專利名稱：一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，它是一種帶有自毀控制器的具有指令進行軟硬件自毀固態(tài)硬盤的功能驗證及數(shù)據(jù)不可恢復性檢測方法，適用于帶有控制器的固態(tài)自毀硬盤的自毀控制功能可靠性驗證及數(shù)據(jù)的殘留特性分析，屬于信息技術領域。
背景技術：
固態(tài)自毀硬盤一般由硬盤自毀控制器和SATA固態(tài)硬盤組成，如附圖I所示。硬盤自毀控制器具有指令軟件擦除固態(tài)硬盤上的數(shù)據(jù)和硬件銷毀固態(tài)硬盤的功能，固態(tài)硬盤 (solid stat DISK, SSD)采用NAND FLASH芯片作為存儲介質(zhì)。軟自毀時，自毀控制器通過定制的專用嵌入式程序指令，對全盤進行擦除，將NAND FLASH存儲器中寫滿F ;硬自毀由 CPLD控制繼電器把超級電容器充電高電壓反向加到NAND FLASH電壓引腳，實現(xiàn)芯片的逐個銷毀，使數(shù)據(jù)無法恢復。由于此種自毀硬盤具有傳輸速率高、可靠性高、抗惡劣環(huán)境、抗振強度高、耐沖擊、能耗低、工作溫度范圍大、數(shù)據(jù)保護不受電源影響等特點，廣泛應用于車載、電力、醫(yī)療、軍事、航空飛行記錄儀等航空航天和軍工領域。固態(tài)自毀硬盤模塊是為了高保密要求的需要而設計的，硬盤自毀控制器和固態(tài)硬盤中任何一個組成部分或兩個部分同時在執(zhí)行自毀功能時失效都會導致組合的整體自毀功能失效。為使產(chǎn)品功能失常的泄密風險降至最小，產(chǎn)品投入使用前應對控制器自毀功能進行驗證及軟硬自毀功能完成后固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)的不可恢復性進行檢測。固態(tài)自毀硬盤為確保數(shù)據(jù)無法恢復，一般先通過指令軟件銷毀數(shù)據(jù)，然后再從硬件上對存儲介質(zhì)進行自毀，以保證數(shù)據(jù)的不可恢復性，因此對固態(tài)自毀硬盤的驗證方法也要從軟件和硬件兩個方面進行分析和驗證。目前國內(nèi)外存儲芯片數(shù)據(jù)殘存特性和現(xiàn)有殘余數(shù)據(jù)恢復手段主要是通過軟件恢復的方式，但由于核心存儲部件FLASH芯片的讀寫操作與傳統(tǒng)的硬盤存儲裝置具有很大的不同，數(shù)據(jù)軟擦除通常采用的是不同于普通硬盤的內(nèi)建定制專用嵌入式SATA擦除命令，因此目前市場上通用的恢復軟件不能徹底檢測自毀功能執(zhí)行成功后數(shù)據(jù)殘留特性，此外，固態(tài)自毀硬盤的可靠性取決于自毀控制器及固態(tài)硬盤兩個方面。目前還沒有針對固態(tài)自毀硬盤的基本原理和功能，對硬盤自毀控制器和固態(tài)硬盤進行自毀功能驗證和數(shù)據(jù)殘留特性檢測相結合的完整驗證方法。

發(fā)明內(nèi)容
I)發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有硬盤自毀功能驗證技術的不足，提出一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法。它不僅可以驗證自毀控制器自毀功能，還能夠驗證固態(tài)硬盤中FLASH內(nèi)寫入的特征數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)殘余率，進行數(shù)據(jù)殘留特性分析，驗證FLASH存儲器內(nèi)硬自毀后數(shù)據(jù)存儲單元邏輯損壞和物理無法恢復的程度。
