本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種安全存儲系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

計算機(jī)信息安全一直是計算機(jī)研究的一個重要課題。自從斯諾登事件以來信息安全的重要性更上一個層次，成為國家安全的重要組成部分。

數(shù)據(jù)安全包括以數(shù)據(jù)加密等保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性為目的的諸多工作，也包括了以完全破壞數(shù)據(jù)完整性為目的的數(shù)據(jù)銷毀工作。目前在信息安全上主要包含如下三個層次的加密實現(xiàn)：應(yīng)用層數(shù)據(jù)直接加密，文件系統(tǒng)層次的加密，SAN存儲網(wǎng)絡(luò)的加密。目前在SAN存儲網(wǎng)絡(luò)加密中主要是采用在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行加密，即在主機(jī)和存儲之間加入存儲加密網(wǎng)關(guān)和秘鑰管理設(shè)備，而在加密網(wǎng)關(guān)后面才是最終的存儲，這所有的設(shè)備組合起來組成了安全存儲。其優(yōu)點在于將存儲系統(tǒng)和加密系統(tǒng)相互分離。任何的數(shù)據(jù)都需要通過加密系統(tǒng)才能夠達(dá)到存儲系統(tǒng)。這樣將存儲業(yè)務(wù)和加密業(yè)務(wù)相互分離，對于實現(xiàn)上更簡單。缺點在于存儲業(yè)務(wù)難以在最大程度上和加密功進(jìn)行融合。另外，由于所有數(shù)據(jù)都會流經(jīng)加密系統(tǒng)，則加密系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性和性能就會成為整體安全存儲系統(tǒng)的瓶頸。并且一旦加密系統(tǒng)出現(xiàn)故障，必須要暫停所有的業(yè)務(wù)，成本較高。

因此，如何既能實現(xiàn)保證加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時又能避免加密部分出現(xiàn)故障時必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種安全存儲系統(tǒng)，既能實現(xiàn)保證加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時又能避免加密部分出現(xiàn)故障時必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種安全存儲系統(tǒng)，包括：存儲設(shè)備，與所述存儲設(shè)備的PCIE卡插槽部插接的PCIE加密卡，所述PCIE加密卡用于根據(jù)自身存儲的數(shù)據(jù)加密秘鑰對輸入所述存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

優(yōu)選地，還包括：主秘鑰管理模塊，用于生成所述數(shù)據(jù)加密秘鑰、為所述數(shù)據(jù)加密秘鑰進(jìn)行加解密的主密鑰，并控制所述主密鑰和所述數(shù)據(jù)加密秘鑰的分發(fā)、保存、備份和恢復(fù)。

優(yōu)選地，還包括：多個usbkey，用于存儲所述主密鑰。

優(yōu)選地，還包括：

從秘鑰管理模塊，用于和所述主密鑰管理模塊進(jìn)行主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的同步；

切換管理單元，用于在所述存儲設(shè)備的雙控端進(jìn)行主控切換或者單控制器宕機(jī)時，切換所述從秘鑰管理模塊執(zhí)行所述主秘鑰管理模塊的功能。

