CN1133935C - 保护存储在便携式存储介质的信息的保密系统 - Google Patents
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Abstract
一种通过检查分配给每个介质、系统和终端的标识符保护存储在便携式存储介质中的信息的保密系统。数据以加密形式存储在介质上。保密系统在允许用户执行任何数据存取之前检查介质ID、系统ID和终端ID的有效性,并对其进行管理,从而保护内容不被越权存取。保密系统也将允许数据写入每个存储介质来管理其中存储的加密数据的解密。允许数据包含解密该数据必须的加密关键字,并且仅能使用有效的介质ID和单元ID解码该关键字。
Description
本发明涉及保护存储在便携式存储介质的信息的保密系统。尤其涉及,通过确认写入存储介质的标识符保护存储在便携式存储介质的信息的保密系统。本发明也涉及通过使用密码术保护存储在便携式存储介质的数据的保密系统。
现在的海量存储设备技术允许大量信息存入便携式存储介质,并且新的大容量介质,例如磁-光(MO)盘,用于在脱机基础上传输数据和程序。在经通信网络把多个终端连接到主计算机的商业计算机系统中,每个终端的执行程序,和日常作业中处理的数据,存储在这些便携式存储介质并从总站传送到终端,反之亦然。除能够存储大容量文件之外,它们易于携带,存放,和使用。
然而,在商业活动中,由于数据文件内容的保密特点数据保密将是一个严重的问题。因为如此重要的存储介质一直存在着可能丢失或在运输中被窃取的危险,所以通常使用口令保护技术保护介质中的信息免受越权存取并保证可靠地传送。预先将一个口令,或唯一定义的标识符,写入存储介质,并且要求企图存取存储介质内容的用户输入正确的口令。
这种传统的口令保护是简单的并且易于实现,但是应该注意到这样的口令也是窃取者和非法使用者所研究的潜在的问题。特别在数据和用于检索的程序密封在同一介质的情况下,数据将遭受更大的被窃取的危险和威胁,因为任何终端设备都能用于检索该数据。因此,一直存在对于保护存储介质中的信息不被越权存取并且保证安全地传输的更加可靠的保密系统的需求。
基于上面的考虑,本发明的一个目的是提供用于保护存储在便携式存储介质中的信息以保证安全传输的可靠的保密系统。
本发明的另一目的是提供用于通过仅允许限定的终端检索并解码加密数据来保护加密和存储在便携式存储介质中的数据的可靠的保密系统。
为实现上述的目的,根据本发明,提供保护存储在存储介质中的数据的保密系统。这种保密系统包括一个单个标识符、终端标识符和保密控制装置。
单个标识符是一个预先写入存储介质的标识符。终端标识符是唯一分配给该终端的标识符。仅当从存储介质提取的单个标识符和从终端提取的终端标识符两者都是有效时,保密控制装置才允许该终端存取存储介质中的数据。
为实现上面的目的,提供保护存储在存储介质中的信息的另一保密系统。这种保密系统包括一存储介质和一保密控制单元。存储介质为存储信息的便携式介质。存储介质具有唯一分配给它的介质标识符。保密控制单元用于读取和写入存储介质中的信息,并且它具有唯一分配给它的单元标识符。
保密控制单元包括四个单元。当保密控制单元企图将数据写入存储介质时,第一专用关键字产生装置根据从存储介质提取的介质标识符和单元标识符产生一专用关键字。第一加密装置通过使用由第一专用关键字产生装置产生的专用关键字对数据加密关键字进行加密来产生允许数据,并且它将允许数据写入存储介质。第二加密装置使用数据加密关键字对数据进行加密,并将加密数据写入存储介质。当保密控制单元企图检索写入存储介质的加密数据时,第二专用关键字产生装置根据从存储介质提取的介质标识符和单元标识符再产生专用关键字。第一解密装置通过使用由第二专用关键字产生装置再次产生的专用关键字对从存储介质提取的允许数据进行解密来产生数据解密关键字。第二解密装置使用由第一解密装置产生的数据解密关键字对从存储介质提取的加密数据进行解密。
