存儲卡鎖定方法及系統的製作方法
2023-05-27 03:32:41
專利名稱：存儲卡鎖定方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及存儲卡內容保護技術領域，特別是涉及一種存儲卡鎖定方法及系統。
背景技術：
廣泛應用於手機、PDA、相機、平板電腦等數碼產品中的非易失性存儲卡(如TF卡、SD卡等)，雖然方便了日常信息管理，但一旦存儲卡丟失或被盜，其內部存儲的信息極易洩漏，不但會給人們帶來個人隱 私洩漏等危害，甚至有可能會因為洩露機密內容而帶來重大損失。雖然現有技術中符合SD/MMC協議的存儲卡可支持密碼驗證功能，通過密碼驗證命令等實現對存儲卡的訪問限制；但是相關協議的命令兼容性不佳，在目前多數的讀卡器和作業系統中得不到支持，大大影響了存儲卡信息安全。若是專門針對該協議設計作業系統和軟體，一方面加大了系統設計實現難度，另一方面又限制了系統對其他存儲卡的兼容性。另外，現有技術中雖然已出現一些存儲卡加密手段，其通常是在加密存儲卡上劃分出加密區和非加密區。但是對加密區訪問時需要專用軟體把重要數據寫入和/或讀出加密區，作業系統不能直接訪問受保護的加密區數據，該方式雖然增強了安全性，卻不方便。比如用戶使用普通軟體處理的數據(如手機等的固有照相軟體形成的照片)不能直接存進受保護的加密區，必須在普通軟體處理完並保存在非加密區後再使用專用軟體寫入加密區。
發明內容
(一 )要解決的技術問題針對現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種存儲卡鎖定方法及系統，解決了現有技術中存儲卡安全性差、操作不便的問題。( 二 )技術方案為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一方面，本發明提供一種存儲卡鎖定方法，所述方法包括步驟SI，用戶請求訪問存儲卡上數據，通過作業系統使用通用命令對存儲卡進行操作，存儲卡控制器截獲所述操作並進行驗證，若所述操作的邏輯滿足解鎖條件，則執行步驟S2 ；否則，存儲卡狀態保持為鎖定狀態；S2，存儲卡控制器將存儲卡狀態轉換為解鎖狀態，用戶通過作業系統訪問存儲卡上全部內容；S3，存儲卡控制器判斷作業系統對存儲卡的當前操作的邏輯是否滿足鎖定條件，若滿足，則執行步驟S4 ;否則，存儲卡狀態保持為解鎖狀態；S4，存儲卡控制器將存儲卡設置為鎖定狀態，用戶進行受限的訪問。另一方面，本發明還同時提供一種存儲卡鎖定系統，所述系統包括
解鎖驗證模塊，用於接收用戶訪問存儲卡上數據的請求，通過作業系統使用通用命令對存儲卡進行操作，由存儲卡控制器截獲所述操作並進行驗證，若所述操作的邏輯滿足解鎖條件，則啟動解鎖模塊；否則，存儲卡狀態保持為鎖定狀態；解鎖模塊，用於將存儲卡狀態轉換為解鎖狀態，用戶通過作業系統訪問存儲卡上全部內容；鎖定判斷模塊，用於判斷作業系統對存儲卡的當前操作的邏輯是否滿足鎖定條件，若滿足，則啟動鎖定模塊；否則，存儲卡狀態保持為解鎖狀態；鎖定模塊，用於將存儲卡設置為鎖定狀態，用戶進行受限的訪問。(三)有益效果本發明的技術方案中，由於設置了存儲卡的多種不同狀態，處於鎖定狀態下的存儲卡可以有效防止敏感重要數據的洩漏，在存儲卡丟失或被盜等情況發生時也能有效保護用戶隱私和數據安全。更進一步地，利用所有作業系統、讀卡器都支持的命令，實現對存儲卡的鎖定/解鎖，無需在設計和使用時考慮對其他協議的支持，從而最大程度地利用了存儲卡的兼容性和便攜性；同時，由於本發明解鎖狀態下操作更加自由，手機、PDA等設備中的軟體直接產生的照片、視頻等數據信息可直接加密存儲於受保護區域，並方便設備的作業系統直接訪問，因而方便了用戶對存儲卡的操作。
