专利名称：指纹硬盘及其数据处理方法
技术领域：
本发明涉及数据安全存储技术，尤其涉及用指纹传感器来保障数据安全的硬盘及其数据处理方法。
背景技术：
普通硬盘上的数据因很容易被人窃取或篡改，从而存在很大的安全隐患。为了解决这个问题，出现了将指纹设备与硬盘相结合而成的指纹硬盘。例如中国专利ZL00104622公开了一种包括指纹识别器和硬盘的指纹硬盘，指纹识别器具有控制接口，硬盘具有电源接口和信号接口，指纹识别器用来识别用户指纹是否吻合，并根据该识别结果向硬盘控制装置发出信号，控制电源接口或信号接口预定信号的给出与否来控制对硬盘的访问。
近年来，随着带USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口的硬盘(下称USB硬盘)作为大容量数据存储设备被广泛使用，并成为商务人士必备物品之一，数据安全问题越发突出。USB指纹硬盘为此提供了一个很好的解决方案为了保持硬盘便携、低成本和易于访问的优势，它仅把指纹传感器，而不把指纹处理器加入到USB硬盘中；这样，传感器采集到的指纹数据必须经PC(Personal Computer，个人电脑)主机处理来提取指纹特征。
目前，USB指纹硬盘处理指纹数据的方法包括一是利用已有的、并且Windows操作系统直接支持的USB Mass Storage设备类型的通讯接口，来读取指纹数据或传输指纹特征数据；二是为指纹硬盘配置特定的通讯接口，并开发专用驱动程序。
上述现有技术的不足在于，在Windows平台下，有管理员和访客(guest)两种用户模式，第一种方法需要主机使用非标准的USB Mass Storage Device访问命令来传输指纹数据，从而指纹硬盘不能在访客用户模式下使用；第二种方法要求用户安装驱动程序，指纹硬盘也不能在guest模式下使用。因为用户只能在管理员模式下使用指纹功能，从而限制了所述指纹硬盘的使用范围，降低了USB硬盘移动使用、操作的方便性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提出一种指纹硬盘及其数据处理方法，使带USB接口的硬盘可以充分利用主机的系统资源，在保障数据安全的前提下，用户能同时享受更流畅的指纹输入和硬盘数据访问服务，并且对该硬盘的访问易于操作。
为解决上述技术问题，本发明的基本构思为将指纹设备与硬盘设备复合设计成统一由USB控制器进行控制，并为硬盘和指纹传感器定义不同的数据接口，以将他们分别配置成Windows标准的USB Mass Storage Device和USB Printing Support设备，从而分别获得操作系统的默认支持，无需进行额外设备驱动程序的开发或安装；这样指纹硬盘可以在guest模式下使用。为了进一步加强数据安全性，还可以利用指纹软件对硬盘数据进行分区显示控制。
作为实现本发明构思的第一技术方案是，提供一种指纹硬盘，包括指纹传感器、硬盘本体、USB接口电路及连接该电路的USB控制器，尤其是，所述指纹传感器和硬盘本体分别连接所述USB控制器。
上述方案中，所述硬盘的存储区域由内到外包括至少两个数据分区应用程序分区和用户数据区。
上述方案中，所述硬盘的存储区域还包括位于外周的又一数据分区指纹样本存储区。
作为实现本发明构思的第二技术方案是，提供一种指纹硬盘的数据处理方法，用于包括指纹传感器、硬盘本体、USB接口电路及连接该电路的USB控制器的指纹硬盘，以指纹验证来保障硬盘中的数据安全，尤其是，包括步骤A.将载有指纹软件的硬盘通过USB接口连接到PC主机；B.所述主机检测到该连接，并将所述硬盘识别为USB Mass Storage Device设备，从而自动运行所述指纹软件；同时还识别所述指纹传感器为USB Printing Support设备。
上述方案中，还包括步骤