通过对于以实例方式说明本发明的优选实施例并结合附图所进行的下面的描述,本发明的上面和其它目的,特点和优点将更明显。
图1是表示在本发明的第一实施例中使用加密系统的计算机系统的结构图,
图2是表示特许存储介质的过程的流程图;
图3是表示特许表的图;
图4是表示记录在包括加密控制信息的存贮介质中的数据的图;
图5是表示限定终端的过程的流程图;
图6是表示将数据写入存储介质的过程的流程图;
图7是表示从存储介质读出数据的过程的流程图;
图8是表示将保密控制程序安装到终端的过程的流程图;
图9是表示在本发明的第二实施例中的保密系统的结构图;
图10(A)和10(B)是表示记录在存储介质的信息的结构图;
图11是表示加密主观数据的过程的流程图;
图12是表示产生允许数据的过程的流程图;和
图13是表示对存储的数据进行解密的过程的流程图;
下面参考附图描述本发明的两个实施例。
首先,参考图1到8将描述第一实施例。
图1表示本发明的第一实施例中使用保密系统的计算机系统的全部结构。例如,在这种提供银行服务的商业计算机系统中,位于总部1的主计算机2具有多个本地终端。经数据通信网,主计算机2连接到公司的支局10,在这里设置多个终端。这些本地和远程终端11的控制集中在主计算机2,在这里特许表3提供限定系统管理者和使用者的信息。
每个终端11与主计算机2通信来执行商业业务,并通过驱动单元4从存储介质5读取数据和写入数据到存储介质5。保密控制器12控制对内容的存取,和监视当数据写入存储介质5时执行的数据加密处理。
存储介质5与后面将描述的一些保密控制信息一起,以加密形式存储数据和程序。磁-光(MO)盘和其他的可重写便携式介质适用于存储介质5。驱动单元4是用于写入和读出这种存储介质5中的数据的硬件设备。
下面的描述将详细解释第一实施例的保密系统的有关操作。
图2是表示特许存储介质的过程的流程图。在本发明中,每个存储介质5被初始化以便包含一些保密信息。该过程采取下面的4个步骤:
[S1]使用激光束以永久方式将唯一的介质标识符(ID)写入或烧灼到存储介质5(例如,MO盘)的非重写区。在装运之前通过存储介质5的制造者完成步骤S1。永久介质ID使得不易伪造存储介质5。
[S2]参考特许表3,保密控制器12检查是否输入正确的管理者的口令。例如,当总部1的操作员已经将一新介质插入终端11的驱动单元4时,保密控制器12将要求他/她输入用户ID和口令。如果在特许表3发现输入的口令为对初始化介质有控制权的特许管理者,该过程进到下一步骤S3。否则,终止过程。
[S3]既然认可操作者,保密控制器12确定唯一ID来识别其中存储介质5能运行的计算机系统。这种企业-特定的标识符认为是系统ID或企业ID。例如,选择“Bank AAA”作为企业ID就是出于这个目的。
[S4]将在步骤S3确定的系统ID(企业ID)写入存储介质5,然后初始化用于终端ID和加密数据(后面描述的)的其他数据区。
通过上述的过程,存储介质5已获得适当的格式,作为将来在特定公司的支局使用的“特许介质”。
图3表示本发明实施例中使用的特许表3。特许表3的每一项目包含用户ID,用户分类,口令,等等,它们预先被登记。用户分类数据通过将用户分类为系统管理者,一般用户,及其他用户来限定用户,并定义他们的作业责任及对于存储数据的存取权。在图2的流程图中的步骤S2,保密系统查阅这种特许表3以检索用户限定数据和对应于用户输入的用户ID的注册口令。如果检索的用户限定数据表示该用户是一个管理者,并且如果输入的口令与注册口令一致,用户将被允许进入产生特许存储介质的步骤S3和S4。
图4表示记录在存储介质的示范的数据包括保密控制信息,例如,该数据包括下面的信息:
·介质ID
·企业ID
·终端ID
·加密数据
