慧荣科技专家谈固态硬盘的加密技术

2019全球闪存峰会——“固态存储应用技术与产业论坛”聚集来自华澜微电子、群联电子、CINNO、慧荣科技、Faspeed、智微科技以及Asloid等一众知名企业技术专家，着重于实务上的市场分层状况与应用技术展开探讨。本期推出的演讲专家是慧荣科技的资深产品经理郑元顺。

郑元顺先生从事固态硬盘控制芯片工作超过10年，带领过众多与各家闪存原厂合作专案，熟悉闪存产业的发展，以及各种固态存储的应用规格。现任职于慧荣科技股份有限公司，负责固态硬盘芯片的市场策略佈局，以及产品规格制定。

在主题为《固态硬盘的加密技术》的演讲中，郑元顺提到，资料安全一向是优先的课题，随着大数据的蓬勃发展，固态硬盘的加密技术更显得重要, 演讲核心基于实务上的应用, 探讨这些技术的使用现况。

以下为演讲实录：

这两天大家都在说SDD快、大、稳。类似这样加密题目讲的比较少，让大家听一听不一样的东西。

我想问大家一个问题，有没有比数据丢失更可怕的事情？我们做存储的里面的东西更重要，但是还没有比数据丢失更可怕的事情？我觉得有，因为当数据到了不该到的地方比丢失更可怕。

安全其实是数据里面最顶级的需求，为什么这么重要的事情好像大家比较少讲这样的事情？其实因为安全这个概念很困难。它抽象了，买东西是安全，只要不被拿出去、摸到就是安全，有人说甚至密码，明明很安全，为什么还要讲安全。

安全其实是很困难的事情，分类从四个方向讲这个密码安全。从权限管理、数据安全、安全架构。

一开始从输入密码这个概念切入，因为每天要输入密码。这个概念不难，但是实际做难不难？说难不难，说简单也不简单。

以前用电脑的时候设一点密码，或者有些人没设置，那就很不安全。设密码的时候，输入一个字串，这个时候到硬盘里面会找到这八个字吗？不会的。处理过程很复杂，这个密码绝对是加密过、改过。就算是工程师，看到这个字也没有办法。

数据加密，是足够安全的。加密这个概念说难不难，说简单也不简单。他的关键点在KEY这边，但是这个KEY不知道它关键在什么地方，以及它跟加密有什么关系。这边举一个例子，左边是原始资料，右边存到密文。这两个中间有什么关系，这个关系就是KEY。就算今天用暴力的方法一颗颗拆走，实际上读出来的密文只要不知道这个KEY，不知道意思，右边是阿拉伯文。如果大家有认识阿拉伯文，这两个字是不一样的。我只是找一个类似的。

第三，密码跟AESKEY是不同的观点，意思是什么？就是说这个KEY本身也不是明文，存进去当然是经过再一次的编码过的，再加一次防护。而且SMI再用密码去保护这个ESKEY，这样你的双重保护你的KEY不可能泄露出去。

TCG的部分，这个安全架构不只是TCG做这件事情而已，其实做安全加工比较多。只是因为TCG大家比较常用，所以拿TCG这个安全规范来介绍。其实概念差不多，做的东西不一样。TCG它的功能很多。TCG定义多个使用者来做安全控制，以前的ATA没有定多个使用者，他只有一个使用者，一个密码而已。用的TCG这个比较复杂、安全、丰富的架构，它定义多个使用者。

Tables，这个意义就是说有权限的控制。权限听起来不太对，应该是可以替这个工作，Key的就只有一个。但是有了TCGOPPO，你可以对不同的范围设不一样的Key。或者说做比率和速度的控制。这个在原本ATA里面其实也没有这个东西。
第三，LBA幅度。原本的ATASK Hynix里面也没有幅度。但是TCG可以帮把这个切八个，每个幅度可以独立设权限，设不一样的NESSK Hynix。

