本文關(guān)鍵詞：分區(qū)加密SD存儲盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： SD存儲盤 S281 NAND Flash 外部認(rèn)證 加密存儲

【摘要】：SD卡是一種基于半導(dǎo)體器件的快閃記憶存儲設(shè)備,其具有體積小、存儲容量大、數(shù)據(jù)傳輸速度高等優(yōu)點(diǎn),目前已被廣泛應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品中。然而SD卡在使用過程中以明文的形式存儲數(shù)據(jù)容易發(fā)生信息泄漏和被任意篡改的威脅�；诖�,本文通過對存儲盤的訪問控制和全盤數(shù)據(jù)硬件加密,實(shí)現(xiàn)了保護(hù)數(shù)據(jù)安全的目的。本文首先分析了SD接口協(xié)議,研究了三重?cái)?shù)據(jù)加密算法(3DES)和高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)的加密原理,并對兩種算法進(jìn)行了比較。然后根據(jù)目前市場需求,提出了一種集外部認(rèn)證與分區(qū)切換于一體的分區(qū)加密SD存儲盤設(shè)計(jì)方案。采用SD控制器S281作為主控,4GB MLC型NAND Flash作為數(shù)據(jù)存儲器,并實(shí)現(xiàn)了分區(qū)加密SD存儲盤的硬件電路設(shè)計(jì)。本文還詳細(xì)介紹了分區(qū)加密SD存儲盤的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要包括固件設(shè)計(jì)與應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。固件設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了SD協(xié)議、Flash的訪問操作、外部認(rèn)證、分區(qū)切換和全盤數(shù)據(jù)加密。文中利用地址映射表還實(shí)現(xiàn)了壞塊的動(dòng)態(tài)管理和Flash均衡算法,延長了Flash的使用壽命,同時(shí)還提高了數(shù)據(jù)讀寫速率。應(yīng)用程序基于Android操作系統(tǒng)開發(fā),用戶可以通過應(yīng)用程序輸入正確密碼訪問SD存儲盤中的保密數(shù)據(jù)。為了滿足用戶多方面需求,本文將SD存儲盤的存儲空間分為公共分區(qū)和安全分區(qū),上電默認(rèn)只顯示公共分區(qū),外部認(rèn)證成功后可以切換至安全分區(qū),同一時(shí)間只顯示一個(gè)分區(qū)。通過3DES實(shí)現(xiàn)外部認(rèn)證,SD存儲盤中的數(shù)據(jù)采用AES256加密,并將密碼加密后隨機(jī)存儲在Flash中,雙重保護(hù)數(shù)據(jù)安全。除此之外,本文設(shè)計(jì)的SD存儲盤還具有修改密碼的功能,提高了數(shù)據(jù)存儲安全性以及密碼使用靈活性。最后對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測試,測試結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的SD存儲盤在讀寫速率、穩(wěn)定性及功能實(shí)現(xiàn)上均能滿足設(shè)計(jì)要求,具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：SD存儲盤 S281 NAND Flash 外部認(rèn)證 加密存儲
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究的背景與意義11-13
• 1.2 加密SD卡國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 存儲設(shè)備發(fā)展過程13-14
• 1.2.2 三種加密方式14
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第2章 相關(guān)技術(shù)研究17-29
• 2.1 SD卡引腳17-18
• 2.2 SD卡寄存器18-19
• 2.3 SD卡工作模式19-20
• 2.4 SD卡命令簡介20-24
• 2.4.1 SD卡命令類型20
• 2.4.2 SD卡命令格式20-21
• 2.4.3 SD卡命令與命令組21-24
• 2.5 SD卡響應(yīng)24-25
• 2.6 3DES加密算法25-26
• 2.6.1 DES加密算法原理25-26
• 2.6.2 3DES加密算法原理26
• 2.7 AES加密算法26-28
• 2.8 加密算法比較28
• 2.9 本章小結(jié)28-29
• 第3章 分區(qū)加密SD存儲盤的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)29-36
• 3.1 硬件架構(gòu)29
• 3.2 主控芯片的選型29-31
• 3.3 存儲介質(zhì)的選型31-33
• 3.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33-35
• 3.4.1 SD微控制器模塊設(shè)計(jì)34
• 3.4.2 NAND Flash數(shù)據(jù)存儲器模塊設(shè)計(jì)34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 分區(qū)加密SD存儲盤的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-54
• 4.1 SD協(xié)議的實(shí)現(xiàn)36
• 4.2 NAND Flash的主要命令36-37
• 4.3 壞塊表的建立37-38
• 4.4 地址映射表38-44
• 4.4.1 簇映射表40
• 4.4.2 塊映射表40-41
• 4.4.3 頁映射表41-42
• 4.4.4 簇映射表的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)42
• 4.4.5 塊映射表的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)42-43
• 4.4.6 頁映射表的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)43-44
• 4.5 NAND Flash的操作訪問44-47
• 4.5.1 邏輯讀操作44-45
• 4.5.2 邏輯寫操作45-47
• 4.5.3 擦除操作47
• 4.6 數(shù)據(jù)加解密模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47-48
• 4.7 分區(qū)加密模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48-50
• 4.7.1 外部認(rèn)證的設(shè)計(jì)49
• 4.7.2 分區(qū)切換的實(shí)現(xiàn)49-50
• 4.7.3 密碼修改的實(shí)現(xiàn)50
• 4.8 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)50-53
• 4.8.1 Android用戶界面設(shè)計(jì)51-52
• 4.8.2 功能模塊設(shè)計(jì)52-53
• 4.9 本章小結(jié)53-54
• 第5章 系統(tǒng)測試54-62
• 5.1 SD存儲盤硬件平臺54
• 5.2 下載程序與配置信息54-55
• 5.3 SD存儲盤測試55-61
• 5.3.1 系統(tǒng)初始化56-57
• 5.3.2 系統(tǒng)性能測試57-59
• 5.3.3 系統(tǒng)功能測試59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 漢澤西;呂飛;;大容量NAND Flash在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];石油儀器;2006年01期

