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基于CH366Q的硬盤和網(wǎng)絡(luò)安全隔離卡方案

03/13 10:14
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概述

安全隔離卡用于將普通計算機(jī)分為安全環(huán)境(內(nèi)網(wǎng))和開放環(huán)境(外網(wǎng)),內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)使用不同的硬盤并且連接到不同的網(wǎng)絡(luò),從而能夠避免硬盤中的重要數(shù)據(jù)通過 網(wǎng)絡(luò)等方式泄露。一般的雙網(wǎng)卡方案、多重引導(dǎo)卡或者多用戶管理卡只是在邏輯層提供硬盤數(shù)據(jù)隔離,而硬盤和網(wǎng)絡(luò)安全隔離卡的特點(diǎn)主要是在物理層提供硬盤數(shù)據(jù) 隔離,確保更高的數(shù)據(jù)安全性。

現(xiàn)有的技術(shù)方案主要是單網(wǎng)卡、雙硬盤物理切換隔離,通常都需要在啟動時選擇內(nèi)網(wǎng)或者外網(wǎng),這些選擇界面和切換操作通常由擴(kuò)展ROM 中的啟動程序完成。

用戶的功能需求分析

  1. 用戶需要在開機(jī)后選擇將使用內(nèi)網(wǎng)的安全環(huán)境,還是外網(wǎng)的開放環(huán)境,所以安全隔離卡應(yīng)該能夠在開機(jī)時向用戶提供選擇界面,而且應(yīng)該是在DOS 或者Windows 等操作系統(tǒng)引導(dǎo)之前。
  2. 當(dāng)用戶選擇完后,安全隔離卡需要執(zhí)行內(nèi)外網(wǎng)的環(huán)境切換,也就是說,需要在選擇界面(軟件)與隔離卡切換電路硬件)之間建立通訊。
  3. 當(dāng)啟動時切換選擇后,必須確保不能在Windows 等系統(tǒng)的運(yùn)行過程中被黑客無意或者惡意的切換,否則將導(dǎo)致硬盤數(shù)據(jù)不完整以及數(shù)據(jù)通過外網(wǎng)泄露,所以安全隔離卡需要一個切換鎖定裝置。當(dāng)隔離卡在啟動時切 換完成后,必須鎖定防止再被切換,直到關(guān)機(jī)或者重啟才能解除。
  4. 美觀需求。早期產(chǎn)品是從計算機(jī)后殼引出電線接一個電器開關(guān)到桌面,由用戶隨時撥動開關(guān),所以就很難做到美觀,也不完全,容易無意中碰到,完全不象一個高科技的IT 產(chǎn)品。
  5. 方便性和智能化,體現(xiàn)在軟件功能上。新式的隔離卡通常采用擴(kuò)展ROM 程序,根據(jù)用戶的使用習(xí)慣提供仿Windows 中文界面和智能提示,以及個性化的啟動圖片。
  6. 方案的統(tǒng)一性和可升級性。同一方案既能支持PATA并口硬盤,也能支持SATA串口硬盤,便于批量采購和備貨,便于簡化售后服務(wù)。
  7. 軟硬件的兼容性,由所采用的技術(shù)方案而定。例如,IDE 接口只用于硬盤和光驅(qū)產(chǎn)品,當(dāng)前的UDMA133硬盤工作在133MHz高頻上,如果通過攔截硬盤IDE接口獲取擴(kuò)展ROM發(fā)出的切換指令,那么就會增加 IDE 接口的負(fù)載,對于更高速度的SATA 接口則問題更嚴(yán)重,很容易產(chǎn)生主板兼容性問題,或者影響硬盤數(shù)據(jù)的傳輸速度,好的技術(shù)方案應(yīng)該盡量采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù),例如通過PCI-Express 總線的I/O 端口獲取擴(kuò)展ROM 發(fā)出的切換指令。

