НАКОПИТЕЛЬ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использована для надежного долговременного хранения и многократного оперативного обновления пакетов цифровой информации.
Из уровня техники известен накопитель цифровой информации содержащий первый регистр, входы которого соединены с шиной входной информации, второй регистр, выходы которого через дешифратор подключены к первой группе входов блока оперативной памяти, третий и четвертый регистры, блок управления, а также первый и второй блоки сравнения, первый и второй коммутаторы, первый и второй блоки усилителей, триггер, формирователь, дополнительный блок адреса, второй дешифратор с соответствующими связями (RU 2058603, 20.04.1996).
Также известен накопитель цифровой информации, содержащий первый регистр, информационные входы которого соединены с шиной входной информации, второй регистр, первая группа выходов которого через дешифратор подключена к первой группе входов блока оперативной памяти, третий и четвертый регистры, блок управления, введены микроконтроллер, блок постоянной памяти, счетчик, магистральный приемопередатчик, блок коррекции, блок формирователей сигналов, открывающих выходы выбранных элементов блока оперативной памяти на вторую магистральную шину, пятый регистр, первая и вторая магистральные шины, информационные входы второго регистра соединены с первой группой выходов микроконтроллера, а вторая группа выходов второго регистра подключена к первой группе входов блока постоянной, памяти, выходы которого, информационные входы третьего регистра, вторая группа выводов микроконтроллера и первая группа выводов магистрального приемопередатчика подключены к первой магистральной шине, третья группа выходов микроконтроллера подключена к первой группе входов блока управления, выходы третьего регистра подключены к
вторым группам входов блока постоянной памяти и блока управления, информационные входы четвертого регистра являются командными входами накопителя, выходы первого, четвертого регистров и блока коррекции, информационные входы пятого регистра, блока коррекции и счетчика, вторые группы выводов магистрального приемопередатчика и блока оперативной памяти подключены к второй магистральной шине, выходы счетчика подключены и третьей группе входов блока оперативной памяти, входы блока формирователей соединены с выходами дешифратора, а выходы подключены к четвертой группе входов блока оперативной памяти, ввод блока управления является тактовым входом накопителя, первая группа выходов блока управления подключена к группе входов микроконтроллера, выходы второй группы выходов блока управления подключены к соответствующим управляющим входам регистров с первого по пятый, дешифратора, блока постоянной памяти, счетчика, магистрального приемопередатчика и блока коррекции, первый выход блока управления подключен к входам блока формирователей и блока оперативной памяти, второй выход - к тактовому входу счетчика, третий выход - к второму управляющему входу пятого регистра и является первым выходом накопителя, четвертый выход является вторым выходом накопителя, а выходы пятого регистра являются группой информационных выходов накопителя. (RU 2236710, 20.09.2004)
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание устройства, обеспечивающего накопление информации, в том числе личного характера, и надежное ее сохранение от несанкционированного доступа.
Поставленная задача решатся за счет того, что накопитель цифровой информации, согласно техническому решению содержит, по крайней мере, один унифицированный разъем для подачи питания и обмена данными с внешним электронным устройством, предпочтительно, с персональным компьютером, по крайней мере, один микроконтроллер, выполненный с обеспечением возможности кодирования и/или
декодирования информации и снабженный модулем экстренного стирания, и энергонезависимый блок памяти, с, по крайней мере, одним разделом, хранящим закодированную микроконтроллером информацию, и блоком стирания, причем энергонезависимый блок памяти связан с внешним электронным устройством через микроконтроллер, а микроконтроллер связан с энергонезависимым блоком памяти как напрямую, так и через модуль экстренного стирания, выполненного с обеспечением возможности удаления через блок стирания, по крайней мере, части информации, хранящейся в блоке памяти, при этом микроконтроллер выполнен обеспечивающим дифференцированный доступ к информации, хранящейся в энергонезависимом блоке памяти.
Накопитель может быть снабжен корпусом и выполнен предпочтительно в виде внешнего накопителя цифровой информации.
Накопитель может быть дополнительно снабжен устройством распознавания или ввода пароля, связанным с микроконтроллером напрямую или через внешнее электронное устройство, например, персональный компьютер.
