Flash存储器由于具有存储容量大、体积小、掉电数据不丢失以及可多次擦写等优点,已逐步取代其它半导体存储器件而广泛应用于MP3、存储卡、手机、PDA等移动电子产品中。通用文件系统不能直接应用于Flash存储器,需要通过闪存转换层将Flash模拟为一个磁盘设备。本文针对目前广泛应用的NAND Flash存储器,通过在Flash控制器固件中设计并实现闪存转换层将Flash存储器模拟为磁盘设备,进而在NAND Flash上建立性能稳定的FAT文件系统。论文分析了Flash文件系统的结构及实现形式,深入研究了NAND Flash存储管理技术,包括地址映射、损耗均衡算法、垃圾回收策略、坏块管理、掉电保护及加密存储,并提出将Flash存储管理技术分层实现的软件结构,旨在研究和开发一套实用的可用于加密存储的NAND Flash存储管理模块,并在实际产品中得到应用。论文所做的主要工作包括以下几个方面:(1)研究了Flash文件系统的结构及实现形式。(2)设计了适用于大容量NAND Flash的NFTL块映射机制。(3)研究损耗均衡算法和垃圾回收策略,提出基于阈值控制的损耗均衡算法设计,提高NAND Flash使用寿命。(4)设计NAND Flash掉电保护及坏块管理机制,提高存储可靠性。(5)研究并实现了闪存设备的加密存储,给出了基于密码认证的加密存储设计,将存储空间划分为普通区和加密区,使用加密区存储加密文件。