存储设备及其控制方法 技术领域 本发明涉及存储设备及其控制方法， 例如， 可以适合应用于将数据加密并存储在 存储介质中的存储设备。
背景技术 通常， 这种类型的存储设备对从主机与写请求一起提供的数据进行加密并将这样 的数据存储在存储介质中， 并且在从主机给出对该数据的读请求时， 存储设备从存储介质 中读出加密数据， 同时将其解密并将解密数据发送到主机。
这里， 通过这种类型的存储设备， 由于以系统管理员预设的加密密钥执行数据的 加密处理和解密处理， 因此， 期望周期性地互换加密密钥以增加存储介质中存储的数据的 安全性。
作为这种加密密钥重置 (encryption re-key) 方法， 通常提出了以下方法 ( 此后 称为 “盖写 (“overwrite” ) 方法” )： 从存储介质读取要进行加密密钥重置的数据同时顺序 地解密该数据， 并且通过以新的加密密钥加密该数据将获得的加密数据盖写在存储介质的
同一位置 ( 美国专利 No.7162647 的说明书 )。
此外， 作为另外的加密密钥重置方法， 还可以广泛地采用以下方法 ( 此后称作 “迁 移方法” )： 从存储介质读取该存储介质中存储的数据同时顺序地解密该数据， 并且将获得 的解密数据写入另一存储介质同时以新的加密密钥加密该数据。 发明内容 同时， 通过前述盖写方法， 将指针用于管理密钥重置处理的进程， 来区分在存储介 质提供的存储区域中已完成密钥重置处理的部分和还未执行密钥重置处理的部分。因此， 通过盖写方法， 如果由于存储器故障等导致指针丢失， 则将会不清楚哪个加密密钥应该应 用于哪个存储区域中存储的数据， 且存在数据不能被正确解密的问题， 这由此导致了与数 据丢失相同的情形。
另一方面， 通过前述迁移方法， 以奇偶校验位组为单位执行加密密钥重置 处理。 因此， 采用该迁移方法， 存在以下问题 ： 变得不必要求与用于配置要进行加密密钥重置的奇 偶校验位组的存储介质相同数目的存储介质。
本发明是考虑到现有技术中遇到的前述问题而做出的。因此， 本发明的目的在于 提出能以高的可靠性和低的成本执行加密密钥重置处理的存储设备及其控制方法。
为了实现前述目标， 本发明提供一种存储设备， 其将来自主机的数据分割成多个 分割数据并基于所述多个分割数据生成奇偶校验位， 将所生成的奇偶校验位和所述多个分 割数据分发给配置相同奇偶校验位组的多个存储介质， 并且加密和存储所生成的奇偶校验 位和所述多个分割数据。 所述存储设备包括 ： 恢复单元， 用于基于所述多个存储介质中的除 了要进行加密密钥重置的存储介质之外的每个存储介质中存储的解密的所述分割数据或 所述奇偶校验位， 来恢复要进行加密密钥重置的所述存储介质中存储的所述分割数据或所
述奇偶校验位 ； 存储单元， 用于将所恢复的分割数据或所述奇偶校验位存储在备份存储介 质中， 同时以新的加密密钥加密所恢复的分割数据或所述奇偶校验位 ； 以及， 存储介质交换 单元， 用于互换所述备份存储介质和要进行加密密钥重置的所述存储介质， 使得所述备份 存储介质将成为配置所述奇偶校验位组的存储介质且要进行加密密钥重置的所述存储介 质将成为所述备份存储介质。 通过顺序地使配置所述奇偶校验位组的每个存储介质成为要 进行加密密钥重置的所述存储介质， 将配置所述奇偶校验位组的每个存储介质中存储的数 据的加密密钥更新为所述新的加密密钥。
本发明额外提供了一种存储设备的控制方法， 所述存储设备将来自主机的数据分 割成多个分割数据并基于所述多个分割数据生成奇偶校验位， 将所生成的奇偶校验位和所 述多个分割数据分发给配置相同奇偶校验位组的多个存储介质， 并且加密和存储所生成的 奇偶校验位和所述多个分割数据。 所述存储设备的控制方法包括 ： 第一步骤， 基于所述多个 存储介质中的除了要进行加密密钥重置的存储介质之外的每个存储介质中存储的解密的 所述分割数据或所述奇偶校验位， 来恢复要进行加密密钥重置的所述存储介质中存储的所 述分割数据或所述奇偶校验位 ； 第二步骤， 在将所恢复的分割数据或所述奇偶校验位存储 在备份存储介质中的同时以新的加密密钥加密所恢复的分割数据或所述奇 偶校验位 ； 以 及第三步骤， 互换所述备份存储介质和要进行加密密钥重置的所述存储介质， 使得所述备 份存储介质将成为配置所述奇偶校验位组的存储介质且要进行加密密钥重置的所述存储 介质将成为所述备份存储介质。 通过重复所述第一至第三步骤顺序地使配置所述奇偶校验 位组的每个存储介质成为要进行加密密钥重置的所述存储介质， 将配置所述奇偶校验位组 的每个存储介质中存储的数据的加密密钥更新为所述新的加密密钥。
依据本发明的加密密钥重置方法， 不再担心哪个加密密钥应该应用于哪个存储区 域中存储的数据会变得不清楚， 并且不必准备与用于配置要进行加密密钥重置的奇偶校验 位组的存储介质相同数目的存储介质。由此， 本发明可以以高的可靠性和低的成本执行加 密密钥重置处理。 附图说明 图 1 是示出了依据本发明实施例的计算机系统的示意性配置的框图 ；
图 2 是示出了主计算机的配置的框图 ；
图 3 是示出了存储设备的配置的框图 ；
图 4 是示出了管理计算机的配置的框图 ；
图 5 是说明修正复制功能的概念图 ；
图 6 是示意性说明依据本发明实施例的加密密钥重置方法的概念图 ；
图 7 是说明与依据本发明实施例的加密密钥重置方法有关的存储设备中保持的 各种控制程序和各种表格的概念图 ；
图 8 是示出了加密密钥管理表格的配置的概念图 ；
图 9 是示出了磁盘管理表格的配置的概念图 ；
图 10 是示出了卷管理表格的配置的概念图 ；
图 11 是示意性示出了加密密钥重置设置屏幕的示意图 ；
图 12 是示出了第一加密密钥重置处理的处理流程的流程图 ；
