硬盘数据恢复技术的研究实践

李 培

LI Pei

（西安邮电学院 计算机学院，西安 710061）

0 引言

信息社会的核心资源是数据，数据安全就成为人们首要关心的问题，一旦遭到破坏，可能会造成很严重的后果。计算机的硬盘是电脑中的一个很重要的配件，目前它是存储数据的主要场所，所以对硬盘数据恢复技术的研究是必要的。

1 硬盘数据恢复技术的基本原理

所谓数据恢复是指由于各种原因导致数据损失时把保留在介质上的数据重新恢复的过程。

数据出现问题主要包括两大类：逻辑问题和硬件问题，相对应的恢复也分别称为软件恢复和硬件恢复。硬盘数据恢复从硬盘的5个区域入手，按以下顺序进行，首先恢复MBR，然后恢复分区，DBR，FAT，最后恢复数据文件，在MBR与DBR之间，还存在0磁道的恢复和坏磁道的处理技术。

2 数据恢复软件使用简介及分析

2.1 主引导记录的恢复

主引导记录着硬盘中各个分区的大小及位置信息，是硬盘数据信息的重要入口。恢复起来比较简单。最简单的方法是使用Fdisk，语法是“Fdisk/参数开关”。还可以使用Fixmbr恢复主引导记录，即在故障控制台的命令提示符后输入“FIXMBR”，按EMTER键后即可写入新的主启动记录。

2.2 分区的恢复

分区表遭破坏后，有很多工具可自动重建分区表，但也可能需要手工来重建。软件DiskGenius能自动检查硬盘分区参数，可以手工修改错误参数。分区大师 Partition Magic会检测修复分区表。工具软件 DiskEdit可直接编辑磁盘的任意扇区。软件WinHex有着完善的分区管理功能和文件管理功能，能自动分析分区链和文件簇链，能以不同的方式进行不同程度的备份，直至克隆整个硬盘。

2.3 磁道损坏的修复和磁盘坏道处理

1）使用SmartFdisk能检测到“坏”硬盘，并显示相关信息，但不能创建分区，可进行格式化，格式化完成后，再进行分区。

2）使用DiskEdit进入NU8工具包目录，运行其主程序NORTON.EXE，选择“RESCUE”选项对硬盘引导扇区、分区等信息进行备份。接着选择“磁盘编辑器”、“工具”“高级模式”。将中间“这个分区”中的开始柱面由“0”该为“1”。

3）使用DiskGenius在纯DOS环境下运行，在“硬盘”菜单中选择物理硬盘，依次进入“工具、参数修改”，在弹出的修改分区对话框中，将起始柱面的值由“0”改为“1”，按确定保存结果。

4）修复逻辑坏道。在资源管理器中选中盘符后单击鼠标右键，在弹出的对话框中选择：“工具”、“开始检查”。设定为完全扫描，并选择自动修复错误。如果逻辑坏道存在于系统区导致无法正常启动，可用启动盘在DOS提示符下键入“SCANDISK C：”，一旦发现坏道，程序会提示是否FIXIT，许多因系统区出现逻辑坏道而无法正常启动WINDOWS的问题一般都可以用此方法解决。

5）修复物理坏道：用SCANDISK检查物理坏道；

用软件隐藏坏道；低级格式化修复坏道等方法。

2.4 DBR的恢复

1）使用DiskEdit，其具有磁盘扇区编辑功能，在格式化分区时，一般都会在第六扇区对DBR做个备份。也可以自己做一个备份，备份在一个系统不用的扇区里，可直接使用这个备份恢复损坏的DBR。

2）软件 WinHex的查找功能和磁盘编辑功能强大方便，在其环境下使用备份的DBR来恢复DBR扇区非常快捷方便。

2.5 FAT表的恢复

可使用DiskEdit，恢复DBR之后，如果FAT1部分受损，而FAT2保持完整，可以采用FAT2覆盖FAT1的方法进行恢复。即找到FAT2的起始扇区后开始查找DATA的起始扇区，来计算FAT表长度，按此长度和FAT2的起始扇区算出FAT1的起始扇区，将FAR2拷贝到这里覆盖损坏的FAT1，就可恢复整个分区。也可以使用WinHex恢复，u原理相同。

2.6 数据的恢复

可使用FinalData或EasyRecovery这两款目前最受欢迎的软件来恢复数据文件。

2.7 RAID的恢复

在对RAID进行数据恢复时，首要的就是保护现场。一般对原盘只有一次读操作，那就是做镜象。软件 Runtime DiskExplorer For NTFS和Runtime RAID Reconstructor都可完成RAID恢复。

3 数据恢复的手工编程实现

3.1 主引导程序损坏

3.1.1 查看主引导区

首先使用 DEBUG或 Norton Disk Editor等工具软件查看硬盘的主引导区是否正常：

则 AX = 0000 BX = 0600 CX = 0001 DX = 0080 SP = FFEE BP = 0000 SI = 0000 DI = 0000 DS =1219 ES =1219 CS = 1219 IP = 010E 1219 ：010E CC int 3 - d600 ；显示主引导区内容 ,如无法访问 ,则显然是硬故障。查看引导程序和分区表是否正常 ,使用杀毒软件清查病毒或恢复主引导。

3.1.2 备份主引导区

在另一台好系统上用 debug取出主引导扇区 ,并保存到软盘 mboot.dat 文件

3.1.3 修复主引导区

在要修复的计算机上用软盘启动 ,再用 debug取出主引导扇区 ,装入软盘上的文件mboot .dat 到内存 ,将好主引导程序嵌入刚读出的主引导区内容的前部 ,最后将主引导区写回。

3.2 分区表损坏的故障

3.3 分区有效位错误

硬盘主引导扇区中的一个重要部分其最后的两个字节“ ： 55aa”,当计算机启动时会检测这两个字节 ,如果这两个字节存在则硬盘存在 ,否则找不到硬盘。利用 DEBUG工具软件修复 ,操作过程如下：

3.4 DOS引导文件损坏

DOS引导文件损坏最简单 ,用启动盘引导后执行 A ： 〉 SYS C：就可以了。

4 结论

本文通过对数据恢复技术的研究和实践，对数据恢复技术的原理集中进行了阐述，分析总结了各种数据恢复软件的使用，并用汇编语言编程进行了手工实际恢复，通过本文可以达到从对数据恢复技术具有初步认识到高层次的掌握的转变。

[1] 贺 玲,吴玲达,蔡益朝.数据挖掘中的聚类算法综述[J].计算机应用研究,2009,(1)：10-13.

[2] 陈康,何明华.基于FPGA的硬盘数据恢复仪的实现[J].贵州大学学报(自然科学版),2010,(4)：109-113.