專利名稱：一種數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，特別地涉及一種基于各種操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)對計算機系統(tǒng)安全的定義是為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立和采用的技術(shù)和管理的安全保護(hù)，保護(hù)計算機硬件、軟件和數(shù)據(jù)不因偶然和惡意的原因遭到破壞、 更改和泄露。由此可以計算機網(wǎng)絡(luò)的安全理解為通過采用各種技術(shù)和管理措施，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運行，從而確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可用性、完整性和保密性。所以，建立網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)措施的目的是確保經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的數(shù)據(jù)不會發(fā)生增加、修改、丟失和泄露等。信息安全或數(shù)據(jù)安全有對立的兩方面的含義一是數(shù)據(jù)本身的安全，主要是指采用現(xiàn)代密碼算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行主動保護(hù)，如數(shù)據(jù)保密、數(shù)據(jù)完整性、雙向強身份認(rèn)證等，二是數(shù)據(jù)防護(hù)的安全，主要是采用現(xiàn)代信息存儲手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行主動防護(hù)，如通過磁盤陣列、數(shù)據(jù)備份、異地容災(zāi)等手段保證數(shù)據(jù)的安全，數(shù)據(jù)安全是一種主動的包含措施，數(shù)據(jù)本身的安全必須基于可靠的加密算法與安全體系，主要是有對稱算法與公開密鑰密碼體系兩種。數(shù)據(jù)處理的安全是指如何有效的防止數(shù)據(jù)在錄入、處理、統(tǒng)計或打印中由于硬件故障、斷電、死機、人為的誤操作、程序缺陷、病毒或黑客等造成的數(shù)據(jù)庫損壞或數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，某些敏感或保密的數(shù)據(jù)可能不具備資格的人員或操作員閱讀，而造成數(shù)據(jù)泄密等后果。而數(shù)據(jù)存儲的安全是指數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)運行之外的可讀性，一個標(biāo)準(zhǔn)的ACCESS數(shù)據(jù)庫，稍微懂得一些基本方法的計算機人員，都可以打開閱讀或修改。一旦數(shù)據(jù)庫被盜，即使沒有原來的系統(tǒng)程序，照樣可以另外編寫程序?qū)ΡI取的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查看或修改。從這個角度說，不加密的數(shù)據(jù)庫是不安全的，容易造成商業(yè)泄密。這就涉及了計算機網(wǎng)絡(luò)通信的保密、安全及軟件保護(hù)等問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，電子商務(wù)、電子政務(wù)的興起，越來越多的人們開始嘗試在線交易，越來越多涉及個人隱私和商業(yè)秘密的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳遞，然而病毒、黑客、網(wǎng)絡(luò)釣魚以及網(wǎng)頁仿冒詐騙等惡意威脅，給在線交易的安全性帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，有必要提出一些應(yīng)用于各種操作系統(tǒng)(諸如Linux，蘋果系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等等)的數(shù)據(jù)傳輸安全的解決方案，滿足使用者在電子商務(wù)電子政務(wù)中的身份識別要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決技術(shù)問題是提供一種基于各種操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)脑O(shè)備。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，包括中央處理器，存儲器，以及接口模塊。該數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)通信協(xié)議模塊和安全模塊，其中，所述通信協(xié)議模塊位于所述存儲器內(nèi)部并與所述中央處理器連接，用于提供該數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)與計算機的通訊，所述安全模塊位于所述存儲器內(nèi)部與所述中央處理器連接。在上述數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)中，所述中央處理器和存儲器可以集成在一個微控制器芯片內(nèi)，所述中央處理器和存儲器可以集成在一個單片機內(nèi)，所述中央處理器、接口芯片和存儲器可以集成在一個微控制器芯片內(nèi)。