图 13 是示出了修正复制处理的处理流程的流程图 ； 图 14 是示出了第二加密密钥重置处理的处理流程的流程图 ； 图 15 是示出了加密密钥重置处理控制处理的处理流程的流程图 ； 图 16 是示出了依据第二实施例的修正复制处理的处理流程的流程图 ； 以及 图 17 是示意性示出了计划设置屏幕的配置的示意图。具体实施方式
现在将参考附图详细说明本发明的实施例。
(1) 第一实施例
(1-1) 本实施例的计算机系统的配置
图 1 示出了依据本实施例的整个计算机系统 1。计算机系统 1 包括主计算机 2、 存 储设备 3 和管理计算机 4。在计算机系统 1 中， 主计算机 2 和存储设备 3 经由第一网络 5 例 如 SAN( 存储区域网 ) 连接， 并且主计算机 2 和管理计算机 4、 以及存储设备 3 和管理计算机 4 分别经由第二和第三网络 6、 7 例如 LAN( 局域网 ) 连接。
如图 2 所示， 主计算机 2 包括处理器 10、 存储器 11、 网络接口 12、 管理端口 13、 输 入设备 14 和输出设备 15， 并且由经由内部总线 16 相互连接的前述部件构成。 处理器 10 具有管理整个主计算机 2 的操作控制的功能， 并且基于存储器 11 中存 储的商业应用软件 17 和文件系统 18 来执行各种类型的控制处理。存储器 11 除了商业应 用软件 17 和文件系统 18 之外还存储其他控制程序， 并且用作处理器 10 的工作存储器。
网络接口 12 是用于主计算机 2 经由网络 5 与存储设备 3 进行通信的接口。主计 算机 2 经由网络接口 12 从存储设备 3 中的对应的逻辑卷 VOL 读取数据， 以及经由网络接口 12 向存储设备 3 中的对应的逻辑卷 VOL 写入数据。
管理端口 13 是用于将主计算机 2 连接到第二网络 6 的端口。管理端口 13 被分配 有唯一的网络地址， 例如 WWN( 全局名称 ) 或 IP( 互联网协议 ) 地址。
输入设备 14 由键盘、 鼠标等构成， 并且用于输入用户的各种操作。而且， 输出设备 15 由显示器、 扬声器等构成， 并基于处理器的控制来显示 GUI( 图形用户界面 ) 和各种类型 的信息。
如图 3 所示， 存储设备 3 由存储单元 21 和控制单元 30 构成， 存储单元 21 包括多 个硬盘设备 20， 控制单元 30 用于控制向硬盘设备 20 输入数据和从硬盘设备 20 输出数据。
硬盘设备 20 例如由昂贵的磁盘如 SCSI( 小计算机系统接口 ) 磁盘、 或便 宜的磁 盘如 SATA( 串行 AT 附加装置 ) 磁盘构成。一个奇偶校验位组 22 由一个或更多硬盘设备 20 构成， 且一个或更多逻辑卷 VOL 被设置在由构成一个奇偶校验位组 22 的各个硬盘设备 20 提供的物理存储区域上。此外， 将来自主机 2 的数据以预定大小的块 ( 此后称为 “逻辑块” ) 为单位存储在逻辑卷 VOL 中。
每个逻辑卷 VOL 被分配有唯一的 ID( 此后称作 “卷 ID” )。在本实施例的情况下， 通过将卷 ID 和分配给每个逻辑块的逻辑块的唯一号 ( 此后称为 “块号” ) 进行组合， 并将该 组合作为地址然后分配地址， 来执行数据的输入和输出。
而且， 控制单元 30 包括分别封装的多个主机接口单元 31、 多个控制单元 32、 多个 共享存储器 33 和多个磁盘接口单元， 并且由经由内部网络 35 连接的前述部件构成。
主机接口单元 31 包括多个主机接口 40， 主机接口 40 例如由 NIC( 网络接口卡 ) 或 LAN 卡构成， 并且主机接口 40 连接到第一网络 5 和第三网络 7。
控制单元 32 由经由总线 43 连接的多个微处理器 41 和本地存储器 42 构成。本地 存储器 42 存储从后述的共享存储器 33 读取的控制程序和控制信息， 并且， 基于这样的控制 程序和控制信息， 各个微处理器 41 执行依据来自主计算机 2 的 I/O 请求的数据 I/O 处理， 数据的加密 / 解密处理， 以及后述的修正复制处理。
共享存储器 33 包括由 DRAM( 动态随机访问存储器 ) 等构成的数据高速缓冲存储 器 44 和控制信息存储器 45。数据高速缓冲存储器 44 用于临时存储从硬盘设备 20 读出的 数据和要写入硬盘设备 20 的数据， 控制信息存储器 45 主要用于存储各种控制信息和命令， 例如关于整个存储设备 3 的配置的系统配置信息。
磁盘接口单元 34 包括多个磁盘接口 46。多个磁盘接口 46 分别经由线缆 47 连接 到存储单元 21 的硬盘设备 20， 并且调解在控制单元 30 与存储单元 21 之间传递进行读写的 数据的处理。
内部网络 35 由例如开关或总线， 如用于通过高速切换的方式来传送数据的超快 的高速十字开关， 来构成。经由内部网络 35 执行在主机接口单元 31、 控制单元 32、 共享存 储器 33 和磁盘接口单元 34 之间的数据的发送和接收。 如图 4 所示， 管理计算机 4 由经由内部总线 55 连接的处理器 50、 存储器 51、 管理 端口 52、 输入设备 53 和输出设备 54 构成。
由于处理器 50、 存储器 51、 管理端口 52、 输入设备 53 和输出设备 54 具有与主计算 机 2( 图 2) 的对应部件相同的功能， 因此省略其说明。
顺便提及， 在管理计算机 4 的情况下， 存储器 51 存储后述的加密管理程序 56。
(1-2) 本实施例的加密密钥互换方法
现在描述存储设备 3 中加载的加密密钥重置功能。
