你知道么?時下最新潮的固態(tài)硬盤或許并不安全。很少有專家認為：擦除存儲在固態(tài)硬盤上的數(shù)據(jù)比擦除存儲在普通硬盤上的數(shù)據(jù)來得困難。

研究發(fā)現(xiàn)，為存儲在固態(tài)硬盤上的數(shù)據(jù)確保安全是項困難的任務;覆蓋或密碼擦除似乎是銷毀固態(tài)硬盤的最有效方法。

就在上周一項大學研究結(jié)果出來之前，很少有專家認為：擦除存儲在固態(tài)硬盤上的數(shù)據(jù)比擦除存儲在普通硬盤上的數(shù)據(jù)來得困難。

業(yè)內(nèi)專家們被這項研究大吃一驚，但是強調(diào)市面上有些固態(tài)硬盤本生具有加密功能，就算硬盤報廢后，也能防止里面的數(shù)據(jù)被人看到;一些固態(tài)硬盤銷毀方法比另一些更有效。

安全技術(shù)專家Bruce Schneier說：“我不認為誰都了解這一點。”

加州大學圣迭戈分校的研究人員開展的這項研究表明，銷毀固態(tài)硬盤的數(shù)據(jù)是項困難的任務，甚至幾乎不可能實現(xiàn)。雖然數(shù)次覆蓋數(shù)據(jù)能確保可以擦除許多固態(tài)硬盤上的數(shù)據(jù)，但研究人員發(fā)現(xiàn)他們還是能夠恢復一些產(chǎn)品上的數(shù)據(jù)。

固態(tài)硬盤控制器制造商SandForce的產(chǎn)品營銷高級主管Kent Smith表示，肯定可以保護固態(tài)硬盤上數(shù)據(jù)的一個辦法就是密碼擦除(cryptographic erasure)。

密碼擦除需要先對固態(tài)硬盤進行加密，那樣只有持有密碼的用戶才能訪問里面的數(shù)據(jù)。固態(tài)硬盤報廢后，用戶可以刪除硬盤上的加密密鑰，這就排除了解密或者訪問數(shù)據(jù)的可能性。

Smith說：“除非你能破解128位AES加密算法，否則根本沒辦法獲取數(shù)據(jù)。報廢后的硬盤現(xiàn)在仍是完全可以使用的硬盤，能夠再次開始寫數(shù)據(jù)。那只是一剎那的工夫。”

采用SandForce技術(shù)的固態(tài)硬盤提供的另一種安全方法是，擦除所有NAND閃存。

Smith說：“我們不但執(zhí)行密碼擦除，還檢查可能存儲用戶數(shù)據(jù)的每一個邏輯塊地址(LBA)和每一個位置。這需要更長的時間，因為你得擦除閃存。這可能需要幾分鐘。”

SandForce的控制器(大多數(shù)知名固態(tài)硬盤廠商都使用它)包括自帶的128位AES加密功能，讓用戶可以設(shè)置密碼。但一些固態(tài)硬盤并不自帶基于硬件的加密功能。

還可以通過兩種方法對硬盤進行數(shù)據(jù)擦除，一個是安全擦除單元(SEU)命令，另一個是不久將發(fā)布的SATA規(guī)范的附加命令：Sanitize Device Set。

Secure Erase是嵌入式SATA存儲設(shè)備，允許用戶將數(shù)據(jù)從可能存儲在普通硬盤或NAND閃存產(chǎn)品上的所有位置刪除。

用戶選擇SEU命令后，Device Configuration Identity里面的所有邏輯塊地址都被擦除，固態(tài)硬盤將用戶數(shù)據(jù)存儲在Device Configuration Identity。此外，加密密鑰被歸零或被銷毀，因而任何現(xiàn)有的數(shù)據(jù)都是亂碼數(shù)碼，所有映射數(shù)據(jù)也被擦除，那樣硬盤甚至無法找到之前的亂碼數(shù)據(jù)。控制器可為任何新寫入的數(shù)據(jù)自動創(chuàng)建新的加密密鑰。

加州大學圣迭戈分校的研究人員在報告中寫道：“密碼銷毀的效果不但取決于設(shè)計人員杜絕‘旁路’攻擊的能力——旁路攻擊讓攻擊者可以提取密鑰或者以其他方式繞開加密機制，還取決于所用加密系統(tǒng)(如AES)的安全性。”

AES(高級加密標準)是舊版DES(數(shù)據(jù)加密標準)的后續(xù)技術(shù)。美國政府采用了這項標準，分別使用128位強度和256位強度來加密機密文件和絕密文件。

但僅僅提供AES加密還不夠;安全性主要取決于如何采用加密技術(shù)。

這之所以很重要，一方面是由于用戶并不總是希望使用與生成有效密鑰所需要的長度一樣長的密碼。如果用戶選擇的密碼所用字符少于生成128位密鑰或256密鑰所需的字符(一個字符是8位，所以我們談論的分別是16個字符或32個字符的密碼)，其余字符常常變成零。

這種情況下，IDC公司的安全內(nèi)容和威脅管理產(chǎn)品調(diào)研主管Charles Kolodgy表示，密碼更容易被猜出來。

Kolodgy建議用戶創(chuàng)建口令短語(passphrase)，而不是創(chuàng)建密碼。 他說：“第一步是滿足外頭90%的用戶的需要。”之后，最好的解決辦法就是硬盤上有一個隨機密碼字符生成器。

