Восстановление данных (Fkvvmgukflyuny ;guud])
Восстановление данных — процедура извлечения информации с запоминающего устройства в случае, когда она не может быть прочитана обычным способом.
Восстановление может осуществляться с любого компьютерного носителя, включая CD, DVD, жёсткие диски, флеш-память и т. д. Как правило, восстановлению подлежат данные, представляющие определённую ценность.
Причины
[править | править код]Необходимость в восстановлении может возникнуть, когда носитель имеет аппаратные или программные повреждения, или же — когда файлы данных были лишь отмечены в качестве удалённых, но продолжают храниться до того, как будут перезаписаны.
Некоторые распространенные причины для необходимости восстановления данных представлены в таблице:
| Тип носителя | Нарушение организации данных | Физические повреждения |
|---|---|---|
| Дискета | Вследствие аппаратно-программных ошибок при записи данных, случайное удаление | Размагничивание, царапины, загрязнение поверхности[1] |
| Компакт-диск | Вследствие аппаратно-программных ошибок при записи данных | Повреждение/разложение прозрачного, регистрируемого или отражающего слоя[2] |
| NAND-Flash | Вследствие неправильного извлечения устройства, несанкционированное форматирование, случайное удаление | Поломка платы, разрушение контактов, сгорание стабилизаторов питания, контроллеров[3] |
| Жесткий диск | Несанкционированное форматирование, случайное удаление, повреждение секторов содержащих служебную информацию(служебная зона жесткого диска), так и информацию о расположении файлов и папок(зона MFT)[4] | Сбой в ПЗУ контроллера, поломка блока магнитных головок, дефекты поверхности магнитной пластины[5] |
Способы восстановления
[править | править код]В настоящее время существует два основных способа восстановления данных. Способ выбирается в зависимости от возникшей неисправности накопителя. Программно-аппаратный метод применяют в тех случаях, когда программный способ не даст результата.
Программный способ
[править | править код]Программный способ — это восстановление данных без физического вмешательства в устройство накопителя, а также в функционирование микропрограммы и структуру модулей служебной информации. Данный способ применяется в случаях, когда сохранена работоспособность самого накопителя, но по той или иной причине доступ к данным, хранящимся на нём, утрачен. Причиной этого может стать форматирование логических дисков, неудачное изменение логической геометрии накопителя, удаление информации, частичное, либо полное разрушение файловой системы, как информации о структуре размещения данных на накопителе. Зачастую в перечисленных случаях удаётся восстановить большую часть данных, однако встречаются случаи, когда восстановление утраченных данных невозможно (частным случаем можно считать перезапись данных). Для автоматизации процесса восстановления написано множество программ, в том числе и бесплатных.
Восстановление структуры файловой системы
[править | править код]В случае форматирования логического диска или раздела, структура и атрибуты данных не нарушаются, но изменяется либо инвентаризируется (приводится в начальное состояние) информация о расположении данных на данном накопителе.
При быстром форматировании обновляется малая часть файловой таблицы, часть служебных записей остается, необходимо лишь интерпретировать её и прочитать данные в нужном порядке.
Полное форматирование может обновить всю файловую таблицу, поэтому восстановление структуры файлов и папок не всегда возможно. Для восстановления данных без информации о структуре можно использовать восстановление файлов по сигнатурам.
Если произошло повреждение файловой системы в результате программного сбоя или неисправности носителя, программы для восстановления данных могут восстановить часть информации, зависящую от объема повреждений.
Восстановление удаленных данных файловой системы
[править | править код]При удалении данных, на самом деле, данные физически остаются на накопителе, однако в файловой системе более не отображаются, а место на носителе, где они располагаются, помечается как свободное и готовое к записи новой информации. В данном случае атрибуты файлов изменяются. В случае записи в данный раздел или логический диск может произойти частичное или полное замещение данных, помеченных, как удаленные.
Подобные файлы можно легко прочитать и восстановить со всеми атрибутами и информацией о расположении, прочитав служебные записи файловой системы. Существуют как программы только для восстановления удаленных данных, так и комплексные решения, где восстановление удаленных данных — лишь одна из функций.
Также существуют специальные программы — «шредеры», предназначенные для уничтожения данных.[6] После правильного использования таких программ восстановление невозможно.
Восстановление по сигнатурам
[править | править код]В случае, когда реконструкция файловой системы невозможна в силу каких-либо причин, некоторые файлы все еще можно восстановить, используя восстановление по сигнатурам. При данном типе восстановления происходит посекторное сканирование накопителя на предмет наличия известных сигнатур файлов[7].
