一种安全移动硬盘及其应用方法

文档序号:6485733阅读:192来源:国知局
一种安全移动硬盘及其应用方法
【专利摘要】本发明提供一种安全移动硬盘,包括硬盘盒、硬盘本体和设于移动硬盘本体壳体外侧的USB接口,其中移动硬盘本体还包括控制器、用于输入的键盘、显示器和指纹传感器;指纹传感器设置在硬盘盒的上盖体的表面;控制器分别与显示器、指纹传感器、硬盘本体相连接,用于密钥的生成和存储、硬盘数据的加解密、验证指纹信息。本发明还提供了一种安全移动硬盘的应用方法,首先指纹传感器与控制器进行密码握手,然后进行指纹识别操作,在数据读取和存储时进行实时的加解密;本发明技术方案实现了将硬盘数据全盘硬加密、指纹识别,具有使用方便、保密性强等优点。
【专利说明】一种安全移动硬盘及其应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动硬盘,尤其涉及一种全盘硬加密移动硬盘及其应用管理方 法。
【背景技术】
[0002]移动硬盘就是以硬盘为存储介质,计算机之间交换大容量数据,更要求携带方便、 传输速度快的存储产品。移动硬盘的存在也为现代人的日常生活、工作提供了许多方便。 现在的移动硬盘设备一般均采用通用串行总线与外界主机通信传输连接。通用串行总线 (Universal Serial Bus,USB)是一种当前被广泛应用于多种电子产品的接口标准,其主要 优点是支持即插即用、安装使用方便。
[0003]越来越多的用户都已习惯将大量的文件存放到具有USB接口的移动硬盘中,通过 它可以很容易地保存或传递文件,这无疑给人们带来了便利。但存在如下安全性问题也值 得引起重视:
1、由于移动硬盘未加密,一旦移动硬盘丢失或被盗,他人就可以轻松的翻阅移动硬盘 中的数据和内容,则硬盘中的数据几乎完全丧失了保密性。隐私、机密和其他敏感信息将无 疑被泄露,由此将会带来巨大损失;
2、目前,计算机软件工程师研发出了一些的软件加密方式,虽然能在一定程度上保护 数据的安全性,但是软件加密使得读取或存储信息繁琐;而且软件加密方式自身的一些缺 陷导致其容易中病毒或被破解,致使资料的泄露。

【发明内容】

[0004]为解决现有安全移动硬盘繁琐和安全性能低的缺点,本发明提供一种全盘硬加密 移动硬盘及其应用方法。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案:一种安全移动硬盘,包括硬盘盒、 硬盘本体;所述硬盘盒包括上下两个相互配套的盖体,硬盘本体设置于硬盘盒内。
[0006]一种安全移动硬盘,还包括显示器、键盘、用于采集指纹的指纹传感器、以及用于 对硬盘数据实时加解密及验证用户身份的控制器;其中,所述显示器、键盘和指纹传感器设 置在硬盘盒的上盖体的表面;所述控制器分别与显示器、键盘、指纹传感器、硬盘本体相连 接。
[0007]进一步,本发明的安全移动硬盘及其应用方法,控制器采用PNlll安全芯片。
[0008]进一步,本发明的安全移动硬盘及其应用方法,指纹传感器采用射频活体指纹识 别技术的指纹传感器。
[0009]进一步,本发明的安全移动硬盘及其应用方法,所述的传送到指纹图像处理和密 钥运算引擎器件为TFS5416。
[0010]一种全盘硬加密移动硬盘的应用方法,包括以下步骤:
所述控制器包括USB和PNlll安全芯片,所述的安全芯片中设置将存入硬盘的加密数据进行加密,对读书硬盘的加密数据分区的内容进行解密的加密内核,硬盘控制器与计算 机和硬盘联接。
所述的指纹传感器收集用户的指纹信息,通过SPI总线传送到指纹图像处理和密钥运 算引擎器件与所述的硬盘控制器通过SPI总线联接