Устройство распознавания или ввода пароля может быть выполнено обеспечивающим активирование модуля экстренного стирания после не менее двух попыток введения неправильных данных распознавания или введения неправильного пароля, при этом модуль экстренного стирания выполнен обеспечивающим первоочередное стирание кодов, примененных микроконтроллером при кодировании и декодировании информации, а также полное и невосстановимое стирание информации, по крайней мере, из раздела энергонезависимого блока памяти, хранящего кодированную микроконтроллером информацию, а также стирание данных от устройства распознавания или ввода пароля.
Микроконтроллер может быть выполнен обеспечивающим первоочередное стирание кодов, примененных микроконтроллером при кодировании и декодировании информации, а также полное и
невосстановимое стирание информации, по крайней мере, из раздела энергонезависимого блока памяти, хранящего кодированную микроконтроллером информацию, а также стирание данных от устройства распознавания или ввода пароля, при этом микроконтроллер обеспечивает возможность, после форматирования накопителя и записи в него новой файловой системы, создание и запоминание новых кодов кодирования и декодирования информации в, по крайней мере, одном разделе энергонезависимого блока памяти, а также и создание и запоминание новых данных устройства распознавания или ввода пароля.
Устройство распознавания или ввода пароля может быть выполнено в виде, по крайней мере, одной, предпочтительно, четырех выведенных на корпус многофункциональных кнопок, причем, по крайней мере, одна из кнопок выполнена обеспечивающей при удержании ее в нажатом состоянии не менее секунды активирование модуля экстренного стирания.
Устройство распознавания или ввода пароля может быть выполнено в виде сканера биометрических параметров пользователя.
Модуль экстренного стирания может быть снабжен выведенной на корпус кнопкой активирования его работы.
Модуль экстренного стирания может быть снабжен устройством, принимающим команду экстренного стирания на радиочастотах.
Блок стирания может быть выполнен обеспечивающим экстренное или рабочее полное удаление информации за один проход.
Универсальный разъем для подачи питания и обмена данными с внешним электронным устройством предпочтительно выполнен в виде разъема USB, обеспечивающего обмен данными с электронным им устройством, предпочтительно, персональным компьютером, снабженным операционной системой типа Windows или MAC или Linux.
Накопитель может быть дополнительно снабжен автономным, автоматически включаемым источником питания, обеспечивающим работу микроконтроллера и модуля экстренного стирания независимо от подключения к внешнему электронному устройству.
Накопитель может быть дополнительно снабжен имеющим выведенную на корпус кнопку активирования работы автономным источником питания, обеспечивающим работу микроконтроллера и модуля экстренного стирания независимо от подключения к внешнему электронному устройству,
Модуль экстренного стирания может быть выполнен с возможностью питания от внешнего электронного устройства и/или от автономного источника питания, выполненного предпочтительно в виде аккумулятора, перезаряжаемого при подключениях к внешнему электронному устройству.
Накопитель может быть снабжен дополнительным разъемом для подключения к внешнему источнику питания.
Накопитель может быть дополнительно снабжен, по крайней мере, одним устройством, подтверждающим получение команды от, по крайней мере, устройства распознавания или ввода пароля и модуля экстренного стирания.
В качестве устройства, подтверждающего получение команды, может быть использован, по крайней мере, один светодиод и/или графический монитор и/или зуммер или устройство звукового подтверждения.
Корпус накопителя может быть выполнен пыле-валогозащищенным. Энергонезависимый блок памяти может быть выполнен объемом не менее 1 Гб, предпочтительно 1-32 Гб.
Энергонезависимый блок памяти может содержать, по крайней мере, один раздел, обеспечивающий запись открытой, некодированной микроконтроллером информации, а микроконтроллер может быть выполнен
обеспечивающим запись как кодированной, так и некодированной информации, при этом запись кодированной информации происходит в один раздел блока памяти и некодированной информации в другой раздел энергонезависимого блока памяти.
Накопитель может содержать дополнительный микроконтроллер обеспечивающий запись открытой, некодированной им информации, а блок энергонезависимой памяти может содержать, по крайней мере, один раздел, обеспечивающий запись открытой, некодированной дополнительным микроконтроллером информации.
