移动存储安全


当你的U盘,移动硬盘遗失了,被盗了,或者是遗忘在公共场所,里面的资料就会完全被别人窥探,如果涉及一些隐私,机密,那后果是很严重的。本课题就是在这样一个情况下产生的。这里剖析的只是一个最初的演示原型,详细设计,以及一些细节可以参考源代码。源代码在WinXP,VC6.0编译通过。

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摘要:实现对移动存储设备的加密,保护信息隐蔽,防止隐私泄露。


关键字:移动存储设备加密安全


  当你的U盘,移动硬盘遗失了,被盗了,或者是遗忘在公共场所,里面的资料就会完全被别人窥探,如果涉及一些隐私,机密,那后果是很严重的。本课题就是在这样一个情况下产生的。这里剖析的只是一个最初的演示原型,详细设计,以及一些细节可以参考源代码。源代码在WinXPVC6.0编译通过。


1
、访问注册表读取计算机上的移动存储设备

在注册表

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Disk\Enum

下面可以看到计算机当前的状态,这里可以看到所有的存储设备的情况,包括计算机的硬盘,通过情况下,名称为0的是计算机硬盘,所以在列出的选择设备时,会把名称为0的屏蔽,不然太危险,一旦造成系统的破坏,后果会很麻烦。对注册表的读写:

HKEY hkey;
char sz[256];
DWORD dwtype,sl = 256; 
for(int i=1;i<8;i++)
{
        if(RegOpenKeyEx(HKEY_LOCAL_MACHINE,"SYSTEM\\CurrentControlSet\\Services\\Disk\\Enum",\
               NULL, KEY_ALL_ACCESS, &hkey)==ERROR_SUCCESS)
        {
               CString id;
               id.Format("%d",i);
               if(RegQueryValueEx(hkey,id,NULL,&dwtype,(LPBYTE)sz,&sl)==ERROR_SUCCESS)
               {
                       CString str=(CString)sz;
                       m_select.AddString(sz);
               }
        }
}
RegCloseKey(hkey); 


2
、对磁盘的扇区的操作

  Windows 操作系统在很大程度上采取了访问安全保护机制(例如,在Windows操作系统下不能直接访问物理内存、不能使用各种DOSBIOS中断等等),其实Windows在采取“实保护”措施的同时也提供了另外的一种有别于在DOS下访问硬件设备的方法,即把所有的硬件设备全部看做“文件”,并允许按照对文件的读写方式来对其进行数据存取访问。对于磁盘扇区的读写,可以通过C++CreateFile()函数来实现。由MSDN可查询到该函数原型:

HANDLE CreateFile(
LPCTSTR lpFileName, 
DWORD dwDesiredAccess, 
DWORD dwShareMode, 
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, 
DWORD dwCreationDisposition, 
DWORD dwFlagsAndAttributes, 
HANDLE hTemplateFile );


由于访问的是事实上已经存在的磁盘扇区,因此只能以OPEN_EXISTING标志设置dwCreationDisposition参数指出将要打开已经存在的文件(设备)。至于其他参数的使用与操作普通文件时的用法相同。

使用的时候,如果需要定位到某一个具体的扇区,可以使用SetFilePointer()函数:

DWORD SetFilePointer(HANDLE hFile,LONG lDistanceToMove,PLONG lpDistanceToMoveHigh,DWORD dwMoveMethod);


  在定位到要访问的扇区开始位置后就可以通过ReadFile()或WriteFile()函数实施相应的读写访问了,具体操作与文件读写并没有什么太大的差别。最后,在完成访问操作后以CloseHandle()关闭文件句柄释放资源,从而完成一次完整的磁盘扇区数据访问操作。

int ReadDisk(CString driver,unsigned char *Buf,long addr)
{
        HANDLE hDevice;
        BOOL bResult;
        DWORD bytesread; 
        
        hDevice=CreateFile(driver,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,
               FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL); 
        if(hDevice==INVALID_HANDLE_VALUE)
        { 
               AfxMessageBox("Error!");
               return 0;
        }
        if(addr!=0)
        {
               SetFilePointer(hDevice,512*addr,NULL,NULL);
        }
        
        bResult=ReadFile(hDevice,Buf,512,&bytesread,NULL);
        if((bResult==FALSE)||(bytesread<512)) 
        { 
               AfxMessageBox("Error!");
               return 0;
        }
        CloseHandle(hDevice);
        return 1;
}


3
、用RC4加密算法对磁盘加密。

/* RC4加密,KEY是密钥,此处Key[]="MobileStorageSecurity",后期可以用户输入的密码作为密钥 */
RC4_KEY rc4_key;
build_rc4_key(Key,strlen((char*)Key),&rc4_key);
rc4_handler(MBRBuf,strlen((char*)MBRBuf),&rc4_key);


4
U盘插入计算机时的自动感知

LRESULT CRawDiskDlg::WindowProc(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
        if ( WM_DEVICECHANGE == message && FALSE == bCopy )
        {
               //刷新设备列表
        }
        return CDialog::WindowProc(message, wParam, lParam);
}


后期改进

  1. 这样就必须要求在电脑上有这个程序,所以在后期采用同样的原理,将这个程序放在U盘里,在加密的时候实现对自身的屏蔽,这样大大提高程序的易用性。
  2. 可以让用户输入密码,将密码作为密钥去加密和解密。

  3.这个只是对一个磁盘最初的512字节加密,后期可以通过对扇区的定位和计算,对目录表及数据加密。

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