这是原本没有AES就是一块白白的，一整个全局范围，但是你有TCG以后帮它分开，这些切入可以八个范围做独立的控制。所以刚才对应到刚才三个里面。他可以做这个所有的操作，包含设定这些幅度。你制定出来的，你家里可能像大儿子给自己账号，小女儿有自己的账号。公司里面可能这个部门IT部门理所当然是ADM，可能是这个部门你们是一个，另外一个部门是技术的。

ADM它可以去控制改变，他可以每一个各自制定一个。AESK在全球是对整个范围，这个就是只对这个范围里面。我可以对这个范围读锁定、写锁定类似这样的操作。当然TCG很复杂，还有其他一些功能。因为这些都是抽象，我们短短的时间不容易理解。

我想替大家介绍一个有趣，眼睛看到有感觉的功能。PSID，当你去买了一个东西之后，它资源TCG功能通常都会贵一点。你买这个东西善用他的功能，而且通常是像比较贵的产品线。

密码安全是没有办法破解，当你买一个东西设了密码，AESK，这些功能的启动以后，有一天忘了密码怎么办？手机密码忘记了怎么办？没有办法。ATA是这样子的，但是TCG还帮你留了一路，他可以帮你恢复成出厂的样子。出厂的样子，里面的资料当然没了，因为不可能让有一个字把那些字救回来不可能，但是至少提供了一个途径帮你回收这个功能，让你继续用。

接下来讲Verification，刚才讲的安全架构，有了这些就安全了？你的文件够万无一失。世界上有很多的坏人，坏人就是要抢你的资料，偷看你的照片。他们还有什么办法？我们刚才不是定义的好多安全的途径？他们还有办法吗？所有这些安全机制的核心都在哪里？都在这个里面，所有的运作分开做。所有的安全机制的核心都在这个里面，所以当然坏人会想到去攻击这个安全机制的核心，像刚才荷兰的教授攻击也是攻击这个分位。分位本来就要留下一个更新的途径，你的分位总是有BUG要解，所以原本规范里面就有定好怎么去更新你的分位。

留下了更新范围的途径，更好可以拿来做坏人攻击的一个途径。他们有可能去了一个不知道上网改一改放进你的系统里面，让你跳开你原本设计的所有安全路径，这是有可能做到。我们怎么做呢？一个普通的固件更新就这么简单，你到网站上去下载更新包，一键按下去就跑。这样是不是很没有保证？SMI的数位签章固位更新流程有点不一样，大家可以看到我们现在看这个原本的分位只有这个而已，没有下面这两个。有的SMI签章分位以后，当你已经写好一个更新的分位会发生什么事情。我现在用一个流程图跟大家解释，大概会发生什么事情。

我们把这个公开密钥通过TB分给各个客户，所以这个其实SMI自己不知道，所以你要过这一关SMI没有办法，只有客户有办法。

我们回到原本的更新途径，当客户有了公开密钥之后，下一步是什么？这个当分位跟公开密钥去生成一个署名，这个是原汁原味的。SIM提供客户认可的这个分位依据。你拿着这个要来更新这个。

第三步公开密钥对比原本系统密钥。

第四步他会生成一个哈希值跟更新分位，对比当这两个都MICH了，这个原厂出来的，原始厂商出来的。他才会让你更新到这个系统里面去。

有了这个步骤就可以保证坏人偷改过的分位，绝对没有办法当做到你的系统里面去，这样子就可以杜绝被偷换分位的风险。只有这样吗？不。SIM还支持更安全的开机，我们把刚才检查的这个步骤做到IC里面去。每一次开机，这个系统都会去检查里面分位是不是安全的？检查的这个步骤就比原本的分位。为什么要这样做？因为刚才这个只防止更新，但是我有可能拿着一个东西偷偷用其他方法，用电子箱偷改。让这一次开机跳过检查流程，所以SMI支援更安全开机。合起来这个系统非常安全，我们甚至可以说这个系统是市面上最安全的之一。以后够安全了，但是我们还持续打造更安全的固态硬盘。

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