·其他数据如上所述,介质ID为由制造者唯一分配给每个介质的标识符。企业ID为通过公司操作计算机系统写入的标识符。终端ID为用于将存储介质用于特定终端的可选标识符。该终端ID使有指定终端ID的终端具有读取和写入该存储介质的特权。
图5是表示通过给出上述的终端ID将存储介质与特定的终端相联系的过程的流程图。该进程采用下面的两个步骤。
[S11]支局的管理员确定唯一被允许读取和写入该介质的特定终端的标识符。使用其单元号可以唯一识别支局的每个终端,能够使用单元号作为终端ID。在步骤S11,保密系统接受由管理员确定的终端ID。
[S12]将终端ID写入特许存储介质,从而给出该终端专用的读/写存取特权。
通过上述的过程,从总部1传输的特许存储介质已获得终端ID,以便其内容仅对于由检查ID一致所限定的特定终端是可存取的。企业ID也用于限定处理存储介质的计算机系统。
图6是表示将数据写入特许存储介质的过程的流程图。假定总部1或者支局11的其中之一的一个操作者现在企图将数据写入存储介质5。该过程采用下面的六个步骤。
[S21]操作者将存储介质5插入终端11的其中之一的驱动单元4。
[S22]响应于存储介质5的插入,保密控制器12通过搜索预定的只读区检查存储介质5是否包含介质ID。如果在这里发现有效的介质ID,因为它已经了解到该介质由合法的制造者制造,所以过程进入到下一步骤S23。如果未发现有效的介质ID,将终止该过程,并怀疑存储介质5为非法的介质。
[S23]保密控制器12检查存储介质5是否包含企业ID。如果发现有效的企业ID,因为已经了解到存储介质5已在总部1进行适当处理,所以过程进入下一步骤S24。如果未发现有效的企业ID,将终止该过程。
[S24]保密控制器12检查该终端是否具有有效的存取权。尤其是,检查保密控制器12或存储介质5中的终端ID是否与使用的终端的标识符一致。如果该终端具有有效的存取权,过程进入到下一步骤S25。如果不是这样,将终止该过程。
[S25]在已知的诸如数据加密标准(DES)这样的数据加密算法下,加密主观数据。
[S26] 将加密数据写入存储介质5。
通过上述的过程,仅在存储介质5具有正确的介质ID和企业ID以及终端具有对于存储介质5的有效的有效权的条件下,数据才能写入存储介质5。
接着,进行读出存储介质中的加密数据的过程。图7是表示在总部1或者支局11其中之一的一个操作者,现在企图从存储介质5检索数据的情况下这种数据读出过程的流程图。该过程采用下面的八个步骤。
[S31]操作者将存储介质5插入终端11的其中之一的驱动单元4。
[S32]响应于存储介质5的插入,保密控制器12通过搜索预定的只-读区检查存储介质5是否包含介质ID。如果发现有效的介质ID,因为已经了解到由合法的制造者制造该介质,过程进入下一步骤S33。如果未发现有效的介质ID,将终止该过程,并怀疑存储介质5为非法的介质。
[S33]保密控制器12检查存储介质5是否包含企业ID。如果发现有效的企业ID,因为已经了解到在总部1已适当处理过该存储介质5,所以过程进入下一步骤S34。如果未发现有效的企业ID,将终止该过程。
[S34]保密控制器12检查终端是否具有有效的存取权。尤其是,检查保密控制器12或者存储介质5中的终端ID是否与使用的终端的标识符一致。如果该终端具有有效的存取权,过程进入步骤S36。如果不是这样,过程进入步骤S35。
[S35]通过总部1的系统管理者的有效口令可以补偿步骤S34发现的终端ID的一致性的不足。步骤S35测试是否输入这种管理者的口令。如果输入的口令是有效的,过程进入步骤S36。如果未输入或者输入的口令无效,就终止该过程。
[S36]从存储介质5读出以加密形式存储的数据。
[S37]解密,或者加密该数据。
[S38]在终端的本地存储单元中存储解密数据。
