硬盘数据恢复技术

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随着全球信息化的飞速发展，数据已经成为企业的一项最重要的资产，数据存储的可用性、完整性和安全性已不再是一个单纯的技术问题，更是企业生存力和竞争力的重要体现。这对部门、单位、甚或个人亦然。那么什么是数据呢？
这里我们所说的数据只指计算机数据。首先，“数据”是一个广泛的概念，不仅包括计算机文件系统或数据库系统存储的各种数据、正文、图形、图像、声音等多媒体数据文件、软件、或各种文档资料，也包括存放或管理这些信息的硬件信息，如计算机硬件及其网络地址、网络结构、网络服务等。

简单的说，数据恢复就是把遭受破坏、或由硬件缺陷导致不可访问，或不可获得，或由于误操作等各种原因导致丢失的数据还原成正常数据，即恢复至它本来的“面目”。
硬盘数据恢复
不仅对已丢失的文件进行恢复，还可以恢复物理损伤的磁盘数据，也可以恢复不同操作系统的数据。
概括的说，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恢复和硬恢复。所谓软恢复，指的是一切可以通过“软”的方式进行的恢复，不涉及硬件维修的数据恢复操作，其故障原因不是因硬件失效造成的，如病毒感染、误格式化、误分区、误克隆、误操作、网络删除、操作时断电等，其现象一般表现为无操作系统，读盘错误，文件找不到、打不开，报告无分区、未格式化、密码丢失、乱码等；对应的，一切涉及硬件修理、由硬件损伤或失效造成的数据恢复均归入硬恢复，如磁道损坏、磁盘划伤、主电机损坏、电路板芯片及其他元器件烧坏等，硬件故障一般表现为不认盘，常有一种“咔嚓咔嚓”的磁组撞击声或电机不转，或通电后无任何声音，两者之间最明显的特征或区别就是：存储介质本身是否需要进行修理或更换部件才可以正常地进行访问。
数据恢复是出现问题之后的一种补救措施，既不是预防措施，也不是备份。所以，在一些特殊情况下数据将很难被恢复，如数据被覆盖、低级格式化清零、磁盘盘片严重损伤等。

造成数据丢失的原因非常多，常见的主要有以下9种。
1、恶意的程序。最常见的恶意程序是病毒。
2、误操作。如误删除、误格式化、误分区、误GHOST等。
3、硬件故障。如物理损伤等。
4、断电。机器突然断电不仅内存数据丢失，还可能造成磁盘数据丢失、文件不同步，或导致系统无法正常启动等。
5、操作系统或应用软件的错误。 操作系统和应用程序的代码量的成倍增长也带来了BUG的不断增加
6、加密和权限的设置和遗失。
7、内存的溢出。
8、升级。软件系统升级有时候也会带来一些问题，如兼容性和稳定性等。
9、其他恶意的破坏。如黑客攻击等。

     数据安全是一个动态的过程，而安全产品/方案是静态的。用静态的东西去应对动态的过程显然是达不到预期的效果的，由此可见所有的解决方案都不是万无一失的。
     进行数据恢复，首要的一点就是认真细致，对每一步的操作都有一个明确的目的。在进行操作之前就要考虑好做完操作能达到什么目的、可能造成什么后果，能不能回退至上一步等。
     在开始数据恢复之前，应该首先完成以下几个步骤。
1、尽可能多的询问最后使用者的操作过程。最好查出在丢失数据之前发生了什么事情，丢失之后有没有进行过破坏性的操作等等关键信息。
2、把故障盘挂成从盘。
3、备份当前尚能工作的驱动器上的所有数据。
4、手头要有一款好的扇区编辑工具。
了解完这些信息后，就该有一个基本轮廓：为什么会出现这个问题，破坏程度如何，使用什么工具能达到最好的效果，主要的恢复步骤等。另外记住的是：先抢救最优把握的数据，恢复一点，备份一点。还有特别需要注意的就是：不要对客户的硬盘进行任何写操作。

要数据恢复首先要了解硬盘。
硬盘是一个集机、电、磁于一体的高精系统。其内部是密封的，对用户而言既是黑匣子也是透明的，用户根本不用关心其内部的运行，只需把标准接口接上即可正常使用。
     在硬盘的正面贴有产品标签，主要有厂家信息和产品信息，如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数、主从设置方法等，这些信息是正确使用硬盘的基本依据。
