并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的研制和應(yīng)用

尚 方，王孝余，劉 生，張 彤

(國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，哈爾濱 150030)

●電力信息及通信●

并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的研制和應(yīng)用

尚 方，王孝余，劉 生，張 彤

(國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，哈爾濱 150030)

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，大量信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于各種存儲(chǔ)介質(zhì)中，數(shù)據(jù)銷毀技術(shù)是存儲(chǔ)技術(shù)與保密需求的必然產(chǎn)物。為了解決數(shù)據(jù)銷毀消耗時(shí)間長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題，提出了研制并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)，介紹了設(shè)備研制的整體思路和技術(shù)方法。平臺(tái)研制成功后，在國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)得到良好的應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)銷毀的時(shí)效性，降低工作成本,為確保電子數(shù)據(jù)安全提供堅(jiān)強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

數(shù)據(jù)銷毀；并行高速；設(shè)備研制

數(shù)據(jù)銷毀(Data Destruction)是把存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)徹底清除掉，使之不能被讀取和數(shù)據(jù)恢復(fù)的技術(shù)手段[1-2]。數(shù)據(jù)銷毀技術(shù)分為“邏輯銷毀”以及“物理銷毀”兩種情況，而邏輯銷毀通常又經(jīng)常被業(yè)內(nèi)人士稱為“數(shù)據(jù)擦除”。數(shù)據(jù)擦除技術(shù)是指對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)電子數(shù)據(jù)進(jìn)行破壞，但存儲(chǔ)介質(zhì)可繼續(xù)使用；物理銷毀分為一級(jí)和二級(jí)。一級(jí)銷毀：存儲(chǔ)介質(zhì)銷毀后形成的殘留物或殘片上不存在信息，或不存在任何有價(jià)值的信息，采用現(xiàn)有的技術(shù)措施無(wú)法重組恢復(fù)出有價(jià)值的信息，可直接廢棄；二級(jí)銷毀：存儲(chǔ)介質(zhì)銷毀后形成的殘留物或殘片上仍含有信息，存在被恢復(fù)出信息的風(fēng)險(xiǎn)，在信息涉密程度許可的情況下可以使用。

當(dāng)今這樣一個(gè)信息化的社會(huì)，各級(jí)政府部門、企事業(yè)單位的日常辦公已離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類存儲(chǔ)介質(zhì)里存放著大量的重要數(shù)據(jù)，確保這些數(shù)據(jù)的安全已經(jīng)成為信息安全工作的一個(gè)方向[3-4]。

因此，要把已經(jīng)不再使用的電子數(shù)據(jù)進(jìn)行銷毀，是當(dāng)前信息化時(shí)代各級(jí)政府部門、企事業(yè)單位必須要著手解決的問(wèn)題。

目前市場(chǎng)上的設(shè)備存在著各種問(wèn)題[5-7]：1)能夠識(shí)別的存儲(chǔ)介質(zhì)種類少；2)基本上只能同時(shí)擦除1個(gè)或者2個(gè)設(shè)備；3)數(shù)據(jù)擦除的速度低；4)數(shù)據(jù)擦除所能夠選擇的方式少；5)通過(guò)中國(guó)人民解放軍或者國(guó)家保密局認(rèn)證的設(shè)備價(jià)格較高；6)設(shè)備或者具備“數(shù)據(jù)擦除”功能，或者具備“數(shù)據(jù)銷毀”功能，沒(méi)有共存的情況。

對(duì)于大部分企事業(yè)單位僅是把替換下來(lái)的存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行打簽封存，少數(shù)有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的單位采用徹底損毀的物理銷毀方式或者委托有資質(zhì)能力的單位進(jìn)行銷毀。但前一種方式并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性解決問(wèn)題，仍存在數(shù)據(jù)外泄的風(fēng)險(xiǎn)，而后一種方式會(huì)造成一定程度的浪費(fèi)，本來(lái)可以重復(fù)利用的介質(zhì)被徹底損毀了。所以需要研制將存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行騰退再利用的數(shù)據(jù)銷毀設(shè)備。