保密控制器12实际上实现为每个终端执行的软件程序,该程序认为是保密控制程序。本发明对于这种重要的保密控制程序是提供保护。
图8是表示将保密控制程序安装到一终端的过程的流程图。该过程保护保密控制程序不在非授权终端安装或执行,这样就避免非法存取存储介质5的内容。该过程采用下面的四个步骤。
[S41]管理者的口令和企业ID写入保密控制程序的保留区。将使用具有这种附加保护信息的程序作为后面描述的“主程序”。
[S42]主程序的拷贝将分发到支局。
[S43]将所传送的保密控制程序安装到每个支局的每个终端。
[S44]在每个终端,将唯一的终端ID写入存储在终端中的本地存储单元的保密控制程序的另一保留区。
通过上述的过程,定做专用于该终端的保密控制程序;即,即使在其他终端被复制和安装,控制程序也不能工作。当启动时,保密控制程序比较其本身的终端ID和终端的实际ID,并且如果它们互相不一致就中断程序。
一旦每个终端安装和定做保密控制程序,其将来的再次安装也将受到限制。用于再次安装或者程序更新的存储介质,必须具有与使用的终端所指示的实际终端ID一致的终端ID注册。如果这种比较失败,将拒绝再次安装保密控制程序。
上述的第一实施例总结如下。根据本发明的保密系统,仅当存储介质包含有效的介质ID、企业ID和终端ID时才允许存取存储介质(即,读或写存储其中的加密数据)。终端ID允许特定的终端以专用方式使用存储介质和保密控制程序。在介质ID,企业ID和终端ID所检测的任何不一致将中止读和写数据或安装程序的过程,这样就保护保密信息不被非法存取、窃取以及其他的危险和威胁。
接着,参考图9到13下面将描述本发明的第二实施例,该实施例提供一种通过仅允许限定的终端搜索和解码已加密的数据来保护加密和存储在便携式存储介质中的数据的可靠的保密系统。
图9表示本发明的第二实施例的保密系统的结构。在图9中,存储介质101是一个与包括唯一的介质ID和允许数据的一些保密控制信息一起存储加密数据的便携式海量存储介质。磁-光(MO)盘适用于存储介质5。
介质ID121是唯一地分配给存储介质101的标识符,例如,使用激光束以非-重写的方式在预定区域烧灼该标识符。这种永久的介质ID使得不易伪造存储介质101。允许数据122实际是使用专用关键字加密的数据加密关键字106。加密数据123是使用数据加密关键字106经诸如DES这样的数据加密算法加密的数据。
数据编码单元102包括第一专用关键字产生装置105,第一加密装置107和对数据以及加密关键字进行加密的第二加密装置108。
第一专用关键字产生装置105根据从存储介质101提取的介质ID121和单元ID104产生一专用关键字。单元ID104是计算机系统本身的或者便携式驱动单元(例如,MO驱动器)的唯一的标识符。虽然前一个标识符一般用作为单元ID104时,但是后一个在某些场合可能是有用的,例如系统安装或者维护,因为对于不同的计算机系统可能使用相同的驱动单元和存储介质来安装程序、建立数据,以及修改数据。第一加密装置107使用由第一专用关键字产生装置105产生的专用关键字对数据加密关键字106进行加密。将加密的加密关键字写入存储介质101作为前面提到的允许数据122。第二加密装置108使用数据加密关键字106对数据进行加密并将加密数据写入存储介质101作为前面提到的加密数据123。
数据解码单元103包括第二专用关键字产生装置109、第一解密装置110和第二解密装置112从介质ID121、允许数据122和加密数据123中对数据进行解密。
第二专用关键字产生装置109根据从存储介质101提取的介质ID121和单元ID104产生一专用关键字。为获得数据解密关键字111,第一解密装置110使用由第二专用关键字产生装置109产生的专用关键字对存储介质101中的允许数据122进行解密。第二解密装置112使用由第一解密装置110产生的数据解密关键字111对加密数据123进行解密。
