4. 磁盘级动态加解密技术
对于信息安全要求比较高的用户来说,文件级加密是难以满足要求的。例如,在Windows系统中(在其它操作系统中也基本类似),我们在访问文件时,会产生各种临时文件,虽然这些临时文件在大多数情况下,会被应用程序自动删除,但某些情况下,会出现漏删的情况,即使临时文件被删除,但仍然可以通过各种数据恢复软件将其进行恢复,在实际应用中,这些临时文件一般不会被加密,从而成为信息泄密的一个重要渠道。更进一步,即使将临时文件也进行了加密处理,但系统的页面交换文件等(如Windows的Pagefile.sys等,除文件系统内嵌的加密方式外,第三方动态加解密产品一般不能对系统文件进行加密,否则会引起系统无法启动等故障)也会保留用户访问文件的某些信息,从而引起信息的泄密。
有一种方式可以避免上述提到的各种漏洞,那就是将存储设备上包括操作系统在内的所有数据全部加密,要达到这个目的,只有基于磁盘级的动态加解密技术才能满足要求。静态加密技术在这种情况下,一般无法使用,这是因为操作系统被加了密,要启动系统,必须先解密操作系统才能启动,如果采用静态加解密方式,只能在每次关机后将磁盘上的所有数据进行加密,在需要启动时再解密磁盘上的所有数据(至少也得解密所有的操作系统文件,否则系统无法启动),由于操作系统占用的空间越来越大,这个过程所需要的时间是难以忍受的。
与静态方式不同,在系统启动时,动态加解密系统实时解密硬盘的数据,系统读取什么数据,就直接在内存中解密数据,然后将解密后的数据提交给操作系统即可,对系统性能的影响仅与采用的加解密算法的速度有关,对系统性能的影响也非常有限,这类产品对系统性能总体的影响一般不超过10%(取目前市场上同类产品性能指标的最大值)。图3给出了亿赛通公司基于磁盘级动态加解密的安全产品DiskSec的实现原理,从中可以看出,DiskSec的动态加解密算法位于操作系统的底层,操作系统的所有磁盘操作均通过DiskSec进行,当系统向磁盘上写入数据时,DiskSec首先加密要写入的数据,然后再写入磁盘;反之,当系统读取磁盘数据时,DiskSec会自动将读取到的数据进行解密,然后再提交给操作系,因此,加密的磁盘数据对操作系统是透明的,也就是说,在操作系统看来,磁盘上的加密数据和未加密的状态是一样的。

图3:磁盘级动态加解密的实现
5. 文件级和磁盘级动态加密的比较
这两类加密方法均有各自的优点和缺点,磁盘级加密与文件级加密方式相比,主要优点是:加密强度高,安全性好。
由于这一级别的加密方式直接对磁盘物理扇区进行加密,不考虑文件等存储数据的逻辑概念,在这种加密方式下,任何存储在磁盘上的数据均是加密的,相反,采用文件级的加密方式一般只对用户指定的某些文件进行加密,而这些文件在用户日常使用中,由于临时文件等均会带来安全隐患。因此,采用磁盘级的加密方式要较文件级的加密方式安全。
磁盘级加密的主要缺点是:不够灵活方便,适用面比较窄。
与文件级的加密方式不同,由于磁盘级的加密方式没有文件、目录等概念,难以对指定的文件或目录进行加密、隐藏等操作,反之,文件级的加密方式可以采用各种灵活的加密手段,能够做到更细粒度的控制,用户不仅可以指定要加密的文件类型或目录,同时也可以隐藏某些目录等。