1 國(guó)家電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)銷毀現(xiàn)狀及需求

國(guó)家電網(wǎng)公司作為關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的國(guó)企，其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的泄露都會(huì)給國(guó)家和用戶造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的安全隱患[8]。因此,在電子數(shù)據(jù)銷毀方面，國(guó)家電網(wǎng)公司也有同樣的迫切需求，涉及的類型、存儲(chǔ)介質(zhì)的絕對(duì)數(shù)量極為龐大，存儲(chǔ)介質(zhì)中存有公司的各種重要信息和工作資料[8-9]。

為加強(qiáng)和規(guī)范公司數(shù)據(jù)恢復(fù)與銷毀工作，國(guó)網(wǎng)辦公廳已經(jīng)頒布了文件《國(guó)網(wǎng)辦公廳關(guān)于規(guī)范公司電子數(shù)據(jù)恢復(fù)、擦除與銷毀工作的通知》，還推出了企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《國(guó)家電網(wǎng)公司非國(guó)家秘密電子數(shù)據(jù)銷毀、清除和恢復(fù)技術(shù)要求》，規(guī)范公司電子數(shù)據(jù)恢復(fù)、擦除與銷毀工作。要求存儲(chǔ)公司內(nèi)部數(shù)據(jù)的各種存儲(chǔ)介質(zhì)在使用人發(fā)生變化時(shí)，在不同業(yè)務(wù)部門之間流轉(zhuǎn)使用時(shí)，在報(bào)廢后都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)銷毀。同時(shí),公司每年有數(shù)量巨大硬盤(pán)因損壞、過(guò)于陳舊等原因需要淘汰。2013年對(duì)十二個(gè)省公司的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，報(bào)廢計(jì)算機(jī)15 000余臺(tái)，部門間流轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)數(shù)量更多，需要對(duì)這些介質(zhì)中存儲(chǔ)的工作資料予以安全擦除。由此來(lái)看，國(guó)家電網(wǎng)公司電子數(shù)據(jù)恢復(fù)與銷毀業(yè)務(wù)工作量也十分巨大。

2 并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的研制

2.1 并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)思路

為了解決前文中提及的問(wèn)題，迫切需要研制一套并行高速的電子數(shù)據(jù)銷毀系統(tǒng)。該平臺(tái)用于解決常規(guī)技術(shù)手段(刪除、格式化等)無(wú)法徹底刪除存儲(chǔ)介質(zhì)中的敏感數(shù)據(jù)問(wèn)題。該系統(tǒng)主要針對(duì)大批量存儲(chǔ)介質(zhì)擦除需求和多任務(wù)并發(fā)擦除需求設(shè)計(jì)的，操作簡(jiǎn)單，管理容易，可獨(dú)立運(yùn)行，不需要任何網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

該系統(tǒng)具備以下主要業(yè)務(wù)功能：

1)自動(dòng)識(shí)別接入到擦除系統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)；

2)能夠允許用戶選擇擦除方式；

3)對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除操作符合信息安全標(biāo)準(zhǔn)；

4)提供整個(gè)擦除過(guò)程的監(jiān)控，并且記錄電子數(shù)據(jù)擦除日志；

5)具備多個(gè)介質(zhì)接口并且能夠多路并行工作；

6)設(shè)備的使用要簡(jiǎn)單方便，用戶經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可獨(dú)立操作；

7)具有消磁功能。

圖1為并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖1 為并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)Fig.1 Architecture design of parallel high-speedelectronic data destruction platform

2.1.1 訪問(wèn)層采用向?qū)Х绞?，軟件界面容易點(diǎn)擊和操作，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要選擇相應(yīng)的擦除手段和應(yīng)用需求，在操作過(guò)程中應(yīng)讓用戶了解當(dāng)前狀態(tài)、進(jìn)度，界面應(yīng)顯示速度、已用時(shí)間、剩余時(shí)間，如有異常(如遇到壞扇區(qū)、磁盤(pán)被意外移除)信息欄有提示。訪問(wèn)層是并行高速的電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的展現(xiàn)窗口。