2)技術方案本發(fā)明的驗證方法是對硬盤自毀控制器進行功能驗證，以及對固態(tài)硬盤內(nèi)部的核心FLASH存儲器進行自毀操作后的數(shù)據(jù)殘留特性檢測。自毀功能驗證檢查自毀功能能否正?？煽繄?zhí)行，數(shù)據(jù)殘留特性檢測則檢查軟、硬自毀功能執(zhí)行后硬盤上的數(shù)據(jù)是否可以被現(xiàn)有技術手段所恢復。總體方案如圖2所示。本發(fā)明一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，該方法具體步驟如下步驟一分析固態(tài)自毀硬盤功能及結構，包括SATA接口固態(tài)硬盤、自毀控制器軟硬自毀指令結構、固態(tài)硬盤結構及存儲器讀寫方式，確定自毀控制器在軟自毀指示下，通過 CPLD/FPGA向SATA接口發(fā)送自毀指令對固態(tài)硬盤進行數(shù)據(jù)擦除，硬自毀指示下，通過CPLD/ FPGA將升壓電路的高壓通過繼電器陣列輪流將FLASH存儲器銷毀。確定FLASH存儲器的型號和數(shù)目、升壓電路輸出的高壓具體值(一般IOV以上)、繼電器陣列信息。步驟二 寫入特征“檢測指紋”。“檢測指紋”由具有特定模式的數(shù)字串列構成，有一定規(guī)律性，如對于4K字節(jié)的頁，每個“檢測指紋”的長度有128個字節(jié)組成，分別是頁首標記(8個字節(jié))、相接數(shù)據(jù)字段#(8個字節(jié))、邏輯塊地址字段(4個字節(jié))、重復數(shù)據(jù)字段 #(48個字節(jié))、校驗各字段(8個字節(jié))、引導字段(8個字節(jié))、位組合字段(44個字節(jié))。 在每頁中重復寫32次，寫滿“檢測指紋”，這樣“檢測指紋”便于確定、重建以及統(tǒng)計，以確定 FLASH芯片中殘存數(shù)據(jù)率，“檢測指紋”中還包含一個128字節(jié)識別碼，利用這個識別碼以區(qū)別不同的“檢測指紋”集合。例如，以頁重復寫入的“檢測指紋”都將會有相同的識別碼。 由于不同的固態(tài)硬盤，其內(nèi)部閃存芯片的數(shù)據(jù)分配和儲存的方式不相同，有些固態(tài)硬盤將連續(xù)字節(jié)儲存在不同的芯片中(例如，將奇數(shù)字節(jié)和偶數(shù)字節(jié)數(shù)據(jù)儲存在不同芯片)，另一些固態(tài)硬盤在首先反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)再將其寫入。故采用的“檢測指紋”具有特性的結構，其作用類似于真實的指紋，用于證明數(shù)據(jù)的存在性，數(shù)據(jù)結構見圖3。通過IO寫操作指令寫到FLASH 中，IO寫操作指令包括以下步驟參照圖4(a)步驟201 :通過指令向FLASH控制器發(fā)送寫指令；步驟202 =FLASH控制器接收寫命令；步驟203 :將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)塊；步驟204 :根據(jù)寫指令將“檢測指紋”重復寫到指定的頁；步驟205 :將“檢測指紋”數(shù)據(jù)(頁)及識別碼寫到指定的塊、區(qū)。步驟三軟自毀控制功能驗證。執(zhí)行軟自毀指令，軟自毀后，拔下固態(tài)硬盤，插入到帶有SATA接口的PC機，進行直接數(shù)據(jù)讀取，檢測硬盤數(shù)據(jù)是否為空。如為空，則證明自毀控制器軟自毀功能正常，否則軟自毀功能失效。自毀控制器工作時有兩種狀態(tài)成功與失敗，故符合“伯努力試驗”，假定伯努力試驗為η次，在這η次試驗中成功次數(shù)為k，則伯努力試驗成功概率，即自毀控制器成功執(zhí)行任務的可靠度P = k/n。可按需求進行η次重復操作以驗證軟自毀功能的可靠性。步驟四軟自毀后“檢測指紋”數(shù)據(jù)恢復。通過信息重組算法編程從SATA接口對SSD的FLASH存儲數(shù)據(jù)進行恢復，恢復“檢測指紋”數(shù)據(jù)，也可采用專門針對固態(tài)硬盤的 PC3000-F0R-FLASH(V5. O)等專業(yè)數(shù)據(jù)恢復軟件進行“檢測指紋”的數(shù)據(jù)還原。步驟五軟自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測。通過IO讀操作指令，向FLASH控制器發(fā)送讀值令，F(xiàn)LASH控制器接收讀命令并將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)、塊到頁，讀取整頁的數(shù)據(jù)。流程如圖4(b)。