TWI344103B - Storage apparatus, memory card accessing apparatus and method of reading/writing the same - Google Patents

Description

1344103 100-3-18 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ^本發明是有關於一種儲存裝置、記憶卡存取裝置與其 項寫方法’且特別是有關於一種具有安全性的儲存裝置、 記憶卡存取裝置與其讀寫方法。 【先前技術】

記憶卡是一種數據儲存設備，其一般是以快閃記憶體 作為儲存媒體。快閃記憶體是一種電氣抹除式可編程唯讀 記憶體（EEPROM)，其具有可寫入、可抹除、以及斷電 後仍可保存數據的優點，此外，快閃記憶體為非揮發性記 憶體（Non-Volati丨eMemory)的一種，其具有非揮發性記 憶體體積小、存取速度快 '耗電量低的優點，且因其資料 抹除（Erasing)時係採用「一塊一塊」（Bk)ckbyB丨〇ck)抹 除的方式，所以具有操作速度快的優點。

由於记憶卡體積小容量大且攜帶方便，因此已廣泛用 於個人重要資料的儲存。然而，當記憶卡不小*遺失時， 其所儲存的大量資料也可能隨之被盜用。 …為解決此-問題，-般會在記憶卡中儲存—驗證密瑪 程式。當制者將記憶卡插至域裝置時，❹者必須在 主機裝置上執行此魏密碼程式。魏密顺式會將使用 者所輸人的密碼觸存在記針巾的_進行比對。倘若 = = 者未執行驗證密碼程式時，Μ機裝置僅能 中部分的記憶體空間’所以使用者無法讀取 儲存在讀卡上的完整㈣。倘若比軸耕，舰用者 5 1344103 100-3-18 可正常的使用整個記憶卡。 然而，在上述方式中，需將密碼讀取至記憶卡外（例 如在主機裝置上）來比對’因此增加了密碼被破解的風險。 再者，驗騎触式是在錢衫上執行，因此即使沒有 岔碼亦可輕㈣破解。基此，—旦驗證密碼喊或密碼被 破解後使用者資料就可能遭到盜用。 【發明内容】 本發明提供一種儲存裝置，其可降低密碼與所加密之 資料被破解的風險。基此，避免儲存於記憶卡中的使用者 資料在未經許可下被盜用。 本發明提供一種記憶卡存取裝置，其可降低密碼與所 加密之資料被破解的風險。基此，避免儲存於記憶卡中的 使用者資料在未經許可下被盜用。 本發明提供一種用於儲存裝置的讀寫方法，其可降低 密碼與所加密之資料被破解的風險。基此，避免儲存於儲 存裝置中的使用者資料在未經許可下被盜用。 本發明提供一種用於記憶卡存取裝置的讀寫方法，其 可降低密碼與所加密之資料被破解的風險。基此，避免儲 存於記憶卡中的使用者資料在未經許可下被盜用。 本發明提出一種儲存裝置，包括非揮發性記憶體、控 制器與加/解密單元。非揮發性記憶體分為根目錄區與資料 區’而根目錄區儲存密碼檔案，其中密碼檔案包括個人密 碼。控制器電性連接至非揮發性記憶體，控制器用以控制 儲存裝置的運作並且透過通用介面與主機裝置進行通訊。 ^44103 100-3-18 加/解密單it配置在控制器中並且具有金錄。其巾，控制器 會監控是否有密碼權案的寫入，並且當主機裳置的^用者 寫入密，檔案時則會觸發密碼比對動作。在密石馬比對動作 中控制器會將使用者所輸入的密碼與儲存在密碼槽案 個人密碼進行比對以確認使用者的身份，並且倘若使用者 所輸入的密碼與儲存在密碼檔案中的個人密碼相 =用者存取資料區Μ資料，而倘若使用者所輸入的密 ，與儲存在密補針_人料別目糾卿止使用者 料區中的資料。加/解密單元會使用金鑰對儲存在非 揮發性記憶體之請區巾的麟進行加密與解^ 閃記=發明之一實施例中，上述之非揮發性記憶體為快 快閃ΐίΓ之—實_，上述之快閃記'_从仙 之—實_中’上述之通用介面為通用序列 匯桃排（Universal Serial Bus, USB)介面。 介面在本發明之—實施例中，上述之通用介面為IEEE1394 ^發明提出一種記憶卡存取裝置，包括控制器 :二通用介面與加/解密單元。控制器用以比對儲存= 的i作。案ί個人㈣並且控制記憶卡存取裝置 =乍錢卡介面與控制器電性連接，其用以與記 加；^用密Ϊ面與控制器電性連接，其用以與主機裝置通 早兀配置在控制器中並且具有金鑰。其中，控 7 xj441〇3 100-3-18 制器會監控是否有密顯案的寫人 :者寫入密繼時則會觸發密碼比對動;主== =作中控㈣會紐用者所輸人的密•儲存在密碼 中的個人密碼進行比對以確認使用者的身份，並且倘二你 與儲存在密碼檔案中的個人密碼相:時 則允紐用者舞記憶切的資料，_若 = 與儲存在密碼檔料_人㈣不相符時則禁歧 在記憶卡中㈣料進行4與會制麵對儲存 在本㈣之-實_巾，上叙記針^媒體卡 jMuiti Media Card，MMC )、安全數位（se咖 Di咖則 卡或精巧快閃（Compact Flash, CF )卡。 ， 在本發明之-實施财，上叙通时面為通用序列 匯〜排（Universal Serial Bus，USB)介面。 在本發明之-實施例中，上述之通用介面為工咖韻 介面。 明提出-種用於儲存裝置的讀寫方法，此讀寫方 2 _非揮發性記憶體的根目錄區中是否存有密碼 私案’询若在根目錄區中存有密碼㈣時，則比對使用者 所輸入之密碼與在密碼檔針_人密驳否相符；倘若 使用者所輸人之密碼與密碼檔針之個人密碼為相符時， $允許使用者對轉發航憶體的㈣區進行寫人作業或 讀取^業’以及倘若使用者所輸人之密碼與密碼槽案中、之 個人密碼為不相符時，顧止使用者對非揮發性記憶體的 1344103 100-3-ig 資料區進行寫入作業或讀取作業。 在本發明之一實施例中，當進 之儲存裝置會先以儲存於其中的全寫入作業時’上迷 料，然後再將加密後的資料儲存於該^加密欲寫入的資 行讀取作業時，儲存裝置會先以金輪貝來二並且當進 料，然後再傳送該資料。 解雄奴項取的資 本發明提出一種用於記憶卡存取 讀寫方法包括：判斷記憶卡的根目錄區，此 案；倘若在根目錄區中存有密碼檔案時疋否存有狁碼蠄 輸入之密碼與在密碼檔針的個人密碼^比2使用者所 用者所輸人之密碼與密碼魅中之個人^利目符；偶若使 允許使用者對記憶卡的資料區進行寫時，則 以及倘若使用者所輸人之料與密勢取作業， 不相符時止制者對記憶卡個人密碼為 或讀取作業。 ^心—進行寫入作業 在本發明之一實施例令，其 上述之記憶卡存取裝置會先以儲人作業時， ===將加 欲二=再傳取裝置會先，解密 本發明所提出之儲存裝置是使畴 ，與金_資料，並且密碼 在儲存裝置内進行。因此，可降低宓 :、二4力在疋 破解的風險。基此1更強化儲存“中：資二：料被 9 100-3-18 _本發明所提出之記憶卡存取裝置是使用記憶卡上之個 ^密碼與赫在記，It卡存取裝置之金縣保護資料 ，並且 役碼比對與資料加密是在記憶卡存取裝置内進行。因此， 可降低密碼與所加密的㈣被破解的風險。基此，更強化 記憶卡中之資料的保護。 本發明所提出之讀寫方法是使用儲存裝置中之個人密 碼與純金齡驗證❹者與加_存在儲存裝置中的資 料。因此，可更強化儲存裝置中之資料的保護。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉一些實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 ，讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易It，下文特舉一些實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下： 第一實施例 圖1疋根據本發明第一實施例緣示儲存裝置1〇〇的方 塊圖。 叫參照圖1，儲存裝置100包括一控制器1〇2與一非 揮發性記憶體1〇4。 ' 非揮發性記憶體104包括一根目錄區1〇6與一資料區 1〇8。根目錄區106會儲存一密碼檔案1〇如。使用者可將 一個人密碼儲存在密碼檔案1〇6a中，其中個人密碼是用以 驗證使用者身份。資料區1〇8包括多個記憶胞論，其用 以儲存資料。非揮發性記憶體刚例如是㈣記憶體或其 100-3-18 i〇4 nand 102 αα _ 機裝置15〇通汛。控制器 ^括加/解饮早疋職。加/解密單元i〇2a 加/解密單元職會使用此金鑰揮己 憶體」04之資料區1〇8中的資料進行加/解密。以下=:己 圖式咩細說明儲存裝置100的運作。 a 使用明實施例緣示在儲存裝置-中驗證 明參照圖1與圖2 ’當將倚存裳置1〇〇插入主機裝置 150 (或與主機裝置15〇連接）❿啟動時，則儲存裝置⑽ 的控制器102會讀取根目錄區1()6中的資訊，並且尋找存 放使用者個人密碼的密碼檔案（作業S2〇1 )。在作業幻〇3 中，當控制器102找到此密碼檔案之後，其會記錄此密碼 檔案的叢集（duster)並且監控是否有此密碼檔案的寫入。 當主機裝置150的使用者寫入此密碼檔案時，則會觸發密 碼比對的驗證請求（作業S205)。而使用者寫入於密碼檔 案的資料即為欲比對的個人密碼（作業S2〇7)。 當控制器102接收到從主機裝置15〇中傳來之所輸入 的個人密碼之後，控制器1〇2會從在根目錄區1〇6中記錄 後碼權案的叢集中項取後碼標案，並且將所接收到的個人 在、碼與在欲碼槽案中所項取的個人密碼進行比對以確認使 用者身份（作業S209)。倘若比對成功時，則控制器1〇2 1344103 100-3-18 會允許主機裝置15〇可對非揮發性記憶體ι〇 入作業(作業S2U)。倘若比對不成功日;= 制益102僅允許主機裝置150讀取根目錄區刚，對於^ 他讀取動作控制器102皆會以0χ00作回應（S213)。…、 在本發明實施例中’倘若控制器102在根目錄區1〇6 中搜尋不到密碼檔案時，則控制器1〇2會判斷個人密碼未 設定。因此，主機裝| 15〇1對非揮發性記憶體1〇4進 完整的讀取與寫入作業。