2.1.2 應(yīng)用邏輯層提供介質(zhì)自動(dòng)識(shí)別、磁盤(pán)格式化功能、磁盤(pán)檢測(cè)功能、快速擦除、用戶自定義擦除、BMB 21-2007擦除、權(quán)限管理功能、報(bào)告單管理、系統(tǒng)設(shè)置、權(quán)限管理功能和日志器管理等功能的具體實(shí)現(xiàn)控制程序，是并行高速的電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的功能核心。

2.1.3 物理接口層兼容目前市場(chǎng)上各種接口的硬盤(pán)接入，如IDE/SATA/SAS/SCSI/ USB3.0/ USB2.0等，保證并行高速的電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)能夠兼容國(guó)網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)部所有類型的電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。

2.2 并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)

為節(jié)約資源以及部署空間，并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)采用了分布式設(shè)備設(shè)計(jì)，可以根據(jù)待擦除的存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)量的大小選擇系統(tǒng)運(yùn)行方式。分布式系統(tǒng)包括1臺(tái)主機(jī)和2臺(tái)從機(jī)。主機(jī)可以自己工作，也能通過(guò)網(wǎng)線或者USB線管理從機(jī)運(yùn)行，所有的輸入輸出端從主機(jī)處接口。主機(jī)與從機(jī)之間僅傳播控制命令與工作任務(wù)信息，不傳遞存儲(chǔ)介質(zhì)中的數(shù)據(jù)。

并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)需要處理所有存儲(chǔ)介質(zhì)擦除及校驗(yàn)，同時(shí)要進(jìn)行安全監(jiān)控，因通道多，并行運(yùn)算量大。考慮到工作速度，服務(wù)器端設(shè)計(jì)采用每個(gè)設(shè)備采用16核CPU、32G內(nèi)存，用以滿足需求。該服務(wù)器僅記錄日志，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件以及臨時(shí)數(shù)據(jù)等，不記錄數(shù)據(jù)，因此不需要大量存儲(chǔ)空間，選擇1T硬盤(pán)即可?？紤]到服務(wù)器運(yùn)算量大，因此在散熱、電源以及機(jī)柜規(guī)格容量也做相應(yīng)匹配，具體硬件配置詳見(jiàn)表1。

表1 并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)配置Table 1 Configuration of parallelhigh-speed electronic data destruction platform

并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)能夠直接接入需要恢復(fù)的存儲(chǔ)介質(zhì)，因此設(shè)置多種類型的源盤(pán)接口。根據(jù)現(xiàn)有存儲(chǔ)介質(zhì)接口類型的市場(chǎng)占有率，在充分考慮機(jī)柜大小、工作時(shí)散熱情況、電源供電情況等，設(shè)計(jì)的源盤(pán)外接口包括：SATA/SAS盤(pán)倉(cāng)及高速口(含2.5寸硬盤(pán)擴(kuò)展艙)12組、USB 2.0/3.0復(fù)用口3組、SCSI服務(wù)器口3組、IDE接口3組、復(fù)合讀卡器(含TF卡、SD卡、記憶棒、miniSSD接口)等。這些接口可以覆蓋國(guó)網(wǎng)公司所有的存儲(chǔ)介質(zhì)，可以便捷的實(shí)現(xiàn)所有存儲(chǔ)介質(zhì)的直接接入。對(duì)于設(shè)備外觀及各種接口位置的設(shè)計(jì)，如圖2所示。

針對(duì)某些存儲(chǔ)介質(zhì)不能正常識(shí)別，或者某些壞道不能被正常寫(xiě)入的情況，該并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)還配置了消磁模塊。直接引入經(jīng)過(guò)中國(guó)人民解放軍及國(guó)家保密局認(rèn)定的消磁機(jī)，嵌入在主機(jī)柜內(nèi)。一旦有消磁需要，可以提供強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)磁介質(zhì)進(jìn)行物理銷毀。