Накопитель может быть выполнен в виде твердотельной памяти и размещен внутри внешнего электронного устройства, предпочтительно, персонального компьютера.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, заключается в создании устройства - накопителя цифровой информации, обеспечивающего накопление информации, в том числе личного характера, и надежное ее сохранение от несанкционированного доступа за счет снабжения устройства микроконтроллером, кодирующим и декодирующим, по крайней мере, часть информации в энергонезависимом блоке памяти и дифференцирующего доступ к информации пользователей путем, например, запроса у пользователей установленного пароля или данных распознавания, а также контроля количества попыток и правильности введения указанного пароля или данных распознавания, при этом связь энергонезависимого блока памяти с внешним электронным устройством через микроконтроллер обеспечивает надежную защиту информации, так как данные настройки, в том числе ключи для кодирования и/или декодирования данных создаются микроконтроллером автоматически при первом включении питания и удаляются микроконтроллером после получения команды на удаление в первую очередь, после чего информация, закодированная микроконтроллером становится труднодоступной, а после окончания стирания, осуществляемого блоком
стирания, информация удаляется без возможности ее восстановления, т.к. сектора раздела блока памяти приведены к исходному состоянию и заполнены значением OxFF, как у элемента памяти после производства на который ничего еще не было записано, то есть к пустому состоянию. При этом предложенное устройство может использоваться повторно после его форматирования и обеспечения необходимыми программными средствами.
Предложенное техническое решение иллюстрируется чертежами, на которых приведены частные случаи выполнения устройства, не охватывающие и, тем более, не ограничивающие притязаний заявителя.
На фиг.1 схема накопителя цифровой информации;
на фиг.2. вариант выполнения внешнего накопителя цифровой информации.
Накопитель цифровой информации выполнен в виде внешнего накопителя 1, снабжен пыле-влагозащищенным корпусом 2 с размещенными на нем кнопками 3, 4, 5, 6, устройства 7 распознавания или ввода пароля и содержит размещенные в корпусе 2 на плате из стеклотекстолита один микроконтроллер 8, выполненный с обеспечением возможности кодирования и/или декодирования информации и снабженный модулем 9 экстренного стирания, по крайней мере, части информации, хранящейся в блоке памяти 10, энергонезависимый блок 10 памяти объемом не менее 1 Гб, например, 2 Гб с одним разделом, хранящим закодированную микроконтроллером информацию, и блоком стирания 11, причем энергонезависимый блок 10 памяти связан с внешним электронным устройством (на чертежах не показано) через микроконтроллер 8, а микроконтроллер 8 связан с энергонезависимым блоком 10 памяти как напрямую, так и через модуль 9 экстренного стирания и блок стирания 11, при этом микроконтроллер 8 выполнен обеспечивающим дифференцированный доступ к информации, хранящейся в энергонезависимом блоке 10 памяти.
Данное устройство реализовано на микроконтроллере AT91SAM7S256 и карточки microSD (блок памяти).
В данном устройстве могут применяться и другие микроконтроллеры известных фирм, содержащих интерфейс USB, а также использоваться другие известные типы энергонезависимой памяти, например, NAND, CF, ММС, SD, MD, xD, MS, DF, SPI, I2C и др.
Накопитель снабжен одним унифицированным разъемом 12 для подачи питания и обмена данными с внешним электронным устройством, предпочтительно, с персональным компьютером.
Универсальный разъем для подачи питания и обмена данными с внешним электронным устройством выполнен в виде разъема USB, обеспечивающего обмен данными с внешним электронным устройством, предпочтительно, персональным компьютером, снабженным операционной системой типа Windows или MAC или Linux.
Устройство 7 распознавания или ввода пароля выполнено в виде четырех выведенных на корпус многофункциональных кнопок 3, 4, 5, 6, причем одна из кнопок 3 выполнена обеспечивающей при удержании ее в нажатом состоянии не менее секунды активирование модуля экстренного стирания.
Устройство распознавания или ввода пароля в другом варианте может быть выполнен в виде раздела памяти, инициирующего запуск записанной в нем программы, запрашивающей через внешнее электронное устройство, например, персональный компьютер, данные распознавания или пароль пользователя и использующего консоли внешнего электронного устройства для получения указанных сведений, например, для введения пароля или получения данных распознания - отпечатков пальцев или произнесения пользователем пароля и т.п.