步驟501 :通過指令向FLASH控制器發(fā)讀命令； 步驟502 =FLASH控制器接收讀命令，并將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)塊；步驟503 =FLASH接收指令選擇指定的頁；步驟504 :讀取整頁的數(shù)據(jù)。將讀取后的數(shù)據(jù)與事先寫入的檢測指紋數(shù)據(jù)進行比對，檢測“檢測指紋”軟自毀后數(shù)據(jù)殘留程度。步驟六硬自毀控制功能驗證。由于硬自毀具有破壞性和不可恢復性，故采用模擬驗證法。斷開SATA接口，在繼電器陣列輸出端，接入與繼電器數(shù)目相同的等效阻性負載，通過A/D轉(zhuǎn)換機數(shù)據(jù)采集連接到示波器，如圖5所示。向自毀硬盤控制器發(fā)送硬自毀信號，觀測示波器波形是否輪流將高壓加到相應的負載上，驗證自毀控制器硬自毀控制功能。對硬自毀操作進行測試η次，計算硬自毀控制功能的可靠性。步驟七硬自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測。采用進行基于破壞性物理的失效分析，深入 FLASH存儲器內(nèi)部晶片級檢測數(shù)據(jù)不可恢復性。執(zhí)行硬自毀指令，指令執(zhí)行完畢后，將如圖 6所示的FLASH存儲器芯片逐片拆下，然后清除FLASH芯片管腳的焊錫。之后，進行基于破壞性物理的失效分析，流程圖如圖7。具體要點是步驟701 :用3 10倍顯微鏡對芯片進行外觀檢查，有無裂紋、分層、夾雜物等，觀察FLASH存儲器外表損壞程度。步驟702 :對FLASH存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)進行阻抗特性測試，測量每個管腳對電源和地的阻抗特性并與良片進行對比分析，因為芯片損毀時，阻抗將發(fā)生較大改變。初步確定內(nèi)部燒毀部位。步驟703 :對器件開封，通過顯微鏡內(nèi)部目檢，觀察記錄存儲器件引腳與芯片間連線和鍵合絲的狀態(tài)，與正常芯片內(nèi)部形貌進行比對，初步評估自毀對這些結構的破壞性。步驟704:利用掃描電鏡進行材料成份分析，與正常存儲器芯片數(shù)據(jù)特征流材料對比，驗證芯片中的數(shù)據(jù)殘留性。用500倍以上的顯微鏡進行切片金相分析，觀察記錄器件內(nèi)部晶片損毀后的形貌，與正常晶片的內(nèi)部形貌進行比對。步驟705 :芯片內(nèi)部晶片數(shù)據(jù)存儲單元邏輯損壞程度分析，通過C-V測量、除去鈍化層、除去氧化層等顯微分析，驗證芯片中的數(shù)據(jù)殘留不能被晶片級反向工程恢復。最后得出存儲器數(shù)據(jù)殘留特性驗證結果。3)優(yōu)點及功效本發(fā)明可以從功能和數(shù)據(jù)的殘留程度兩個方面實現(xiàn)對固態(tài)自毀硬盤功能驗證驗證。該驗證方法執(zhí)行容易，檢測效果好。具體可以實現(xiàn)如下功效(I)驗證自毀控制器是否能可靠地向固態(tài)硬盤中FLASH給出自毀能量，自毀能量是否適當；(2)驗證執(zhí)行軟自毀指令后寫入的特征數(shù)據(jù)流殘留程度。(3)采用破壞性物理分析和失效分析技術驗證硬自毀后η片F(xiàn)LASH器件電測特性及器件內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲單元是否損壞到無法進行物理恢復的程度。


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圖I基于閃存的固態(tài)自毀硬盤組成示意2本發(fā)明的驗證方法總體方案流程框3檢測指紋數(shù)據(jù)結構示意4a “檢測指紋”數(shù)據(jù)寫入示意4b “檢測指紋”恢復程度讀取示意5固態(tài)自毀硬盤硬自毀模擬負載示意6固態(tài)硬盤中的NAND FLASH芯片示意7基于破壞性物理的FLASH失效分析流程圖
