专利名称：盘安全设备和使用静摩擦的方法
技术领域：
本发明涉及硬盘数据存储系统，更具体地说，涉及一种用于其上存储对其访问受限的敏感或秘密数据的盘驱动器的安全系统。
对于个人和职业活动的有效管理取决于驻留在计算机内的数据的必要性，产生了与有价值信息遗失有关的易损害性。这样的数据的盗窃可能用来偷盗或泄密金融资产、损害业务关系、或泄密业务信息的价值或者通过不正当地得到个人或业务的工作产品进行研究。
计算机盗窃，特别是对于可携带计算机，是一个越来越严重的问题。尽管这些系统的尺寸较小，但形成系统一部分的盘驱动器的逐渐增大存储容量，不仅添加了计算机的功能和实用性，而且当计算机被盗或窜改时把增大量的有价值数据放入危险之中。如果驱动器被盗并且实际上不由授权访问和使用的个人所拥有，则数据的安全应该由引起超越任何合理恢复可能性的损坏的特别装置实现，而不是由损害访问、但能用技巧克服的较小终端装置实现。即使对于系统口令保护，在硬驱动器上的数据也能用在开放市场可得到的专用工具抽取。如果能通过硬件特性使硬驱动器的内容不可访问，那么驻留在驱动器上的数据被泄密的可能性要小得多。而且，如果存储数据是不可得到的并且计算机系统的功能被损害，则会消除盗窃或窜改系统的动机的实质部分。
本发明讲授当检测到正在偿试未授权访问数据时盘驱动器的制动。这样一种偿试可能是没有适当口令的驱动器的重复访问。能选择容许无意或偶然使用不正确口令的连续偿试次数，而对使用随机口令的人或甚至在可能口令中进行高亮选择的人拒绝访问。
在实施本发明时，把口令信息存储在硬驱动器上，与许多操作系统的情况一样，如Windows95。对于这些系统，硬驱动器不能由操作系统访问，除非用户输入正确的口令。本发明要求把一条使头停在盘的抛光区域中的命令包括在驱动器的微码中。该命令能例如由主系统给出。由于几乎所有的驱动器制造商在记录数据时使用抛光盘表面(为了实现低浮动高度，并由此加大数据密度)，所以盘驱动器必须包括一种避免使头着陆在抛光区域中的方法。当静止和“静摩擦”现象占优势时，光滑盘和头表面几乎完全匹配。静摩擦是非常有害的，使所有驱动器制造商千方百计地避免其发生。
文件微码在接收到一条“植物化盘驱动器”的命令时，按常规旋转驱动器。然后有两种要考虑的操作模型。对于有头加载/卸载的驱动器，可能不必实际启动主轴转动。通过对静止盘组进行加载操作，能输入“植物状态”(VS)。这是便利的，因为与粘滞在内径(ID)处的头相比，靠近盘组外径(OD)粘滞的头产生乘以约因数二的由静摩擦造成的大转矩阻力。在任一种情况下，ID或OD，静摩擦力相同。另一方面，对于加载/卸载情形，驱动器能按常规旋转，并且然后进行正常的头加载。此后，电机停止而致动器电流是这样的，从而头保持远离卸载机构。例如，致动器线圈由具有把头保持在盘内径处必需的方向的电流激励。
在其中在每个盘表面上的一个构造区域中停止和启动头的其他主要环境中，能使用如下方法。在对驱动器通常增加动力消耗程序之后，运动头远离启动/停止区。例如，在盘上设有一个启动/停止区域的几乎所有盘驱动器制造商，都把这样的着陆区放在盘ID处以减小启动转矩。因此，本发明认为，对于启动/停止情形，应该把头运动到盘的外径处，并且然后应该停止主轴电机。在主轴慢到“粘滞”的同时，通过使用在致动器音圈中的较小电流量能把头保持在OD处。
图1表明一种典型的硬盘驱动器，拆去致动器音圈电机定子组件的盖和上部板，并且指示在盘表面上的轨道带。
