Trusted Computing Group - Opal Storage Specification
储存装置安全标准
什么是TCG?
TCG（Trusted Computing Group）是一个制定信息安全标准的国际组织，专门针对硬件平台与接口设备制定通用的安全规范。TCG为储存装置订定了「如何上锁」和「如何管理钥匙」的统一规则，而TCG Pyrite、TCG Opal、TCG Enterprise（简称TCGe）、TCG Ruby是这套规则针对不同应用场景所衍生出的安全标准。
TCG Pyrite
TCG Pyrite是在不进行数据加密的前提下，提供最低限度且可互通的储存装置锁定与访问控制的储存安全标准。Pyrite仅规范「是否允许存取数据」，而不规范数据内容的保护方式，因此数据仍以明文形式储存，仅通过逻辑锁定机制来限制存取。
特点：
- 定义基本的装置锁定与解锁行为（Lock / Unlock）
- 安全指令与状态定义最少
- 数据以明文形式储存
- 适用于无数据加密合规要求，但仍需由装置端提供基本访问控制与跨平台互操作性的应用
TCG Opal
TCG Opal是目前市面上普及最多的安全标准，广泛用于Client PC、Enterprise PC、Industrial PC，保护数据不被未授权存取，并提供更细致、可管理的数据保护能力。
特点：
- 硬件自加密：所有数据在写入SSD时由控制器自动以AES加密，读取时再实时解密
- 多区块加密管理（Multiple Locking Ranges）：支持将SSD划分多个逻辑区域（LBA Ranges），每个区域可设定不同密码和不同访问权限，有相对应密钥者才可进入该分区，进行权限内的作业
- 开机前验证（Pre-Boot Authentication, PBA）：Opal通过MBR Shadow / Hidden Area机制，让系统在加载OS前先进入SSD的隐藏验证区。用户在这个区域完成身份验证后，SSD才会解锁并允许OS启动
TCG Enterprise（TCGe）
TCG Enterprise是为传统企业级储存系统设计的安全标准，其典型实作多见于SCSI / SAS架构的服务器与储存数组环境。
特点：
- 硬件自加密：与Opal同样采用Inline Encryption（写入即加密、读取即解密）
- 无MBR Shadow / PBA：服务器多部署于受控机房并需24/7自动化运作，不依赖人工输入密码，因此不采用Opal的开机前验证机制
- Bands架构：采用「Bands」而非「Ranges」进行区域切割。其权限管理结构较为严格且固定（例如BandMaster绑定特定Band），适合权限阶层固定的传统大型主机环境
- TCGe的安全架构与指令集更适合数据中心的大规模管理需求
- 专业指令集：指令集设计上更贴近SCSI/SAS协定
TCG Ruby
TCG Ruby是专为新一代企业级与数据中心NVMe储存装置所设计的安全标准。它结合了Opal的灵活架构（Range-based）与企业级的需求，旨在取代TCG Enterprise标准，成为NVMe SSD在服务器领域的主流规范。
特点：
- 针对NVMe优化：原生支持NVMe接口特性，特别是支持Namespaces的管理，可针对不同的Namespace独立设定锁定范围
- 硬件自加密：所有数据在写入SSD时由控制器自动以AES-256加密，读取时再实时解密
- 弹性的权限管理：采用类似Opal的「LBA Ranges」架构，而非Enterprise的「Bands」架构，让权限分配（多使用者、多范围）更具弹性，适应云端多租户环境
- 开机前验证（PBA）可选：虽然规格支持Shadow MBR，但在企业服务器环境中通常不启用
Pyrite, Opal, Enterprise, Ruby总结
- Opal与Pyrite是针对个人计算机（Client）的『加密与非加密』选项
- Enterprise与Ruby则是针对服务器（Server）的『旧世代（SCSI / SAS）与新世代（NVMe）』标准
- 其中Ruby更是采用了Opal的灵活架构来解决Enterprise过于僵化的问题
TCG与SED的关系
TCG Pyrite、TCG Opal、TCGe与TCG Ruby是用来规范储存装置的访问控制行为与安全管理模型的标准，本身并不等同于加密技术。
- SED（Self-Encrypting Drive）是「具备自加密能力的硬件（架构）」，描述的是储存装置在数据写入与读取过程中，能于硬件层完成加密与解密的能力。
- TCG Pyrite、TCG Opal、TCGe与TCG Ruby是「管理标准（规范）」，定义主机与储存装置之间如何沟通，以及数据如何上锁、解锁、身分验证与许可证管理。
在实务部署中，TCG Opal、TCGe与TCG Ruby几乎一定搭配SED使用，两者相互搭配，才能在不同应用情境中建立完整且可验证的储存安全架构。（欲了解SED的运作方式，可参考《SED技术介绍》）
NVMe™ SSD
512GB / 1024GB / 2048GB / 4096GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen5 x4
连续读取:最高 14,000MB/s
连续写入:最高 12,000MB/s
NVMe™ SSD
40GB / 80GB / 160GB / 320GB / 640GB / 1280GB
NAND Flash: 3D pSLC(TLC)
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 3,100 MB/s
连续写入: 最高 1,500 MB/s
NVMe™ SSD
128GB / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB /4096GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 3,100 MB/s
连续写入: 最高 1,500 MB/s
NVMe™ SSD
40GB / 80GB / 160GB / 320GB / 640GB / 1280GB
NAND Flash: 3D pSLC(TLC)
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 3,100 MB/s
连续写入: 最高 1,500 MB/s
NVMe™ SSD
128GB / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB /4096GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 3,100 MB/s
连续写入: 最高 1,500 MB/s
NVMe™ SSD