2 編輯部;;成長強(qiáng)勁的NAND Flash產(chǎn)業(yè)[J];電子與電腦;2006年11期

3 ;NAND一季度表現(xiàn)糟糕[J];電子產(chǎn)品世界;2007年07期

4 江興;;三星NAND閃存龍頭地位牢固[J];半導(dǎo)體信息;2008年03期

5 ;NAND閃存閃現(xiàn)光芒,今年?duì)I業(yè)收入有望大增[J];今日電子;2013年07期

6 ;云應(yīng)用導(dǎo)致NAND閃存需求下降[J];電子產(chǎn)品世界;2013年12期

7 羽冬;;東芝推出多芯片封裝NAND閃存[J];半導(dǎo)體信息;2004年05期

8 羽冬;;Chip Enable Don't Care的NAND閃存[J];半導(dǎo)體信息;2004年01期

9 任萍;嵌入式NAND Flash穩(wěn)步起飛[J];電子與電腦;2005年05期

10 馬豐璽;楊斌;衛(wèi)洪春;;非易失存儲器NAND Flash及其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2007年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 ;Design and Implement NAND FLASH Data Storage System Based on the ARM[A];全國數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)研討會論文集[C];2011年

2 趙忠文;王魁;;基于NAND Flash的高速大容量固態(tài)記錄器設(shè)計(jì)[A];全國第三屆信號和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會�？痆C];2009年

3 肖珂;郭永超;郭書軍;;基于MTD的NAND Flash驅(qū)動(dòng)開發(fā)[A];2010通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十五屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2010年

4 雷磊;謝民;李先楚;;基于NAND型Flash的海量存儲板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];全國第二屆嵌入式技術(shù)聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

5 劉恕;;NAND Flash的ECC分級及其在ATE設(shè)備中的測試方法[A];第五屆中國測試學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 佳宜;NAND型Flash缺貨恐至2005年[N];電子資訊時(shí)報(bào);2004年

2 佳宜;NAND型Flash價(jià)跌 需求仍看俏[N];電子資訊時(shí)報(bào);2004年

3 燕蕙;休慮NAND型 Flash價(jià)跌[N];電子資訊時(shí)報(bào);2004年

4 怡均;NAND型Flash難止跌[N];電子資訊時(shí)報(bào);2004年

5 ;NAND閃存吃緊[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

6 周悟;NAND閃存大戰(zhàn)在即[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

7 吳宗翰 DigiTimes 專稿;茂德將于12英寸廠投產(chǎn)NAND Flash[N];電子資訊時(shí)報(bào);2006年

8 吳宗翰 DigiTimes;三星、海力士、美光全靠攏NAND Flash[N];電子資訊時(shí)報(bào);2006年

9 連于慧/DigiTimes;NAND Flash價(jià)格壓力沉重 恐再現(xiàn)跌勢[N];電子資訊時(shí)報(bào);2006年

10 連于慧 DigiTimes;NAND Flash報(bào)價(jià)跌 廠商大打容量消耗戰(zhàn)[N];電子資訊時(shí)報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李江鵬;提高NAND型閃存使用壽命的數(shù)字信號處理方法研究[D];上海交通大學(xué);2014年

2 黃敏;提高M(jìn)LC NAND Flash存儲系統(tǒng)可靠性的方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 魏德寶;基于錯(cuò)誤特征的NAND Flash存儲策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

4 徐永剛;基于NAND Flash的嵌入式圖像記錄技術(shù)[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

5 孫輝;NAND固態(tài)盤有限編程/擦除次數(shù)的評測模型及優(yōu)化方法[D];華中科技大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 丁德紅;嵌入式系統(tǒng)中大頁NAND Flash應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2008年

2 周天偉;NAND閃存的軟硬判決糾錯(cuò)碼應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 周仕成;基于NAND FLASH高速海量存儲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2015年

4 江旭東;基于NAND Flash陣列的高速大容量圖像存儲器設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2016年

5 張?jiān)迄i;一種基于虛擬分區(qū)頁映射的閃存FTL設(shè)計(jì)[D];安徽大學(xué);2016年

6 張蓉;支持ONFI和Toggle模式的NAND Flash控制器設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2014年

7 王舉利;eMMC存儲系統(tǒng)的閃存轉(zhuǎn)換層研究與設(shè)計(jì)[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

8 譚雪青;高密度NAND閃存的糾錯(cuò)碼架構(gòu)及評價(jià)方法研究[D];華南理工大學(xué);2016年

9 王世元;NAND Flash錯(cuò)誤特性模型及應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

10 許芮銘;基于SOPC的NAND Flash控制器設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2016年

，

本文編號：1108978