單固態(tài)硬盤嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲可信性研究.pdf

1、縮短CPU的處理速度和存儲器速度之間的差距一直是計算機體系結(jié)構(gòu)中的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)硬盤的傳輸速度已經(jīng)達到了瓶頸，因此基于閃存的固態(tài)硬盤的發(fā)展使這個瓶頸得到了一定的緩解。
　　最近基于閃存的存儲系統(tǒng)用在了越來越多的計算系統(tǒng)，包括手機，平板電腦，計算機，甚至一些工作站和服務(wù)器都是用的這套系統(tǒng)，原因就在于它快速的I/O性能，耐沖擊性，光學(xué)因素等等。固態(tài)硬盤（SSD）則是其中最受歡迎的一種。為了保持和傳統(tǒng)的基于機械硬盤的存儲系統(tǒng)的兼容性

2、，SSD存儲系統(tǒng)通常使用一個閃存轉(zhuǎn)換層，簡稱FTL。FTL作為SSD的核心存在，通常都是制造商的專利并且對其實現(xiàn)細節(jié)是保持高度機密的。而本文現(xiàn)在考慮到制造商惡意執(zhí)行木馬功能的這種可能性，這就引起了在固態(tài)硬盤之上構(gòu)建的系統(tǒng)的可信性風險。這種特洛伊木馬功能一旦觸發(fā)，可能會損害存儲在SSD中數(shù)據(jù)的完整性或者完全的擦除數(shù)據(jù)。最近，有人提出了一種異構(gòu)冗余的存儲系統(tǒng)來解決這個問題。然而，許多系統(tǒng)如嵌入式系統(tǒng)不能承擔擁有一個冗余系統(tǒng)這么大的負擔。

3、r>　　在本文中，針對應(yīng)用硬件木馬在近年來已經(jīng)被新確定為一種新的安全威脅，本文對單固態(tài)硬盤中系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可靠性進行了全方位研究。分析了由信任問題引發(fā)的可能的威脅，比如數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)篡改、性能降低等等威脅。并針對這些威脅提出了一個只需要在單個固態(tài)硬盤上運行系統(tǒng)的方案，它可以對SSD存儲的數(shù)據(jù)進行完整性的驗證，并且恢復(fù)丟失或篡改的數(shù)據(jù)。該方案提出了一種“選擇性地兩次備份和一次備份I/O請求”的安全機制，使一些很重要的數(shù)據(jù)在遭到纂改或丟失的情況