图1表明一种用于数据存储的典型硬盘驱动器11，该硬盘驱动器11包括一个或多个盘10，盘10安装成绕一个支撑在刚性基座或机架14上的主轴12转动。一个致动器组件16支撑着把数据记录在盘表面20上和从其读数据的传感器头18。致动器组件16包括一个固定到基座14上的静止部分21、和一个绕一根静止支柱26枢轴转动的可旋转部分24。致动器臂28携带弯曲件30，弯曲件30又支撑着面对盘表面的传感器头18。弯曲件30允许传感器头18向盘表面20和远离其运动，并且在弯曲件与传感器头之间的一种万向连接(未表示)允许头在飞行期间俯仰和滚动。一根在相对着传感器携带臂28的可旋转致动器组件一侧处的臂32，支撑着是音圈电机(VCM)部分的一个音圈34，音圈电机驱动和控制致动器组件的旋转运动。VCM包括支撑在由导磁材料形成的底板38上的永久磁铁36。一个导磁材料的上部板件(未表示)固定到部分21上，以形成一个由一个磁通跨过其流动的间隙中断的磁通路径。支撑在臂32上的线圈34定位在气隙中，并且当电流在一个方向流经线圈时在一个转动方向驱动致动器可旋转部分，而当通过线圈的电流反向时在相反方向驱动致动器可旋转部分。一个盖(未表示)固定到基座或机架件14上以形成一种气密密封，并由此阻止颗粒状或污染材料进入外壳。
为了有效地把数据写到盘表面20上或从其读数据，在传感器头18与盘表面之间必须有最小间隔。随着数据存储密度增大，强制性要求是在操作期间头盘间隔的逐渐减小。用于现有盘驱动器状态的当前头盘间隙近似是1.8微英寸。为了避免损坏和能够实现适当的数据传输操作，盘数据表面和面对传感器头轨道或气垫表面都必须高度抛光，以防止引起接触的任何凸起同时保持要求的紧密间隙。在设计盘驱动器时，从42至44的整个轨道带41用于数据存储，以使每个盘表面的数据存储容量最大，在该轨道带上方头能飞行，同时为了数据传输连续保持头对盘间隔。然而在OD和ID处，都保留一个在其上方头飞行的区域，该区域能用来着陆和停放头。构造选择着陆区以在表面中形成凹槽、缝隙、或凸缘，从而抛光表面是不连续的，纹间表面限定一个与头的气垫轨道表面相接触的光滑但部分的表面。
如果传感器头的气垫表面允许逐渐停在抛光盘数据表面上，则两个高度抛光的表面处于这样一种密切接触中，以致于粘着发生。当盘数据表面和传感器头气垫轨道表面的两个超光滑表面开始接触时，粘着力类似于由机械学一直使用的叠置块规，这些块规当开始接触时不能拉开，而只能通过把一块完全滑离相邻块的边缘而分离。而且，把盘驱动器主轴电机设计成具有可靠转动盘组件的最小功率，以实现最小尺寸和减小热耗散。转动盘叠的主轴电机的较低功率不足以打破粘滞，并且如果电机强得足以使传感器头摆脱盘表面，则可能损坏把传感器头固定到弯曲件上的悬挂系统。为了消除这种现象，驱动器设计者通过在OD或ID处提供着陆区，如在线42与46之间的同心轨道区域43，避免把传感器头着陆在抛光表面上，这些区域从数据表面取出，构造或粗糙化以支撑头气垫表面而没有任何显著粘着或静摩擦。大多数驱动器设计者选择在ID处有着陆区，以便当在驱动开始期间开始盘转动时，减小要求克服在传感器与盘表面之间的任何粘着所需要的转矩。而且，在OD处的轨道对于存储数据最有效。一种可选择的方法是在盘的外径处提供斜面48，这些斜面提供倾斜表面，当致动器在驱动器关闭过程期间旋转到外径或当由于断电驱动器正在停止时，在头仍在飞行的同时，这些倾斜表面啮合悬挂装置和用凸轮带动头远离盘表面。
在实施本发明时，在指示正在偿试未授权访问的事件之后，控制微码启动驱动操作并且然后终止操作，允许传感器头着陆在抛光盘数据表面上，允许粘着或静摩擦以使驱动器不可操作。调用驱动器禁止安全措施的事件，典型地是预定数量无效口令的顺序输入或指示未授权访问偿试的代码字。在调用安全过程之前，系统可以提供警告消息，以通知用户数据保护的启动即将来临，除非输入适当的访问代码。通过随机改变在调用安全过程之前容许的访问偿试的数量，也可以阻止未授权人的使用。
权利要求
1.在一种包括一个硬盘驱动器数据存储器件的计算机系统中，该硬盘驱动器数据存储器件包括至少一个由一个主轴电机转动的盘、至少一个在包括一个高度抛光数据存储表面部分的至少一个相应面对盘表面上飞行的传感器头、及一个必须满足能够访问存储在系统中的数据的安全装置，一种数据保护系统包括检测装置，用来检测满足所述安全装置的连续失败偿试，和禁止装置，由所述检测装置调用，并且是可操作的，以便通过把所述至少一个传感器头着陆在所述相应至少一个盘高度抛光数据存储表面部分上禁止所述盘驱动器，由此把至少一个传感器头用一个粘滞力粘着到相应盘抛光表面上，该粘滞力要求比由所述主轴电机在启动时能供给的大的启动转矩。