優(yōu)選地，所述存儲設(shè)備設(shè)有基于Linux內(nèi)核的pciehp模塊，用于響應(yīng)所述PCIE加密卡的熱插拔。

優(yōu)選地，所述pciehp模塊包括：

PCIE鏈路建立單元，用于在所述PCIE加密卡插入所述PCIE卡插槽時進(jìn)行感知，并進(jìn)行PCIE鏈接；

PCIE鏈路斷開單元，用于在所述PCIE加密卡拔出所述PCIE卡插槽，且所述存儲設(shè)備完成數(shù)據(jù)流的暫停時，斷開PCIE鏈接。

優(yōu)選地，所述PCIE卡插槽部為PCIE卡插槽或PCIE卡轉(zhuǎn)接器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所提供的一種安全存儲系統(tǒng)，包括：存儲設(shè)備，與存儲設(shè)備的PCIE卡插槽部插接的PCIE加密卡，PCIE加密卡用于根據(jù)自身存儲的數(shù)據(jù)加密秘鑰對輸入存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。存儲設(shè)備上設(shè)有通用的PCIE卡插槽部，將存儲有數(shù)據(jù)加密秘鑰的PCIE加密卡和存儲設(shè)備連接，通過加密卡對于數(shù)據(jù)高速的加密功能，實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)流的實時加解密，從而將加密設(shè)備和存儲設(shè)備融合在一起，由于PCIE本身具有熱插拔的特性，從而實現(xiàn)了PCIE加密卡的熱插拔功能；當(dāng)PCIE加密卡出現(xiàn)故障時可以方便進(jìn)行熱替換，保證了加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時避免加密部分出現(xiàn)故障時必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的安全存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種安全存儲系統(tǒng)，既能實現(xiàn)保證加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時又能避免加密部分出現(xiàn)故障時必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。

在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的安全存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種安全存儲系統(tǒng)，包括：存儲設(shè)備1，與存儲設(shè)備1的PCIE卡插槽部插接的PCIE加密卡2，PCIE加密卡2用于根據(jù)自身存儲的數(shù)據(jù)加密秘鑰對輸入存儲設(shè)備1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

進(jìn)一步地，存儲設(shè)備1設(shè)有基于Linux內(nèi)核的pciehp模塊，用于響應(yīng)PCIE加密卡的熱插拔。pciehp模塊包括：PCIE鏈路建立單元，用于在PCIE加密卡插入PCIE卡插槽時進(jìn)行感知，并進(jìn)行PCIE鏈接；PCIE鏈路斷開單元，用于在PCIE加密卡拔出PCIE卡插槽，且存儲設(shè)備完成數(shù)據(jù)流的暫停時，斷開PCIE鏈接。PCIE卡插槽部為PCIE卡插槽或PCIE卡轉(zhuǎn)接器。

在本實施方式中，存儲設(shè)備上設(shè)有通用的PCIE卡插槽或PCIE卡轉(zhuǎn)接器，將存儲有數(shù)據(jù)加密秘鑰的PCIE加密卡和存儲設(shè)備連接，通過加密卡對于數(shù)據(jù)高速的加密功能，實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)流的實時加解密，從而將加密設(shè)備和存儲設(shè)備融合在一起，由于PCIE本身具有熱插拔的特性，從而實現(xiàn)了PCIE加密卡的熱插拔功能；同時利用加密卡提供的豐富的加密算法，可以為用戶提供豐富的符合一定標(biāo)準(zhǔn)的加密算法。當(dāng)PCIE加密卡出現(xiàn)故障時可以方便進(jìn)行熱替換，保證了加密功能的穩(wěn)定性和可靠性，同時避免加密部分出現(xiàn)故障時必須暫停所有的業(yè)務(wù)的情況。PCIE協(xié)議天然是支持熱插拔的，利用Linux內(nèi)核的pciehp模塊可以方便實現(xiàn)加密卡的熱插拔，從而為用戶在正常IO的過程中提供維護(hù)加密卡的能力，提高設(shè)備的可維護(hù)性。在插入加密卡的時候，pciehp模塊會完成熱插入的流程，并感知PCIE鏈接的建立，這個時候加密卡內(nèi)的驅(qū)動可以開始數(shù)據(jù)流加解密的過程；當(dāng)拔出加密卡時，加密卡的驅(qū)動通知上層應(yīng)用完成數(shù)據(jù)流的暫停，然后pciehp模塊斷開PCIE鏈接，實現(xiàn)拔出流程。

在本發(fā)明的一種實施方式中，該系統(tǒng)還包括：主秘鑰管理模塊，用于生成數(shù)據(jù)加密秘鑰、為數(shù)據(jù)加密秘鑰進(jìn)行加解密的主密鑰，并控制主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的分發(fā)、保存、備份和恢復(fù)。