C.所述指纹传感器将采集到的指纹数据经USB控制器送往所述PC主机；D.所述PC主机分析指纹数据并提取特征；E.所述PC主机将所述特征数据送往USB控制器；F.所述USB控制器读取存储在硬盘中的样本数据，与所述特征数据进行比对；并根据比对结果来控制主机对硬盘上用户数据的访问。
采用上述技术方案，可以充分利用USB总线的带宽，用户得以同时进行指纹输入和硬盘数据访问，并且无需在主机上人工安装软件，带来使用上的方便。
图1是本发明指纹硬盘原理框2是本发明硬盘数据存储分区示意3是本发明指纹设备命令数据处理过程示意4是本发明指纹硬盘内部各单元电路连接示意5是本发明指纹设备数据处理流程图具体实施方式
下面，结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本发明。
图1示意了本发明指纹硬盘。它包括用来读取用户指纹数据的指纹传感器、硬盘本体、USB接口电路及连接该电路的USB控制器，该控制器用来进行指纹特征数据与样本数据的比对和控制接口数据的传输。由于分析处理指纹数据并得到所述指纹特征数据需要很多计算量，这不是一般USB控制器或单片机所能快速完成的，因此本发明指纹传感器和硬盘本体分别连接所述USB控制器，从而利用主机来完成该数据处理任务。如图4实施例所示，硬盘本体可以通过IDE接口连接USB控制器、指纹传感器可以通过串行或并行接口连接USB控制器。所述指纹特征数据与样本数据的比对也可以另由一个单片机来完成，也在本发明的保护访问之内。
为了数据安全，本发明实施例提供的指纹硬盘制作方法包括步骤A.将硬盘格式化为至少2个分区；B.切断第1个分区与其它分区之间的访问链接；C.在该第1个分区内载入指纹软件。
依该方法制作的硬盘数据存储分区如图2所示，硬盘存储区域由内到外包括至少两个数据分区应用程序分区和用户数据区。应用程序分区的数据设置为只读数据，包括提供给PC用来操作指纹硬盘的所述指纹软件；用户数据分区用来存放用户的操作数据，可读或可写。当该指纹硬盘插入主机USB接口时，在Windows操作系统中仅可见应用程序分区，而用户数据分区必须等注册用户经指纹传感器输入的指纹数据被验证合格之后才可见。这样，非注册用户就无法访问用户数据分区中的数据，从而保障了用户数据安全。
此外，所述硬盘的存储区域还可以包括位于外周的又一数据分区指纹样本存储区，用来存储注册用户的指纹样本数据。该样本数据可以包括多个用户的指纹特征数据，并可进一步以加密(例如但不限于64位DES算法加密)数据的形式来存放。该数据分区位于磁盘数据索引顺序的后端，在Windows操作系统中为始终不可见的区域，从而防止未授权用户通过简单复制来盗用其中的指纹信息。
用于该指纹硬盘的本发明数据处理方法包括步骤A.将载有指纹软件的硬盘通过USB接口连接到PC主机；B.对该硬盘的输入/输出端口和相关的访问接口进行配置；C.所述主机检测到该连接，根据所述配置将硬盘识别为USB Mass Storage Device设备，从而自动运行所述指纹软件；同时还识别所述指纹传感器为USB PrintingSupport设备。
所述配置包括依据USB规范来配置设备类型、子类型或协议，因属于现有技术，不在此赘述。这样，本发明指纹硬盘可以在guest用户模式下被支持和使用。如图5流程所示，执行完步骤C后，PC将显示应用程序分区。随后，所述USB控制器将识别来自PC的存储设备命令或指纹设备命令，并进行相应的处理。
其中，针对指纹设备，本发明数据处理方法还包括如图3所示的指纹数据处理步骤D.所述指纹传感器将采集到的指纹数据经USB控制器送往所述PC主机；E.所述PC主机分析指纹数据并提取特征，将对应的特征数据送往USB控制器；F.所述USB控制器读取存储在硬盘中的样本数据，与所述特征数据进行比对；并根据比对结果来控制主机对硬盘上用户数据的访问。
其中，步骤D和E中的所述指纹数据或特征数据可以用加密数据的形式进行传输。因对数据进行加密或解密的算法非本发明重点，同时现有文献中有多种方式可以被采用，因此不在此赘述。