具體實施例方式見圖2，本發(fā)明一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，以SUMSUNG公司的16片NAND FLASH(K9GAG08U0M)為核心組成固態(tài)自毀硬盤為例，該方法具體步驟如下步驟一分析固態(tài)自毀硬盤功能及結構，包括SATA接口固態(tài)硬盤、自毀控制器軟硬自毀指令結構、固態(tài)硬盤結構及存儲器讀寫方式，確定自毀控制器在軟自毀指示下，通過 CPLD向SATA接口發(fā)送自毀指令對固態(tài)硬盤進行數(shù)據(jù)擦除，硬自毀指示下，通過CPLD將升壓電路的高壓通過16路繼電器陣列輪流將FLASH存儲器銷毀。確定FLASH存儲器為SUMUNG 公司的16片NAND FLASH K9GAG08U0M、升壓電路輸出的高壓為24V。步驟二 寫入特征“檢測指紋”。在軟自毀前，通過IO寫操作指令先向SSD中寫入一種具有特定結構的可識別數(shù)據(jù)的“檢測指紋”，由于不同的固態(tài)硬盤，其內(nèi)部閃存芯片的數(shù)據(jù)分配和儲存的方式不相同，有些固態(tài)硬盤將連續(xù)字節(jié)儲存在不同的芯片中(例如，將奇數(shù)字節(jié)和偶數(shù)字節(jié)數(shù)據(jù)儲存在不同芯片)，另一些固態(tài)硬盤在首先反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)再將其寫入，故采用具有“檢測指紋”特點的結構，其作用類似于真實的指紋，用于證明數(shù)據(jù)的存在性?！皺z測指紋”由具有特定模式的數(shù)字串列構成，有一定規(guī)律性。由于每片K9GAG08U0M有8192個塊，每個塊有128個頁，每頁有(4K+128)個字節(jié)，以頁為單位寫入，故定義每個“檢測指紋” 的長度有128個字節(jié)組成，分別是頁首標記(8個字節(jié))、相接數(shù)據(jù)字段# (8個字節(jié))、邏輯塊地址字段(4個字節(jié))、重復數(shù)據(jù)字段#(48個字節(jié))、校驗各字段(8個字節(jié))、引導字段(8 個字節(jié))、位組合字段(44個字節(jié))，在每頁中重復寫32次，寫滿“檢測指紋”，這樣“檢測指紋”便于確定、重建以及統(tǒng)計，以確定FLASH芯片中殘存數(shù)據(jù)率，“檢測指紋”中還包含一個 128字節(jié)識別碼，利用這個識別碼以區(qū)別不同的“檢測指紋”集合，以頁重復寫入的“檢測指紋”都將會有相同的識別碼，數(shù)據(jù)結構見圖3。參照圖4(a)，IO寫操作指令包括以下步驟步驟201 :通過指令向FLASH控制器發(fā)送寫指令write 80h步驟202 :FLASH控制器接收寫命令write addressl ；步驟203 :將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)塊write address2 ；步驟204:根據(jù)寫指令將“檢測指紋”重復寫到指定的頁write data (128byte)； write IOh ；步驟205 :將“檢測指紋”數(shù)據(jù)(頁)及識別碼寫到指定的塊、區(qū)read padding data ；repeat0步驟三軟自毀控制功能驗證。執(zhí)行軟自毀指令后，拔下固態(tài)硬盤，插入到帶有 SATA接口的PC機，進行直接數(shù)據(jù)讀取，檢測硬盤數(shù)據(jù)是否為空。如為空，則證明自毀控制器軟自毀功能正常，否則軟自毀功能失效。自毀控制器工作時有兩種狀態(tài)成功與失敗，故符合“伯努力試驗”，假定伯努力試驗為η次，在這η次試驗中成功次數(shù)為k，則伯努力試驗成功概率，即自毀控制器成功執(zhí)行任務的可靠度P = k/n。根據(jù)需求進行η次重復操作，計算軟自毀功能的可靠性是否符合要求。步驟四軟自毀后“檢測指紋”數(shù)據(jù)恢復。通過信息重組算法編程從SATA接口對SSD的FLASH存儲數(shù)據(jù)進行恢復，恢復“檢測指紋”數(shù)據(jù)，也可采用專門針對固態(tài)硬盤的 PC3000-F0R-FLASH(V5. O)等專業(yè)數(shù)據(jù)恢復軟件進行“檢測指紋”的數(shù)據(jù)還原。步驟五檢測軟自毀后數(shù)據(jù)殘留特性。通過IO讀操作指令，向FLASH控制器發(fā)送讀值令，F(xiàn)LASH控制器接收讀命令并將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)、塊到頁，讀取整頁的數(shù)據(jù)。