即使你使用的硬盤本身自帶加密功能，Schneier認為，還是無法判斷廠商的安全是否萬無一失，“除非廠商投入了巨資研發(fā)加密技術(shù)”。

Schneier主張購買盡量便宜的硬盤，然后使用自由軟件對里面的數(shù)據(jù)進行加密，比如TruCrypt或者像PGPDisk這些成本比較低的產(chǎn)品。

加州大學圣迭戈分校的研究人員一致認為，密碼擦除是個好方法，可以確保固態(tài)硬盤報廢后或者準備重新使用時，數(shù)據(jù)已被銷毀。

研究人員測試了12款固態(tài)硬盤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用來擦除單個文件的軟件技術(shù)沒一個有效。利用本地銷毀命令擦除整個固態(tài)硬盤是最有效的，但前提是使用得當;軟件技術(shù)大多數(shù)時候管用，但不是總是管用。

研究人員沒有具體透露測試中所用的產(chǎn)品。

加州大學圣迭戈分校的非易失性存儲系統(tǒng)實驗室設(shè)計了一個程序，繞開固態(tài)硬盤上的閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)，直接訪問原始的NAND閃存芯片，看看任何一種特定的銷毀技術(shù)是否成功。

固態(tài)硬盤的FTL通過ATA或SCSI接口，在邏輯塊地址(LBA)與NAND閃存的物理頁面之間進行數(shù)據(jù)映射工作。

這所大學的研究人員在一份題為《可靠擦除閃存型固態(tài)硬盤上的數(shù)據(jù)》的報告中寫道：“所有單個文件覆蓋銷毀協(xié)議都失效了：文件中4%至75%的內(nèi)容仍留在SATA固態(tài)硬盤上。”

U盤的情況好不了多少。進行覆蓋操作后，0.57%至84.9%的數(shù)據(jù)仍留在U盤上。

研究人員甚至試圖覆蓋固態(tài)硬盤上的閑置空間，對硬盤進行碎片整理，以便重新分布數(shù)據(jù)，鼓勵FTL重新使用更多的物理存儲位置，但結(jié)果證明這是無效的。

他們使用固態(tài)硬盤自帶的Erase Unit命令進行測試后發(fā)現(xiàn)，12款固態(tài)硬盤中只有4款真正被擦除了。一款固態(tài)硬盤聲稱已銷毀，不過研究人員還是可以恢復里面的數(shù)據(jù)。

在單獨的覆蓋測試中(有些固態(tài)硬盤的測試時間長達58小時)，研究人員發(fā)現(xiàn)剩余8款固態(tài)硬盤中只有1款被真正銷毀。經(jīng)過兩次覆蓋后，所有固態(tài)硬盤中只有1款被擦除干凈。就算覆蓋了20次后，有一款硬盤中仍留有1%的數(shù)據(jù)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，銷毀普通硬盤則比較簡單。消費級普通硬盤可以重新格式化和覆蓋。對于商業(yè)用戶來說，消磁器可以有效地擦除所有數(shù)據(jù)，這種裝置采用了強磁場對磁盤碟片進行消磁處理。

但固態(tài)硬盤的工作原理與普通硬盤不一樣。

在普通硬盤上，寫扇區(qū)和擦除扇區(qū)是相同的;這意味著當主機覆蓋數(shù)據(jù)時，它會進入到與原始數(shù)據(jù)寫入的同一個數(shù)據(jù)塊。

閃存則由許多頁面和塊組成。數(shù)據(jù)寫入到8KB頁面中，而擦除操作在2MB塊(又叫“段”)中進行。因而，擦除進行后，整個2MB塊必須被標記為刪除。

所以，數(shù)據(jù)寫到NAND閃存時，這是分為兩步的過程，名為讀-修改-擦除-寫周期。首先，現(xiàn)有數(shù)據(jù)必須被擦除，然后舊數(shù)據(jù)連同新數(shù)據(jù)可以寫到內(nèi)存中的不同頁面。不過，寫入新數(shù)據(jù)時，舊數(shù)據(jù)其實并沒有被擦除;它只是被標記為刪除。

制造商使用“廢料收集”算法，以便晚些時候(通常是硬盤空閑時)，回去擦除標記為刪除的數(shù)據(jù)。所有NAND閃存設(shè)備都采用這種工作原理。在此期間，重復數(shù)據(jù)留在NAND閃存上。

市場研究公司Forward Insights的分析師Gregory Wong說：“而有些硬盤不擦除所有那些重復數(shù)據(jù)。”

比如在現(xiàn)在的大多數(shù)固態(tài)硬盤上，損耗均衡算法用來在固態(tài)硬盤上更均勻地分布數(shù)據(jù)，以便NAND閃存上的任何一個部位不會出現(xiàn)損耗。問題是，損耗均衡也會讓數(shù)據(jù)擦除失效，因為會在首次寫入數(shù)據(jù)與隨后被覆蓋之間的這個時間段重新安置塊。

固態(tài)硬盤行業(yè)目前在竭力要求美國標準與技術(shù)研究所(NIST)重新定義一些軍事級擦除覆蓋協(xié)議，以便識別不用覆蓋閃存，就可以通過密碼來擦除的加密硬盤。

Smith說：“但這一幕不會馬上就會看到。政府機構(gòu)在很長的時間后才會積極采用標準。”

原文鏈接：http://news.watchstor.com/industry-130561.htm