     在硬盘的背面是控制电路。总的来说，硬盘的外部结构可以分为控制电路板和外壳两个部分。
     大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以对硬盘进行初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片。读写电路的作用就是控制主轴电机带动盘体以恒定速率转动的电路。缓存对磁盘性能所带来的作用是毋庸置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势。
     在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器和数据线接口插座，电源插口与主机电源相连，为硬盘工作提供电力。数据接口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带，根据连接方式的差异，分为EIDE接口、SCSI接口、和SATA串口。
     硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成，其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、株洲驱动装置及前置读写控制电路这几个部分。
1、磁头组件。这个组件是硬盘中最精密的不见，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，采用非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.1-0.3um，这样可以获得很好的数据传输率。
2、磁头驱动机构。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的情形磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。
3、磁盘片。盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜与软盘的不连续颗粒载体相比具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。
4、主轴电机。主轴组件包括主轴部件如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术。采用这种技术电机不仅可以使硬盘的工作噪音降低许多，而且还可以增加硬盘的工作稳定性。
5、前置控制电路。前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔体内可减小外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。
随着硬盘技术的发展，硬盘容量在不断的增大，同时信息技术也在飞速发展，数据存储量极具膨胀，硬盘的产销量也大幅度增长。但是硬盘本身存在着千分之五的故障率，再加上人为误操作，病毒的日益猖獗等数据安全存在着很大的风险性，同时数码存储的逐渐兴起，海量存储的应用，其他不可抗力等因素，数据恢复行业逐渐在信息时代萌芽发展……
早在1998年，北京中关村就出现了数据恢复的招牌。从真正意义上讲，那时候的主要业务还是硬盘维修，在修好硬盘的电路后，把硬盘的数据及时备份出来。头脑灵活的商家适应客户的需求，提出了数据恢复和
数据修复
的概念。这算是我国数据恢复业的萌芽时期，持续了近两年时间。
     到了2000年，随着电脑的快速普及，硬盘故障骤然增加，要求恢复数据的电脑用户激增，中关村的几家商户把数据恢复作为一项重点业务来做，数据恢复业务成为了这些公司重要的收入来源。尽管业务量也越来越大，但是知道数据恢复的人员范围相当有限，大多是中关村的业内人士。当时，硬盘发生故障后，近百分之九十九的用户都认为数据没法挽救了，只能自认倒霉。但也有极少用户体验了数据恢复的魅力，保住了珍贵的数据，可是不菲的价格，让很多用户对数据恢复望而却步。
     2001年，出现了以
磁盘阵列数据恢复