图10(A)和10(B)表示存储在存储介质101中的信息的结构。如图10(A)特定表示的,该信息包括:
·介质ID
·企业ID
·允许数据#1-#n
·加密数据#1-#n
如上所述,介质ID为使用激光束或类似物唯一烧灼到每个介质的标识符,ID防止介质被伪造。企业ID为唯一分配给每个公司以便相区分它们的计算机系统的标识符。允许数据#1-#n和加密数据#1-#n是为多个单元(n个单元)准备的。当将相同数据组写入或将相同的程序安装到多个单元时,将n组允许数据存储在存储介质101。在这种情况下,多个允许数据对应于单组解密数据。
图10(B)示意地表示允许数据和单元ID之间的联系。从图9看出,允许数据122来自单元ID104和介质ID121,因此对于不同单元ID它具有不同的值。图10(B)表示允许数据#1,#2,#3等是如何对应于不同的单元ID#1,#1,#3等的。
接着,参考图11将详细描述产生加密数据123的过程。
图11是表示加密存储数据的过程的流程图。该过程采用下面的四个步骤。
[S51]选择数据以便加密。
[S52]确定数据加密关键字106。
[S53]第二加密装置108使用数据加密关键字106加密选择的数据。
[S54]将加密数据123存储到存储介质101。
接着,参考图12将详细描述产生允许数据122的过程。
图12是表示产生允许数据122的过程的流程图。该过程采用下面的六个步骤。
[S61] 第一专用关键字产生装置105从数据解码单元103提取单元ID104。
[S62] 第一专用关键字产生装置105从存储介质101提取介质ID121。
[S63]第一专用关键字产生装置105从分别在步骤S61和S62提取的单元ID104和介质ID121产生一专用关键字。
[S64]第一加密装置107使用专用关键字对数据解密关键字106进行加密来产生允许数据122。
[S65]将允许数据122存储到存储介质101。
[S66]测试是否已经处理全部可用的单元ID。如果完成全部的单元ID,就结束该过程。否则,该过程返回用于下一单元ID的步骤S61。
最后,参考图13下面将描述解密存储数据的过程。
图13是表示解密加密数据123的过程的流程图。该过程采用下面的六个步骤。
[S71]第二专用关键字产生装置109提取数据解码单元103的单元ID104。
[S72]第二专用关键字产生装置109从存储介质101提取介质ID121。
[S73]第二专用关键字产生装置109从分别在步骤S71和S72提取的单元ID104和介质ID121产生一专用关键字。
[S74]第一解密装置110使用专用关键字解密允许数据122来检索数据解密关键字111。
[S75]第二解密装置112通过使用数据解密关键字111对数据进行解密来从加密数据123提取原始数据。
[S76]测试是否已处理完全部可用的加密数据。如果完成全部数据,就结束该过程。否则,过程返回到用于下一数据的步骤S74。
上面的关于第二实施例的讨论总结如下。根据本发明,保密系统使用单元ID、介质ID和数据加密关键字不但加密原始数据而且加密其允许数据并将它们存入存储介质。只有具有相关单元ID的单元才能检索原始数据,这样就保护存储的数据不被非法存取。
上面仅就本发明的原理进行了说明。更进一步,因为本领域技术人员将很容易对其作出许多修改和变化,所以不应该将本发明限制到所表示和描述的准确的结构和应用,因此,全部适用的修改和等效物都认为是属于本发明附加权利要求书和它们的等效物的范围之内。
Claims (14)
1.一种保护存储在存储介质的数据的保密系统,该保密系统包括:
预先写入该存储介质的单个标识符;
唯一分配给终端的第一终端标识符,该终端被允许存取存储介质中的数据;
通过复制所述第一终端标识符预先写入该存储介质的第二终端标识符;和
