КОМПЬЮТЕР С АППАРАТНОЙ ЗАЩИТОЙ ДАННЫХ, ХРАНИМЫХ ВО ВСТРОЕННОЙ ФЛЭШ-ПАМЯТИ, ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ

Полезная модель относится к области компьютерной техники и информационных технологий.
В последние годы, в связи с выходом на рынок новых поколений мобильных компьютерных устройств, включая ноутбуки, планшетные компьютеры и смартфоны, обострилась проблема надежной аппаратной защиты содержащейся в них информации, в частности доверенных операционных систем, от несанкционированных изменений. Однако аппаратные методы защиты, хорошо проработанные и широко применяющиеся для обычных персональных компьютеров, в частности, установка аппаратных модулей доверенной загрузки (АМДЗ) [1] - для большинства моделей мобильной компьютерной техники не пригодны. Для применения в этой области известен ряд более простых, но вместе с тем эффективных решений, в основу которых положено использование физических (в частности, механических), а не программных коммутаций, в частности, для установки режима запрета записи на встроенные перепрограммируемые запоминающие устройства (ППЗУ), хранящие защищаемые данные, которые выполнены, как правило, на основе микросхем флэш-памяти [2-7].
Базовым объектом этих образцов компьютерной техники (где техническое решение из указанного ряда было реализовано впервые) является компьютер типа «тонкий клиент» с аппаратной защитой данных [2], который является наиболее близким аналогом и заявляемой полезной модели. Компьютер содержит механически управляемый коммутатор, управляющий доступом в режиме записи к ППЗУ, хранящему защищаемые данные. В этом компьютере ППЗУ построено на основе электронного аналога жесткого диска - Disk-On-Module (DOM), состоящего из микросхем флэш-памяти типа NAND. Поскольку большинство микросхем типа NAND имеют вывод запрета записи WP (Write Protect), управлять доступом к ним посредством механических коммутаций несложно: для этого достаточно подключить указанный коммутатор (замыкающего типа) к их выводам WP.
Однако современные микросхемы встроенной флэш-памяти (в частности, типа eMMC), все компоненты которых - чипы NAND (до 16 шт.) и управляющего контроллера (решающего, в частности, задачу «выравнивания износа» ячеек путем устранения постоянной записи в начальные блоки памяти и распределения операций по всему ее объему) - находятся в компактных плоских корпусах типа BGA [8], так поступить не позволяют в связи с отсутствием у них выводов WP (возможность блокировки записи в модулях eMMC, в принципе, предусмотрена - но только программная).
Задачей полезной модели является решение проблемы аппаратной (посредством механических коммутаций) защиты данных от несанкционированных изменений для компьютеров, встроенная флэш-память которых построена на основе современного поколения микросхем с отсутствующим выводом WP - в частности, на модулях eMMC.
Технический результат, связанный с решением этой задачи, состоит в повышении уровня защищенности (устойчивости к хакерским атакам) таких компьютеров по сравнению с известными компьютерами, блокировка записи во встроенную флэш-память которых осуществляется программными методами, следовательно, является потенциально уязвимой.
Указанный результат достигнут тем, что компьютер с аппаратной защитой данных, хранимых во встроенной флэш-памяти, от несанкционированных изменений, содержащий механически управляемый коммутатор, управляющий доступом в режиме записи к флэш-памяти, хранящей защищаемые данные, содержит дополнительный микропроцессор. Последний подключен, по меньшей мере, к шинам интерфейса встроенной флэш-памяти, и запрограммирован на совершение заданного защитного действия при выявлении им команды записи данных во флэш-память. Механически управляемый коммутатор подключен к управляющей шине микропроцессора, разрешающей/запрещающей выполнение им указанной процедуры.
Данная совокупность признаков обеспечивает достижение указанного результата, поскольку функция аппаратной защиты поддерживается теперь отдельным микропроцессором, контролирующим данные, следующие по шинам интерфейса встроенной флэш-памяти. Следовательно, микросхемы (модули) таковой собственных выводов WP могут не иметь, механически управляемый коммутатор, реализующий вышеизложенный принцип аппаратной защиты с наивысшим уровнем защищенности, подключен теперь не к ним, а к шине управления дополнительного микропроцессора.
В отдельных вариантах реализации описанного компьютера способы подключения дополнительного микропроцессора и, соответственно, совершаемые им защитные действия могут быть различны.
В компьютерах, предназначенных для работы в программных средах недоверенных, но потенциально не агрессивных, целесообразно дополнительный микропроцессор подключать к шинам интерфейса встроенной флэш-памяти последовательно - в разрывы между флэш-памятью и центральным процессором компьютера, и программировать его на блокировку данных, следующих по ним, при выявлении команды записи. В этом случае микропроцессор, по сути, является фильтром, врезанным в интерфейс и отсекающим записываемые данные, когда запись не санкционирована (функциональный аналог включения блокировки записи через вывод WP).
В компьютерах же, предназначенных для работы в программных средах не только недоверенных, но и потенциально агрессивных (с высокими вероятностями хакерских атак), целесообразно дополнительный микропроцессор подключать к шинам интерфейса встроенной флэш-памяти параллельно - к отводам между флэш-памятью и центральным процессором компьютера, и, кроме того, подключать его к последнему. Это дает возможность совершения микропроцессором защитных действий, влияющих, через центральный процессор, на работу компьютера в целом, и, соответственно, не проходящих незамеченными пользователем. Микропроцессор, в частности, может быть запрограммирован на подачу центральному процессору компьютера команды его остановки и/или извещения пользователя о попытке хакерской атаки при выявлении им команды записи. Следовательно, такой компьютер обладает более широкими функциональными возможностями защиты по сравнению с известной защитой, основанной на блокировке записи через вывод WP, что, очевидно, полнее отвечает требованиям безопасной работы в программных средах, характеризующихся повышенными уровнями угроз.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Конявский В.А. Управление защитой информации на базе СЗИ НСД «Аккорд». - М.: Радио и связь, 1999.
2. Патент России на полезную модель RU 118773.
3. Патент России на полезную модель RU 137626.
4. Патент России на полезную модель RU 138562.
5. Патент России на полезную модель RU 139532.
6. Патент России на полезную модель RU 147527.
7. Патент России на полезную модель RU 151264.
8. Встраиваемые модули флэш-памяти eMMC фирмы Toshiba. http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?13/42/62