并行高速電子數據銷毀平臺的研制和應用

尚 方，王孝余，劉 生，張 彤

(國網黑龍江省電力有限公司電力科學研究院，哈爾濱 150030)

●電力信息及通信●

并行高速電子數據銷毀平臺的研制和應用

尚 方，王孝余，劉 生，張 彤

(國網黑龍江省電力有限公司電力科學研究院，哈爾濱 150030)

隨著信息技術的高速發展，大量信息數據存儲于各種存儲介質中，數據銷毀技術是存儲技術與保密需求的必然產物。為了解決數據銷毀消耗時間長的技術問題，提出了研制并行高速電子數據銷毀平臺，介紹了設備研制的整體思路和技術方法。平臺研制成功后，在國家電網系統內得到良好的應用，提高數據銷毀的時效性，降低工作成本,為確保電子數據安全提供堅強有力的技術支撐。

數據銷毀；并行高速；設備研制

數據銷毀(Data Destruction)是把存儲介質上的數據徹底清除掉，使之不能被讀取和數據恢復的技術手段[1-2]。數據銷毀技術分為“邏輯銷毀”以及“物理銷毀”兩種情況，而邏輯銷毀通常又經常被業內人士稱為“數據擦除”。數據擦除技術是指對存儲介質內電子數據進行破壞，但存儲介質可繼續使用；物理銷毀分為一級和二級。一級銷毀：存儲介質銷毀后形成的殘留物或殘片上不存在信息，或不存在任何有價值的信息，采用現有的技術措施無法重組恢復出有價值的信息，可直接廢棄；二級銷毀：存儲介質銷毀后形成的殘留物或殘片上仍含有信息，存在被恢復出信息的風險，在信息涉密程度許可的情況下可以使用。

當今這樣一個信息化的社會，各級政府部門、企事業單位的日常辦公已離不開計算機，而計算機系統中各類存儲介質里存放著大量的重要數據，確保這些數據的安全已經成為信息安全工作的一個方向[3-4]。

因此，要把已經不再使用的電子數據進行銷毀，是當前信息化時代各級政府部門、企事業單位必須要著手解決的問題。

目前市場上的設備存在著各種問題[5-7]：1)能夠識別的存儲介質種類少；2)基本上只能同時擦除1個或者2個設備；3)數據擦除的速度低；4)數據擦除所能夠選擇的方式少；5)通過中國人民解放軍或者國家保密局認證的設備價格較高；6)設備或者具備“數據擦除”功能，或者具備“數據銷毀”功能，沒有共存的情況。

對于大部分企事業單位僅是把替換下來的存儲介質進行打簽封存，少數有經濟實力的單位采用徹底損毀的物理銷毀方式或者委托有資質能力的單位進行銷毀。但前一種方式并沒有實質性解決問題，仍存在數據外泄的風險，而后一種方式會造成一定程度的浪費，本來可以重復利用的介質被徹底損毀了。所以需要研制將存儲介質進行騰退再利用的數據銷毀設備。

1 國家電網公司數據銷毀現狀及需求

國家電網公司作為關系到國計民生的國企，其業務數據是重要基礎性數據，數據的泄露都會給國家和用戶造成重大的經濟損失和嚴重的安全隱患[8]。因此,在電子數據銷毀方面，國家電網公司也有同樣的迫切需求，涉及的類型、存儲介質的絕對數量極為龐大，存儲介質中存有公司的各種重要信息和工作資料[8-9]。

為加強和規范公司數據恢復與銷毀工作，國網辦公廳已經頒布了文件《國網辦公廳關于規范公司電子數據恢復、擦除與銷毀工作的通知》，還推出了企業技術標準《國家電網公司非國家秘密電子數據銷毀、清除和恢復技術要求》，規范公司電子數據恢復、擦除與銷毀工作。要求存儲公司內部數據的各種存儲介質在使用人發生變化時，在不同業務部門之間流轉使用時，在報廢后都需要進行數據銷毀。同時,公司每年有數量巨大硬盤因損壞、過于陳舊等原因需要淘汰。2013年對十二個省公司的調研數據顯示，報廢計算機15 000余臺，部門間流轉的計算機數量更多，需要對這些介質中存儲的工作資料予以安全擦除。由此來看，國家電網公司電子數據恢復與銷毀業務工作量也十分巨大。