[0011]进一步,本发明的安全移动硬盘及其应用方法,控制器对接收到的数据进行实时 加密,提取出硬盘中一定的数据进行实时解密是遵循USB2.0协议及SCSI指令集的方法来 实现。
[0012]本发明采用上述技术方案具有如下有益效果:
本发明的指纹管理部分采用了不依赖于电脑软件的硬件实现方式,这是其最主要的独 特之处,这种方式带来如下好处:1、没有软件管理带来的占用专用电脑的额外花费,只需供 电即可完成管理工作;2、排除了指纹的软件管理过程中,可能带来的指纹存储容易泄漏的 问题,安全性更好。
本发明能够有效的阻止非法用户盗取、使用移动设备,制造成本低,使用时,只需进行 用户指纹验证,便于用户操作,并且操作方便快捷,易于实现。
本发明将硬盘数据全盘硬加密与指纹识别结合起来,利用指纹识别对加密的密钥进行 保护,具有使用方便,保密性强的优点。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1是本发明的功能结构图。
[0014]图2是本发明的工作流程图。
具体实施方案
[0015]下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
[0016]本发明所涉及的移动硬盘,从结构上来说包含以下几个部分:
硬盘盒、控制器、显示器、指纹传感器、硬盘本体。
[0017]其中,硬盘盒包括上下两个相互配套的盖体,所述显示器、键盘和指纹传感器设置 在硬盘盒上盖体的表面;控制器分别与显示器、键盘、指纹传感器、硬盘本体相连接,用于密 钥的生成和存储、数据加解密、验证输入密码及指纹信息。
[0018]显示器用于显示工作状态、用户认证信息、提示信息等。
[0019]键盘用于输入管理员密码、管理员进行管理功能菜单的选择、新密码的输入等。
[0020]指纹传感器用来采集用户指纹信息,以用于初始指纹采集或用户身份认证。本发 明的指纹传感器专指采用射频活体指纹识别技术的指纹传感器,具有防伪性能好的优点。
[0021]显示器、键盘以及指纹传感器通过软线与控制器连接,提高了抗震能力。
[0022]如图1所示,指纹传感器用于采集指纹。如果是首次使用,则在上电时,控制器会 生成一个真随机数并存储在其中,作为加密及解密时的密钥,然后,自动进入初始用户指纹 录入阶段,初始用户指纹录入结束后即可以进入下面的正常工作流程。
[0023]如图2所示,本发明的正常工作流程:先将USB线与硬盘以及电脑连接,此时,系统 上电,并首先进入用户认证状态,该加密移动硬盘的“用户指纹认证部分”会首先与控制器 进行握手,握手通过后,即进入用户指纹采集阶段,用户需要将采集过指纹的手指划过指纹传感器,以便进行身份认证。
[0024]控制器会根据上位机发来的指令的类型判断电脑想要进行的操作,并能自动区分 指令和数据部分,这是遵循USB2.0协议及SCSI指令集的方法来实现。
[0025]所述的指纹识别系统与所述的硬盘控制器通过SPI总线连接,包括指纹传感器和 指纹图像处理和密钥运算引擎器件;所述的指纹传感器收集用户的指纹信息,通过SPI总 线传送到指纹图像处理和密钥运算引擎器件,与所述的硬盘控制器通过SPI总线连接。本 实施例中指纹传感器是一种半导体传感器其型号为TCS4C的刮擦式指纹传感器。指纹图像 处理和密钥运引擎器件为TFS5416,TFS5416为指纹图像处理和密钥运算引擎器件,能进行 指纹图像的特征点提取,指纹模板存储,指纹比对,及密钥的运算和存储,具有数据安全加 密机制。
[0026]当然本发明的管理员认证方式不限于密码认证方式,其他的安全认证方式也同样 适用,比如IC卡插卡方式认证、射频卡认证等等。