我們的技術(shù)方案

根據(jù)上述分析,可以采用PCIe?擴(kuò)展ROM 專用控制芯片CH366Q,主要是考慮:

  1. CH366具有支持鎖定的控制輸出引腳,可以實(shí)現(xiàn)切換鎖定,防止被WINDOWS下的黑客應(yīng)用軟件意外切換導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄密。
  2. CH366可以預(yù)置切換信息,支持在下次開機(jī)時或者重新啟動時自動加載,方便在WINDOWS下進(jìn)行切換。即先在WINDOWS 下預(yù)置,再在重啟時執(zhí)行切換,防止立即切換導(dǎo)致死機(jī)。
  3. CH366支持睡眠和喚醒,可以設(shè)定在關(guān)機(jī)后數(shù)秒內(nèi)自動重新開機(jī),通過關(guān)機(jī)來清空內(nèi)存中的數(shù)據(jù),避免遺留在內(nèi)存的的重要數(shù)據(jù)在切換后被帶到外網(wǎng)。
  4. CH366 提供Flash-ROM閃存,支持在線擦寫,便于在用戶端遠(yuǎn)程升級,容量從64KB到1MB,可以記憶用戶上次的選擇,也可以記憶進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)時所需的密碼,或者保存產(chǎn)品序列號等。
  5. CH366 支持?jǐn)U展ROM,并且可以使用廠家隨芯片提供的免費(fèi)授權(quán)使用的BRM 程序庫,基于BRM程序庫和參考樣例,設(shè)計出個性化的選擇界面將非常容易。
  6. CH366 具有I/O 端口讀寫功能,不需要攔截硬盤數(shù)據(jù)就可以在標(biāo)準(zhǔn)的PCIe總線上獲得擴(kuò)展ROM發(fā)出的切換指令,用于在合適的時間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)環(huán)境切換和判斷。
  7. CH366 提供了常用的串行通訊擴(kuò)展接口,能夠方便地與單片機(jī)或者CPLD/FPGA 交換數(shù)據(jù),對產(chǎn)品進(jìn)行加密或者解密。
  8. CH366 是CH364 芯片的升級版本,繼承了CH364 的優(yōu)點(diǎn)并做了改良。

另外,真正的安全性必須是在公開技術(shù)方案后仍然保持原來的安全性,基于CH366Q 設(shè)計的安全隔離卡,由于通過I/O端口獲取切換指令并且采用切換鎖定技術(shù),所以,在公開技術(shù)方案的情況下,依然能夠保持原來的安全性,而不怕任何惡意的黑客程序和病毒。

總之,與通用芯片相比,CH366 在隔離卡應(yīng)用方面,更加專業(yè)、更加安全、綜合成本更低。

CH366ISL.jpg

參考價:598元/塊

沁恒微電子

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南京沁恒微電子股份有限公司專注于連接技術(shù)和微處理器內(nèi)核研究,是一家基于自研專業(yè)接口IP、微處理器內(nèi)核IP構(gòu)建芯片的集成電路設(shè)計企業(yè)。公司致力于為客戶提供萬物互聯(lián)、上下互通的芯片及解決方案,主要產(chǎn)品包括USB/藍(lán)牙/以太網(wǎng)接口芯片和連接型/互聯(lián)型/無線型MCU,產(chǎn)品側(cè)重于連接、聯(lián)網(wǎng)和控制。

南京沁恒微電子股份有限公司專注于連接技術(shù)和微處理器內(nèi)核研究,是一家基于自研專業(yè)接口IP、微處理器內(nèi)核IP構(gòu)建芯片的集成電路設(shè)計企業(yè)。公司致力于為客戶提供萬物互聯(lián)、上下互通的芯片及解決方案,主要產(chǎn)品包括USB/藍(lán)牙/以太網(wǎng)接口芯片和連接型/互聯(lián)型/無線型MCU,產(chǎn)品側(cè)重于連接、聯(lián)網(wǎng)和控制。收起

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