流程如圖4(b)。步驟501 :通過指令向FLASH控制器發(fā)讀命令；步驟502 =FLASH控制器接收讀命令，并將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)塊；步驟503 =FLASH接收指令選擇指定的頁；步驟504 :讀取整頁的數(shù)據(jù)。將讀取后的數(shù)據(jù)與事先寫入的檢測指紋數(shù)據(jù)進行比對，檢測“檢測指紋”軟自毀后數(shù)據(jù)殘留程度。對于K9GAG08U0M，要點包括(I)向FLASH控制器發(fā)讀命令write OOh ；(2)尋址write address。尋址包括塊地址、頁地址及位地址，由于地址和命令只能在1/0[7:0]上傳遞，可操作如下(a)傳遞位地址，即 NAND_ADDR [7:0]；(b)將 NAND_ADDR 右移 9 位，將 NAND_ADDR[16:9]傳到 I/O[7:0]上(c)將 NAND_ADDR[24:17]放到 I/O 上(3)指令選擇指定的頁write 30h。(4)進行讀相應操作read data。例用C語言for (i = column_addr ；i < 4096 ；i++){*buf++ = NF_RDDATA ()；}將讀取后的數(shù)據(jù)與事先寫入的檢測指紋數(shù)據(jù)進行比對，檢測數(shù)據(jù)不可恢復的程度。步驟六硬自毀控制功能驗證。由于硬自毀具有破壞性和不可恢復性，故采用模擬驗證法。斷開SATA接口，在繼電器陣列輸出端，接入與繼電器數(shù)目相同的等效阻性負載，通過A/D轉(zhuǎn)換機數(shù)據(jù)采集連接到示波器，如圖5所示。向自毀硬盤控制器發(fā)送硬自毀信號，觀測示波器波形是否輪流將高壓加到相應的負載上，驗證自毀控制器硬自毀控制功能。對硬自毀操作進行測試η次，計算硬自毀控制功能的可靠性。如進行硬自毀1000次，成功999 次，則自毀控制器硬自毀功能可靠度為O. 999。
步驟七硬自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測。進行基于破壞性物理的失效分析，深入FLASH 存儲器內(nèi)部晶片級檢測數(shù)據(jù)不可恢復性。執(zhí)行硬自毀指令，指令執(zhí)行完畢后，將如圖6所示的FLASH存儲器芯片逐片拆下，可一邊用尖口鉗輕輕夾住FLASH芯片，一邊用吹風槍將芯片輕輕吹下，然后清除FLASH芯片管腳的焊錫。之后，進行基于破壞性物理的失效分析，流程圖見圖7。，主要過程是步驟701 :用3 10倍顯微鏡對K9GAG08U0M芯片進行外觀檢查，有無裂紋、分層、 夾雜物等，觀察FLASH存儲器外表損壞程度，必要時進行X光檢查確定。步驟702 :對FLASH存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)進行阻抗特性測試，測量每個管腳對電源和地的阻抗特性進行并與良片對比分析，因為芯片損毀時，阻抗將發(fā)生較大改變。初步確定內(nèi)部燒毀部位。步驟703 :對器件開封，通過顯微鏡內(nèi)部目檢，觀察記錄存儲器件引腳與芯片間連線和鍵合絲的狀態(tài)，與正常芯片內(nèi)部形貌進行比對，觀察器件損毀形貌，初步評估自毀對這些結構的破壞性。步驟704:利用掃描電鏡進行材料成份分析，與正常存儲器芯片數(shù)據(jù)特征流材料對比，驗證芯片中的數(shù)據(jù)殘留性。用500倍以上的顯微鏡進行切片金相分析，觀察記錄器件內(nèi)部晶片損毀后的形貌，與正常晶片的內(nèi)部形貌進行比對。步驟705 :芯片內(nèi)部晶片數(shù)據(jù)存儲單元邏輯損壞程度分析，通過C-V測量、除去鈍化層、除去氧化層等顯微分析，驗證芯片中的數(shù)據(jù)殘留不能被晶片級反向工程恢復。最后得出存儲器數(shù)據(jù)殘留特性檢測結果，驗證芯片內(nèi)部晶片的數(shù)據(jù)存儲單元是否已被高壓電徹底銷毀，無法利用多層探測等芯片級反向工程恢復。
權利要求