根據本發明實施例，當控制器1〇2在根目錄區1〇6中 搜尋不到捃碼檔案而判斷個人密碼未設定時，則控制器 102允許主機裝置150在根目錄區中寫入新的密碼^ 案來設定個人密碼以保護儲存裝置1〇〇。另外，當身份; 認成功之後，控制器102亦允許主機裝置150在根目錄區 106中寫入取代舊密碼檔案的新密碼檔案來設定新的個人 密瑪以保護儲存裝置100。 圖3是根據本發明實施例繪示在儲存裝置100中確認 身份成功之後讀寫此儲存裝置100的流程圖。 請參照圖1與圖3，根據本發明實施例，當身份確認 成功之後，倘若主機裝置150欲寫入資料至非揮發性記憶 體104的資料區1〇8(作業S301a)時，則加/解密單元102a 會先以其所儲存的金鑰來加密欲寫入的資料（作業 S303a)’ I後再將加密後的資料儲存至資料區i08中（作 業 S305a)。

請參照圖1與圖3 ’當身份確認成功之後，倘若主機 12 1344103 100 冬 18 裝置150欲從非揮發性記憶體104的資料區1〇8中讀取資 料（作業S3〇lb)時’則加/解密單元l〇2a會先以其所儲 存的金鑰來解密欲讀取的資料（作業S303b)，之後再將已 解密後的資料傳送至主機裝置150 作業S305b)。 在本發明實施例中’控制器1〇2更可包括一記錄區（未 繪示），其用以記錄密碼比對失敗的次數，並且當失敗次 數超過一預先設定的門檻值（例如3次）時，則記憶卡將

