wherein the memory controller comprises:
and identifying the host access mode based on at least one of information representing the length of the additional segment and the additional segment.
상기 추가 세그먼트의 길이가 0이거나, 상기 추가 세그먼트에 상기 인증에 필요한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 호스트 액세스 모드가 상기 제1 액세스 모드인 것으로 식별하는 스토리지 장치.
10. The method of claim 9, wherein the memory controller,
and identifying that the host access mode is the first access mode when the length of the additional segment is 0 or the additional segment does not include information required for the authentication.
상기 추가 세그먼트의 길이가 0이 아니거나, 상기 추가 세그먼트에 상기 인증에 필요한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 호스트 액세스 모드가 상기 제2 액세스 모드인 것으로 식별하는 스토리지 장치.
10. The method of claim 9, wherein the memory controller,
and identifying the host access mode as the second access mode when the length of the additional segment is not 0 or the additional segment includes information necessary for the authentication.
상기 보안 저장 영역에 액세스할 것을 요청하는 메시지에 포함된 메타 데이터 또는 인증 데이터 중 적어도 일부를 포함하는 스토리지 장치.
The method of claim 11, wherein the information necessary for the authentication,
A storage device including at least a portion of metadata or authentication data included in a message requesting access to the secure storage area.
상기 호스트 액세스 모드 및 상기 디바이스 액세스 모드가 일치하는 경우, 상기 액세스 모드에 따라 상기 보안 저장 영역에 액세스하는 스토리지 장치.
The method of claim 1 , wherein the memory controller comprises:
and accessing the secure storage area according to the access mode when the host access mode and the device access mode match.
상기 호스트 액세스 모드 및 상기 디바이스 액세스 모드가 일치하지 않는 경우, 상기 보안 저장 영역에 대한 액세스를 수행하지 않는 스토리지 장치.
The method of claim 1 , wherein the memory controller comprises:
If the host access mode and the device access mode do not match, access to the secure storage area is not performed.
상기 외부 호스트에 에러임을 나타내는 정보를 제공하는 스토리지 장치.
15. The method of claim 14, wherein the memory controller,
A storage device that provides information indicating an error to the external host.
상기 외부 호스트로부터 상기 보안 저장 영역에 관한 커맨드를 수신하는 단계;
상기 커맨드를 기초로 상기 외부 호스트의 상기 보안 저장 영역에 대한 동작 모드를 나타내는 호스트 액세스 모드를 식별하는 단계; 및
상기 호스트 액세스 모드 및 상기 디바이스 액세스 모드를 비교하는 단계;를 포함하는 동작 방법.
A memory device including a secure storage area for storing data accessed according to authentication, an access mode memory for storing device access mode information related to an operation mode for the secure storage area, and a memory controller for processing commands received from an external host In the operating method of the storage device comprising a,
receiving a command related to the secure storage area from the external host;
identifying a host access mode indicating an operation mode for the secure storage area of the external host based on the command; and
and comparing the host access mode and the device access mode.
상기 액세스 모드에 따라 상기 보안 저장 영역에 액세스하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.
17. The method of claim 16, when the host access mode and the device access mode match,
and accessing the secure storage area according to the access mode.
에러임을 나타내는 정보를 상기 외부 호스트에 제공하는 단계;를 더 포함하는 동작 방법.
17. The method of claim 16, when the host access mode and the device access mode do not match,
The operation method further comprising providing information indicating an error to the external host.
상기 스토리지 장치는, 상기 보안 저장 영역에 대한 액세스를 수행하지 않는 동작 방법.
According to claim 18,
The storage device does not perform access to the secure storage area.
상기 보안 저장 영역에 관한 커맨드를 상기 스토리지 장치에 제공하는 호스트 장치;를 포함하고,
상기 메모리 컨트롤러는,
상기 커맨드에 포함된 호스트 액세스 모드 정보가 상기 디바이스 액세스 모드 정보와 일치하는지 여부에 따라 상기 커맨드를 처리하는 컴퓨팅 시스템.
A memory device including a secure storage area for storing data accessed according to authentication, an access mode memory for storing device access mode information related to an operation mode for the secure storage area, and controlling the memory device and the access mode memory a storage device including a memory controller; and
A host device providing a command related to the secure storage area to the storage device;
The memory controller,
A computing system that processes the command according to whether the host access mode information included in the command matches the device access mode information.
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CN202211324756.2A CN116069244A (en) | 2021-11-03 | 2022-10-27 | Storage device, computing system, and method of operation thereof |
DE102022211563.5A DE102022211563A1 (en) | 2021-11-03 | 2022-11-02 | STORAGE DEVICE, COMPUTING SYSTEM AND METHOD OF OPERATING SAME |
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