Основной принцип работы алгоритмов сигнатурного поиска[8] такой же, как у самых первых антивирусов. Как антивирус сканирует файл в поисках участков данных, совпадающих с известными фрагментами кода вирусов, так и алгоритмы сигнатурного поиска, использующиеся в программах для восстановления данных, считывают информацию с поверхности диска в надежде встретить знакомые участки данных. Заголовки многих типов файлов содержат характерные последовательности символов. К примеру, файлы в формате JPEG содержат последовательность символов «JFIF», архивы ZIP начинаются с символов «PK», а документы PDF начинаются с символов «%PDF-».
Некоторые файлы (к примеру, текстовые и HTML-файлы) не обладают характерными сигнатурами, но могут быть определены по косвенным признакам, так как содержат только символы из таблицы ASCII.
| Файл | Начинается с сигнатуры |
|---|---|
| avi | 5249 |
| bmp | 424D |
| tif | 4949 |
| doc | D0CF |
| docx | 504B |
| jpeg | FFD8 |
| png | 8950 |
По результатам сканирования выдается, чаще всего, список файлов, отсортированных по типу. Информация о расположении файлов не восстанавливается.
Данный тип восстановления хорошо применять для восстановления фотографий с карт памяти, так как данные на карте однотипные и записываются, в общем случае, строго последовательно, без фрагментации.
Смешанное восстановление
[править | править код]Большинство программ позволяют применить одновременно несколько способов восстановления за одно сканирование. В результате выдается максимально возможный результат при использовании данной программы.
Восстановление из резервных копий
Самый надежный, простой и дешевый способ восстановления информации — восстановление информации из ранее сделанных резервных копий. Для создания резервных копий используется специализированное ПО, которое в том числе может выполнять восстановление данных.
Программно-аппаратный способ
[править | править код]Программно-аппаратный способ требуется при физическом повреждении накопителя. Здесь необходимо заострить внимание на типе накопителя: гибкий ли это магнитный диск (НГМД), жёсткий магнитный диск (НЖМД), флеш (накопитель NAND-Flash) или CD/DVD/BD. Рассмотрим основные типы носителей и их неисправности.
Основной неисправностью является так называемое «размагничивание».
Встречается чаще всего при прохождении магнитных детекторов в магазинах, метро, аэропортах. Восстановить данные удаётся только с не размагниченных областей накопителя. Также встречаются неисправности, связанные с физическим повреждением носителя, такими как царапины, сильное загрязнение. Каждый случай необходимо рассматривать индивидуально и только после этого прогнозировать результат восстановления информации.
Оптические накопители могут иметь разные причины невозможности чтения данных:
- Механические
- повреждение прозрачного слоя
- повреждение отражающего слоя
- Химические
- разложение прозрачного слоя
- разложение регистрируемого слоя (у записываемых дисков)
- коррозия отражающего слоя
- Нарушение организации данных
- вследствие аппаратно-программных ошибок при записи данных
- вследствие неправильных данных
Самыми частыми причинами нечитаемости дисков являются повреждение отражающего и прозрачного слоя, а также разложение регистрируемого слоя у записываемых дисков. В случае образования царапин на поверхности компакт-диска, возможно применить полирование рабочей поверхности, что приведёт к удалению нежелательных повреждений и улучшит чтение данных, однако при образовании трещин, использовать данный метод опасно, так как при последующем чтении диск может разрушиться в дисководе под действием центробежной силы. Повреждение фольгированного покрытия диска (старение металла, царапины) больше всего осложняет восстановление данных.
NAND-Flash
[править | править код]К данному типу накопителей можно отнести USB Flash, SSD-диски, карты памяти SD, miniSD, microSD, xD, MS, M2, Compact Flash.
Самые распространенные технические неисправности[9] :
- Логические неисправности
- Накопитель не имеет видимых физических повреждений и опознается в системе. Проблема возникает при попытке доступа или записи/считывания данных.
- Возникают данные неисправности в самых различных случаях. Одна из самых распространенных причин — неправильное извлечение устройства из компьютера.
- В случае логических неисправностей восстановить данные возможно с помощью программ для восстановления данных.
- Механические повреждения
- Диск прекратил корректную работу в результате какого-либо физического воздействия (падения, попадания влаги, изгиба, сжатия и т. д.). Причина неисправности, чаще всего, в поломке платы или разрушении контактов и компонентов.
- Восстановить данные можно, если исправить поломку: заменить неисправный компонент или восстановить нарушенный контакт. Также можно считать данные напрямую с чипа памяти, используя специальное оборудование.
