2022年起,SSD、M.2 NVMe、U.2存儲介質(zhì)成為爆炸性儲存載體,當(dāng)介質(zhì)達到使用年限,通常會使用復(fù)寫方式(over write)覆蓋原始數(shù)據(jù),達到無法恢復(fù)原始數(shù)據(jù)的效果,擦除后的硬盤可以再次綠色使用,為企業(yè)降本增效。
然而閃存硬盤與傳統(tǒng)機械硬盤的數(shù)據(jù)存儲機制存在根本差異,導(dǎo)致傳統(tǒng)覆寫方法在閃存硬盤上無法有效清除數(shù)據(jù),以下是具體原因分析:
一、存儲原理差異
1. ?閃存特性?
SSD采用NAND閃存存儲數(shù)據(jù),其最小單位是"頁"(通常4KB),但擦除必須以"塊(block)"(通常包含128-256頁)為單位進行?。傳統(tǒng)覆寫操作會被主控轉(zhuǎn)換為"讀取-修改-寫入"流程,實際數(shù)據(jù)可能分散在多個物理塊中?。
2. ?磨損均衡技術(shù)?(Wear Leveling)
為避免特定區(qū)塊過早損壞,SSD主控會自動將寫入分散到不同物理位置,即使重復(fù)覆寫同一邏輯地址,實際數(shù)據(jù)可能存儲在不同物理區(qū)塊?。
二、主控行為干擾
1. ?預(yù)留空間(OP區(qū)域)?
SSD保留約7-28%的額外空間用于后臺管理,這部分區(qū)域無法通過操作系統(tǒng)直接訪問,傳統(tǒng)覆寫無法覆蓋這些區(qū)域的數(shù)據(jù)?。
2. ?TRIM指令影響?
當(dāng)文件被刪除時,TRIM指令會通知主控立即釋放物理空間,導(dǎo)致后續(xù)覆寫操作可能跳過已標(biāo)記為"無效"的區(qū)塊?。
三、數(shù)據(jù)殘留風(fēng)險
1. ?多級單元存儲?
TLC/QLC閃存每個單元存儲3-4比特數(shù)據(jù),電壓狀態(tài)復(fù)雜,傳統(tǒng)覆寫可能無法徹底清除上一狀態(tài)的電荷殘留?
2. 壞塊管理?
閃存壞塊會被主控自動隔離,這些區(qū)域的數(shù)據(jù)無法通過常規(guī)方法覆寫。?
四、擦除標(biāo)準(zhǔn)建議
NIST SP-800-88r1官方技術(shù)文文件共64頁詳細記錄不同儲存介質(zhì)該采用何種擦除方式,因文檔龐雜,摘取主要說明如下:
? 第 7頁,說明復(fù)寫方式無法保障清除映像區(qū)對應(yīng)位置,因此面對閃存類型的硬盤應(yīng)”復(fù)寫+加密抹除”,加密擦除可以透過數(shù)據(jù)加密,并且摧毀密鑰方式,達到快速無法恢復(fù)數(shù)據(jù)的目的。

? 第36頁, 建議固態(tài)SSD硬盤可用”復(fù)寫(00)+Secure Erase”,或是Purge中的Block Erase, Cryptographic Erase, 如SSD不支持block erase則SSD需自動執(zhí)行Secure erase或最基礎(chǔ)的復(fù)寫(Clear)
擦除完成需要有"比對 VERIFY”,才可保障安全性。

? 第38頁說明NVMe 硬盤擦除方式,可采用NIST-800-88 Clear一次擦除,參數(shù)為固定值00, 但無法擦除特殊區(qū)域,NVMe盤如果有支持Secure Erase指令,需要執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)。
擦除完成后,需要進行比對Verify至少10%的隨機區(qū)域,才能確保有效執(zhí)行擦除任務(wù)。

結(jié)論:
Purge是一種命令集,包含Secure Erase, block erase, Cryptographic erase等指令,擦除時間速度相當(dāng)快,大多幾秒內(nèi)可以完成,大多數(shù)閃存硬盤都有支持Purge指令。
固態(tài)硬盤、NVMe硬盤因其特性,需要透過不同擦除標(biāo)準(zhǔn)才能消除渉密信息,傳統(tǒng)的復(fù)寫方式有效但是存在一定風(fēng)險,透過NIST SP-800-88r1發(fā)表的官方數(shù)據(jù),建議用戶使用”Clear+ NIST-800-88 Purge”的方式更能深度清除敏感數(shù)據(jù),也可以使用通過認證的SUM-4120, U2E-W600, UGT-1600擦除工具,輕松完成擦除任務(wù)。
數(shù)據(jù)來源: NIST技術(shù)研究院 http://dx.doi.org/10.6028/NIST.SP.800-88r1