[发明专利]一种高性能的智能卡镜像保护方法

说明书

本发明公开一种高性能的智能卡镜像保护方法和装置，通过轮转备份方式，每次更新数据写入旧的无效数据页中，无需写单独的备份区即可达到多页数据镜像保护的目的，以提升镜像保护的速度。本发明提供的数据结构为：NVM一页中同时含有数据和页管理信息(标记、计数器、更新页数、逻辑页号、校验值)。本发明提供的方法为：NVM页擦写时，同时写入数据和页管理信息；后续读写该页时，根据每页的页管理信息来确定该页数据的有效性，并确定是否先进行镜像恢复，通过镜像恢复消除不稳定状态，再进行数据读写。

技术领域

本发明涉及智能卡技术领域，尤其涉及一种高性能的智能卡镜像保护方法和装置。

背景技术

根据智能卡芯片NVM擦写特性，NVM页擦写掉电后，掉电页会出现读不稳定问题。即NVM页擦写掉电后，前期数据读取正确，因无法识别掉电引起的不稳态，后续使用中页内数据可能出现跳变或读不稳定，会造成智能卡的未知异常，甚至交易余额的变化，存在很大安全风险。

目前智能卡中为了应对NVM擦写掉电问题，会使用镜像保护方法来避免出现掉电后数据异常，通常以传统备份为主。一般传统备份进行镜像保护时，需要先擦写备份区数据，然后擦写备份区有效标记为有效，然后再写目标数据，最后擦写备份区有效标记为无效。根据传统备份的处理流程，1次NVM数据更新至少需要4次NVM擦写操作，擦写性能较差，且不支持多页数据更新的原子性保护。

目前智能卡镜像保护方法中NVM擦写次数较多，影响智能卡的整体性能，尤其是影响交易性能，在一些对交易性能要求较高的产品中多页擦写时无法进行NVM擦写的镜像保护；即使有些方法可以实现一次擦写NVM物理页实现备份，但并无任何现有技术可以在一次擦写NVM的同时实现多页数据的镜像保护，从而保证多页数据的原子性，并且有些方法中无法消除NVM页擦写掉电后读不稳定问题，存在很大的安全风险，在安全领域无法进行实用推广。

发明内容

针对目前智能卡镜像保护方法中的种种缺陷，本发明提供一种高性能的智能卡镜像保护方法和装置，可以显著减少镜像保护中NVM擦写次数，提升智能卡产品的交易速度。

该发明通过轮转备份方式，每次更新数据写入旧的无效数据页中，无需写单独的备份区即可达到镜像保护的目的，通过在物理页内增加标记和计数器标识物理页的有效性，通过在物理页内增加更新页数标识一次更新的总页数，来实现一次更新多页数据的原子性保护。该发明可以避免擦写NVM掉电后出现数据不稳定，并且将带有镜像保护功能的1次数据更新，降低到每页仅需1次NVM的擦写时间，可显著提升镜像保护性能，尤其是提升智能卡的交易性能。本发明提供的处理方式为首创，尚未发现有同类技术存在。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方法步骤如下：

步骤一、启动读写。

步骤二、扫描全部物理页管理信息，相同逻辑页号的物理页中计数器大的为有效页计数器小的为无效页，并将有效页首地址存入有效页表，无效页地址存入无效页表，同时将最大计数器的页放入最大计数器页表并记录同为最大计数器的页数。

步骤三、根据扫描出的最大计数器的页数和最大计数器的页中存储的更新页数，判断上次擦写是否发生掉电，如果发生了掉电，则进行镜像恢复。

步骤四、根据读写的逻辑地址和长度，在有效页表中找到对应的一个或多个有效页，如果为读操作则读取有效页中的源数据并返回，如果为写操作则读取有效页中的源数据缓存到RAM并将目标数据更新到RAM缓存。

步骤五、如果为擦写操作，将组织好的数据和管理信息写入无效页表中的无效页中，其中本次擦写的一页或多页物理页都为同一个计数器值，计数器值比有效页表中最大的计数器值加1，所有物理页的更新页数都为本次更新的总页数，并且更新的每页其标记都置为有效值。

步骤六、结束读写。