硬盘安全访问控制的研究与实现

论文摘要

随着信息技术和网络技术的飞速发展及其应用的普及,信息数据成为极其重要的资源,随之带来的信息安全问题也日渐突出,如何保障敏感数据的安全正在成为一个急待解决的问题。而硬盘作为大容量存储器,是存储各种行业信息和私人信息的重要设备,硬盘信息的保护一直是信息安全的关键问题。本文对硬盘的安全访问控制技术进行研究,设计实现了一个融身份认证、数据加密和访问控制于一体的可信存储系统。系统除了具有数据存储功能,还能够提供下几种安全服务：1)GPS位置认证,根据硬盘位置信息的唯一性和不可篡改性,系统加电后借助全球定位系统(GPS)获取设备的地理位置信息进行自我认证,确定硬盘是否处于可信范围内,确定后方可加载公共分区；2)IC卡身份认证,IC卡一方面是访问可信分区的凭证,另一方面其中存储的用户信息是进行数据访问控制的依据；3)数据加密,系统采用对称密码技术对文件数据进行加密来保证数据的机密性,文件以密文方式存储在硬盘上,因此即使用非正常手段获取数据也无法阅读。加密算法选用可信计算密码支撑平台功能与接口规范提供的SMS4对称密码算法,密钥保存在硬盘系统中的安全存储芯片中,对外无访问接口,安全性更高。本文研究了TCG组织制定的安全存储模型,以自安全存储技术为基础,围绕可信硬盘系统的设计框架,完成硬盘安全控制器的电路设计和软件实现。测试结果表明,该系统实现了数据透明加密和身份认证功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文的结构安排
• 2 安全存储技术
• 2.1 存储架构核心规范
• 2.1.1 可信计算
• 2.1.2 存储规范的提出
• 2.1.3 存储架构核心规范
• 2.2 自安全存储技术
• 2.2.1 自安全存储设备
• 2.2.2 自治安全磁盘
• 2.3 系统中运用的认证技术
• 2.3.1 GPS定位认证
• 2.3.2 IC卡身份认证
• 2.4 小结
• 3 硬盘安全访问控制系统的框架与硬件设计
• 3.1 可信安全硬盘的体系结构
• 3.1.1 ETSD的系统框架
• 3.1.2 ETSD的可信元素
• 3.1.3 ETSD的嵌入式设计
• 3.2 硬盘安全访问控制系统的硬件电路设计
• 3.2.1 接口电路
• 3.2.2 GPS接收模块
• 3.2.3 IC卡读写模块
• 3.2.4 安全存储介质
• 3.4 小结
• 4 硬盘安全访问控制系统的软件设计
• 4.1 系统软件结构
• 4.2 系统平台的搭建
• 4.2.1 构建交叉开发工具
• 4.2.2 Linux内核的移植
• 4.2.3 文件系统的制作
• 4.2.4 Bootloader引导程序的修改
• 4.3 功能模块的设计与实现
• 4.3.1 IDE接口驱动移植
• 4.3.2 USB设备侧接口驱动移植
• 4.3.3 GPS地理位置认证模块
• 4.3.4 IC卡用户信息认证模块
• 4.3.5 文件访问控制策略的分析与实现
• 4.3.6 数据加密模块
• 4.4 系统运行效果
• 5 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录