被鎖住並且儲存於其中的資料將無法再被使用。 根據本發明貫施例，使用者必須先經過身份確認才可 讀取儲存在記憶卡中的資料。再者，儲存在記憶卡中的資 料會以存放在硬體的金鑰來加密，因此儲存在根據本實施 例的§己憶卡中的資料可受到更安全的保護。 圖4是根據本發明第二實施例繪示記憶卡存取裝置 400的方塊圖。

請參照圖4,記憶卡存取裝置4〇〇包括一通用介面 4〇2、一記憶卡介面404與一控制器4〇6。 通用介面402用以與一主機裝置45〇通訊。通用介面 2可以是USB介面、IEEE1394介面或其他資料通訊 f Cf I «κ ' ，憶卡介面404用以與所插入的記憶卡44〇通訊，Α 相=MMC卡、SD卡、CF卡或其組合的通訊介面。 中控制記憶卡存取裝置_的運作，其 單元4G6a·㈣麵插入之記 …卡_中的㈣進行加/解密。以下將詳細說 13 100-3-18 取裝置400的運作。 編f參照圖2與圖4,當將記憶卡440插入與主機裝置 連接的記憶卡存取裳置侧時，則控制器獅己 憶卡梢的根目錄中尋找存放使用者個人密碼的料槽案 (S201)。當控制器條找到此 此 叢集⑽”並且監控是否有二碼;案： 路—田主機裝置450的使用者寫入此密碼檔案時，則會觸 以、碼比對的驗證請求（作業S2〇5)。而使用者寫入於密 碼檔案的資料即為欲比對的個人密碼（作業S207)。 當控制器406接收到從主機裝置45〇中傳來之所輪入 =個人密碼之後，控制器.會從在記憶卡巾記錄密碼權 累的叢集中讀取料檔案，並且將從主機裝置45〇中所接 欠j的個人祗石馬與岔碼檍案中所記錄的個人密碼做比對以 =認使用者身份（S2〇9)。倘若比對成功時，則控制器概 會允許主機裝置450對記憶卡44〇進行完整的讀取或寫入 ，業（S211)。倘若比對不成功時，則控制器4〇6會僅允 許主機裝置450項取§己憶卡440之根目錄的資料，對於主 機裝置450其他的讀取動作控制器4〇6皆會以〇χ〇〇作回庳 (S213)。 〜 在本發明實施例中，倘若控制器406搜尋不到密碼檔 案時，則控制器4〇6會判斷個人密碼未設定，並且控制^ 4〇6會允許主機裝置45〇對記憶卡44〇進行完整的 盥 寫入作業。 〃 根據本發明實施例’當控制器406搜尋不到密碼播案 14 1344103 100-3-18 而判斷個人密碼未設定時，則控制器46〇會允許主機裝置 450寫入新的密碼檔案至記憶卡44〇中來設定個人密碼以 保護記憶卡440。在本發明實施例中，當身份確認成功之 後，控制器460亦允許主機裝置45〇寫入取代舊密碼檔案 的新密碼檔案來設定新的個人密碼以保護記憶卡44〇。

根據本發明實施例，如圖3之(a)所示，當身份確認成 功之後，倘若主機裝置45〇欲寫入資料至記憶卡44〇 (S301a)時，則加/解密單元4〇6a會先以其所儲存的金鑰 來加选欲寫入的資料（S3〇3a)，之後再將加密後的資料經 由圮憶卡介面404來儲存至記憶卡44〇中（S3〇5a；)。 另外，如圖3之(b)所示，當身份確認成功之後，倘若 主機裝置450欲從記憶卡物+讀取資料日夺⑻㈣）， 則=/解密單元4G6a會先以其賴存的金絲解密欲讀取 的資料（S303b)，之後再將已解密後的資料 4〇2來傳送至主機裝置45〇(S3〇5b)。 丨面

★根據本發明實施例，使用者必須先經過身份確認才可 =儲存在誠卡巾的資料。⑽，贿在記針中的資 會-以存放在硬體的金料加密。因此，藉由使用根據本 記鮮綠裝絲對减卡騎讀寫，此記憶卡 中的- 貝料可受到更安全的保護。 並目f上所述，在本發明所提出具安全性_存裝置中， 幸j加7解密單元並且會在記憶體中儲存-特殊密竭檔 戶斤紗二此’本發明的儲存裝置可驗證使用者的身份並且對 儲存的資料進行加密。因此’使用者的資料可獲得更安 15 100-3-18 全的保護。再者，主 或修改任何驅動程飞 端也不而要增加額外硬體設傾 存-特殊密碼檔案。其二且會在所插入的記憶卡中儲 證使用者的身份並二’ 記憶卡存取裝置可驗 用者的資料可獲:::存的資料進行加密。因此，使