并且，所述設(shè)備還包括擴展存儲器，該擴展存儲器與所述微控制器芯片連接。所述操作系統(tǒng)通信協(xié)議模塊用于完成針對Linux，蘋果系統(tǒng)或嵌入式系統(tǒng)的通信協(xié)議的解析。本實用新型通過采用包含了可對各種操作系統(tǒng)(諸如Linux，蘋果系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等等)的通信協(xié)議進(jìn)行解析的通信模塊的存儲器、接口模塊和存儲器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與主機進(jìn)行連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過CPU運行預(yù)置于存儲器的算法程序?qū)τ脩襞c主機的通信進(jìn)行加密，實現(xiàn)了各種平臺下的數(shù)據(jù)安全傳輸，進(jìn)而實現(xiàn)軟件保護(hù)和身份識別，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。

圖1為本實用新型的第一實施例的工作流程圖；圖2為本實用新型的第二實施例的工作流程圖；圖3為示出本實用新型的第一實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為示出本實用新型的第二實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為示出本實用新型的第三實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本實用新型的具體實施方式
。圖3示出本實用新型的第一示例性實施例。在該第一示例性實施例中，軟件保護(hù)設(shè)備302包括順次連接的接口芯片303、MCU 305和擴展存儲器304。所述擴展存儲器可以選用任意的RAM、ROM、EPROM、FLASH等，用于存儲相應(yīng)的加密算法。加密算法可以事先存儲在存儲器中，或者可以由用戶選擇或下載。圖3所示的MCU部分305包括操作系統(tǒng)通信協(xié)議模塊306和安全模塊307。操作系統(tǒng)通信協(xié)議模塊306完成針對操作系統(tǒng)的通信協(xié)議的解析。這里所指的操作系統(tǒng)包括但不限于Linux、蘋果系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)。安全模塊307用于提供數(shù)據(jù)安全保護(hù)。例如，安全模塊307在本實施例中為軟件保護(hù)模塊。下面，結(jié)合圖1對設(shè)備和主機的通信過程做詳細(xì)的說明。在圖1中，以操作系統(tǒng)為 Linux為例進(jìn)行說明。首先，將設(shè)備連接到主機時，Linux的USB子系統(tǒng)能自動識別廠商ID和產(chǎn)品ID。 同時，驅(qū)動程序被加載時，它會向USB子系統(tǒng)提供驅(qū)動所支持產(chǎn)品的廠商ID和產(chǎn)品ID等信息，這樣，就把產(chǎn)品和產(chǎn)品的驅(qū)動對應(yīng)起來。在Linux平臺上，在/dev目錄下存在一個對應(yīng)于加密鎖的邏輯設(shè)備節(jié)點。這個節(jié)點以文件的形式存在，但它不是普通意義上的文件，而是設(shè)備文件。在沒有啟動devfs的系統(tǒng)上，可以通過mknod命令創(chuàng)建設(shè)備文件，其中指定了主設(shè)備號和次設(shè)備號。在啟動了 devfs的系統(tǒng)上，由devfs系統(tǒng)自動創(chuàng)建這個設(shè)備文件。Linux系統(tǒng)上設(shè)備文件的主設(shè)備號和設(shè)備驅(qū)動程序是一一對應(yīng)的。[0022]在步驟S101，主機對設(shè)備進(jìn)行初始化。在步驟S102，主機對設(shè)備的產(chǎn)品廠商標(biāo)識進(jìn)行驗證。如果正確，則設(shè)備執(zhí)行步驟S103 ；否則，轉(zhuǎn)到S110，將設(shè)備斷開和主機的連接。在步驟S103中，進(jìn)行驗證用戶口令；若正確，設(shè)備等待來自應(yīng)用的命令以執(zhí)行步驟S104 ；否則，轉(zhuǎn)到步驟S110。在步驟104中，若設(shè)備執(zhí)行接收到命令，則對命令進(jìn)行解析， 并根據(jù)不同的應(yīng)用要求，進(jìn)入到步驟S105進(jìn)行數(shù)據(jù)加解密，或者進(jìn)入到步驟S106，用預(yù)置代碼運算數(shù)據(jù)的操作。在步驟S105或S106中對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，進(jìn)入步驟S107，等待來自應(yīng)用的命令，如果應(yīng)用不再有響應(yīng)，則進(jìn)入步驟S110，斷開和主機的連接；否則，則轉(zhuǎn)到步驟S108。如果通信結(jié)束，則執(zhí)行步驟S109，使設(shè)備斷開與主機的連接，否則轉(zhuǎn)到步驟S104繼續(xù)等待接受命令。軟件保護(hù)設(shè)備的主要作用是保護(hù)程序部分不會出現(xiàn)在主機的內(nèi)存中，這樣帶來的好處包括防止程序的非法拷貝，防止程序被非法跟蹤或調(diào)試，防止被轉(zhuǎn)儲以及防止反編譯。本實用新型的第二優(yōu)選實施例提供了一種用戶身份識別設(shè)備(或稱為身份認(rèn)證鎖)，用于保存用戶敏感數(shù)據(jù)，如密碼、數(shù)字證書等。身份識別設(shè)備的硬件部分如圖4中所示，圖中401為主機，402為身份識別設(shè)備， 403為設(shè)置在所述身份識別設(shè)備中的MCU。