說(shuō)明:

NIST SP 800-88 Purge擦除標(biāo)準(zhǔn)，是針對(duì)SSD固態(tài)硬盤(pán)的硬件加密技術(shù)與閃存物理特性的深度結(jié)合，稱(chēng)為Secure Erase命令，當(dāng)SSD, M.2, U.2硬盤(pán)具有NIST協(xié)會(huì)規(guī)定的Secure Erase命令，才可實(shí)現(xiàn)擦除效果，原理可通過(guò)以下技術(shù)架構(gòu)解析：

1. 加密密鑰銷(xiāo)毀機(jī)制

SSD通過(guò)自加密技術(shù)（SED）實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀的核心功能：

1.1 SED?全盤(pán)加密硬盤(pán)與密鑰摧毀

說(shuō)明: 現(xiàn)代SSD默認(rèn)采用AES-256等加密算法對(duì)所有寫(xiě)入數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)加密，原始數(shù)據(jù)經(jīng)加密引擎轉(zhuǎn)換成密文后存儲(chǔ)于NAND閃存中。

執(zhí)行Purge指令時(shí)，SSD主控直接銷(xiāo)毀加密主密鑰（MEK），該操作通過(guò)硬件熔斷電路實(shí)現(xiàn)物理級(jí)密鑰清除，整個(gè)過(guò)程僅需毫秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：相較于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)覆寫(xiě)，密鑰銷(xiāo)毀無(wú)需實(shí)際擦除物理存儲(chǔ)單元，密文數(shù)據(jù)因失去解密要素而永久失效。

2. FTL映射表重構(gòu)

主控芯片通過(guò)以下聯(lián)動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)屏蔽：

2.1映射表重置?

清空閃存轉(zhuǎn)換層（FTL）中邏輯地址（LBA）與物理地址（PBA）的映像關(guān)系，使原有數(shù)據(jù)塊脫離文件系統(tǒng)管理范圍。

?2.3 保留空間清理

同步擦除OP（Over-Provisioning）區(qū)域中的冗余數(shù)據(jù)，包括未映射的退役塊（Retired Block）和緩存數(shù)據(jù)。

3. 物理層數(shù)據(jù)不可逆擦除

針對(duì)高安全需求場(chǎng)景，SSD固件可觸發(fā)雙重擦除流程：

3.1?塊級(jí)高壓放電

通過(guò)施加18-20V電壓使浮柵晶體管中的電子瞬間隧穿釋放，單個(gè)NAND塊擦除時(shí)間可縮短至2-3ms（相比傳統(tǒng)覆寫(xiě)快1000倍以上），然后進(jìn)行電荷狀態(tài)重置?強(qiáng)制所有存儲(chǔ)單元回歸中性電荷狀態(tài)，破壞原有數(shù)據(jù)位的電壓閾值分布特征，使原始數(shù)據(jù)恢復(fù)概率趨近于零。

4. 為何擦除速度會(huì)快，達(dá)到固件級(jí)優(yōu)化加速

?4.1多Die并行擦除?

利用多通道架構(gòu)同步擦除多個(gè)芯片內(nèi)的存儲(chǔ)塊，典型消費(fèi)級(jí)SSD可在15秒內(nèi)完成全盤(pán)塊擦除指令下發(fā)。

5. ?可執(zhí)行NIST-800-88 Purge標(biāo)準(zhǔn)的擦除設(shè)設(shè)備

l SUM-4120, 12端口擦除機(jī)，支持擦除SAS, M.2 NVMe, U.2, USB3.0移動(dòng)硬盤(pán)與USB3.0 U 盤(pán)。

l U2E-W600, 6端口擦除機(jī)，支持2280等5種尺寸M.2 NVMe硬盤(pán)與U.2硬盤(pán)，SSD固態(tài)硬盤(pán)

l U2E-W100, 2端口擦除機(jī)，支持U.2, M.2 NVM2,SATA 機(jī)械硬盤(pán)

基于上述擦除原理說(shuō)明NIST-800-88 Purge該技術(shù)方案通過(guò)硬件加密與物理擦除的協(xié)同運(yùn)作，在滿(mǎn)足軍工級(jí)安全需求的同時(shí)，將擦除耗時(shí)壓縮至傳統(tǒng)方法的1/1000以下，也通過(guò)美國(guó)on track, 英國(guó)ADISA等國(guó)際級(jí)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證，確保擦除效果安全可靠，效率極高，省下極大時(shí)間與人力成本。

審核編輯 黃宇