[发明专利]一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法

摘要

一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法，它有七大步骤：步骤一：分析固态自毁硬盘功能及结构，确定FLASH存储器的型号和数目、升压电路输出的高压具体值、继电器阵列信息；步骤二：写入特征“检测指纹”；步骤三：软自毁控制功能验证；步骤四：软自毁后“检测指纹”数据恢复；步骤五：软自毁数据残留特性检测；步骤六：硬自毁控制功能验证；步骤七：硬自毁数据残留特性检测。本发明针对自毁硬盘控制器和固态硬盘的原理和功能，提出了对硬盘自毁控制器进行自毁功能符合性验证和固态硬盘数据残留特性检测相结合的完整验证方法。该方法执行容易，检测效果好，在航空航天等保密性领域里有实用价值和广阔的应用前景。

主权项

一种固态自毁硬盘功能验证及数据残留检测方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：分析固态自毁硬盘功能及结构，包括SATA接口固态硬盘、自毁控制器软硬自毁指令结构、固态硬盘结构及存储器读写方式，确定自毁控制器在软自毁指示下，通过CPLD/FPGA向SATA接口发送自毁指令对固态硬盘进行数据擦除，硬自毁指示下，通过CPLD/FPGA将升压电路的高压通过继电器阵列轮流将FLASH存储器销毁；确定FLASH存储器的型号和数目、升压电路输出的高压具体值、继电器阵列信息；步骤二：写入特征“检测指纹”；“检测指纹”由具有特定模式的数字串列构成，有一定规律性，如对于4K字节的页，每个“检测指纹”的长度由128个字节组成，分别是页首标记8个字节、相接数据字段#8个字节、逻辑块地址字段4个字节、重复数据字段#48个字节、校验各字段8个字节、引导字段8个字节、位组合字段44个字节；在每页中重复写32次，写满“检测指纹”，这样“检测指纹”便于确定、重建以及统计，以确定FLASH芯片中残存数据率，“检测指纹”中还包含一个128字节识别码，利用这个识别码以区别不同的“检测指纹”集合；例如，以页重复写入的“检测指纹”都将会有相同的识别码；由于不同的固态硬盘，其内部闪存芯片的数据分配和储存的方式不相同，有些固态硬盘将连续字节储存在不同的芯片中，另一些固态硬盘在首先反转数据再将其写入；故采用的“检测指纹”具有特性的结构，其作用类似于真实的指纹，用于证明数据的存在性，通过IO写操作指令写到FLASH中；IO步骤三：软自毁控制功能验证；执行软自毁指令，软自毁后，拔下固态硬盘，插入到带有SATA接口的PC机，进行直接数据读取，检测硬盘数据是否为空；如为空，则证明自毁控制器软自毁功能正常，否则软自毁功能失效；自毁控制器工作时有两种状态：成功与失败，故符合“伯努力试验”，假定伯努力试验为n次，在这n次试验中成功次数为k，则伯努力试验成功概率，即自毁控制器成功执行任务的可靠度：p＝k/n；按需求进行n次重复操作以验证软自毁功能的可靠性；步骤四：软自毁后“检测指纹”数据恢复；通过信息重组算法编程从SATA接口对SSD的FLASH存储数据进行恢复，恢复“检测指纹”数据，也能采用专门针对固态硬盘的PC3000‑FOR‑FLASH(V5.0)专业数据恢复软件进行“检测指纹”的数据还原；步骤五：软自毁数据残留特性检测；通过IO读操作指令，向FLASH控制器发送读值令，FLASH控制器接收读命令并将指令传递到NAND FLASH各个区、块到页，读取整页的数据；步骤六：硬自毁控制功能验证；由于硬自毁具有破坏性和不可恢复性，故采用模拟验证法；断开SATA接口，在继电器阵列输出端，接入与继电器数目相同的等效阻性负载，通过A/D转换机数据采集连接到示波器，向自毁硬盘控制器发送硬自毁信号，观测示波器波形是否轮流将高压加到相应的负载上，验证自毁控制器硬自毁控制功能，对硬自毁操作进行测试n次，计算硬自毁控制功能的可靠性；步骤七：硬自毁数据残留特性检测；采用进行基于破坏性物理的失效分析，深入FLASH存储器内部晶片级检测数据不可恢复性；执行硬自毁指令，指令执行完毕后，将FLASH存储器芯片逐片拆下，然后清除FLASH芯片管脚的焊锡，之后，进行基于破坏性物理的失效分析，最后得出存储器数据残留特性验证结果。