所述MCU內(nèi)部集成了通信協(xié)議模塊404和安全模塊405，其中，MCU 403包括CPU、接口模塊和RAM存儲器(在該RAM中內(nèi)置有算法)。所述MCU 403預(yù)置包括RSA、DES、3DES、MD5等等的算法，或者可以由用戶選擇或下載算法。圖2為本實用新型的第二示例性實施例的操作流程圖。在圖2中，與圖的情況類似地，以操作系統(tǒng)為Linux為例進(jìn)行說明。并且，圖2中的Linux系統(tǒng)對設(shè)備的識別過程與實施例1的操作相似。在步驟S201中，主機對身份識別設(shè)備完成了初始化。在步驟202中，由身份識別設(shè)備獲得用戶輸入的口令A(yù)。在步驟203中，身份識別設(shè)備從密碼存儲區(qū)中讀出口令并經(jīng)過特定的處理得到B。在步驟204中，將A和B進(jìn)行比較；若不同，則表示身份認(rèn)證失敗，流程轉(zhuǎn)到步驟S211，身份識別設(shè)備斷開同主機的連接；若相同，則由身份識別設(shè)備分配一定的權(quán)限給用戶，所述該權(quán)限同用戶的密碼等級相關(guān)聯(lián)。用戶可以進(jìn)行授權(quán)身份允許范圍內(nèi)的應(yīng)用端操作。即身份識別設(shè)備接收來自應(yīng)用的命令(如步驟S205)，對命令進(jìn)行解析處理 (如步驟S206的數(shù)據(jù)加密處理)。在步驟S207，用預(yù)置代碼運算數(shù)據(jù)，然后返回給應(yīng)用。然后。執(zhí)行步驟S208，繼續(xù)等待來自應(yīng)用的命令。在應(yīng)用沒有合法響應(yīng)的情況下，流程轉(zhuǎn)到步驟S211，斷開設(shè)備與主機的連接；否則，接收應(yīng)用層的命令。如果通過步驟S208判斷指示通信結(jié)束，則流程轉(zhuǎn)到步驟S210，斷開連接正常結(jié)束本次通信過程，；否則，流程轉(zhuǎn)到步驟S205繼續(xù)執(zhí)行。在上述的步驟S202、步驟S203、步驟S204中，也可以直接從身份識別設(shè)備中讀取密碼，由主機端判定密碼是否正確。數(shù)字身份識別設(shè)備的主要作用是保護(hù)重要得到敏感數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)都不會被讀出鍵裝置之外(如主機的內(nèi)存中)，這樣所帶來的好處是圖5示出了本實用新型的第三示例性實施例，其提供另一種身份識別設(shè)備。如圖5 所示，所述身份識別設(shè)備502中設(shè)置有接口芯片503和與之相連的集成了 CPU和存儲器的MCU 504，由所接口芯片503與主機501相連，主要用于完成對接口協(xié)議的翻譯，使得MCU部分504的實現(xiàn)可以更簡單。本實施例3中的主機與設(shè)備的通信與實施例2完全相同，并可實現(xiàn)與實施例2相同的功能。以上所述的結(jié)構(gòu)和處理僅僅是示例性的，而并非用于限制本實用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以對本實用新型進(jìn)行各種改動，而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，包括中央處理器，存儲器以及接口模塊，其特征在于，該數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)通信協(xié)議模塊和安全模塊，其中，所述通信協(xié)議模塊位于所述存儲器內(nèi)部并與所述中央處理器連接，用于提供該數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)與計算機的通訊，所述安全模塊位于所述存儲器內(nèi)部與所述中央處理器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器和存儲器集成在一個微控制器芯片內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器和存儲器集成在一個單片機。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器、接口芯片和存儲器集成在一個微控制器芯片內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備還包括擴展存儲器，該擴展存儲器與所述微控制器芯片連接。
專利摘要本實用新型提供一種數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)，包括中央處理器，存儲器以及接口模塊。該數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)通信協(xié)議模塊和安全模塊。其中，所述通信協(xié)議模塊位于所述存儲器內(nèi)部并與所述中央處理器連接，用于提供該數(shù)據(jù)安全存儲與傳輸系統(tǒng)與計算機的通訊，所述安全模塊位于所述存儲器內(nèi)部與所述中央處理器連接。所述操作系統(tǒng)通信協(xié)議模塊用于完成針對Linux，蘋果系統(tǒng)或嵌入式系統(tǒng)的通信協(xié)議的解析。通過CPU運行預(yù)置于存儲器的算法程序?qū)τ脩襞c主機的通信進(jìn)行加密，實現(xiàn)了各種平臺下的數(shù)據(jù)安全傳輸，進(jìn)而實現(xiàn)軟件保護(hù)和身份識別。
文檔編號H04L29/06GK202085191SQ20112017669
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者虞仲華 申請人:杭州在信科技有限公司