圖I是本發明的實施例中加密存儲卡數據交互模式示意圖；圖2依照本發明實施方式的存儲卡鎖定方法流程示意圖；圖3是依照本發明實施方式的存儲卡鎖定系統功能模塊結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明提供了一種用於存儲卡控制的邏輯密碼鎖定方式，利用普通作業系統和讀卡器都支持的常見操作命令，而不用特定協議(如SD/MMC協議等)中的專用鎖定/解鎖命令，實現對存儲卡的鎖定/解鎖。本發明無需針對特定協議進行改動即可適用各種類型的存儲卡，使用方便兼容性強。在本發明中，存儲卡主要運行於兩種狀態鎖定狀態和解鎖狀態，鎖定狀態下作業系統和應用軟體不能訪問存儲卡上的存儲內容，或只能訪問到存儲卡上的不受保護部分的內容；解鎖狀態下作業系統能直接訪問到存儲卡上受保護的內容。受保護的用戶數據可加密存儲於存儲卡中。 首先，參見圖1，本發明的技術方案主要依賴於存儲卡端和設備(如手機或PDA等)端兩部分配合實現在存儲卡端固化有專用COS (Chip Operation System,片內作業系統)，在設備端運行有專用軟體，由設備端專用軟體實現對存儲卡的邏輯操作和密碼輸入，由存儲卡端的專用COS實現對輸入的密碼和邏輯操作的驗證，從而執行鎖定/解鎖操作等功能(圖I其餘部分說明見後)。再參見圖2，本發明的方法具體包括步驟SI，用戶請求訪問存儲卡上受保護數據，通過作業系統使用通用命令對存儲卡進行解鎖邏輯操作，存儲卡控制器截獲所述解鎖邏輯操作並進行驗證，若所述解鎖邏輯操作滿足解鎖條件，則執行步驟S2 ;否則，存儲卡狀態保持為鎖定狀態；S2，存儲卡控制器將存儲卡狀態轉換為解鎖狀態，用戶通過作業系統直接訪問存儲卡上全部內容；S3，存儲卡控制器判斷作業系統對存儲卡的當前操作的邏輯是否滿足鎖定條件，若滿足，則執行步驟S4 ;否則，存儲卡狀態保持為解鎖狀態；S4，存儲卡控制器將存儲卡設置為鎖定狀態，用戶只能進行受限的訪問。其中，上述步驟SI和步驟S3中所說的邏輯均是指操作命令的內容和/或順序，即在本發明中，解鎖和鎖定的命令均是利用作業系統中通用命令(如標準讀寫命令、使存儲卡進入低功耗模式命令等普通作業系統和讀卡器都支持的命令)，按照特定的內容和/或一定的順序的組合來讓存儲卡控制器識別為解鎖/鎖定指示。可以看出，在本發明中使用普通作業系統和讀卡器都支持的命令實現狀態轉換，而不用採用特定協議(如SD/MMC協議)中的鎖定/解鎖命令，使得存儲卡控制器和作業系統都無需針對這些不常用的協議進行優化和設計，大大簡化了系統實現難度，方便了系統操作。此外，本發明的技術方案中，以通用命令同樣可以實現狀態轉換時的密碼驗證，進一步保護用戶信息的安全性。比如，在用戶輸入密碼後，利用通用的寫操作命令向存儲卡中某個文件的特定位置寫入密碼值內容，由存儲卡控制器截獲寫入內容並比對來驗證密碼。在本發明的實施例中，存儲卡優選為非易失性存儲卡，如快閃記憶體卡等，更具體地，包括 TF 卡、SD 卡、CF 卡、MMC 卡等，存儲卡接口包括 CF、CF+、MMC、SD、SM、XD、MS、Mini SD、Micro SDMicrodrive 或 MiniDisc 等接口 中的至少一種。在本發明的實施例中，優選地，在所有步驟之前還包括步驟SO，存儲卡上電啟動後，默認進入鎖定狀態。