需要増加額外硬體設備或程ί機裝置端也不 限定 脫離本於明夕共沾Λ逋⑦知識者，在不 因此圍内，當可作些許之更動與潤飾， 為準本U之健範圍當視制之申請專利範_界定者 圖式簡單說明】 圖 圖1是根據本發明第一實施例繪示儲存裝置的方塊

圖2是根據本發明實施例繪示在儲存裝置中驗證 者身份的流程圖。 圖3疋根據本發明貫施例繪示在儲存裝置中確認身份 成功之後讀寫此儲存裝置的流程圖。 圖4是根據本發明第二實施例繪示記憶卡存取裝置的 方境圖。 【主要元件符號說明】 100 :儲存裝置 16 1344103 100-3-18 102 :控制器 102a :加/解密單元 104 :非揮發性記憶體 106 :根目錄區 106a :密碼檔案 108 :資料區 108a :記憶胞 150 :主機裝置 S201、S203、S205、S207、S2U、S213 :作業 S301a、S301b、S303a、S303b、S305a、S305b :作業 400 :記憶卡存取裝置 402 :通用介面 404 :記憶卡介面 406 :控制器 406a :加/解密單元 440 :記憶卡 450 :主機裝置 17

Claims (1)

1. ^44103 月(知修正本 100-3-18 申請專利範圍 1.一種儲存裝置，包括： —非揮發性記憶體，其分為—根目騎* 區用以儲存-密碼難，其中該密碼二 ’其·連接至該麵發性記憶體，用以控 上It的運倾且透過―通用介面與-主機裝置進 幸,：走,'控制态並且用以從該根目錄區搜尋該密碼檔 ”以1斷該根目錄區是否存有該密碼擋案；以及 一加/解密單元，配置在該控制器中並且具有—金鑰， 其中當該控制H觸該根目㈣未存有該密碼稽案 S ’该控制n允許該主機裝置在該根目縣中寫人新的密 碼檔案， ▲其中當該控制器判斷該根目錄區存有該密碼檔案時， 。亥控制器會是否有該密碼棺案的寫人，並且當該主機 裝置的使用者寫入該密碼檔案時則會觸發一密碼比對動 作， 其中在該密碼比對動作中該控制器會將該使用者所輸 入的往、碼與儲存在該密碼檔案中的個人密碼進行比對以確 認該使用者的身份，並且倘若該使用者所輸入的密碼與儲 存在該密碼檔案中的個人密碼相符時則允許該使用者存取 該資料區中的資料’而倘若該使用者所輸入的密碼與儲存 在該密碼權案中的個人密碼不相符時則禁止該使用者存取 該資料區中的資料， 18 1344103 100-3-18 其t該加/解密單元會使用該金鑰對儲存在該非揮發 性記憶體之資料區中的資料進行加密與解密。 2.如申凊專利範圍第1項所述之儲存裝置，其中該非 揮發性記憶體為一快閃記憶體。 一 3‘如申凊專利範圍第2項所述之儲存裴置，其中該快 閃記憶體為一 NAND快閃記憶體。 4·如申請專利範圍第1項所述之儲存裝置，其中該通 用介面為通用序龍流排（Univ咖1Se制—，腦）介 面。 用八t申請專利範圍第1項所述之儲存製置，其中該通 用介面為IEEE1394介面。 6.一種記憶卡存取裝置，包括： 俨宰，:::二用以從一 §己憶卡的一根目錄區搜尋-密碼