为主营业务的科技公司，注册资金从3万元到30万元不等，但全国这样的公司不超过5家。另外，数据安全公司及杀毒软件厂商也相继组建数据恢复部门。这时的数据恢复主要是以软件恢复为主，硬件问题几乎仅限于外电路的维修。广大的电脑用户对数据恢复依然知之甚少。
     2002年，得风气之先的一些数据恢复公司尝到了市场的甜头。笔者认为，2002年是中国数据恢复业发展的最佳时机。但由于当时从事数据恢复的企业发展战略短视情况严重，从业务和技术上进步极慢。公司没有抗起行业大旗走出电脑城，从业人员多是以公司老板为代表的散兵游勇，技术依然局限在软件和电路上。这些数据恢复行业的先驱们没有成功推进行业的大发展，数据恢复意识没有走近广大用户，数据恢复的业务依然靠作坊式操作去完成。
     2003年，全国各地电脑城效仿中关村的数据恢复作坊操作模式，很多电脑维修商户开始把数据恢复作为一项新业务。这一时期，数据恢复的技术力量集中在北京、上海、广州等地，北京的技术优势尤为明显。其他省会城市也都诞生了数据恢复业公司，但是技术实力非常单薄。这一年，在北京、上海、广州的一些技术相对领先的数据恢复公司虽然不具备规模化，但是商家还是赚到数据恢复市场泼出来的第一桶金。但数据恢复也还没有形成产业链，各家从业公司在品牌形象、技术服务等方面没有什么突破，作坊式的运作模式依然没有大的改观。但是期间97年就已经开始做数据恢复的成都数据恢复公司金海硕成功研制了坏磁道检测程式，我认为这是中国数据恢复行业的一个里程碑式的标志，这也就是后来的效率源修复软件的雏形，直到现在据我所知所有的数据恢复公司所用的修复坏道的工具也都是效率源的软件。不能不说效率源为整个中国的数据恢复行业作出了巨大的贡献。这一年效率源与解放军总参谋部研究所合作，借助军方先进的核心实验室设备及人员，继续扩大在硬盘数据恢复领域的技术研究，不断提高目前国内硬盘数据恢复界的技术水平。得到了党、政、军各界领导的嘉奖。
     2004年前三季度，全国
RAID数据恢复
公司犹如雨后春笋。具不完全统计，仅北京一地新注册的数据恢复公司就有10多家，广州、上海、深圳、成都、西安等地也都出现了多家专门从事数据恢复的公司。截止2004年9月，全国从事数据恢复的公司已经超过100家。数据恢复的概念已经广为人知，在google和baidu搜索“数据恢复”这个关键词，分别可以搜出191万和51．7万消息。但是，这些公司的运作模式仍然令人担忧，新公司的从业人员大多数都是从早些的数据恢复公司出来的，其思维方式和经营模式带有浓厚的作坊色彩。以北京为例，早在2001年就从事数据恢复业务的某公司，到了2004年，除了公司的老板外，公司员工都是一年换几批，离开公司的大多数人另立门户，自己当起了老板。这反映了市场环境日渐成熟，市场容量大大增加。遗憾的是，在这种情况下，还没有一家公司擎起行业大旗，把数据恢复作为一个产业进行规划、运作。
    2004年第四季度，数据恢复市场发生了巨大变化。各大公司开始重拳出击，纷纷在全国跑马圈地，推动数据恢复市场的资源整合，品牌意识大大增强。比如，在业界名声雀起的北京飞客数据恢复中心，就是由北京维尔码科技集团投资1000万推出的数据恢复品牌，它的另一个名字是江民数据恢复事业部，也算是著名的江民科技旗下的兄弟公司。为了保证品牌的含金量，该中心拥有十级超净间用于开硬盘和精密仪器焊接等，建有海量数据备份硬盘库，组建了以博士、硕士为主的高端核心技术研发机构，成立了覆盖全国的客户服务部。不仅如此，维尔码公司注重规模效应，不久将在全国形成一个统一的数据恢复服务网络，整合市场资源，满足各地客户的需要。据我所知，现在的飞客就已经拥有27家店覆盖全国，不仅如此，原来的以加盟形式建立的江民电脑急救站已经都归属于飞客，那么它现在的规模的确让国内其他数据恢复公司望尘莫及。维尔码公司的这种大手笔收到了很好的回报，飞客数据恢复品牌的知名度在建立后短短4个月大大提高，全国各地市场反映良好[12]。当然作为一个想要成为行业领头羊的公司来说要面对的困难也还是很多，不仅要受竞争对手的排挤，最重要的是没有一个可以借鉴的成功案例，很多的东西要靠自己去摸索，尤其是其行业的不稳定性必定会给飞客带来一个又一个预想不到的难题，成功也好失败也罢，我想飞客都会给在这个将来也许会成为一个行业中的企业不可多得的经验和教训。