采用存储设备 3， 如图 5 所示， 当将数据写入由奇偶校验位组 22( 图 3) 提供的逻 辑卷 VOL 中时， 以指定的单位将由主计算机 2 提供的写目标数据 D、 D2、 D3...... 分割成多 个数据 ( 此后称为 “分割数据” )D1-1 至 D1-3、 D2-1 至 D2-3、 D3-1 至 D3-3， 并基于分割数据 D1-1 至 D1-3、 D2-1 至 D2-3、 D3-1 至 D3-3 生成冗余数据 ( 此后称为 “奇偶校验位” )D1-P、 D2-P、 D3-P， 并经由磁盘接口单元 34 将分割数据 D1-1 至 D1-3、 D2-1 至 D2-3、 D3-1 至 D3-3 和奇偶校验位 D1-P、 D2-P、 D3-P 分发并存储在构成相同奇偶校验位组 22 的多个硬盘设备 20 中。
如果在奇偶校验位组 22 中的一个硬盘设备 20 中出现故障， 则存储设备 3 执行通 过使用构成奇偶校验位组 22 的其他硬盘设备 20 中存储的数据 ( 分割数据 D1-1 至 D1-3、 D2-1 至 D2-3、 D3-1 至 D3-3 或奇偶校验位 D1-P、 D2-P、 D3-P) 来恢复故障硬盘设备 20 中存储 的数据的修正复制处理， 并且将恢复的数据存储在备用的磁盘 ( 此后称为 “备用磁盘” )20 中。
此外， 依据本实施例的存储设备 3 加载有加密密钥重置功能， 用于通过使用前述 修正复制处理功能来执行加密密钥重置处理。
为了实际目的， 在加密密钥重置处理期间， 如图 6 所示， 存储设备 3 基于前述修正 复制处理来恢复构成奇偶校验位组 22 的多个硬盘设备 20 中的要进行加密密钥重置的硬盘
设备 20( 此后称为 “加密密钥重置目标” ) 中的数据， 并以新的加密密钥加密恢复的数据， 将 如此加密的数据复制到备用磁盘 20 中。此后， 存储设备 3 以备用磁盘 20 交换作为加密密 钥重置目标的硬盘设备 20。
存储设备 3 对构成该奇偶校验位组 22 的剩余的磁盘设备 20 中的每个磁盘设备执 行相同的修正复制处理。由此， 可以以新的加密密钥替换构成奇偶校验 位组 22 的磁盘设 备 20 中的每个磁盘设备中存储的数据的加密密钥。
作为执行上述依据本实施例的加密密钥重置处理的手段， 如图 7 所示， 存储设备 3 中的存储单元 32( 图 3) 的本地存储器 42 存储控制程序 ( 如， 加密密钥重置控制程序 60、 加密 / 解密程序 61 和加密密钥重置处理控制程序 62) 和管理信息 ( 如， 加密密钥管理表格 63、 磁盘管理表格 64 和卷管理表格 65)。
在以上中， 加密密钥重置控制程序 60 是用于使用上述修正复制功能来互换加密 密钥的控制程序， 且加密 / 解密程序 61 是用于加密或解密数据的程序。而且， 加密密钥重 置处理控制程序 62 是用于在执行前述加密密钥重置处理期间存储设备 3 中的任意一个硬 盘设备 20 中出现故障时， 执行对应的处理的程序。
顺便提及， 尽管将各种处理的处理实体解释为 “程序” ， 但不用说也知道， 实际上是 控制单元 32( 图 3) 中的微处理器 41( 图 3) 基于 “程序” 执行处理。 同时， 加密密钥管理表格 63 是用于管理存储设备 3 中的加密密钥的表格， 并且如 图 8 所示， 由密钥 ID 栏 63A、 密钥数据栏 63B 和生成日期栏 63C 构成。
密钥 ID 栏 63A 存储分配给对应加密密钥的唯一 ID( 密钥 ID)， 且密钥数据栏 63B 存储这样的加密密钥的数据。生成日期栏 63C 存储生成加密密钥的日期。对应地， 图8示 出了在 “2005/03/31” 生成了加密密钥 “54SD7DODE4AG45S5DFDF5PL” ， 且该加密密钥被分配 了密钥 ID“密钥 001” 。
磁盘管理表格 64 是用于管理存储设备 3 中存在的硬盘设备 20 的表格， 且如图 9 所 示， 由磁盘 ID 栏 64A、 奇偶校验位组 ID 栏 64B、 密钥 ID 栏 64C 和加密日期 / 时间栏 64D 构 成。
磁盘 ID 栏 64A 存储被分配给对应的硬盘设备 20 且对于该硬盘设备 20 是唯一的 ID( 磁盘 ID)， 以及， 奇偶校验位组 ID 栏 64D 存储被分配给该硬盘设备 20 所属的奇偶校验 位组 22 且对于该奇偶校验位组 22 是唯一的 ID( 奇偶校验位组 ID)。
密钥 ID 栏 64C 存储在加密硬盘设备 20 中存储的数据时使用的加密密钥的密钥 ID， 以及， 加密日期 / 时间栏 64D 存储加密硬盘设备 20 中存储的数据的日期和时间。
相应地， 图 9 所示的示例示出了， 分配有奇偶校验位组 ID“PG001” 的奇偶校验位 组 22 由分别分配有磁盘 ID“磁盘 001” 至 “磁盘 004” 的四个硬盘设备 20 构成， 并且， 在 “2007/04/01 00:21.01” 使用具有密钥 ID“密钥 001” 的加密密钥加密了由奇偶校验位组 22 提供的逻辑卷 VOL 中存储的数据。
此外， 图 9 还示出了被分别分配有磁盘 ID“磁盘 005” 至 “磁盘 007” 的三个硬盘 设备 20 中没有一个属于奇偶校验位组 22。顺便提及， 尽管硬盘设备 20“磁盘 020” 在奇偶 校验位组 ID 栏 64B 中存储了信息 “热交换” ， 但这代表该硬盘设备 20 是备用磁盘。
卷管理表格 65 是用于管理存储设备 3 中定义的逻辑卷 VOL 的表格， 且如图 10 所 示， 由奇偶校验位组 ID 栏 65A、 RAID 级别栏 65B、 容量栏 65C 和卷 ID 栏 65D 构成。