進(jìn)一步地，還包括：多個usbkey，用于存儲主密鑰；從秘鑰管理模塊，用于和主密鑰管理模塊進(jìn)行主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的同步；切換管理單元，用于在存儲設(shè)備的雙控端進(jìn)行主控切換或者單控制器宕機(jī)時，切換從秘鑰管理模塊執(zhí)行主秘鑰管理模塊的功能。

在本實施方式中，從秘鑰的管理層上面使用了兩級秘鑰管理，即采用了主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰。其中，主密鑰只負(fù)責(zé)對于數(shù)據(jù)加密秘鑰進(jìn)行加解密。而數(shù)據(jù)加密秘鑰負(fù)責(zé)對輸入到存儲設(shè)備中的實際數(shù)據(jù)流進(jìn)行加解密。當(dāng)開啟加密功能時，主秘鑰管理模塊會生成主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰，并將主密鑰進(jìn)行分發(fā)并保存在多個usbkey上。當(dāng)一個新的數(shù)據(jù)加密秘鑰生成時，會首先利用主密鑰對其進(jìn)行加密，進(jìn)而將該數(shù)據(jù)加密秘鑰保存在PCIE加密卡中。PCIE加密卡為數(shù)據(jù)加密秘鑰的保存進(jìn)行管理，并且保證數(shù)據(jù)加密秘鑰即使在加密卡被非法竊取的情況下，沒有主密鑰也無法導(dǎo)入合法的秘鑰。此時，在整體的安全存儲系統(tǒng)中無法檢測到數(shù)據(jù)加密秘鑰的明文，這是由于數(shù)據(jù)加密秘鑰只有在數(shù)據(jù)加解密的時候會通過主密鑰進(jìn)行解密，并且完成數(shù)據(jù)流的加解密后立即釋放，而這所有的過程是利用加密卡的協(xié)處理器完成的，加密卡保證了其內(nèi)部內(nèi)存無法被系統(tǒng)所訪問。

當(dāng)存儲設(shè)備為雙控存儲設(shè)備時，在本實施方式中還進(jìn)行了秘鑰管理中心的部署，秘鑰管理中心和存儲控制器一樣設(shè)有主次之分，即設(shè)置了主秘鑰管理模塊和從秘鑰管理模塊。在正常情況下，主密鑰管理模塊為整個存儲安全系統(tǒng)提供主密鑰的生成、數(shù)據(jù)加密秘鑰的生成，各秘鑰的分發(fā)、加密保存以及備份和恢復(fù)功能，且主秘鑰管理模塊和從秘鑰管理模塊進(jìn)行秘鑰的同步，這是由于雙控端看到的LUN是一樣的，雙控端都可以對數(shù)據(jù)流進(jìn)行加解密，必須保證其秘鑰的一致性。當(dāng)發(fā)生主控切換的時，或單控制器宕機(jī)時，秘鑰管理中心的切換管理單元會監(jiān)控到這些事件，隨著存儲設(shè)備的控制器的切換完成秘鑰管理中心的主從切換，此時從秘鑰管理模塊接管之前主密鑰管理模塊的工作，為安全存儲系統(tǒng)繼續(xù)提供加解密服務(wù)。

綜上所述，本發(fā)明所提供的安全存儲系統(tǒng)，采用PCIE加密卡來存儲數(shù)據(jù)加密秘鑰以對輸入存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)流進(jìn)行加密處理，充分利用了PCIE設(shè)備的熱插拔特性，實現(xiàn)了加密卡的熱替換，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性，利用加密卡對于存儲的秘鑰的存儲功能，尤其是使用主密鑰和數(shù)據(jù)加密秘鑰的兩級秘鑰管理，保證數(shù)據(jù)加密秘鑰不會被惡意導(dǎo)出；利用了雙控存儲的冗余特性，通過主秘鑰管理模塊和從秘鑰管理模塊實現(xiàn)了兩個密管，當(dāng)主控切換或單控宕機(jī)時實現(xiàn)密管的切換，提高密管的可靠性。

以上對本發(fā)明所提供的一種安全存儲系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。