仅当从所述的存储介质提取的所述的单个标识符有效,且终端的所述第一终端标识符与从存储介质提取的所述的第二终端标识符一致时,用于允许该终端存取存储介质中的数据的保密控制装置。
2.根据权利要求1所述的保密系统,其中所述的保密控制装置处于终端之内。
3.根据权利要求1所述的保密系统,其中所述的保密控制装置是以终端的保密控制程序设置的。
4.根据权利要求1所述的保密系统,其中当从存储介质提取的所述的单个的标识符有效,且终端的所述第一终端标识符与从存储介质提取的所述的第二终端标识符一致时,加密或解密数据。
5.根据权利要求1所述的保密系统,其中当所述的单个的标识符和用户标识符都有效,且终端的所述第一终端标识符与从存储介质提取的所述的第二终端标识符一致时,加密或解密数据。
6.根据权利要求1所述的保密系统,其中所述的单个的标识符是唯一分配给存储介质的介质标识符。
7.根据权利要求1所述的保密系统,其中所述的单个的标识符是唯一分配给计算机系统的系统标识符。
8.根据权利要求1所述的保密系统,仅当唯一分配给存储介质的介质标识符有效,且终端的所述第一标识符与从存储介质提取的所述的第二终端标识符一致时,才允许保密控制程序安装到该终端。
9.一种保护存储在存储介质中的信息的保密系统,包括:
便携式存储介质,用于存储信息,并具有唯一分配给它的介质标识符;和
计算机单元,具有一单元标识符,用于读和写所述存储介质中的信息,包括:
第一加密装置,用于将允许数据以加密形式写入所述的存储介质,允许数据是通过使用从所述的存储介质提取的介质标识符、单元标识符以及数据加密关键字经加密产生的,
第二加密装置,用于使用数据加密关键字对数据加密并将加密数据写入存储介质,
第一解密装置,用于当所述的计算机单元企图检索写入所述存储介质的加密数据时,通过使用允许数据和从所述存储介质提取的介质标识符、以及单元标识符经解密产生数据解密关键字,和
第二解密装置,用于使用由所述的第一解密装置产生的数据解密关键字对从所述的存储介质提取的加密数据进行解密。
10.一种保护存储在存储介质中的信息的保密系统,包括:
便携式存储介质,用于存储信息,并具有唯一分配给它的介质标识符;和
计算机单元,具有一单元标识符,用于读和写所述的存储介质中的信息,包括:
第一专用关键字产生装置,用于当所述的计算机单元企图将数据写入所述的存储介质时,根据从所述的存储介质提取的介质标识符和单元标识符产生专用关键字,
第一加密装置,用于通过使用由所述的第一专用关键字产生装置产生的专用关键字对数据加密关键字进行加密来产生允许数据,并将允许数据写入所述的存储介质,
第二加密装置,用于使用数据加密关键字对数据进行加密,并将加密数据写入存储介质,
第二专用关键字产生装置,用于当所述的计算机单元企图检索写入所述的存储介质中的加密数据时,根据从所述存储介质提取的介质标识符和单元标识符再次产生专用关键字,
第一解密装置,用于通过使用由所述的第二专用关键字产生装置再次产生的专用关键字对从所述的存储介质提取的允许数据进行解密来产生数据解密关键字,和
第二解密装置,用于使用由所述的第一解密装置产生的数据解密关键字对从所述的存储介质提取的加密数据进行解密。
11.根据权利要求9所述的保密系统,其中所述的第一加密装置产生对应于分配给不同的保密控制单元的不同的单元ID的多个允许数据,并将多个允许数据写入所述的存储介质。
12.根据权利要求9所述的保密系统,其中所述的第一加密装置产生对应于被加密的不同数据的多个允许数据并将多个允许数据写入所述的存储介质。
13.根据权利要求9所述的保密系统,其中单元标识符被唯一分配给所述的计算机单元。
14.根据权利要求9所述的保密系统,其中单元标识符被唯一分配给用于读和写所述存储介质的便携式驱动单元。
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