随着虚拟化时代的到来,虚拟环境下对文件加密的需求越来越大。ecryptfs的安全特性使得其成为Linux内核的不可或缺的一部分,另外,ecrypt fs加密文件系统之所以在企业中非常流行,是因为得益于Linux在企业服务器上的盛行。因为CPU上的加密操作是一个非常耗时、耗资源的操作,所以当多个虚拟机使用ecryptfs技术同时进行大数据文件加密时,系统会由于CPU负载过大而导致系统性能急剧下降,从而CPU的加密效率大幅度降低,因此,如何在虚拟化环境下,提高加密的效率成为一个重要的研究课题。近些年,GPU发展非常迅速,与CPU相比,它的计算能力强的多,所以非常适合大规模的密集型并行计算。因为GPU的强大并行计算能力,所以可以用GPU来实现CPU的加密操作,这样可以节约大量CPU的资源,从而提高虚拟化系统的加密效率和性能。本文研究的是基于ecryptfs的GPU加密文件系统,将ecryptfs的内核层的CPU加密操作转移到用户层的GPU上完成。系统实现了伪驱动模块和服务程序；伪驱动模块实现了一组接口,该接口是用户访问内核的接口。加密API将需要加密内容的地址,加密块大小和秘钥地址等打包成请求发送给伪驱动模块即挂载在驱动实现的链表结构上；服务程序通过驱动接口查询加密的请求的到来,通过驱动接口的读操作将加密请求从内核空间读入用户空间,然后解析加密请求并将加密的操作交给基于CUDA平台的GPU完成。当GPU完成加密操作后,通过驱动接口写操作将完成加密的请求写入内核,完成内核数据到用户空间的GPU加密过程。该驱动模块还实现了映射功能,使得内核地址和用户地址访问的内存相同,避免了内核空间与用户空间之间的数据传输带来的资源消耗。