2.根据权利要求1所述的计算机系统，其中所述安全装置是一条口令，而所述检测装置检测和累计要正确输入所述口令的连续无效偿试次数。
3.根据权利要求2所述的计算机系统，其中所述禁止装置在被调用时启动所述硬盘驱动器的操作，而使驱动器不动且在访问数据之前把至少一个传感器头着陆在相应的盘高度抛光数据存储表面部分上。
4.根据权利要求3所述的计算机系统，其中所述禁止装置相邻所述相应盘高度抛光数据存储表面部分的外径着陆至少一个传感器头。
5.一种用于硬盘数据存储器件的安全系统，该器件包括至少一个呈现至少一个数据表面的转动盘、和至少一个在一个相应高度抛光的数据表面部分上飞行以把数据写到盘表面上和从其读数据的传感器头，该系统包括口令装置，包括一条在得到对存储在这种器件上的数据访问之前必须输入的口令；检测装置，用来检测输入所述口令的连续失败偿试次数；安全致动装置，当输入所述口令的失败偿试次数已经超过一个预定次数时被调用；及安全装置，由所述安全致动装置调用，用来通过把所述至少一个传感器着陆在相应高度抛光的盘数据表面部分上禁止所述器件。
6.根据权利要求5所述的安全系统，其中所述安全装置启动盘转动和传感器飞行，把所述至少一个传感器运动在所述相应高度抛光的盘数据表面部分上方，及在访问存储在所述至少一个盘上的数据之前终止盘转动，由此把所述至少一个传感器粘着到所述相应高度抛光的盘数据表面部分上。
7.保护存储在一个硬盘数据存储器件上的数据的方法，该器件包括至少一个数据存储盘，该盘由一个主轴电机转动，并且其中数据由一个相应传感器头写在至少一个超光滑盘数据表面上和从其读数据，该传感器头在盘表面上飞行并且由空气膜与其隔开，该方法包括确定正在偿试对存储在盘上的数据的未授权访问；响应确定正在偿试未授权访问，中断正常的驱动器操作指令；及使相应传感器头着陆，并且逐渐停在所述至少一个超光滑盘数据表面上。
8.根据权利要求7所述的保护方法，其中所述数据存储器件包括一个用来获得对存储数据的访问的代码字，并且所述确定何时正在偿试未授权访问的步骤包括确定输入所述代码字的预定次数的连续失败偿试已经发生。
9.根据权利要求8所述的保护方法，其中使相应传感器头着陆在至少一个数据表面上的步骤，包括启动所述主轴电机和启动传感器头飞行，接着通过停止盘转动和把所述相应传感器头着陆在至少一个面对盘表面上，而在头飞行终止之前不调用使传感器头从数据表面除去的关闭过程。
10.根据权利要求7所述的保护方法，其中确定未授权访问的所述步骤包括确定是否已经输入了预定数量的连续无效口令，寻求对存储在所述硬盘数据存储器件上的数据的访问。
11.根据权利要求10所述的保护方法，其中随机改变连续无效口令的所述预定次数。
全文摘要
一种盘驱动器数据安全系统,通过把传感器头(18)着陆在高度抛光盘数据表面(41)上,在头与盘之间引起不能通过启动转动盘(10)的主轴电机克服的粘滞和静摩擦而使盘驱动器(11)不动。为了提供对启动转矩的最大阻力,靠近高度抛光盘数据存储表面部分的外径着陆头。代之以避免粘滞,寻找最大静摩擦,以便在需要高安全级的那些环境中防止盘驱动器操作,如极为敏感的数据或包含敏感数据的可携带计算机,该计算机被盗并且超越授权使用数据的个人的拥有和控制。驱动器的禁止可以由输入一条便于访问存储在驱动器上的数据的口令的连续失败偿试预定次数的出现而调用。也能随机改变该预定次数,进一步阻止借助于试错进行访问偿试。
文档编号G11B21/21GK1329728SQ99813937
公开日2002年1月2日 申请日期1999年5月11日 优先权日1998年12月3日
发明者戈登·J·史密斯 申请人:国际商业机器公司