文件粒度的固态硬盘安全删除研究

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摘 要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 数据残留的原因分析

1.1.2 常见的安全删除手段

1.2 国内外研究现状

1.2.1 页粒度安全删除方法研究

1.2.2 块粒度安全删除方法研究

1.2.3 文件级安全删除方法研究

1.2.4 基于加密的安全删除方法研究

1.2.5 国内外研究概况总结

1.3 论文研究内容

1.4 论文结构

2 固态硬盘的安全删除关键技术研究

2.1 TRIM命令

2.2 MLC型闪存的结构及安全删除限制

2.2.1 MLC型闪存成对页结构

2.2.2 MLC型闪存安全删除限制

2.3 文件的失效数据块遗留问题

2.4 本章小结

3 文件粒度的安全删除方案设计与实现

3.1 总体框架设计

3.2 文件唯一标识GUID的分配与实现

3.2.1 写请求GUID的封装与传递

3.2.2 安全删除请求GUID的封装与传递

3.3 闪存转换层MFP-FTL设计

3.3.1 文件索引的映射表结构设计

3.3.2 闪存页状态转换关系

3.3.3 成对页分配策略设计

3.3.4 GUID-Page邻接表结构

3.3.5 安全删除策略设计

3.4 闪存转换层MFP-FTL实现

3.4.1 地址映射模块实现

3.4.2 成对页分配模块实现

3.4.3 无效闪存页记录模块实现

3.4.4 安全删除模块的实现

3.5 Security-TRIM命令设计与实现

3.6 本章小结

4 针对编辑器应用的安全删除方案扩展与实现

4.1 编辑器应用环境下文件特性研究

4.1.1 常见的文本编辑器介绍

4.1.2 VIM编辑器的工作流程

4.2 失效备份文件遗留问题分析

4.3 Security-TRIM-Backup命令设计与实现

4.3.1 Security-TRIM-Backup命令结构设计

4.3.2 Security-TRIM-Backup命令实现

4.4 本章小结

5 性能测试与结果分析

5.1 实验平台与测试负载介绍

5.1.1 DSAL2.0开发平台介绍

5.1.2 Cosmos OpenSSD开发平台介绍

5.1.3 测试负载与参数配置

5.2 测试方案设计

5.3 PSD/PSD-MLC/PSD-E方案功能性验证

5.4 PSD/PSD-MLC/PSD-E方案内存开销分析

5.5 PSD方案测试结果分析

5.5.1 PSD方案性能影响分析

5.5.2 PSD方案总响应时间分析

5.6 PSD-MLC方案测试结果分析

5.6.1 成对页分配策略对性能的影响分析

5.6.2 成对页分配策略对总响应时间的影响分析

5.6.3 PSD-MLC方案性能影响分析

5.6.4 PSD-MLC方案总响应时间分析

5.7 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文和专利