新型非易失内存（Non-Volatile Memory,NVM）凭借其非易失、可字节寻址的特性,以及良好的数据访问性能、较高的数据存储密度,可以用于实现持久内存,同时作为内存和存储设备使用。在持久内存中,数据无需在内存和存储设备间进行转换和迁移,持久数据能被程序直接访问,降低了数据的持久化开销。然而,相比动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory,DRAM）,持久内存中的数据可以在系统断电后访问,更容易被攻击者窃取。因此,研究加密的持久内存系统具有重要意义。然而,设计高效的加密持久内存系统面临着两方面挑战,首先,为了保证持久数据的可恢复性,系统需要维护应用数据和加密元数据之间的一致性,相比传统的持久内存系统,维护加密持久内存数据的一致性将更加困难;其次,加密持久内存系统需要同时加密和持久保存内存请求,将增加内存请求的处理延迟,降低系统性能。回滚日志（Undo Logging）、重做日志（Redo Logging）和影子内存（Shadow Memory）是当前最基本的数据持久化机制,能够满足用户对持久内存系统使用灵活性和对应用透明性的需求。然而,不同的数据持久化机制有着不同的数据处理流程和内存访问特征,在加密内存这个新应用场景下,需要进行有针对性的优化。首先,提出了面向加密持久内存的高效回滚日志事务机制。为了保证回滚日志数据密文能在系统恢复时被正确解密,系统需要持久保存回滚日志对应的计数器数据,并保证计数器与回滚日志密文一致,增加了数据持久化开销。因此,在保证数据一致性和保密性的前提下,分别使用不同数据加密策略对应用数据和日志数据进行加密,降低了加密元数据的持久化开销。同时,设计了与混合数据加密策略配套的日志管理策略,保证了回滚日志数据能被正确解密并用于数据恢复。实验证明,相比采用单一数据加密模式的持久内存系统,提出的系统能够平均提高22.0%的事务吞吐率。其次,提出了面向加密持久内存的高效重做日志事务机制。为了维护内存数据的保密性,需要对重做日志数据进行加密,而加密重做日志将消耗有限的系统加密资源,增加系统数据加密开销。通过分析重做日志的处理流程和访存特征,设计了对日志感知的内存数据加密策略,能够有效降低日志数据的加密开销,提高位于系统执行关键路径上的日志写请求处理效率。此外,进一步优化了日志数据结构,减少了日志中计数器更新的数据量,降低了计数器数据的持久化开销。实验结果表明,提出的系统相比已有的基于回滚日志事务的加密持久内存系统,可以平均提高54.5%的事务吞吐率。最后,提出了面向加密持久内存的高效影子内存检查点机制。已有基于影子内存检查点的持久内存系统,受限于有限的片上映射数据缓存空间,会在检查点周期结束前,提前暂停程序执行以提交检查点数据,增加了系统数据持久化开销。因此,通过优化映射数据结构,避免了因映射数据缓存空间不足引起的额外系统暂停操作,有效降低了应用数据的持久化开销,并且使用回滚日志来维护计数器数据的一致性,降低了数据加密开销。同时,使用混合的数据加密策略对系统暂停期间的数据更新请求进行加密,缩短了数据更新请求的处理延迟,降低了系统暂停时间。实验证明,相比未经优化的基于影子内存检查点的加密持久内存系统,优化后的系统可以平均降低16.1%的执行时间。