- Электрические повреждения
- Причина электрических повреждений заключается в статическом ударе либо в проблеме с питанием. В результате могут сгореть стабилизаторы питания, диоды, контроллеры.
- Восстановление данных производится как и в предыдущем случае: заменой компонентов либо чтением с чипов памяти напрямую.
На сегодняшний день эти накопители считаются самыми ёмкими и достаточно быстрыми, но очень уязвимыми для электрических и механических воздействий. При превышении напряжения питания, либо нестабильном напряжении может возникнуть тепловой пробой платы контроллера, а также пробой коммутатора-предусилителя внутри гермоблока. В первом случае выходит из строя плата контроллера жёсткого диска и процедура восстановления данных заканчивается на её замене с переносом адаптивных параметров неисправного накопителя на новую плату. Однако встречаются случаи, когда в результате пробоя выходит из строя электроника гермоблока, в этом случае необходима замена БМГ (блока магнитных головок)[10], что по сути своей является трудоёмкой и дорогостоящей процедурой.
При механических повреждениях, таких как падение, удар, деформация, вмешательство специалиста в гермоблок необходимо, так как для выяснения возможности восстановления данных необходимо проанализировать состояние магнитных дисков. В случае возникновения концентрических, радиальных царапин или ссадин на поверхности пластин, вероятность восстановления данных уменьшается, так как для успешного считывания данных необходима идеально гладкая и ровная поверхность магнитных дисков. Также встречаются неисправности, связанные с заклиниванием шпинделя бесколлекторного электродвигателя. В этом случае специалисты прибегают к трансплантации всего пакета магнитных дисков на исправный ШД (шпиндельный двигатель), после чего осуществляется его калибровка и настройка БМГ.
Достаточно часто встречается неисправность, связанная с разрушением так называемой служебной информации накопителя. Некоторые части (далеко не все) служебной информации могут быть взяты от аналогичных накопителей и записаны в неисправный при помощи специального оборудования, которым, как правило, располагают сервисные центры, занимающиеся восстановлением данных на профессиональном уровне. Как показывает практика, попытки неквалифицированного вмешательства в структуру служебной информации накопителя, как ни прискорбно, влекут за собой окончательную и безвозвратную потерю данных.
В случае разрушения магнитного диска восстановление данных невозможно в принципе.
Интересные факты
[править | править код]- С одного из жёстких дисков на борту потерпевшего крушение шаттла «Колумбия», использовавшихся для фиксации информации о проводившихся в полёте научных экспериментах, и значительно повреждённого в результате катастрофы, впоследствии удалось восстановить 90 % информации, что сделало возможным окончание 20-летнего научного исследования. Восстановление информации заняло около 5 лет[11].
Примечания
[править | править код]- ↑ F. Cohen, C. Preston. A Method for Recovering Data From Failing Floppy Disk Drives. Дата обращения: 18 января 2013. Архивировано 30 июня 2014 года.
- ↑ K.Bradley. Risks Associated with the Use of Recordable CDs and DVDs as Reliable Storage Media in Archival Collections — Strategies and Alternatives. Дата обращения: 18 января 2013. Архивировано 8 февраля 2012 года.
- ↑ Как продлить срок службы накопителей на флэш-памяти. R.LAB (10 ноября 2006). Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 30 мая 2020 года.
- ↑ Восстановление данных с жесткого диска. Hdd-Info, 2013. Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 5 августа 2020 года.
- ↑ Storelab. Почему жесткий диск выходит из строя. Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 22 сентября 2020 года.
- ↑ Уничтожение и восстановление данных. Дата обращения: 27 июня 2011. Архивировано 23 мая 2012 года.
- ↑ Простое восстановление данных. R.LAB (11 января 2011). Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 13 мая 2020 года.
- ↑ Как работают алгоритмы сигнатурного поиска в программах восстановления данных. HABR (14 января 2013). Архивировано 21 марта 2013 года.
- ↑ Как продлить срок службы накопителей на флэш-памяти. R.LAB (10 ноября 2006). Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 30 мая 2020 года.
- ↑ Статья "Восстановление данных с заменой блока магнитных головок (БМГ)". Дата обращения: 24 октября 2011. Архивировано из оригинала 16 мая 2012 года.
- ↑ Расшифрован диск с разбившегося шаттла Columbia. РосБизнесКонсалтинг (10 мая 2008). Архивировано из оригинала 28 октября 2011 года.
 | Для улучшения этой статьи желательно:
|
Программное обеспечение для восстановления данных | |
|---|---|
| Open source | |
| Freeware | |
| Shareware | |