960GB / 1600GB / 1920GB / 3200GB / 3840GB / 7680GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 6,600 MB/s
连续写入: 最高 3,500 MB/s
NVMe™ SSD
3840GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen5 x4
连续读取:最高 14,000MB/s
连续写入:最高 7,500MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 500 MB/s
连续写入: 最高 260 MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 500 MB/s
连续写入: 最高 260 MB/s
SATA SSD
40GB / 80GB / 160GB / 256GB / 320GB / 640GB
NAND Flash: 3D pSLC(TLC)
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
SATA SSD
40GB / 80GB / 128GB / 160GB / 256GB / 320GB / 640GB
NAND Flash: 3D pSLC(TLC)
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
SATA SSD
40GB / 80GB / 160GB / 320GB / 640GB
NAND Flash: 3D pSLC(TLC)
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
NVMe™ SSD
80GB / 160GB / 256GB / 320GB
NAND Flash: 3D pSLC(TLC)
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 3,700 MB/s
连续写入: 最高 2,600 MB/s
NVMe™ SSD
80GB / 120GB / 160GB / 320GB
NAND Flash: 3D pSLC(TLC)
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 3,700 MB/s
连续写入: 最高 2,600 MB/s
NVMe™ SSD
3200GB / 3840GB / 6400GB / 7680GB / 12800GB / 15360GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen5 x4
连续读取:最高 14,000MB/s
连续写入:最高 7,500MB/s
NVMe™ SSD
1920GB / 3840GB / 7680GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 7,000 MB/s
连续写入: 最高 4,200 MB/s
NVMe™ SSD
256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flas
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 6,800 MB/s
连续写入: 最高 4,800 MB/s
NVMe™ SSD
256GB / 512GB / 1024GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 3,700 MB/s
连续写入: 最高 2,600 MB/s
NVMe™ SSD
256GB / 512GB / 1024GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 3,700 MB/s
连续写入: 最高 2,600 MB/s
NVMe™ SSD
128GB / 256GB / 512GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 2,000 MB/s
连续写入: 最高 1,100 MB/s
NVMe™ SSD
128GB / 256GB / 512GB /1024GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 2,000 MB/s
连续写入: 最高 1,100 MB/s
NVMe™ SSD
128GB / 256GB / 512GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 2,000 MB/s
连续写入: 最高 1,100 MB/s
NVMe™ SSD
256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 6,000 MB/s
连续写入: 最高 5,300 MB/s
NVMe™ SSD
256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 6,000 MB/s
连续写入: 最高 5,300 MB/s
NVMe™ SSD
960GB / 1920GB / 3840GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 6,000 MB/s
连续写入: 最高 2,400 MB/s
NVMe™ SSD
480GB / 960GB / 1920GB / 3200GB / 3840GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 6,000 MB/s
连续写入: 最高 2,400 MB/s
NVMe™ SSD
128GB / 256GB / 512GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen3 x4
连续读取: 最高 2,000 MB/s
连续写入: 最高 1,100 MB/s
NVMe™ SSD
256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: PCIe® Gen4 x4
连续读取: 最高 6,800 MB/s
连续写入: 最高 4,800 MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
SATA SSD
128G / 256GB / 512GB / 1024GB / 2048GB
NAND Flash: 3D TLC NAND Flash
接口: SATA 3 (6Gb/s)
连续读取: 最高 550 MB/s
连续写入: 最高 510 MB/s
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