Устройство распознавания или ввода пароля выполнено обеспечивающим активирование модуля экстренного стирания после не
менее двух попыток введения неправильных данных распознавания или введения неправильного пароля, а модуль экстренного стирания выполнен обеспечивающим первоочередное стирание кодов, примененных микроконтроллером при кодировании и декодировании информации, а также полное и невосстановимое стирание информации, по крайней мере, из раздела энергонезависимого блока памяти, хранящего кодированную микроконтроллером информацию, а также стирание данных от устройства распознавания или ввода пароля.
Команда экстренного удаления данных может поступать в модуль экстренного удаления на радиочастотах.
Процесс стирания контролируется микроконтроллером и при отключении подачи питания в процессе экстренного или полного удаления информации и последующем восстановлении питания микроконтроллер, проверив флажок стирания, продолжает осуществлять удаление до полного завершения операции.
Блок стирания, через который происходит удаление информации, выполнен обеспечивающим экстренное или рабочее полное удаление информации за один проход.
При этом микроконтроллер обеспечивает возможность, после форматирования накопителя и записи в него новой файловой системы, создание и запоминание новых кодов кодирования и декодирования информации в, по крайней мере, одном разделе энергонезависимого блока памяти, а также создание и запоминание новых данных устройства распознавания или ввода пароля.
Накопитель может быть дополнительно снабжен автономным, автоматически включаемым источником питания, обеспечивающим работу микроконтроллера, модуля экстренного стирания и блока стирания независимо от подключения к внешнему электронному устройству.
Или накопитель может быть дополнительно снабжен, имеющим выведенную на корпус кнопку 13 активирования его работы, автономным
источником питания, обеспечивающим работу микроконтроллера, модуля экстренного стирания и блока стирания независимо от подключения к внешнему электронному устройству,
Модуль экстренного стирания может быть выполнен с возможностью питания от внешнего электронного устройства и/или от автономного источника питания, выполненного предпочтительно в виде аккумулятора, перезаряжаемого при подключениях к внешнему электронному устройству.
Накопитель может быть снабжен дополнительным разъемом для подключения к внешнему источнику питания.
Накопитель может быть дополнительно снабжен, по крайней мере, одним устройством, подтверждающим получение команды от, по крайней мере, устройства распознавания или ввода пароля и модуля экстренного стирания.
В качестве устройства, подтверждающего получение команды, использован, по крайней мере, один светодиод. В представленном варианте на фиг.2 устройство снабжено двумя светодиодами - красным 13 и зеленым 14.
Накопитель цифровой информации может информировать пользователя о производимых им операциях и состоянии устройства, например, с использованием светодиодов 14 и 15 и/или зуммера или устройства звукового подтверждения, и/или графического монитора.
Алгоритм работы устройства:
При подаче питания (подключении к USB или нажатии кнопки автономного питания), микроконтроллер проверяет целостность данных настройки хранящихся в энергонезависимом блоке памяти. Проверяет флажок стирания, если он установлен, то стирание продолжается.
Затем микроконтроллер проверяет нажата ли клавиша 1 на клавиатуре,
если да, то запускается работа модуля экстренного стирания и через блок стирания происходит экстренное удаление раздела с закодированной информацией или даже всего блока памяти.
Проверяет установлен ли пароль, если да, на устройстве мигнут светодиоды 13 и 14 и устройство перейдет в режим ожидания ввода пароля.
Если пароль введен неправильно, например, шесть раз происходит полное стирание информации без возможности восстановления.
Если пароль введен правильно, то микроконтроллер разрешает доступ к блоку памяти, а на компьютере появляется съемный логический диск.
При запуске стирания микроконтроллер ставит флажок стирания в блоке памяти о начале стирания и если до конца стирания устройство от питания отключают, то при последующем включении микроконтроллер продолжит стирание.
Все данные, хранящиеся в энергонезависимом блоке памяти, записывают через микроконтроллер. Микроконтроллер может записывать как кодируемую, так и не кодируемую информацию в блок энергонезависимой памяти. Код кодирования создается микроконтроллером автоматически при первом включении питания устройства и является закрытой внутренней информацией устройства, без микроконтроллера расшифровать информацию практически невозможно, так как длина кода может составлять от 32 до 68 цифр.