2 并行高速電子數據銷毀平臺的研制

2.1 并行高速電子數據銷毀平臺的總體設計思路

為了解決前文中提及的問題，迫切需要研制一套并行高速的電子數據銷毀系統。該平臺用于解決常規技術手段(刪除、格式化等)無法徹底刪除存儲介質中的敏感數據問題。該系統主要針對大批量存儲介質擦除需求和多任務并發擦除需求設計的，操作簡單，管理容易，可獨立運行，不需要任何網絡環境。

該系統具備以下主要業務功能：

1)自動識別接入到擦除系統的存儲介質；

2)能夠允許用戶選擇擦除方式；

3)對存儲介質進行數據擦除操作符合信息安全標準；

4)提供整個擦除過程的監控，并且記錄電子數據擦除日志；

5)具備多個介質接口并且能夠多路并行工作；

6)設備的使用要簡單方便，用戶經過簡單培訓即可獨立操作；

7)具有消磁功能。

圖1為并行高速電子數據銷毀平臺架構設計。

圖1 為并行高速電子數據銷毀平臺架構設計Fig.1 Architecture design of parallel high-speedelectronic data destruction platform

2.1.1 訪問層采用向導方式，軟件界面容易點擊和操作，用戶可以根據實際需要選擇相應的擦除手段和應用需求，在操作過程中應讓用戶了解當前狀態、進度，界面應顯示速度、已用時間、剩余時間，如有異常(如遇到壞扇區、磁盤被意外移除)信息欄有提示。訪問層是并行高速的電子數據銷毀平臺的展現窗口。

2.1.2 應用邏輯層提供介質自動識別、磁盤格式化功能、磁盤檢測功能、快速擦除、用戶自定義擦除、BMB 21-2007擦除、權限管理功能、報告單管理、系統設置、權限管理功能和日志器管理等功能的具體實現控制程序，是并行高速的電子數據銷毀平臺的功能核心。

2.1.3 物理接口層兼容目前市場上各種接口的硬盤接入，如IDE/SATA/SAS/SCSI/ USB3.0/ USB2.0等，保證并行高速的電子數據銷毀平臺能夠兼容國網公司系統內部所有類型的電子數據存儲介質。

2.2 并行高速電子數據銷毀平臺的硬件設計

為節約資源以及部署空間，并行高速電子數據銷毀平臺采用了分布式設備設計，可以根據待擦除的存儲介質數量的大小選擇系統運行方式。分布式系統包括1臺主機和2臺從機。主機可以自己工作，也能通過網線或者USB線管理從機運行，所有的輸入輸出端從主機處接口。主機與從機之間僅傳播控制命令與工作任務信息，不傳遞存儲介質中的數據。

并行高速電子數據銷毀平臺需要處理所有存儲介質擦除及校驗，同時要進行安全監控，因通道多，并行運算量大。考慮到工作速度，服務器端設計采用每個設備采用16核CPU、32G內存，用以滿足需求。該服務器僅記錄日志，存儲數據恢復軟件以及臨時數據等，不記錄數據，因此不需要大量存儲空間，選擇1T硬盤即可。考慮到服務器運算量大，因此在散熱、電源以及機柜規格容量也做相應匹配，具體硬件配置詳見表1。

表1 并行高速電子數據銷毀平臺配置Table 1 Configuration of parallelhigh-speed electronic data destruction platform

并行高速電子數據銷毀平臺能夠直接接入需要恢復的存儲介質，因此設置多種類型的源盤接口。根據現有存儲介質接口類型的市場占有率，在充分考慮機柜大小、工作時散熱情況、電源供電情況等，設計的源盤外接口包括：SATA/SAS盤倉及高速口(含2.5寸硬盤擴展艙)12組、USB 2.0/3.0復用口3組、SCSI服務器口3組、IDE接口3組、復合讀卡器(含TF卡、SD卡、記憶棒、miniSSD接口)等。這些接口可以覆蓋國網公司所有的存儲介質，可以便捷的實現所有存儲介質的直接接入。對于設備外觀及各種接口位置的設計，如圖2所示。

針對某些存儲介質不能正常識別，或者某些壞道不能被正常寫入的情況，該并行高速電子數據銷毀平臺還配置了消磁模塊。直接引入經過中國人民解放軍及國家保密局認定的消磁機，嵌入在主機柜內。一旦有消磁需要，可以提供強磁場對磁介質進行物理銷毀。

為了移動以及上架安裝方便，采用了分體式設計，主機和從機都采用4U機箱設計，彼此之間既能夠通過螺絲結構連接在一起，也可以根據現場情況分別安裝在不同機柜。在主機和分機的外部都設置了便攜式提手以及腳墊，在設備的外框采用了金屬以及橡膠護角加固。