在本發明中，鎖定狀態下作業系統和應用軟體不能訪問存儲卡上的存儲內容，或是只能訪問到存儲卡上的部分內容(即不受保護的內容，這部分內容通常為存儲卡信息等通用內容，不包括用戶存儲的任何實質性內容)；解鎖狀態下作業系統能直接訪問到存儲卡上所有內容(含受保護的內容)。本發明中的存儲卡還可為加密存儲卡，受保護的內容可加密存儲在存儲卡上，本發明在存儲卡上集成有加解密模塊，在解鎖狀態下，通過所述加解密模塊對用戶通過作業系統發送到存儲卡的數據(即寫入存儲卡的數據)進行加密處理、對存儲卡發送給作業系統的數據(即從存儲卡讀出的數據)進行解密處理。圖I中，加密存儲卡由控制模塊、加解密模塊、存儲區(如N0NFLASH等非易失性存儲器)等組成，加密存儲卡的存儲區分為加密區(存儲用戶數據)和非加密區，非加密區用來向存儲卡控制模塊發送驗證密碼等。設備端的作業系統通過標準的讀寫命令讀寫加密區數據，數據在加密區的讀寫經過加解密模塊的處理，加解密操作對於作業系統是透明的。本發明中的加解密模塊對作業系統用戶透明，用戶訪問時不需要在作業系統運行轉換模塊，就能直接訪問存儲卡的內容(包括用戶通過作業系統可直接訪問加密過的內容)，同時保存在存儲卡中的內容均是經過加密處理的，即使通過暴力破解存儲卡也無法獲知用戶數據。、
在上述方法步驟S2中，執行從鎖定狀態轉換到解鎖狀態的條件通常為在鎖定狀態下，存儲卡控制器截獲作業系統發來的所有命令，並對命令中的操作的邏輯進行驗證，若作業系統發來的操作的邏輯與預定的操作的邏輯相吻合，則存儲卡控制器解除對存儲卡的鎖定，正常接收作業系統發來的操作命令並處理。由於處於鎖定狀態，存儲卡控制器只接收操作命令而不執行相關處理，因而作業系統對存儲卡的任何操作都得不到實際的反饋，保證了存儲卡內容的安全性。在上述方法步驟S4中，存儲卡從解鎖狀態轉換到鎖定狀態的觸發條件一般包括存儲卡斷電重啟(為保證存儲卡安全，存儲卡的默 認狀態始終是鎖定狀態)；或是存儲卡收到鎖定的操作的邏輯；或是存儲卡沒有定期收到解鎖的操作的邏輯。對於條件為操作邏輯的，如果命令中的操作邏輯與預定的操作邏輯相吻合則截獲相關命令(即用於驗證的操作命令並不真正被執行，只是被存儲卡控制器接收而不對存儲內容產生實質的影響)並執行狀態轉換操作。更進一步地，本發明中對於圖I中存儲區分為加密區和非加密區的情況，優選地還可以將鎖定狀態進一步劃分為兩種狀態，在此優選的實施例中，運行中的加密存儲卡共有三種狀態鎖定狀態(以下簡記為狀態A):只允許以標準命令讀寫存儲卡非加密區的少量簇，如0簇至2簇等；過渡狀態(也是一種鎖定狀態，為與狀態A形成區別將其稱為過渡狀態，以下簡記為狀態B):允許以標準命令讀寫存儲卡非加密區所有數據，能讀寫非加密區文件；解鎖狀態(以下簡記為狀態C):允許以標準命令讀寫存儲卡加密區用戶數據，能讀寫加密區文件。下面以TF卡為例說明，本領域普通技術人員可以理解，由於本發明中所有操作命令均是標準命令，因而TF卡並非本發明的唯一實施方式，實際上任何可被正常讀寫的存儲卡均可應用於本發明中。具體地，本優選實施例的鎖定/解鎖操作步驟如下I、TF卡插入手機、PDA、計算機等設備中，上電後，TF卡處在狀態A ;2、通過以一定頻率和時間間隔等方式執行對TF卡格式化動作，寫TF卡的第0、1、2簇的方式，或以一定頻率多次向TF卡發送「進入低功耗模式」等常用命令的方式，來作為從狀態A切換到狀態B的認證方式；3、TF卡在切換到狀態B時，若發生掉電，再上電後TF卡自動進入狀態A ;4、在狀態B時，如果在一定的時間內不能進入C狀態時，則自動進入狀態A ；5、TF卡在狀態B時，手機軟體通過對TF卡非加密區中特定文件進行寫操作來向TF卡COS傳送密碼；具體方法如把文件的某些位置內容修改為密碼，或以密碼為內容修改文件名，TF卡COS收到相關信息，進行密碼比較，如果和密碼一致，TF卡可從狀態B切換到狀態C ;不管密碼正確已否，作為密碼輸入接口的文件在TF卡上保持內容不變；6、TF卡在狀態C時，作業系統對TF卡進行重新上載，作業系統可直接對TF卡的加密區進行讀寫；寫入加密區的數據先經過TF卡上的加密晶片進行加密，之後存儲在N0FLASH上；讀出前經過加密晶片解密，之後輸出明文到作業系統；7、TF卡在狀態C時，掉電後，再上電TF卡進入狀態A ；或通過定期向TF卡發送保持解鎖命令，具體方法為向TF卡加密區某文件的特定位置，寫入保持解鎖命令碼，來保持C狀態；或通過向TF卡發鎖定命令碼，(具體方法為向TF卡加密區某文件的特定位置，寫入鎖定命令碼)，使TF卡進入A狀態。
本領域普通技術人員可以理解，實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，包括上述實施例方法的各步驟。因此，與本發明的方法相對應的，本發明還同時包括一種存儲卡邏輯密碼鎖定系統，該系統通常以與方法各步驟相對應的功能模塊的形式表示；如圖3所示,所述系統包括解鎖驗證模塊，用於接收用戶訪問存儲卡上數據的請求，通過作業系統使用通用命令對存儲卡進行操作，由存儲卡控制器截獲所述操作並進行驗證，若所述操作的邏輯滿足解鎖條件，則啟動解鎖模塊；否則，存儲卡狀態保持為鎖定狀態；解鎖模塊，用於將存儲卡狀態轉換為解鎖狀態，用戶通過作業系統直接訪問存儲卡上全部內容；鎖定判斷模塊，用於判斷作業系統對存儲卡的當前操作的邏輯是否滿足鎖定條件，若滿足，則啟動鎖定模塊；否則，存儲卡狀態保持為解鎖狀態；鎖定模塊，用於將存儲卡設置為鎖定狀態，用戶只能進行受限的訪問。優選地，本發明實施例中的系統還包括默認鎖定模塊，用於在作業系統加載存儲卡時，默認將存儲卡設置為鎖定狀態。本發明的技術方案中，由於密碼和操作邏輯的兩重驗證，處於鎖定狀態下的存儲卡可以有效防止敏感重要數據的洩漏，在存儲卡丟失或被盜等情況發生時也能有效保護用戶隱私和數據安全。更進一步地，利用所有作業系統、讀卡器都支持的命令，實現對存儲卡的鎖定/解鎖，無需在設計和使用時考慮對其他協議的支持，從而最大程度地利用了存儲卡的兼容性和便攜性；同時，由於本發明解鎖狀態下操作更加自由，手機、PDA等設備中的軟體直接產生的照片、視頻等數據信息可直接加密存儲於受保護區域，並方便設備的作業系統直接訪問，因而方便了用戶對存儲卡的操作。以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種存儲卡鎖定方法，其特徵在於，所述方法包括步驟 Si，用戶請求訪問存儲卡上數據，通過作業系統使用通用命令對存儲卡進行操作，存儲卡控制器截獲所述操作並進行驗證，若所述操作的邏輯滿足解鎖條件，則執行步驟S2 ;否貝1J，存儲卡狀態保持為鎖定狀態； S2，存儲卡控制器將存儲卡狀態轉換為解鎖狀態，用戶通過作業系統訪問存儲卡上全部內容； S3，存儲卡控制器判斷作業系統對存儲卡的當前操作的邏輯是否滿足鎖定條件，若滿足，則執行步驟S4 ;否則，存儲卡狀態保持為解鎖狀態； S4,存儲卡控制器將存儲卡設置為鎖定狀態，用戶進行受限的訪問。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在步驟SI之前還包括步驟 SO，存儲卡上電啟動後，默認進入鎖定狀態。