Таким образом, между компьютером и устройством происходит обмен открытой информацией, а между энергонезависимым блоком памяти и микроконтроллером передается закрытая информация.
При подключении накопителя к USB разъему внешнего электронного устройства, например, персональному компьютеру запрос поступает в микроконтроллер, который разрешает, либо запрещает доступ к информации вплоть до ее полного удаления, проверяя целостность данных настройки, наличие введенных данных, соответствующих команде
экстренного удаления, наличие установленного пароля или данных распознавания, а также контролируя количество попыток и правильность введения указанного пароля или данных.
Если пароль не установлен, то замигает зеленый светодиод и в компьютере появится съемный логический диск.
Если пароль установлен, то красный светодиод мигнет столько раз, сколько имеется попыток ввода пароля, а система Windows может сообщить «Устройство USB не опознано».
Кнопками 3, 4, 5 устройства распознавания и ввода пароля вводят пароль, после чего нажимают кнопку 6, подтверждающую ввод информации.
При правильном вводе пароля замигает зеленый светодиод 15 и в компьютере появится логический диск.
При неправильном вводе пароля загорится красный светодиод 14. Для повтора ввода необходимо отключить накопитель и подключить снова. Если исчерпаны все попытки ввода пароля - автоматически запускается алгоритм стирания, при этом начнет мигать красный светодиод 14, а по окончанию стирания загорятся два светодиода 14 и 15, и все данные будут удалены без возможности восстановления. При отключении питания в момент стирания, удаление данных приостанавливается, но при последующем включении продолжается и вся информация, подлежащая удалению, будет стерта до конца. При стирании информации устройство возвращается к первоначальному состоянию.
В данном устройстве предусмотрено экстренное стирание. Если при отключенном питании накопителя нажать кнопку 3 устройства распознавания или ввода пароля и удерживать ее некоторое время, то запустится алгоритм экстренного стирания, которое будет начато сразу после подключения устройства к источнику питания.
Чтобы восстановить работоспособность накопителя после полного стирания необходимо отформатировать его средствами WINDOWS, установив, например, файловую систему FAT.\T32 (для объемов больше 2 Гб).
В одном из вариантов выполнения устройство может быть выполнено таким образом, что доступ к разным разделам блока памяти может контролироваться разными микроконтроллерами, при этом при подключении к внешнему устройству с запросом пароля или без запроса пароля устройство будет распознаваться как съемный логический диск, но при этом раздел блока энергонезависимой памяти, содержащий информацию закодированную одним из микроконтроллеров пользователю внешнего устройства доступен не будет, а доступ к нему будет санкционироваться указанным микроконтроллером после поступления данных распознавания или введения второго пароля при уже работающем устройстве.
Те же функции может выполнять один микроконтроллер, ограничивая доступ к разделам блока памяти разными паролями.
Таким образом, созданное устройство - накопитель цифровой информации, обеспечивает накопление информации, в том числе личного характера, и надежное ее сохранение от несанкционированного доступа за счет снабжения устройства микроконтроллером, кодирующим и декодирующим, по крайней мере, часть информации в энергонезависимом блоке памяти и дифференцирующего доступ к информации пользователей путем, например, запроса у пользователей установленного пароля или данных распознавания, а также контроля количества попыток и правильности введения указанного пароля или данных распознавания, при этом связь энергонезависимого блока памяти с внешним электронным устройством через микроконтроллер обеспечивает надежную защиту информации, так как данные настройки, в том числе ключи для кодирования и/или декодирования данных создаются микроконтроллером автоматически при первом включении питания и удаляются микроконтроллером после получения команды на удаление в первую очередь, после чего информация, закодированная микроконтроллером становится труднодоступной так как код используемый, например, микроконтроллером
AT91SAM7S256 включает 68 цифр, а после окончания стирания, осуществляемого блоком стирания за один проход, информация удаляется без возможности ее восстановления, т.к. вытерты не только заголовки, но и все целиком сектора раздела блока памяти приведены к исходному пустому состоянию, например, заполнены значением OxFF. При этом предложенное устройство может быть в дальнейшем использовано после его форматирования и обеспечения необходимыми программными средствами.