【技术实现步骤摘要】
本说明书一个或多个实施例涉及计算机中的数据读写安全领域，尤其涉及一种安全的数据写入方法，读取方法以及数据读写管理装置。
技术介绍
1、随着各行业计算技术的发展，以及云端和终端用户的增加，人们将大量数据存储在各种计算机设备中。在行业发展的同时，人们对于设备和数据安全的关注也在日益增加。为了确保设备和数据的安全性，各个架构厂商也分别提出了各自的解决方案，如arm提出了可信区技术(trustzone)，amd提出了安全虚拟机加密技术(sev)，英特尔提出了软件防护扩展(sgx)技术，等等。这些解决方案为用户提供一个安全的可信执行环境tee，用于机密地保存和处理数据，使其免受不可信的内核与传统应用程序的损害。
2、然而，对于磁盘数据的安全性保护仍然存在不足，存在对此进行改进的需求。
技术实现思路
1、本说明书一个或多个实施例描述了一种安全虚拟磁盘方案，以及根据该安全虚拟磁盘进行数据写入，数据恢复和数据读取的方法及装置。该方案能够增强对磁盘数据安全性的保护。
2、根据第一方面，提供一种数据写入方法，包括：
3、在预设触发条件下，读取写缓存中的多个用户数据块，各用户数据块以其逻辑地址标识；
4、针对各用户数据块，为其分配物理地址，并对其进行认证加密，生成加密数据块和认证信息，进而生成该用户数据块对应的第一元数据，所述第一元数据组织为kv对的形式，并包括逻辑地址，物理地址以及所述认证信息；
5、向主机磁盘提交针对所述多个用户数据块的多条
6、将各个用户数据块对应的所述第一元数据写入通过lsm树维护的第一元数据表中；
7、向所述lsm树和主机磁盘发出同步操作命令，使其完成数据写入的持久化。
8、根据第二方面，提供了一种数据恢复方法，包括：
9、从磁盘中恢复出通过lsm树维护的第一元数据表，其中记录各个用户数据块对应的第一元数据，各条第一元数据包括，用户数据块的逻辑地址，物理地址以及认证信息，并附加有同步id；
10、根据各条第一元数据的同步id，确定出未完成同步的第一元数据；
11、丢弃未完成同步的第一元数据的相关数据。
12、根据第三方面，提供了一种数据读取方法，包括：
13、接收读取请求，其中包括目标逻辑地址；
14、以所述目标逻辑地址为键，查询第一元数据表，读取目标元数据，该目标元数据还包括目标物理地址和目标认证信息；其中，上述第一元数据表通过lsm树的方式维护，其中记录各个用户数据块对应的元数据；
15、根据所述目标物理地址，从磁盘中读取加密数据块，并根据所述目标认证信息，对所述加密数据块进行解密和认证，得到用户数据块。
16、根据第四方面，提供了一种数据写入装置，包括：
17、读取单元，配置为在预设触发条件下，读取写缓存中的多个用户数据块，各用户数据块以其逻辑地址标识；
18、生成单元，配置为针对各用户数据块，为其分配物理地址，并对其进行认证加密，生成加密数据块和认证信息，进而生成该用户数据块对应的第一元数据，所述第一元数据组织为kv对的形式，并包括逻辑地址，物理地址以及所述认证信息；
19、第一写入单元，配置为向主机磁盘提交针对所述多个用户数据块的多条写命令，使得磁盘按照对应的物理地址，将所述加密数据块存储于磁盘的第一存储区；
20、第二写入单元，配置为将各个用户数据块对应的所述第一元数据写入通过lsm树维护的第一元数据表中；
21、同步单元，配置为向所述lsm树和主机磁盘发出同步操作命令，使其完成数据写入的持久化。
22、根据第五方面，提供了一种数据恢复装置，包括：
23、恢复单元，配置为从磁盘中恢复出通过lsm树维护的第一元数据表，其中记录各个用户数据块对应的第一元数据，各条第一元数据包括，用户数据块的逻辑地址，物理地址以及认证信息，并附加有同步id；
24、确定单元，配置为根据各条第一元数据的同步id，确定出未完成同步的第一元数据；
25、丢弃单元，配置为丢弃未完成同步的第一元数据的相关数据。
26、根据第六方面，提供了一种数据读取装置，包括：
27、接收单元，配置为接收读取请求，其中包括目标逻辑地址；
28、查询单元，配置为以所述目标逻辑地址为键，查询第一元数据表，读取目标元数据，该目标元数据还包括目标物理地址和目标认证信息；其中，上述第一元数据表通过lsm树的方式维护，其中记录各个用户数据块对应的元数据；
29、获取单元，配置为根据所述目标物理地址，从磁盘中读取加密数据块，并根据所述目标认证信息，对所述加密数据块进行解密和认证，得到用户数据块。
30、根据第七方面，提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现第一方面至第三方面所述的方法。
31、在本说明书实施例提供的方案中，提出一种通过分层log结构实现的安全磁盘，或称为安全虚拟磁盘。该安全磁盘通过多个层级的基于log的数据结构实现安全性。每个层级都在更低层级提供的数据抽象结构的基础上，添加越来越高级的存储功能和/或具有更强安全属性的新的数据抽象结构，从而逐层具有更高的安全性和功能性。可以验证，通过这样分层级实现的安全磁盘，能够实现数据的核心安全要求：写私密性和读正确性，具有全方位的cifcai安全性。并且，该安全磁盘方案可以抵御回滚攻击。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种数据写入方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设触发条件包括，所述写缓存写满；或者，收到进行同步操作的指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述认证信息包括加密密钥以及产生的消息认证码MAC。