   並且用以比對該密碼檔案的二"控制裔 存取裝置的運作； 人在馬並且控制該記憶卡 一記憶卡介面，與該控制秀 憶卡通訊； 11電14連接，其用以與該記 一通用介面，與該控制器 裝置通訊；以及 電眭連接，其用以與一主機 一加/解密單元，配置在 其中當該控制ϋ判_ ^ •具有—金餘， 時，該控制器允許該主機穿录區未存有該密碼檔案 碼檔案， 、在該根目錄區中寫入新的密 19 1344103 100-3-18 二其1當該控制器判斷該根目錄區存有該密碼檔案時， /控制时會I控是否有該密碼檔案的寫入，並且當該主機 裝置的使用者寫人該密碼㈣❹丨會觸發-密碼比對動 作， 二中在忒岔蝎比對動作中該控制器會將該使用者所輸 广的密碼與儲存在該密碼齡巾的個人密碼進行比對以確 吏，者的身份，並且倘若該使用者所輸入的密碼與儲 存在該密碼檔案中的個人密碼相符時則允許該使用者存取 該記，卡中的資料，而倘若該使用者所輪入的密碼與儲存 在^ ^碼擋案中的個人密碼不相符時則禁止該使用者存取 該記憶卡中的資料， 其中該加/解密單元會使用該金鑰對儲存在該記憶卡 中的資料進行加密與解密。 7·如申睛專利範圍第6項所述之記憶卡存取裝置，其 中該記憶卡為一多媒體卡（Multi Media Card，MMC)、一 安全數位（Secure Digital, SD)卡或一精巧快閃（c〇mpact Flash，CF)卡。 8. 如申請專利範圍第6項所述之記憶卡存取裝置，其 中《•玄通用介面為通用序列匯流排（Universai §eriai bus USB)介面。 ’ 9. 如申請專利範圍第6項所述之記憶卡存取裝置，其 中該通用介面為1JBHE1394介面。 10. —種用於儲存裝置的讀寫方法，包括： 在該存儲裝置的一非易失性記憶體的一根目錄區中 20 1344103 100-3-18 搜尋一密碼檔案，以判斷該密碼檔案是否存儲在該根目錄 區中； 當判斷該根目錄區未存有該密碼檔案時，允許一主機 裝置在該根目錄區中寫入新的密碼檔案；以及 當判斷該根目錄區存有該密碼檔案時，則 一使用者寫入一資料於該密碼檔案； 比對該使用者所寫入之該資料與在該密碼檔案中的 一個人密碼是否相符； 倘若該使用者所寫入之該資料與該密碼檔案中之個 人密碼為相符時，則允許該使用者對該非揮發性記憶體的 一資料區進行一寫入作業或一讀取作業；以及 倘若該使用者所寫入之該資料與該密碼檔案中之個 人密碼為不相符時，則禁止該使用者對該非揮發性記憶體 的該資料區進行該寫入作業或該讀取作業。 11. 如申請專利範圍第10項所述之讀寫方法，其中當 判斷該根目錄區存有該密碼檔案時，另記錄該密碼檔案的 叢集，且當進行該寫入作業時，該儲存裝置會先以儲存於 其中的一金鑰來加密欲寫入的資料，然後再將加密後的該 資料儲存於該資料區中，並且當進行該讀取作業時，該儲 存裝置會先以該金鑰來解密欲讀取的資料，然後再傳送該 資料。 12. —種用於記憶卡存取裝置的讀寫方法，包括： 在一記憶卡的一根目錄區中搜尋一密碼檔案，以判斷 該密碼檔案是否存儲在該記憶卡的根目錄區中； 當判斷該根目錄區未存有該密碼檔案時，允許一主機 21 100-3-18 裝置，該根目錄區中寫入新的密媽 二難根目錄區存有該密竭4時二 使用者寫入一資料於該密蝎構室' ·、 比對該使用者所寫人之該資^； 一個人密碼是否相符； 叶與在该费碼檔案中的 倘若該使用者所寫入之該資科逊 )密:為相符時，則允許該使；案中之個 仃1人作輯—讀取作業；以及U找卡的資料區進 倘若該使用者所寫入之該資料邀 不相符時’則禁止該使用者對：個 订5亥寫人作業或該讀取作業β π卡的貪料區 叢集，且當進=捃碼核案時’另記錄該密碼檔案的 辟存於寫人作業時，該記憶卡存取裝置會二 後的該資料儲卢鑰來加密欲寫入的資料’然後再將加密 時，該記‘芯2:資料區中，並且當進行該讀取作举 料，然後衫㈣金絲解密欲讀取的ί 22