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟SI中，所述解鎖邏輯操作中包含有密碼驗證信息。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述存儲卡中，受保護數據加密存儲於所述存儲卡中，在所述解鎖狀態下，通過對作業系統透明的加解密模塊對用戶請求訪問的受保護數據進行加密/解密處理。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟S3中，所述鎖定條件包括存儲卡斷電重啟；或是存儲卡收到鎖定的操作的邏輯；或是存儲卡沒有定期收到解鎖的操作的邏輯。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述存儲卡還包括過渡狀態，步驟SI中，若用戶請求訪問非加密數據，則首先驗證所述操作的邏輯是否滿足過渡條件，若滿足則進入過渡狀態； 在過渡狀態下，若用戶請求訪問加密數據，則進一步驗證所述操作的邏輯是否滿足解鎖條件；如果在一定的時間內存儲卡未進入解鎖狀態、過渡條件驗證失敗或解鎖條件驗證失敗，則存儲卡進入鎖定狀態。
7.—種存儲卡鎖定系統，其特徵在於，所述系統包括 解鎖驗證模塊，用於接收用戶訪問存儲卡上數據的請求，通過作業系統使用通用命令對存儲卡進行操作，由存儲卡控制器截獲所述操作並進行驗證，若所述操作的邏輯滿足解鎖條件，則啟動解鎖模塊；否則，存儲卡狀態保持為鎖定狀態； 解鎖模塊，用於將存儲卡狀態轉換為解鎖狀態，用戶通過作業系統訪問存儲卡上全部內容； 鎖定判斷模塊，用於判斷作業系統對存儲卡的當前操作的邏輯是否滿足鎖定條件，若滿足，則啟動鎖定模塊；否則，存儲卡狀態保持為解鎖狀態； 鎖定模塊，用於將存儲卡設置為鎖定狀態，用戶進行受限的訪問。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括默認鎖定模塊，用於在存儲卡上電啟動後，默認進入鎖定狀態。
9.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述解鎖驗證模塊中包括密碼驗證模塊，用於接收所述解鎖邏輯操作中包含的密碼驗證信息並進行密碼驗證。
10.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述存儲卡的存儲區分為加密區和非加密區；所述系統還 包括加解密模塊，用於對加密區的數據訪問做加密/解密處理。
全文摘要
本發明涉及存儲卡內容保護技術領域，公開了一種存儲卡鎖定方法及系統。該方法包括S1，用戶訪問存儲卡上數據，作業系統使用通用命令進行操作，存儲卡控制器截獲操作並進行驗證，若滿足解鎖條件，則執行步驟S2；否則，存儲卡狀態保持為鎖定狀態；S2，存儲卡控制器將存儲卡狀態轉換為解鎖狀態；S3，存儲卡控制器判斷作業系統對存儲卡的當前操作的邏輯是否滿足鎖定條件，若滿足，則執行步驟S4；否則，存儲卡狀態保持為解鎖狀態；S4，存儲卡控制器將存儲卡設置為鎖定狀態。本發明可防止存儲卡重要數據的洩漏，增強了安全性，保護了用戶隱私；此外，本發明使用通用命令進行驗證，方便了系統操作保證了兼容性。
文檔編號G06F12/14GK102646075SQ20121003479
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月16日 優先權日2012年2月16日
發明者蘭宦澤, 李巖, 陳永春 申請人:蘭宦澤, 李巖, 陳永春