為了移動(dòng)以及上架安裝方便，采用了分體式設(shè)計(jì)，主機(jī)和從機(jī)都采用4U機(jī)箱設(shè)計(jì)，彼此之間既能夠通過(guò)螺絲結(jié)構(gòu)連接在一起，也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分別安裝在不同機(jī)柜。在主機(jī)和分機(jī)的外部都設(shè)置了便攜式提手以及腳墊，在設(shè)備的外框采用了金屬以及橡膠護(hù)角加固。

圖2 并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)正面Fig.2 Face of parallel high-speedelectronic data destruction platform

2.3 并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)

由于該系統(tǒng)為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，和公司其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)不存在數(shù)據(jù)交換，和其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)也不存在接口，只是一個(gè)專業(yè)型的電子數(shù)據(jù)擦除工具，所以采用Microsoft Visual Studio 2005，Rational Rose，Microsoft Visio進(jìn)行開(kāi)發(fā)，未采用公司統(tǒng)一的UAP開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用JAVA語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)在運(yùn)行期間并不需要存放大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中也不流轉(zhuǎn)大量的電子數(shù)據(jù)，因此不需要采用大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)方式進(jìn)行存儲(chǔ)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)只是存放系統(tǒng)自身運(yùn)行所需要的一些數(shù)據(jù)信息和工作日志，所以沒(méi)有采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，而是采用Access這類通用的數(shù)據(jù)庫(kù)。

考慮到國(guó)網(wǎng)公司數(shù)據(jù)銷毀工作的需要，系統(tǒng)還具備如下特點(diǎn)：

1)采用的技術(shù)架構(gòu)支持對(duì)多路存儲(chǔ)介質(zhì)并行擦除，支持多種接口接入，加快了數(shù)據(jù)擦除速度；

2)具備按照國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)內(nèi)解放軍、保密局認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擦除的能力，使得數(shù)據(jù)擦除更深入、全面；

3)在擦除任務(wù)中嵌入了存儲(chǔ)介質(zhì)的校驗(yàn)工作，能夠自動(dòng)的完成對(duì)擦除結(jié)果的比對(duì)及標(biāo)注。對(duì)于存在壞道、壞塊的情況自動(dòng)記錄及處理，避免了因壞塊壞道造成的系統(tǒng)死機(jī)情況；

4)對(duì)于硬盤(pán)擦除任務(wù)，用戶可以指定選擇擦除范圍，指定字符及擦除次數(shù)。這對(duì)于大批量存儲(chǔ)介質(zhì)的擦除任務(wù)來(lái)說(shuō)，可以為用戶提供高效服務(wù)；

5)根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司存儲(chǔ)介質(zhì)批量采購(gòu)情況的特點(diǎn)，制定存儲(chǔ)介質(zhì)檢驗(yàn)策略，對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的品牌、容量、讀寫(xiě)性可以進(jìn)行檢驗(yàn)，為采購(gòu)把關(guān)提供依據(jù)；

6)具有的日志記錄功能，可詳細(xì)記錄每個(gè)任務(wù)執(zhí)行的情況，包括操作人、選擇的擦除方式、任務(wù)的起止時(shí)間、執(zhí)行結(jié)果、壞塊、壞道的情況記錄等；

7)有完整的使用幫助手冊(cè)，并提供了詳細(xì)的技術(shù)支持文檔。

2.4 并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的工作流程

首先，有擦除需求的客戶單位會(huì)填寫(xiě)相關(guān)的信息，數(shù)據(jù)擦除工程師記錄任務(wù)需求,并選擇合適的接口接入源盤(pán)設(shè)備。數(shù)據(jù)擦除工程師查看各接口狀態(tài)，如圖3所示。