奇偶校验位组 ID 栏 65A 存储对应的奇偶校验位组 22 的奇偶校验位组 ID， 以及 RAID 级别栏 65B 存储关于该奇偶校验位组 22 设置的 RAID( 便宜磁盘的冗余阵列 ) 级别。 容量栏 65C 存储该奇偶校验位组 22 的容量， 以及卷 ID 栏 65D 存储构成该奇偶校验位组 22 的逻辑卷的卷 ID。
对应地， 图 10 所示的示例示出了， 被分配有卷 ID“VOL 001” 的逻辑卷 VOL 由分配 有奇偶校验位组 ID“PG001” 的奇偶校验位组构成， 其中， 容量为 “150GB” 且 RAID 级别为 “RAID 5(3D+1)” 。
(1-3) 加密密钥互换命令屏幕
图 11 示出了在启动管理计算机 4 中的加密管理程序 56( 图 4) 时在该管理计算机 4 上显示的加密密钥重置设置屏幕 70。
加密密钥重置设置屏幕 70 是用于设置在使存储设备 3 基于上述加密密钥重置功 能执行加密密钥重置处理时的各种条件的 GUI( 图形用户界面 )， 并由磁盘信息区域 71、 资 源选择区域 72 和互换密钥选择区域 73 构成。
在以上中， 磁盘信息区域 71 以列表格式， 基于由加密管理程序 56 从存储设备 3 中 收集的关于该存储设备 3 中的硬盘设备 20 的信息， 来显示与磁盘管理表格 64( 图 9) 相同 的信息。
而且， 资源选择区域 72 是用于选择加密密钥重置目标的 GUI 区域。在该资源选择 区域 72 中， 用户可以通过指定磁盘 ID、 奇偶校验位组 ID、 密钥 ID 或周期中的任意一个条件 来选择加密密钥重置目标。
例如， 如果磁盘 ID 被指定作为条件， 则用户选择与磁盘 ID 对应的单选按钮 80， 点 击所选择的磁盘 ID 显示栏 81 的下拉按钮来显示列出了存储设备 3 中的所有硬盘设备 20 的磁盘 ID 的下拉菜单， 并从下拉菜单中选择成为加密密钥重置目标的一个硬盘设备 20 的 磁盘 ID。随后， 将由此选择的磁盘 ID 显示在所选择的磁盘 ID 显示栏 81 上。然后， 将磁盘 ID 被显示在所选择的磁盘 ID 显示栏 81 上的硬盘设备 20 选择作为加密密钥重置目标。
此外， 如果将奇偶校验位组 ID 指定作为条件， 则用户选择与奇偶校验位组 ID 对应 的单选按钮 83， 点击所选择的奇偶校验位组 ID 显示栏 84 的下拉菜单按钮 85 来显示列出了 存储设备 3 中定义的所有奇偶校验位组 22 的奇偶校验位组 ID 的下拉菜单 86， 并从下拉菜 单 86 中选择成为加密密钥重置目标的一个奇偶校验位组 22 的奇偶校验位组 ID。随后， 将 由此选择的奇偶校验位组 ID 显示在所选择的奇偶校验位组 ID 显示栏 84 上。然后， 将奇偶 校验位组 ID 被显示在所选择的奇偶校验位组 ID 显示栏 84 上的奇偶校验位组 22 选择作为 加密密钥重置目标。
此外， 如果将密钥 ID 指定作为条件， 则用户在对应的复选框 87 中显示复选标记， 点击所选择的密钥 ID 显示栏 88 的下拉菜单按钮 89 来显示列出了存储设备 3 中使用的所 有加密密钥的密钥 ID 的下拉菜单， 并从该下拉菜单中选择一个密钥 ID 作为成为加密密钥 重置目标的加密密钥。随后， 将由此选择的密钥 ID 显示在所选择的密钥 ID 显示栏 88 上。 然后， 将用于存储以密钥 ID 被显示在所选择的密钥 ID 显示栏 88 上的加密密钥进行加密的 数据的硬盘设备 20 选择作为加密密钥重置目标。
另外， 如果将周期指定为条件， 则用户在对应的复选框 90 中显示复选标记， 并分 别在周期的第一日显示栏 91 和周期的最后一日显示栏 92 中输入第一日和最后一日。 随后，将存储了在从周期的第一日显示栏 91 中显示的日子至周期的最后一日显示栏 92 中显示的 日子的周期期间内加密的数据的硬盘设备 20 选择作为加密密钥重置目标。
顺便提及， 还可以通过组合前述条件来选择加密密钥重置目标。 例如， 如果将奇偶 校验位组 ID 和密钥 ID 选择作为加密密钥重置目标的两个条件， 则存 储了以分配有奇偶校 验位组 ID 的奇偶校验位组中的加密密钥加密的数据的硬盘设备 20 将成为加密密钥重置目 标。
此外， 如果将奇偶校验位组 ID 和数据加密周期选择作为加密密钥重置目标的两 个条件， 则存储了在分配有奇偶校验位组 ID 的奇偶校验位组 22 中的周期期间被加密的数 据的硬盘设备 20 将成为加密密钥重置目标。
此外， 如果将奇偶校验位组 ID、 密钥 ID 和周期选择作为加密密钥重置目标的三个 条件， 则存储了在分配有奇偶校验位组 ID 的奇偶校验位组 22 中的周期期间以分配有密钥 ID 的加密密钥加密的数据的硬盘设备 20 将成为加密密钥重置目标。
另外， 如果将密钥 ID 和周期选择作为加密密钥重置的两个条件， 则存储了在该周 期期间以分配有密钥 ID 的加密密钥加密的数据的硬盘设备 20 将成为加密密钥重置目标。
同时， 互换密钥选择区域 73 是用于选择在加密密钥重置处理中要使用的新的加 密密钥的 GUI 区域。用户可以在互换密钥选择区域 73 中选择新的加密密钥。 为了实际目的， 在选择新的加密密钥时， 用户点击新加密密钥 ID 显示栏 93 的下拉 菜单按钮 94 来显示列出了预先生成的所有加密密钥的密钥 ID 的下拉菜单， 并从该下拉菜 单选择重新使用的一个加密密钥的密钥 ID。 随后， 将由此选择的密钥 ID 显示在新加密密钥 ID 显示栏 93 上。此后用户点击新密钥按钮。结果， 将分配有在新加密密钥 ID 显示栏 93 中 显示的密钥 ID 的加密密钥选择作为新的加密密钥。