步骤F中，若所述比对结果为相符，所述USB控制器将把分区1(应用程序分区)和分区2(用户数据分区)链接上，然后PC重新枚举存储设备，即可显示原先不可见的用户数据区域。否则，该用户数据区域仍然为不可见。
上述处理过程的步骤F也可以被步骤F’所替代F’.所述USB控制器将所述特征数据存入硬盘的指纹样本存储区。
执行步骤F’或步骤F，取决于所述USB控制器接收到的来自PC的命令当该命令为注册命令时，执行步骤F’；当该命令为验证命令时，执行步骤F。可以很方便地用设置在所述USB控制器内置或外置存储器中的固化软件来控制实现上述相关过程。
权利要求
1.一种指纹硬盘，包括用来读取用户指纹数据的指纹传感器、硬盘本体、USB接口电路及连接该电路的USB控制器，其特征在于所述指纹传感器和硬盘本体分别连接所述USB控制器。
2.根据权利要求1所述的指纹硬盘，其特征在于所述硬盘的存储区域由内到外包括至少两个数据分区应用程序分区和用户数据区。
3.根据权利要求1所述的指纹硬盘，其特征在于所述硬盘的存储区域还包括位于外周的又一数据分区指纹样本存储区。
4.一种指纹硬盘的数据处理方法，用于包括指纹传感器、硬盘、USB接口电路及连接该电路的USB控制器的指纹硬盘，以指纹验证来保障硬盘中的数据安全，其特征在于，包括步骤A.将载有指纹软件的硬盘通过USB接口连接到PC主机；B.对该硬盘的输入/输出端口和相关的访问接口进行配置；C.所述主机检测到该连接，根据所述配置将硬盘识别为USB Mass Storage Device设备，从而自动运行所述指纹软件；同时还识别所述指纹传感器为USB PrintingSupport设备。
5.根据权利要求4所述指纹硬盘的数据处理方法，其特征在于，还包括步骤D.所述指纹传感器将采集到的指纹数据经USB控制器送往所述PC主机；E.所述PC主机分析指纹数据并提取特征，将对应的特征数据送往USB控制器；F.所述USB控制器读取存储在硬盘中的样本数据，与所述特征数据进行比对；并根据比对结果来控制主机对硬盘上用户数据的访问。
6.根据权利要求4所述指纹硬盘的数据处理方法，其特征在于所述指纹软件设置在硬盘可见的应用程序分区上。
7.根据权利要求5所述指纹硬盘的数据处理方法，其特征在于，步骤D和E中的所述指纹数据或特征数据均以加密数据的形式进行传输。
8.根据权利要求5所述指纹硬盘的数据处理方法，其特征在于步骤F所述样本数据和用户数据分别设置在硬盘存储区域上的不可见区域和可读写区域。
9.根据权利要求5或8所述指纹硬盘的数据处理方法，其特征在于步骤F中，若所述比对结果为相符，所述PC重新枚举存储设备并显示所述用户数据或可读写区域。
10.根据权利要求4所述指纹硬盘的数据处理方法，其特征在于，还包括步骤D.所述指纹传感器将采集到的指纹数据经USB控制器送往所述PC主机；E.所述PC主机分析指纹数据并提取特征，将对应的特征数据送往USB控制器；F.所述USB控制器将所述特征数据存入硬盘的指纹样本存储区。
全文摘要
一种指纹硬盘及其数据处理方法，该指纹硬盘包括指纹传感器、硬盘本体、USB接口电路及USB控制器，所述指纹传感器和硬盘本体分别总线连接所述USB控制器。将载有指纹软件的所述硬盘连接到PC主机USB接口；所述硬盘被识别为USB Mass Storage Device设备，从而主机自动运行所述指纹软件；同时所述指纹传感器被识别为USB Printing Support设备。经所述指纹传感器采集的指纹数据被送往所述PC主机进行分析并提取特征，所述USB控制器接收该特征数据，与存储在硬盘中的样本数据进行比对；并根据比对结果来控制主机对硬盘上用户数据的访问。采用本发明，可以充分利用USB总线的带宽，并且无需在用户主机上人工安装软件，使用方便。
文档编号G06F12/14GK1959586SQ20051010097
公开日2007年5月9日 申请日期2005年11月1日 优先权日2005年11月1日
发明者叶军, 邓琨 申请人:芯微技术(深圳)有限公司