随着信息技术的发展,人们之间的信息交流变得越来越频繁,移动存储设备由于容量大、易携带、使用方便等优点在人们的信息交流中被大量使用,但其内的数据以明文方式存储且缺乏有效的身份认证。由此引发的信息安全问题也日益严重。在此背景下,本文设计实现了基于虚拟盘的加密移动存储设备。本文设计的方案需要数据安全管理软件与移动存储设备配合使用。存储设备选用杭州华澜微电子科技有限公司自主研发的控制器芯片S686作为主控的固态硬盘,并在此基础上设计开发了数据安全管理软件,完成整个方案的设计。数据安全管理软件通过在物理盘驱动程序和文件系统之间嵌入一个虚拟驱动程序,将移动存储设备的部分存储空间虚拟为一个安全分区。本文详细介绍了整个方案的设计与实现。主要包括存储设备的量产、隐藏区和只读区的开辟与管理、数据安全管理软件的设计以及身份认证等。数据安全管理软件基于Windows系统开发。本文首先研究了 Windows系统对底层存储设备的访问机制,存储虚拟化技术、bridge桥接控制器、多线程编程技术和S686主控芯片的架构。接着研究了密码算法及其运行模式,分析了他们的优缺点,并选取我国自主研发的国密算法SM4对安全区内的数据进行保护,并对其加解密速度进行优化,提升安全区内数据的读写速率。为了提升安全性,本文设计的存储方案设计了多重认证手段,包括口令认证、数据安全管理软件与动态库的认证、数据安全管理软件与移动存储设备的认证、安全区与PC的认证,只有认证全部通过后才能获取数据。最后设计了测试用例对本文设计的存储方案进行测试,包括数据安全管理软件的功能、兼容性、可靠性以及安全区的读写进。测试结果表明,本文设计的存储方案各个功能都能正常运行,并具有兼容性好、安全性高、加解密速率快使用方便等优点。证明该方案是可行的,具有一定的价值。