分区加密sd存储盘的设计与实现

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1、硕士学位论文题目:分区加密SD存储盘的设计与实现研究生张雪专业电子与通信工程指导教师骆建军教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文分区加密SD存储盘的设计与实现研究生：张雪指导教师：骆建军教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterDesignandimplementationofSDmemorydiskwithpartitionencryptionCandidate:ZhangXueSupervisor

2、:Prof.LuoJianJunMarch，2016抗州电子稱献学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明，本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。■论文作者签名：：派ｆ日期＞４年３月Ｉ＾日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保

3、留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为抗州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文，可Ｗ允许采用影印、缩印或其；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）Ｉ；中日论文作者签名：张雪日期Ｗｔ年？月＇、。Ｉ指导教师签名＾＾日期年月日＾＾＾＾＾＾＾＾＾＾杭州电子科技大学硕士学位论文摘要SD卡是一种基于半导体器件的快闪记忆存储

4、设备，其具有体积小、存储容量大、数据传输速度高等优点，目前已被广泛应用在各类电子产品中。然而SD卡在使用过程中以明文的形式存储数据容易发生信息泄漏和被任意篡改的威胁。基于此，本文通过对存储盘的访问控制和全盘数据硬件加密，实现了保护数据安全的目的。本文首先分析了SD接口协议，研究了三重数据加密算法（3DES）和高级加密标准（AES）的加密原理，并对两种算法进行了比较。然后根据目前市场需求，提出了一种集外部认证与分区切换于一体的分区加密SD存储盘设计方案。采用SD控制器S281作为主控，4GBMLC型NANDFlash作为数据存

5、储器，并实现了分区加密SD存储盘的硬件电路设计。本文还详细介绍了分区加密SD存储盘的软件设计与实现，主要包括固件设计与应用程序设计。固件设计中实现了SD协议、Flash的访问操作、外部认证、分区切换和全盘数据加密。文中利用地址映射表还实现了坏块的动态管理和Flash均衡算法，延长了Flash的使用寿命，同时还提高了数据读写速率。应用程序基于Android操作系统开发，用户可以通过应用程序输入正确密码访问SD存储盘中的保密数据。为了满足用户多方面需求，本文将SD存储盘的存储空间分为公共分区和安全分区，上电默认只显示公共分区，外

6、部认证成功后可以切换至安全分区，同一时间只显示一个分区。通过3DES实现外部认证，SD存储盘中的数据采用AES256加密，并将密码加密后随机存储在Flash中，双重保护数据安全。除此之外，本文设计的SD存储盘还具有修改密码的功能，提高了数据存储安全性以及密码使用灵活性。最后对整个系统进行测试，测试结果表明，本文所设计的SD存储盘在读写速率、稳定性及功能实现上均能满足设计要求，具有一定的实际应用价值。关键词：SD存储盘、S281、NANDFlash、外部认证、加密存储I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTSDcardi

7、saaflashmemorystoragedevicebasedonsemi-conductor,whichhasalotofadvantages,suchassmallsize,largestoragecapacity,fastspeed,soithasbeenwidelyusedinvarioustypesofelectronicproducts.However,theSDmemorydiskstoresdataintheformofplaintext,whichhastheriskofinformationdisclo

8、sureandbeingtamperedwith.Basedonabove,thisthesisrealizesaccesscontrolandhardwareencryptionoftheSDmemorydisk,andachievesthepurposeofdataprotection