圖2 并行高速電子數據銷毀平臺正面Fig.2 Face of parallel high-speedelectronic data destruction platform

2.3 并行高速電子數據銷毀平臺的軟件設計

由于該系統為獨立結構，和公司其他業務系統不存在數據交換，和其他業務系統也不存在接口，只是一個專業型的電子數據擦除工具，所以采用Microsoft Visual Studio 2005，Rational Rose，Microsoft Visio進行開發，未采用公司統一的UAP開發平臺采用JAVA語言開發。系統在運行期間并不需要存放大量的業務數據，系統中也不流轉大量的電子數據，因此不需要采用大規模數據庫方式進行存儲。該系統的數據庫只是存放系統自身運行所需要的一些數據信息和工作日志，所以沒有采用Oracle數據庫，而是采用Access這類通用的數據庫。

考慮到國網公司數據銷毀工作的需要，系統還具備如下特點：

1)采用的技術架構支持對多路存儲介質并行擦除，支持多種接口接入，加快了數據擦除速度；

2)具備按照國際先進標準以及國內解放軍、保密局認可標準進行擦除的能力，使得數據擦除更深入、全面；

3)在擦除任務中嵌入了存儲介質的校驗工作，能夠自動的完成對擦除結果的比對及標注。對于存在壞道、壞塊的情況自動記錄及處理，避免了因壞塊壞道造成的系統死機情況；

4)對于硬盤擦除任務，用戶可以指定選擇擦除范圍，指定字符及擦除次數。這對于大批量存儲介質的擦除任務來說，可以為用戶提供高效服務；

5)根據國網公司存儲介質批量采購情況的特點，制定存儲介質檢驗策略，對存儲介質的品牌、容量、讀寫性可以進行檢驗，為采購把關提供依據；

6)具有的日志記錄功能，可詳細記錄每個任務執行的情況，包括操作人、選擇的擦除方式、任務的起止時間、執行結果、壞塊、壞道的情況記錄等；

7)有完整的使用幫助手冊，并提供了詳細的技術支持文檔。

2.4 并行高速電子數據銷毀平臺的工作流程

首先，有擦除需求的客戶單位會填寫相關的信息，數據擦除工程師記錄任務需求,并選擇合適的接口接入源盤設備。數據擦除工程師查看各接口狀態，如圖3所示。

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

然后，數據擦除工程師根據用戶需求，制定專門的數據擦除方案：包括設定范圍、擦除方式、多種策略組合等。在此之后，則開始數據擦除。制定方案、查看數據擦除過程界面，如圖4、圖5所示。

圖4 設定數據擦除方案Fig.4 Data erasure scheme setting

當設備完成數據擦除任務后，工程師需要打開任務記錄進行查看。對于因某些情況沒有完成的任務，要進行必要的校驗及數據銷毀處理，數據擦除結果的查看界面以及歷史記錄查詢如圖6、圖7所示。為出具報告方便，系統還提供了直接的報告打印功能。

圖5 查看數據擦除過程Fig.5 Data erasure process checking

圖6 擦除結果查看Fig.6 Erasure result checking

圖7 歷史報告查看Fig.7 Historical report checking

3 結 語

我國幅員遼闊，以國家電網公司為代表的多個央企單位的各級部門生產辦公地點分布廣泛，如果所有電子數據存儲介質都送到一個地點進行數據擦除，需要大量人力、時間、資金成本。從技術手段來看，這些情況并不一定需要拿到實驗室進行數據擦除。如果有相應的設備，完全是可以在存儲介質所在地即可完成[8,10]。并行高速電子數據銷毀平臺的研發，為企業大批量銷毀存儲介質中的涉密數據提供了專業的設備，該設備通過了國家級權威部門的檢驗及檢定，功能技術水平以及安全性得到認可。目前在中國電力科學研究院、國網四川公司、國網北京公司，以及國網黑龍江公司開展了試點建設。在長達三年多的運行及應用中，完成了多次數據擦除業務，累計擦除各類存儲介質數千例，為國家電網公司全網范圍內涉密數據的銷毀提供強有力的技術支撐，并節約了大量成本。該設備的研發和應用對我國電子數據擦除技術和裝備的進一步推廣應用具有指導意義。

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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，研究方向為電力系統自動化、電力信息通信。

TP274

A

2095-6843(2017)06-0547-04

(編輯李世杰)