固态存储:原理、架构与数据安全电子书

前言

第一部分 存储技术基础

第1章 存储技术概要

1.1 存储技术发展简史

1.2 存储介质

1.2.1 磁介质

1.2.2 光介质

1.2.3 半导体存储器

1.3 磁盘阵列

1.4 网络化存储

1.4.1 网络存储架构

1.4.2 分布式存储

1.5 大数据时代下的新兴存储技术

1.6 存储系统的逻辑构成

1.6.1 主机系统

1.6.2 互连方式

1.6.3 存储器层次结构

本章参考文献

第2章 文件系统

2.1 FAT

2.1.1 FAT的发展概况

2.1.2 FAT的重要概念

2.1.3 FAT32的原理

2.1.4 FAT的优缺点

2.2 EXT

2.2.1 EXT的发展概况

2.2.2 树形目录结构

2.2.3 EXT的磁盘布局

2.2.4 数据块寻址方法

2.2.5 日志系统

2.2.6 EXT4引入的新特性

2.3 NTFS

2.3.1 NTFS的重要概念

2.3.2 NTFS的元文件和总体布局

2.3.3 NTFS的引导扇区

2.3.4 NTFS的文件存储特性

2.4 CDFS

2.4.1 逻辑存储结构

2.4.2 CD-ROM上数据的定位

2.4.3 CDFS的改进

2.5 其他文件系统

2.5.1 BtrFS

2.5.2 ZFS

2.5.3 HFS

2.5.4 HFS+

2.5.5 ReiserFS

2.5.6 JFS

2.5.7 XFS

2.5.8 UFS

2.5.9 VMFS

2.5.10 VxFS

2.5.11 ReFS

2.6 常用文件系统的对比分析

本章参考文献

第3章 接口与协议

3.1 IDE

3.1.1 7种ATA物理接口规范

3.1.2 IDE数据传输模式

3.2 SCSI

3.2.1 SCSI电气特征

3.2.2 SCSI接口协议

3.2.3 SCSI接口的发展

3.2.4 SCSI与IDE的比较

3.3 SATA

3.3.1 SATA接口的组成

3.3.2 SATA协议介绍

3.3.3 SATA兼容性

3.3.4 SATA的优点和不足

3.4 其他接口

3.4.1 PCI-E

3.4.2 FC

3.4.3 SAS

本章参考文献

第二部分 固态存储的原理与架构

第4章 固态存储基本知识和工作原理

4.1 基本知识

4.1.1 半导体存储器概述

4.1.2 固态存储器的分类

4.1.3 固态存储器的特点

4.2 Flash存储介质工作原理

4.2.1 NOR Flash

4.2.2 NAND Flash

4.2.3 NAND Flash阵列

本章参考文献

第5章 固态存储架构

5.1 概述

5.2 主机接口

5.3 主控芯片

5.4 缓存

5.5 闪存接口

本章参考文献

第6章 固态存储文件系统

6.1 概述

6.2 JFFS2

6.2.1 主要节点

6.2.2 挂载过程

6.2.3 写文件过程

6.2.4 读文件过程

6.2.5 垃圾回收机制

6.3 YAFFS

6.3.1 基本概念

6.3.2 内存结构

6.3.3 扫描挂载

6.3.4 垃圾回收

6.3.5 使用均衡

6.4 UBIFS

6.4.1 UBI

6.4.2 UBIFS分析

6.5 exFAT

6.5.1 exFAT分区布局

6.5.2 目录项

本章参考文献

第7章 容错与写平衡

7.1 错误校验码

7.1.1 概述

7.1.2 汉明码

7.1.3 BCH码

7.1.4 里德-所罗门码

7.2 平衡机制

7.2.1 概述

7.2.2 垃圾回收

7.2.3 使用均衡

7.3 坏块管理

7.3.1 概述

7.3.2 坏块管理的实现

本章参考文献

第三部分 固态存储安全技术

第8章 数据安全删除

8.1 基于NAND Flash的存储设备访问层次模型

8.2 控制器层方案

8.2.1 Scrubbing方案

8.2.2 基于修改典型FTL机制的数据安全删除方案

8.2.3 NFPS：不可检测的数据安全删除方案

8.2.4 TedFlash：完备数据安全删除方案

8.3 文件系统层方案

8.3.1 基于YAFFS的方案

8.3.2 基于UBIFS的方案

8.4 应用层方案

8.5 跨层方案

本章参考文献

第9章 存储数据机密性保护

9.1 XTS-AES

9.1.1 概述

9.1.2 单个128位数据块的XTS-AES加密

9.1.3 数据单元的XTS-AES加密

9.1.4 XTS-AES的工作模式

9.2 可否认加密

9.2.1 可否认加密与认证协议简介

9.2.2 面向桌面系统的可否认加密方案

9.2.3 面向移动系统的可否认加密方案

9.2.4 面向NAND Flash的可否认加密方案

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第10章 NAND Flash物理不可克隆技术

10.1 NAND Flash PUF相关原理概述

10.1.1 NAND Flash存储单元的阈值电压

10.1.2 NAND Flash存储单元之间的相互干扰

10.2 NAND Flash PUF应用

10.2.1 提取设备指纹

10.2.2 提取随机数

10.2.3 信息隐藏

10.2.4 提取密钥

本章参考文献

第11章 展望

11.1 3D NAND闪存

11.1.1 3D NAND闪存的优势

11.1.2 主要厂商的3D NAND闪存及其特色

11.2 相变存储器

11.3 全息存储技术

本章参考文献