[0027]本发明的控制器目前有两种常见的类型可以采用,一种是专用的安全芯片,此种 安全芯片需要有安全产品研发资质的单位才能购买,同时销售也需要相应的资质,另外一 种是借助于通用芯片如FPGA、加密DSP等实现的,此种方案不受有关资质的限制。
[0028]从可靠性上来说,专用安全芯片是更好的选择。专用安全芯片的内部结构紧凑、运 行稳定、且极难破解,是制作安全及密码产品的首选,本发明中的控制器就采用了专用安全 芯片。专用安全芯片依其应用的不同拥有不同的对外接口和内部结构及加密算法,部分安 全芯片更针对大数据流量的应用场合优化了结构,此类芯片如PNlll等。
[0029]作为一个指纹认证的加密移动存储器,其安全性由以下几方面得到了保证:
1、指纹认证部分在工作前要首先与“控制器”进行密码握手,握手通过后方可进行下一 步的指纹采集工作,这就排除了人为更换用户指纹认证部分带来的非法读取的风险。
2、写入硬盘的数据是全部加密过的,并且密钥保存在“控制器”里,而读取密钥的前提 是用户认证获得通过,因此即使在使用过程中断电或硬盘被人为拆走也不必担心硬盘上数 据的安全性问题。
3、指纹的添加、删除等操作是在随盘的硬件上完成的,并且在进行管理操作时,管理员 需要通过硬盘上的键盘输入密码,密码通过后,方可对该硬盘进行指纹的管理,并且如果管 理员错误输入密码的次数超过5次硬盘将锁死,即使重新上电,用户也将无法自行启动该 硬盘,这避免了被非法用户恶意试探管理密码的可能性。
[0030]通过以上三个方面密切的协同工作,本发明的硬盘就具有了很高的安全性。
【权利要求】
1.本发明提供一种安全移动硬盘,包括硬盘盒、硬盘本体和设于移动硬盘本体壳体外 侧的USB接口,硬盘本体设置于硬盘盒内;其特征在于:还包括用于输入的键盘、显示器、用 于采集指纹信息的指纹传感器、指纹图像处理和密钥运算引擎器件、以及用于对硬盘数据 实时加解密的控制器;其中,键盘和指纹传感器设置在硬盘盒的上盖体的表面;控制器分别与显示器、键盘、 指纹传感器和硬盘本体相连接,用于密钥的生成和存储、硬盘数据的加解密、验证指纹信 肩、O
2.根据权利要求1所述的安全移动硬盘及其应用方法,其特征在于:所述控制器采用 PNlll安全芯片。
3.根据权利要求1所述的安全移动硬盘及其应用方法,其特征在于:所述指纹传感器 采用射频活体指纹识别技术的指纹传感器。
4.根据权利要求1所述的安全移动硬盘及其应用方法,其特征在于所述的指纹图像处 理器件为TFS5416。
5.根据权利要求1所述的安全移动硬盘及其应用方法,其特征在于:所述密钥运算引 擎器件为TFS5416和0XU921。
6.根据权利要求1所述的安全移动硬盘及其应用方法,其特征在于:还包括指纹识别 系统。所述的硬盘设置于硬盘盒内,具有至少一个加密数据分区和至少一个自由存取数据分 区,与硬盘控制器连接。所述的硬盘控制器包括PNl 11安全芯片,所述的芯片将存入硬盘的加密数据分区的数 据进行加密,硬盘控制器与计算机和硬盘连接。所述的指纹识别系统与所述的硬盘控制器通过SPI总线连接,包括指纹传感器和指纹 图像处理和密钥运算器件,所述的指纹传感器收集用户的指纹信息通过SPI总线传送到指 纹图像处理和密钥运算器件与所述的硬盘控制器通过SPI总线连接。
【文档编号】G06F12/14GK103456340SQ201210179058
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】马永强 申请人:上海亿微贸易有限公司
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