1.一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，其特征在于該方法具體步驟如下步驟一分析固態(tài)自毀硬盤功能及結構，包括SATA接口固態(tài)硬盤、自毀控制器軟硬自毀指令結構、固態(tài)硬盤結構及存儲器讀寫方式，確定自毀控制器在軟自毀指示下，通過 CPLD/FPGA向SATA接口發(fā)送自毀指令對固態(tài)硬盤進行數(shù)據(jù)擦除，硬自毀指示下，通過CPLD/ FPGA將升壓電路的高壓通過繼電器陣列輪流將FLASH存儲器銷毀；確定FLASH存儲器的型號和數(shù)目、升壓電路輸出的高壓具體值、繼電器陣列信息；步驟二 寫入特征“檢測指紋”；“檢測指紋”由具有特定模式的數(shù)字串列構成，有一定規(guī)律性，如對于4K字節(jié)的頁，每個“檢測指紋”的長度由128個字節(jié)組成，分別是頁首標記 8個字節(jié)、相接數(shù)據(jù)字段#8個字節(jié)、邏輯塊地址字段4個字節(jié)、重復數(shù)據(jù)字段#48個字節(jié)、 校驗各字段8個字節(jié)、引導字段8個字節(jié)、位組合字段44個字節(jié)；在每頁中重復寫32次， 寫滿“檢測指紋”，這樣“檢測指紋”便于確定、重建以及統(tǒng)計，以確定FLASH芯片中殘存數(shù)據(jù)率，“檢測指紋”中還包含一個128字節(jié)識別碼，利用這個識別碼以區(qū)別不同的“檢測指紋” 集合；例如，以頁重復寫入的“檢測指紋”都將會有相同的識別碼；由于不同的固態(tài)硬盤，其內(nèi)部閃存芯片的數(shù)據(jù)分配和儲存的方式不相同，有些固態(tài)硬盤將連續(xù)字節(jié)儲存在不同的芯片中，另一些固態(tài)硬盤在首先反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)再將其寫入；故采用的“檢測指紋”具有特性的結構， 其作用類似于真實的指紋，用于證明數(shù)據(jù)的存在性，通過IO寫操作指令寫到FLASH中；10 步驟三軟自毀控制功能驗證；執(zhí)行軟自毀指令，軟自毀后，拔下固態(tài)硬盤，插入到帶有SATA接口的PC機，進行直接數(shù)據(jù)讀取，檢測硬盤數(shù)據(jù)是否為空；如為空，則證明自毀控制器軟自毀功能正常，否則軟自毀功能失效；自毀控制器工作時有兩種狀態(tài)成功與失敗，故符合“伯努力試驗”，假定伯努力試驗為η次，在這η次試驗中成功次數(shù)為k，則伯努力試驗成功概率，即自毀控制器成功執(zhí)行任務的可靠度p = k/n ;按需求進行η次重復操作以驗證軟自毀功能的可靠性；步驟四軟自毀后“檢測指紋”數(shù)據(jù)恢復；通過信息重組算法編程從SATA接口對 SSD的FLASH存儲數(shù)據(jù)進行恢復，恢復“檢測指紋”數(shù)據(jù)，也能采用專門針對固態(tài)硬盤的 PC3000-F0R-FLASH(V5. O)專業(yè)數(shù)據(jù)恢復軟件進行“檢測指紋”的數(shù)據(jù)還原；步驟五軟自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測；通過IO讀操作指令，向FLASH控制器發(fā)送讀值令， FLASH控制器接收讀命令并將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)、塊到頁，讀取整頁的數(shù)據(jù)； 步驟六硬自毀控制功能驗證；由于硬自毀具有破壞性和不可恢復性，故采用模擬驗證法；斷開SATA接口，在繼電器陣列輸出端，接入與繼電器數(shù)目相同的等效阻性負載，通過 A/D轉(zhuǎn)換機數(shù)據(jù)采集連接到示波器，向自毀硬盤控制器發(fā)送硬自毀信號，觀測示波器波形是否輪流將高壓加到相應的負載上，驗證自毀控制器硬自毀控制功能，對硬自毀操作進行測試η次，計算硬自毀控制功能的可靠性；步驟七硬自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測；采用進行基于破壞性物理的失效分析，深入FLASH 存儲器內(nèi)部晶片級檢測數(shù)據(jù)不可恢復性；執(zhí)行硬自毀指令，指令執(zhí)行完畢后，將FLASH存儲器芯片逐片拆下，然后清除FLASH芯片管腳的焊錫，之后，進行基于破壞性物理的失效分析，最后得出存儲器數(shù)據(jù)殘留特性驗證結果。