利用加密密钥重置设置屏幕 70， 在如上所述选择了加密密钥重置目标和新的加密 密钥后， 可以通过点击在该屏幕的右下角显示的执行按钮 74 来输入加密密钥重置处理的 运行命令。
在前述情况下， 从管理计算机 4 向存储设备 3 发送加密密钥重置处理的执行命令 ( 此后称作 “加密密钥重置命令” )， 该执行命令包含与用户使用加密密钥重置设置屏幕 70 选择的加密密钥重置目标和新的加密密钥有关的信息。基于加密密钥重置命令， 由存储设 备 3 如后所述地执行加密密钥重置处理。
顺便提及， 如果在加密密钥重置设置屏幕 70 中点击了在该屏幕的右下角 显示的 取消按钮 75， 则将取消在加密密钥重置设置屏幕 70 中执行的所有用户操作。
(1-4) 本实施例中的加密密钥互换处理
现在说明接收到前述加密密钥重置命令的存储设备 3 的加密密钥重置控制程序 60 和加密密钥重置处理控制程序 62( 图 7) 的处理内容。
(1-4-1) 第一加密密钥互换处理
图 12 示出了当接收到具有被指定作为加密密钥重置目标的奇偶校验位组 22 的前 述加密密钥重置命令时由加密密钥重置控制程序 60 执行的第一加密密钥重置处理的处理 流程。当加密密钥重置控制程序 60 接收到加密密钥重置命令时， 其依据该处理流程对属于 所指定的奇偶校验位组 ( 此后称为 “指定的奇偶校验位组” )22 的各个硬盘设备 20 执行加 密密钥重置处理。
具体的， 当加密密钥重置控制程序 60 接收到加密密钥重置命令时， 其开始第一加 密密钥重置处理， 并首先参考磁盘管理表格 64( 图 9) 来检测与属于指定的奇偶校验位组 22 的每个硬盘设备 20 有关的、 在加密该硬盘设备 20 中存储的数据时使用的加密密钥的密钥 ID(SP1)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 将加密 / 解密程序 61( 图 7) 从用于在存储单元 21 中存储控制程序的指定硬盘设备 20 读取到本地存储器 42( 图 3)(SP2)， 然后确定备用磁 盘 20 是否可用 (SP3)。
这里， 如果备用磁盘 20 已被使用， 或者如果该备用磁盘经受了故障， 则在前述确 定中获得否定的结果。 从而， 加密密钥重置控制程序 60 等待预定时间 (SP4)， 然后确定是否 超时 ( 重试计数达到预定计数 )(SP5)， 随后返回步骤 SP3。
加密密钥重置控制程序 60 重复相同处理直到在步骤 SP3 或 SP5 获得肯定的结果， 并且当在步骤 SP5 获得肯定的结果时， 加密密钥重置控制程序 60 向管理计算机 4 通知错误 (SP6)， 然后结束第一加密密钥重置处理。
同时， 如果加密密钥重置控制程序 60 在步骤 SP3 的确定中获得肯定的结果， 则其 选择属于指定的奇偶校验位组 22 的一个硬盘设备 20(SP7)。 随后， 加密密钥重置控制程序 60 在修正并复制 ( 执行修正复制 ) 该硬盘设备 20 中存储的数据到备用磁盘 20 的同时使用加密密钥重置命令中指定的新 的加密密钥加密 该硬盘设备 20 中存储的数据 (SP8)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 交换在步骤 SP7 选择的硬盘设备 20 和备用磁盘 20。 具体的， 加密密钥重置控制程序 60 将在步骤 SP7 选择的硬盘设备 20 设置作为备用磁盘 20， 并将之前的备用磁盘 20 设置作为属于指定的奇偶校验位组 22 的硬盘设备 20(SP9)。
更具体的， 加密密钥重置控制程序 60 将表示硬盘设备 20 是备用磁盘的 “热交换” 存储在与在步骤 SP7 选择的硬盘设备 20 对应的条目中的奇偶校验位组 ID 栏 64G 中， 并存 储与在磁盘管理表格 64 中预先被设置为备用磁盘的硬盘设备 20 对应的条目中的奇偶校验 位组 ID 栏 64B 中的指定的奇偶校验位组 22 的奇偶校验位组 ID( 图 9)。
此外， 加密密钥重置控制程序 60 分别将与在 SP7 选择的硬盘设备 20 对应的条目 中的奇偶校验位组 ID 栏 65A、 RAID 级别栏 65B 和容量栏 65C 中存储的信息复制到与在卷 管理表格 65 中预先被设置为备用磁盘的硬盘设备 20 对应的条目中的奇偶校验位组 ID 栏 65A、 RAID 级别栏 65B 和容量栏 65C 中， 然后擦除与在 SP7 选择的硬盘设备 20 对应的条目 中的奇偶校验位组 ID 栏 65A、 RAID 级别栏 65B 和容量栏 65C 中存储的信息 ( 图 10)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 确定是否完成了对属于指定的奇偶校验位组 22 的所有硬盘设备 20 执行相同的处理 (SP10)。
如果加密密钥重置控制程序 60 在该确定中获得否定的结果， 则返回到步骤 SP3， 然后重复相同的处理， 同时顺序将在步骤 SP7 选择的硬盘设备 20 与其他硬件设备 20 进行 互换 (SP3 至 SP10-SP3)。
由此， 可以修正并复制 ( 修正复制 ) 关于属于指定的奇偶校验位组 22 的各个硬盘 设备 20 的、 在硬盘设备 20 中存储的数据到备用磁盘 20， 同时以新的加密密钥加密该数据。
当加密密钥重置控制程序 60 在步骤 SP10 获得肯定的结果作为最终完成修正复制 在属于指定的奇偶校验位组 22 的每个硬盘设备 20 中存储的数据到其他硬盘设备 20 的结
果时， 其永久性地删除在前述处理中最后被设置作为备用磁盘 20 的硬盘设备 20 中存储的 数据 ( 步骤 SP11)， 然后结束第一加密密钥重置处理。
(1-4-2) 修正复制处理
