基于Z8HM2芯片的加密U盘的设计

论文摘要

随着信息技术的飞速发展,数据安全日益受到人们的重视。普通U盘具有容量大、低成本等优点,但是它存储的数据很容易被他人读出,无法满足大量数据安全存储应用的需求。本文充分考虑了各种应用需求的不同,从中抽象出一个可扩展的应用模型,并在这个应用模型的基础上设计了一个应用于大容量安全存储设备的加密U盘,它具有高安全性、可扩展性、可裁减性、易移植性等特点。当面对新的应用时,加密U盘可通过提供的SDK(Software Development Kit,即软件开发工具包)接口,上层仅做少量改动甚至不需要改动的情况下迅速满足应用的需求,因此能够大幅降低研发成本,为大容量安全存储市场各种不同的需求提供一个统一的解决方案。在系统架构的基础上进一步分析对USB设备初始化、BOT(Bulk Only Transport,批量数据传输协议)协议实现、SDK接口设计、客户端软件设计等内容进行分析,在国民技术安全加密芯片Z8HM2的基础上设计了一个加密U盘的整套方案并加以实现,提供了基础的U盘操作接口、客户端软件,并能够支持多种国际认证的硬件加密算法,如AES、SCB2等,能够广泛应用于移动办公、电子商务、电子政务、网络银行、云计算等领域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景简介
• 1.2 安全移动存储技术发展现状
• 1.3 本文主要研究内容和结构安排
• 第2章 加密U 盘的需求分析及功能设计
• 2.1 加密U 盘的需求分析
• 2.1.1 软硬件加密的分析及选择
• 2.1.2 普通U 盘需求
• 2.1.3 U 盘数据安全需求
• 2.1.4 逻辑光驱需求
• 2.1.5 二次开发需求
• 2.1.6 个性化需求
• 2.1.7 本地数据安全需求
• 2.1.8 加密U 盘的总体功能需求
• 2.2 功能设计
• 2.2.1 Flash 分区设计
• 2.2.2 PC 端应用软件登陆工具的功能设计
• 2.2.3 PC 端软件分区工具的功能设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 加密U 盘的硬件及固件设计
• 3.1 设备加密芯片的选择
• 3.1.1 加密芯片Z8HM2 概述
• 3.1.2 加密芯片Z8HM2 特性
• 3.2 设备硬件平台的选择
• 3.3 固件系统模块设计
• 3.4 固件系统流程设计
• 3.4.1 初始化
• 3.4.2 更新配置
• 3.4.3 NandFlash 扩展代码配置
• 3.4.4 掉电扫描
• 3.4.5 命令扫描
• 3.5 主要固件模块详细设计
• 3.5.1 USB Endpoint
• 3.5.2 Key Managment
• 3.5.3 Masstorage/Produce Management
• 3.5.4 NandFlash Management
• 3.6 切换盘符的设计
• 3.6.1 协议分层
• 3.6.2 密码认证处理流程设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 加密U 盘应用层接口及软件的设计与实现
• 4.1 任务及目标
• 4.2 开发环境
• 4.3 接口的封装
• 4.3.1 定义USB 传输协议
• 4.3.2 USB 通信接口
• 4.3.3 封装层次
• 4.4 登陆工具的设计
• 4.4.1 功能设计
• 4.4.2 模块设计
• 4.4.3 登陆工具的实现结果
• 4.5 分区工具的设计
• 4.5.1 功能设计
• 4.5.2 模块设计
• 4.5.3 分区工具的实现结果
• 4.6 桌面加密机的设计
• 4.6.1 功能设计
• 4.6.2 模块设计
• 4.6.3 桌面加密机实现结果
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1：Zi1209 类接口详表
• 附录2：SDK 接口详表
• 附录3：标准错误号定义列表
• 致谢