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，为其分配物理地址包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述块分配信息包括，位图形式的块状态表，以及若干条块分配日志；所述若干条块分配日志被定期合并，以更新所述块状态表。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一元数据写入以LSM树方式维护的第一元数据表中，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述主同步ID存储于独立于所述磁盘的可信持久化存储介质。
8.根据权利要求6所述的方法，将所述第一元数据写入以LSM树方式维护的第一元数据表中，还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述log元数据信息包括，log信息表和log分配表，所述log信息表至少记录日志id，日志类别；所述日志分配表至少记录日志id及其分
10.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述目标日志数据加密存储于分配的数据分块中，包括：
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二元数据记录为journal日志的形式，所述journal日志包括按时间顺序排列的多条记录的记录序列；
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述journal日志通过第二加密格式存储于磁盘的第二存储区；所述第二加密格式为链式加密，其中按序排列的每一数据块存储前一数据块的认证信息。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述更新与log日志相关的第二元数据，还包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一快照数据加密存储于所述第一存储区的第一块空间；所述更新与log日志相关的第二元数据，还包括：
15.根据权利要求13所述的方法，其中，根据第二快照数据生成第二快照记录，包括：
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述写缓存是位于可信执行环境TEE中的内存区段。
17.一种数据恢复方法，包括：
18.根据权利要求17所述的方法，其中，从磁盘中恢复出通过LSM树维护的第一元数据表，包括：
19.根据权利要求17所述的方法，其中，确定出未完成同步的第一元数据，包括：
20.一种数据读取方法，包括：
21.一种数据写入装置，包括：
22.一种数据恢复装置，包括：
23.一种计算设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现权利要求1-20中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种数据写入方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设触发条件包括，所述写缓存写满；或者，收到进行同步操作的指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述认证信息包括加密密钥以及产生的消息认证码mac。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，为其分配物理地址包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述块分配信息包括，位图形式的块状态表，以及若干条块分配日志；所述若干条块分配日志被定期合并，以更新所述块状态表。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一元数据写入以lsm树方式维护的第一元数据表中，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述主同步id存储于独立于所述磁盘的可信持久化存储介质。
8.根据权利要求6所述的方法，将所述第一元数据写入以lsm树方式维护的第一元数据表中，还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述log元数据信息包括，log信息表和log分配表，所述log信息表至少记录日志id，日志类别；所述日志分配表至少记录日志id及其分配的分块id。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述目标日志数据加密存储于分配的数据分块中，包括：
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二元数据记录为journal日志的形式，所述journal...
【专利技术属性】
技术研发人员：田洪亮，陈青松，宋少威，闫守孟，
申请(专利权)人：支付宝杭州信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。