图 13 示出了前述加密密钥重置处理中在步骤 SP8 执行的修正复制处理的特定处 理内容。
当加密密钥重置控制程序 60 进行到第一加密密钥重置处理的步骤 SP8 时， 开始修 正复制处理， 并首先将预定计数器 ( 此后称作 “块计数器” ) 的计数值复位 ( 设置为 “0” ) (SP20)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 分别从属于指定的奇偶校验位组 22 的除了作为 加密密钥重置目标的硬盘设备 20 之外的各个硬盘设备 20， 读取分配有与块计算器的计数 值相同的块号的逻辑块中存储的数据 ( 分割数据或奇偶校验位 )(SP21)。 然后， 加密密钥重 置控制程序 60 分别解密从各个硬盘设备 20 读取的各个数据的一个逻辑块价值 (SP22)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 使用修正复制功能， 基于步骤 SP22 解密的各个数 据， 来生成可能被存储在分配有与作为加密密钥重置目标的硬盘设备 20 中的块计数器的 计数值相同的块号的逻辑块中的数据 (SP23)。 加密密钥重置控制程序 60 然后使用加密密钥重置命令中指定的新的加密密钥 来加密所生成的数据 (SP24)， 并将加密数据写入备用磁盘 20 中的块号是 “I” 的逻辑块中 (SP25)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 确定是否完成了对在作为加密密钥重置目标的 硬盘设备 20 中的所有逻辑块执行相同处理 (SP26)。
如果加密密钥重置控制程序 60 在该确定中获得否定的结果， 则将块计数器的计 数值增加 1(SP27)， 然后返回步骤 SP21。加密密钥重置控制程序 60 此后重复该相同的处 理。
当加密密钥重置控制程序在步骤 SP26 获得肯定的结果作为最终完成了关于目标 硬盘设备 20 中的所有逻辑卷的相同处理的结果时 ( 即， 当完成了关于目标硬盘设备 20 的 修正复制时 )， 结束加密密钥重置执行处理并返回前述第一加密密钥重置处理 ( 图 12)。
(1-4-3) 第二加密密钥互换处理
同时， 图 14 示出了当加密密钥重置控制程序 60 接收到硬盘设备 20 被指定为加 密密钥重置目标的前述加密密钥重置命令时由它执行的第二加密密钥 重置处理的处理流 程。当加密密钥重置控制程序 60 接收到前述加密密钥重置命令时， 根据该处理流程对加密 密钥重置命令中指定的硬盘设备 ( 此后称为 “指定的硬盘设备” )20 执行加密密钥重置处 理。
具体的， 当加密密钥重置控制程序 60 接收到加密密钥重置命令时， 开始加密密钥 重置处理， 并首先获取加密密钥重置命令中指定的磁盘 ID(SP30)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 确定备用磁盘 20 是否可用 (SP31)。如果加密密 钥重置控制程序 60 在该确定中获得否定的结果， 则进行到步骤 SP32， 并像上述参考图 12 所 述的第一加密密钥重置处理的步骤 SP4 至 SP6 一样执行步骤 SP32 至 SP34 中的处理。
同时， 如果加密密钥重置控制程序 60 在步骤 SP31 的确定中获得肯定的结果， 则 参考卷管理表格 65( 图 9)， 并确定指定的硬盘设备 20 是否属于任何一个奇偶校验位组
22(SP35)。
如果加密密钥重置控制程序 60 在该确定中获得肯定的结果， 则执行上述参考图 13 所述的修正复制处理， 以在修正并复制 ( 修正复制 ) 指定的硬盘设备 20 中存储的数据 ( 分割数据或奇偶校验位 ) 同时以加密密钥重置命令中指定的新的加密密钥来加密数据 (SP36)。
同时， 如果加密密钥重置控制程序 60 在步骤 SP35 的确定中获得否定的结果， 则使 用原始的加密密钥来解密指定的硬盘设备 20 中存储的数据， 然后将解密数据复制到备用 磁盘 20， 同时以加密密钥重置命令中指定的新的加密密钥加密该数据 (SP37)。
随后， 加密密钥重置控制程序 60 像第一加密密钥重置处理的步骤 SP9( 图 12) 一 样， 交换指定的硬盘设备 20 和的备用磁盘 20(SP38)。
然后， 加密密钥重置控制程序 60 永久性地删除备用磁盘 ( 此时仍然是指定的硬盘 设备 )20 中存储的数据， 此后结束第二加密密钥重置处理。
(1-4-4) 加密密钥互换处理控制处理
同时， 图 15 示出了在执行第一加密密钥重置处理期间检测到属于存储设备 3 中的 任何一个磁盘设备 20 的故障时、 或者在执行第二加密密钥重置处理期间检测到指定的磁 盘设备 20 的故障时， 由加密密钥重置处理控制程序 62( 图 7) 执行的加密密钥重置处理控 制处理的处理流程。
如果在加密密钥重置控制程序 60( 图 7) 正在执行第一或第二加密密钥重置处理 时， 加密密钥重置处理控制程序 62 检测到属于指定的奇偶校验位组 22 的任何一个硬盘设 备 20 的某种故障或指定的硬盘设备 20 的某种故障， 则加密密钥重置处理控制程序 62 开始 加密密钥重置处理控制处理， 并首先向加密密钥重置控制程序 60 发出命令来临时中断第 一或第二加密密钥重置处理 (SP40)。
随后， 加密密钥重置处理控制程序 62 确定从前述故障中恢复是否需要备用磁盘 20(SP41)。
在前述情况下， 例如， 如果故障是较小的故障， 例如磁盘设备 20 中出现的可容忍 数目的缺陷扇区， 则可以从故障恢复而无需使用备用磁盘 20(SP41 ： 否 )。 随后， 在前述情况 下， 加密密钥重置处理控制程序 62 通知加密密钥重置控制程序 60 继续进行加密密钥重置 处理 (SP42)， 然后结束加密密钥重置处理控制处理。