圖3 查看各通道狀態(tài)界面圖Fig.3 Interface diagram to check all channel statuses

然后，數(shù)據(jù)擦除工程師根據(jù)用戶需求，制定專門的數(shù)據(jù)擦除方案：包括設(shè)定范圍、擦除方式、多種策略組合等。在此之后，則開(kāi)始數(shù)據(jù)擦除。制定方案、查看數(shù)據(jù)擦除過(guò)程界面，如圖4、圖5所示。

圖4 設(shè)定數(shù)據(jù)擦除方案Fig.4 Data erasure scheme setting

當(dāng)設(shè)備完成數(shù)據(jù)擦除任務(wù)后，工程師需要打開(kāi)任務(wù)記錄進(jìn)行查看。對(duì)于因某些情況沒(méi)有完成的任務(wù)，要進(jìn)行必要的校驗(yàn)及數(shù)據(jù)銷毀處理，數(shù)據(jù)擦除結(jié)果的查看界面以及歷史記錄查詢?nèi)鐖D6、圖7所示。為出具報(bào)告方便，系統(tǒng)還提供了直接的報(bào)告打印功能。

圖5 查看數(shù)據(jù)擦除過(guò)程Fig.5 Data erasure process checking

圖6 擦除結(jié)果查看Fig.6 Erasure result checking

圖7 歷史報(bào)告查看Fig.7 Historical report checking

3 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)幅員遼闊，以國(guó)家電網(wǎng)公司為代表的多個(gè)央企單位的各級(jí)部門生產(chǎn)辦公地點(diǎn)分布廣泛，如果所有電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)都送到一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除，需要大量人力、時(shí)間、資金成本。從技術(shù)手段來(lái)看，這些情況并不一定需要拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除。如果有相應(yīng)的設(shè)備，完全是可以在存儲(chǔ)介質(zhì)所在地即可完成[8,10]。并行高速電子數(shù)據(jù)銷毀平臺(tái)的研發(fā)，為企業(yè)大批量銷毀存儲(chǔ)介質(zhì)中的涉密數(shù)據(jù)提供了專業(yè)的設(shè)備，該設(shè)備通過(guò)了國(guó)家級(jí)權(quán)威部門的檢驗(yàn)及檢定，功能技術(shù)水平以及安全性得到認(rèn)可。目前在中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)四川公司、國(guó)網(wǎng)北京公司，以及國(guó)網(wǎng)黑龍江公司開(kāi)展了試點(diǎn)建設(shè)。在長(zhǎng)達(dá)三年多的運(yùn)行及應(yīng)用中，完成了多次數(shù)據(jù)擦除業(yè)務(wù)，累計(jì)擦除各類存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)千例，為國(guó)家電網(wǎng)公司全網(wǎng)范圍內(nèi)涉密數(shù)據(jù)的銷毀提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，并節(jié)約了大量成本。該設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用對(duì)我國(guó)電子數(shù)據(jù)擦除技術(shù)和裝備的進(jìn)一步推廣應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

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Development and application of parallel high-speed electronic data destruction platform

SHANG Fang, WANG Xiaoyu, LIU Sheng, ZHANG Tong

(Electric Power Research Institute of State Grid Heilongjiang Electric Power Co., Ltd., Harbin,150030, China)

With the rapid development of information technology, large number of information data is stored in a variety of storage media, and data destruction technology becomes inevitable outcome of storage technology and security requirements In order to solve the technology problem that time of data destruction consumption lasts for a long time, the development of parallel high-speed electronic data destruction platform is proposed and the whole idea and technology method of equipment development are introduced. The platform in the State Grid system is applied well after development, the timeliness of data destruction is improved, operating cost is reduced whixh provides strong technical support to ensure the electronic data safety.

data destruction; parallel high speed; equipment development

2017-07-31；

2017-11-09。

尚方(1986—)，男，工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化、電力信息通信。

TP274

A

2095-6843(2017)06-0547-04

(編輯李世杰)