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，其特征在于步驟二所述的IO寫操作指令，包括以下步驟步驟201 :通過指令向FLASH控制器發(fā)送寫指令；步驟202 =FLASH控制器接收寫命令；步驟203 :將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)塊；步驟204 :根據(jù)寫指令將“檢測指紋”重復寫到指定的頁；步驟205 :將“檢測指紋”數(shù)據(jù)(頁)及識別碼寫到指定的塊、區(qū)。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，其特征在于步驟五所述的軟自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測，包括以下步驟步驟501 :通過指令向FLASH控制器發(fā)讀命令；步驟502 =FLASH控制器接收讀命令，并將指令傳遞到NAND FLASH各個區(qū)塊；步驟503 =FLASH接收指令選擇指定的頁；步驟504:讀取整頁的數(shù)據(jù)；將讀取后的數(shù)據(jù)與事先寫入的檢測指紋數(shù)據(jù)進行比對，檢測“檢測指紋”軟自毀后數(shù)據(jù)殘留程度。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，其特征在于步驟七所述的硬自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測，包括以下步驟步驟701 :用3 10倍顯微鏡對芯片進行外觀檢查，有無裂紋、分層、夾雜物，觀察 FLASH存儲器外表損壞程度；步驟702 :對FLASH存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)進行阻抗特性測試，測量每個管腳對電源和地的阻抗特性并與良片進行對比分析，因為芯片損毀時，阻抗將發(fā)生較大改變，初步確定內(nèi)部燒毀部位；步驟703 :對器件開封，通過顯微鏡內(nèi)部目檢，觀察記錄存儲器件引腳與芯片間連線和鍵合絲的狀態(tài)，與正常芯片內(nèi)部形貌進行比對，初步評估自毀對這些結構的破壞性；步驟704 :利用掃描電鏡進行材料成份分析，與正常存儲器芯片數(shù)據(jù)特征流材料對比， 驗證芯片中的數(shù)據(jù)殘留性；用500倍以上的顯微鏡進行切片金相分析，觀察記錄器件內(nèi)部晶片損毀后的形貌，與正常晶片的內(nèi)部形貌進行比對；步驟705 :芯片內(nèi)部晶片數(shù)據(jù)存儲單元邏輯損壞程度分析，通過C-V測量、除去鈍化層、 除去氧化層顯微分析，驗證芯片中的數(shù)據(jù)殘留不能被晶片級反向工程恢復。
全文摘要
一種固態(tài)自毀硬盤功能驗證及數(shù)據(jù)殘留檢測方法，它有七大步驟步驟一分析固態(tài)自毀硬盤功能及結構，確定FLASH存儲器的型號和數(shù)目、升壓電路輸出的高壓具體值、繼電器陣列信息；步驟二寫入特征“檢測指紋”；步驟三軟自毀控制功能驗證；步驟四軟自毀后“檢測指紋”數(shù)據(jù)恢復；步驟五軟自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測；步驟六硬自毀控制功能驗證；步驟七硬自毀數(shù)據(jù)殘留特性檢測。本發(fā)明針對自毀硬盤控制器和固態(tài)硬盤的原理和功能，提出了對硬盤自毀控制器進行自毀功能符合性驗證和固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)殘留特性檢測相結合的完整驗證方法。該方法執(zhí)行容易，檢測效果好，在航空航天等保密性領域里有實用價值和廣闊的應用前景。
文檔編號G11C29/08GK102610278SQ201210034458
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權日2012年2月14日
發(fā)明者付桂翠, 姚金勇, 張棟, 王香芬, 谷瀚天 申請人:北京航空航天大學