同时， 例如， 如果前述故障是较大的故障， 例如磁盘设备 20 的闭塞， 则有必要使用 备用磁盘 20 来从故障恢复 (SP41 ： 是 )。由此， 在前述情况下， 加密密钥重置处理控制程序 62 释放正在第一或第二加密密钥重置处理中使用的备用磁盘 20。此后， 加密密钥重置处理 控制程序 62 等待， 直到故障的硬盘设备 20 通过替代等从该故障恢复并且进入备用磁盘 20 可以被用于第一或第二加密密钥重置处理的状态 (SP43)。
当最终变成备用磁盘 20 可以被用于第一或第二加密密钥重置处理的状态时， 加 密密钥重置处理控制程序 62 确定在步骤 SP40 中断加密密钥重置处理时第一或第二加密密 钥重置处理是否已经进行到更新磁盘管理表格 64 和卷管理表格 65 的阶段 ( 图 12 的步骤 SP9 或图 14 的步骤 SP38)(SP44)。
在该确定中获得肯定的结果意味着在步骤 SP40 中断第一或第二加密密钥重置处 理的阶段已经交换了作为加密密钥重置目标的硬盘设备 20 和备用磁盘 20， 且备用磁盘 20不能被使用在随后执行的故障恢复处理中。
由此， 在前述情况下， 加密密钥重置处理控制程序 62 通知加密密钥重置控制程 序 60 不改变地继续进行在步骤 SP40 中断的第一或第二加密密钥重置处理 (SP46)， 然后结 束加密密钥重置处理控制处理。这里， 加密密钥重置控 制程序 60 依据前述通知从在步骤 SP60 接收到通知时中断第一或第二加密密钥重置处理的阶段继续进行第一或第二加密密 钥重置处理。
同时， 在步骤 SP44 的确定中获得否定的结果意味着， 在步骤 SP40 中断第一或第二 加密密钥重置处理后， 备用磁盘 20 被使用在随后执行的故障恢复处理中， 且该备用磁盘 20 中存储的数据可能不同于进行修正复制的数据。
由此， 在前述情况下， 加密密钥重置处理控制程序 62 通知加密密钥重置控制程序 60 通过返回到修正复制 ( 图 12 的步骤 SP8、 或者图 14 的步骤 SP36 或 SP37) 的起始点来继 续进行对作为在步骤 SP40 中断第一或第二加密密钥重置处理时的加密密钥重置目标的硬 盘设备 20 的加密密钥重置处理 (SP46)， 然后结束加密密钥重置处理控制处理。这里， 加密 密钥重置控制程序 60 依据前述通知从修正复制的起始点继续进行硬盘设备 20 的第一或第 二加密密钥重置处理。
(1-5) 本实施例的效果
如上所述， 通过根据本实施例的加密密钥重置方法， 由于使用存储设备 3 中加载 的修正复制功能来执行加密密钥重置处理， 因此， 不担心会像在采用前述盖写方法作为加 密密钥重置方法的情况那样不清楚哪个加密密钥应该应用于哪个存储区域中存储的数据， 且不必像采用前述迁移方法作为加密密钥重置方法的情况那样准备与构成进行加密密钥 重置的奇偶校验位组的硬盘设备 20 一样数目的硬盘设备 20。 由此， 依据本实施例的加密密 钥重置方法， 可以以高的可靠性和低的成本执行加密密钥重置处理。
(2) 第二实施例
图 1 示出了依据第二实施例的整个计算机系统 100。该计算机系统 100 与第一实 施例的计算机系统 1 的不同在于， 存储设备 101 上安装的磁盘设备 102( 图 3) 配备有加密 功能。
具体的， 尽管在第一实施例中存储设备 3 的控制单元 30 对磁盘设备 20 执行加密 / 解密数据的读和写， 但在本实施例中， 存储设备 101 的控制单元 103( 图 3) 将未加密的数 据连同加密密钥一起发送到硬盘设备 102。
硬盘设备 102 在以与从控制单元 103 发送的数据一起发送的加密密钥加密从控 制单元 103 发送的数据时， 将从控制单元 103 发送的数据存储在硬盘设备 102 的存储介质 中。
而且， 如果硬盘设备 102 随后从控制单元 102 接收到数据读请求， 则从存储介质读 取对应的数据， 并将该数据发送到控制单元 103。
图 16 示出了由存储设备 101 中的加密密钥重置控制程序 104( 图 7) 执行的依据 第二实施例的修正复制处理的处理流程。
前述的加密密钥重置控制程序 104， 对于第一和第二加密密钥重置处理， 执行与参 考图 12 或 14 描述的第一实施例相同的处理， 但对于修正复制处理， 执行图 16 所示的第二 修正复制处理。具体的， 当加密密钥重置控制程序 104 进行到第一加密密钥重置处理的步骤 SP8( 图 12) 或第二加密密钥重置处理的步骤 SP36( 图 14) 时， 开始第二修正复制处理， 并首 先将上述块计数器的计数值复位 (SP50)。
随后， 加密密钥重置控制程序 104 分别从属于指定的奇偶校验位组 22 的除作为加 密密钥重置目标的硬盘设备 102 之外的各个硬盘设备 102 读取分配有与块计数器的计数值 相同的块号的逻辑块中存储的数据 (SP51)。顺便提及， 在硬盘设备 102 中已解密了在前述 情况下从各个硬盘设备 102 读取的数据。
随后， 加密密钥重置控制程序 104 使用修正复制功能， 基于在步骤 SP52 获得的各 个数据， 来生成应在分配有与硬盘设备 102 的块计数器的计数值相同的块号的逻辑卷中存 储的数据 (SP23)。
之后， 加密密钥重置控制程序 104 将生成的数据， 连同加密密钥重置命令中指定 的新的加密密钥、 以及用于将数据写入备用磁盘 20 中的块号是 “I” 的逻辑块的写请求一 起， 发送到备用磁盘 102(SP25)。
之后， 加密密钥重置控制程序 104 将恢复的数据， 连同用于将块号为 “I” 的逻辑块 指定作为写目的地的写请求、 以及加密密钥重置命令中指定的新的加密密钥一起， 发送到 备用磁盘 (SP53)。由此， 随后在备用磁盘 20 中加密该数据， 然后将该数据写入块号为 “I” 的逻辑块中。 随后， 加密密钥重置控制程序 104 确定是否完成了对目标硬盘设备 102 中的所有 逻辑块执行相同的处理 (SP54)。
如果加密密钥重置控制程序 104 在该确定中获得否定的结果， 则返回到步骤 SP50， 此后重复执行相同的处理。
当加密密钥重置控制程序 104 在步骤 SP54 获得肯定的结果作为最终完成了对作 为加密密钥重置目标的目标硬盘设备 102 中的所有逻辑卷的相同的处理的结果， 则结束修 正复制处理并返回到前述加密密钥重置处理。
如上所述， 即使采用依据本实施例的计算机系统 100， 由于使用存储设备 101 的修 正复制功能来执行加密密钥重置处理， 因此也像第一实施例那样， 可以以高的可靠性和低 的成本执行加密密钥重置处理。
(3) 第三实施例
在上述第一和第二实施例中， 说明了在管理计算机 4 上显示的加密密钥重置设置 屏幕 70( 图 11) 用于选择加密密钥重置目标和新的加密密钥并且之后点击加密密钥重置设 置屏幕 70 上的执行按钮 74( 图 11) 来使存储设备 3 执行第一或第二加密密钥重置处理的 情况。
同时， 依据本实施例的计算机系统 110( 图 1) 与第一和第二计算机系统 1， 100 不 同之处在于， 计划并且周期性地执行前述第一或第二加密密钥重置处理。
图 17 示出了可以通过用户启动管理计算机 111( 图 4) 的密钥管理程序 112 并执 行预定的操作来显示在管理计算机 111 的计划管理屏幕 120。计划管理屏幕 120 是用于计 划上述加密密钥重置处理的屏幕， 并由任务设置区域 121、 资源选择区域 122、 互换密钥选 择区域 123 和计划显示区域 124 构成。
在以上， 计划显示区域 124 以列表格式显示已预先设置的任务的计划。
任务设置区域 121 是用于设置重新设置的任务的开始日期和该任务的执行周期 的 GUI 区域。 通过在任务设置区域 121 的任务开始日期指定栏 130 中输入任务的开始日期， 可以指定该任务的开始日期。而且， 通过点击任务设置区域 121 中的频率显示栏 131 的下 拉按钮 132， 显示列出了预定频率 ( 年、 月、 周、 日 ) 的下拉菜单， 并且， 通过从该下拉菜单选 择一个期望的频率， 可以在频率显示栏 131 中显示该频率。将此时在频率显示栏 131 中显 示的频率指定作为执行该任务的频率。
资源选择区域 122 和互换密钥选择区域 123 的构成和功能与以上参考图 11 所述 的加密密钥重置设置屏幕 70 的资源选择区域 72 和互换密钥选择区域 73 相同， 用户可以在 资源选择区域 122 和互换密钥选择区域 123 中选择加密 密钥重置目标和新的加密密钥。
在计划管理屏幕 120 的任务设置区域 121、 资源选择区域 122 和互换密钥选择区 域 123 中进行了必要的指定和选择后， 可以通过点击屏幕右下角的执行按钮 133 来注册重 新生成的计划。
在注册了前述计划后， 随后由管理计算机 111 管理由用户通过计划管理屏幕 120 设置的计划的内容。此外， 作为依据前述计划从管理计算机 111 向存储设备 3 发送加密密 钥重置命令的结果， 由此由存储设备 3 执行所注册的计划。 顺便提及， 如果在计划管理屏幕 120 中点击了取消按钮 134， 则会取消此时执行的 所有用户操作。
此外， 计划管理屏幕 120 中的计划显示区域 124 的表格以点击方式配备有行选择 功能 (line selection function)， 且可以通过点击 “删除” 按钮删除所选择的任务。
如上所述， 依据本实施例， 只要设置一次依据第一或第二实施例的加密密钥重置 处理， 就可以依据上述设置周期性地执行依据第一或第二实施例的加密密钥重置处理， 且 可以省略以后的二次设置的设置过程。
另外， 由于会周期性地执行依据第一或第二实施例的加密密钥重置处理， 因此可 以相比第一或第二实施例增加安全性， 且由此可以更进一步地提高存储设备 3、 101 的可靠 性。
(4) 其他实施例
在上述第一至第三实施例中， 尽管说明了将本发明应用于如图 1 至 4 所示的构成 的计算机系统 1、 100、 110， 但本发明不限于此， 且还可以广泛地应用于各种其他配置的计算 机系统。
此外， 在上述第一至第三实施例中， 尽管说明了采用硬盘设备 20、 102 作为用于在 存储设备 3、 101 中存储数据的存储介质， 但本发明不限于此， 且本发明还可以应用于采用 半导体存储器作为前述存储介质的情况。
此外， 在上述第一至第三实施例中， 尽管说明了在一个微处理器 41 中加载以下功 能： 基于多个存储介质 ( 硬盘设备 20、 102) 中的除进行加密密钥重置的存储介质之外的每 个存储介质中存储的分割数据或奇偶校验位的解密数据来恢复进行加密密钥重置的存储 介质中存储的分割数据或奇偶校验位的功能 ； 将所恢复的分割数据或奇偶校验位存储在备 份存储介质中同时以新的加密密钥加密所恢复的分割数据或奇偶校验位的功能 ； 以及， 将 备份存储介质与进行加密密钥重置的存储介质互换使得备份存储介质成为构成奇偶校验 位组 22 的存储介质且进行加密密钥重置的存储介质成为备份存储介质的功能， 但本发明
不限于此， 且例如一部分前述功能可以通过由硬件执行来分发。
产业应用性
本发明可以应用于将数据加密并存储在存储介质中的存储设备。