到了2005年，可以说数据恢复行业逐渐走向了正轨，这时以后有公司有意识地想把数据恢复作为一个产业来规划和运作，部分公司甚至已经初具规模，从人才、资金和设备上都已做到了专业的水准。04年飞客的诞生，把05年的数据恢复市场引向了新的格局，并且在这一年给整个行业进行了一次洗牌。让整个行业内明白一个道理，要想继续留存在这个行业内需要的是1．规范化的服务，最简单的例子是飞客为客户提供的800免费服务电话，这样打造的联合对外平台无疑极具实力，也代表着对客户的一种承诺，更是品牌实力的象征；2．规范化的宣传，宣传不是夸大其词，弄虚作假，更不能不懂装懂，那是对客户极大的不负责任。最典型的例子莫过于对于超净间的宣传，往往一个普普通通的操作台被一些服务商美化为“百万级无尘室”，殊不知对于洁净度的定义是数值越低表现洁净度越高。一般而言，达到100级至1000级水准即可实现开盘数据恢复操作，那些所谓的万级甚至百万级真是令业内人士纷纷摇头叹息；3．规范化经营，作坊式的经营模式被绝大多数小规模数据恢复服务商所采用，此时自然成本低廉而且几乎没有运作难度。然而对于客户而言，这样并不能让人放心。不仅修复时间得不到保障，而且混乱的流程很可能导致数据丢失，技术实力更是令人担忧。如果说用户因为缺乏相关知识并寻求了错误的求助模式而导致数据恢复无能为力还情有可原，那么一些中小规模数据恢复服务商的二次破坏则实在让人震怒。作为IT服务性行业，为客户的数据负责是最基本的职业操守，如果这一点都做不到，那么就请不要搅浑数据恢复服务的这一塘子水！而飞客一直严格遵循指定的业务流程，从电话咨询到前台接待以及工程师操作和最后的数据检验，整套规范化流程让用户体验到专业化的服务。

其实经常使用计算机的人应该都会遇到数据丢失的情况，最简单的比如说我们使用的SHIFT+DELETE，意为永久删除，但是如果对数据恢复有一点儿了解的话，就应该知道这其实是很容易解决的问题，可以说自己都能解决，但是还是建议如果您不是很内行而且数据又十分重要的话还是送到专业的机构进行恢复，这是对您的数据最负责任的做法，因为如果您不是很了解这个技术很可能对数据造成二次破坏，到时候就很难再恢复成功了。
那么到底遇到哪些问题时我们可以咨询数据恢复机构并进行数据恢复呢？下面就罗列一些故障类型：
一．软件故障：误删除，误格式化，误GHOST，重装系统，中病毒，分区丢失等
二．硬件故障：不认盘，不通电，有异响，无法拷贝数据，坏道问题，磁头问题等。
当您遇到以上这些问题，都可以寻求帮助拯救您的数据。
寻求数据恢复步骤：1．尽量了解硬盘发生故障的现象；2．上网查找同一城市内的专业机构；3．电话咨询，详细描述故障现象，请专业机构的工程师给出判断和建议；4．评估建议的合理性，如果无法确定，重复步骤3和5；5．选择意向性机构，再次电话咨询，并仔细询问价格、修复方式、所需时间，是否提供上门服务、数据安全性、双方协议内容及送货方式等细节问题。有条件的情况下，以传真方式获得其服务说明书。这些都是为了您数据的安全性做的准备工作，以便最后交给一家您真正值得信任的公司进行数据恢复。
对于遇到数据损坏等问题的读者，我们提供一些建议和注意事项，以帮助您更好的找回自己的数据：
     1．保护很重要：数据恢复毕竟不能保证100%的成功，所以大家首先应该在数据没有出现问题的时候就有意识的对数据进行保护。例如不要在存储设备运行的时候突然断电，注意保持存储设备周围环境的温度、湿度和洁净程度，对重要的数据定期执行备份，在可能的情况下尽量由专业的计算机人员进行设备维护等等。当然，我们还应该注意防范电脑病毒等问题对数据的破坏。
　　 2．发现问题尽快处理：我们知道数据的丢失和损坏通常是可以找回的，只要这些数据的存储位置没有被其它数据覆写。所以在发现数据丢失时，应该立即停止在存储设备上进行任何操作，如果可以正常关闭电源的话应尽快关闭，这样有助于最大限度的将数据恢复。在存储设备本身出现故障的情况下这一点尤其重要，因为电路原件的损坏在某些极端情况下可能会造成存储介质的擦除操作。
　　 3．自己恢复要慎重：如果数据损坏问题的情况不是非常严重，大家可能希望自己进行数据恢复，例如只是不小心将文档删除掉。如果情况比较复杂，或者无法判定问题的起因及严重程度，请尽量不要自己执行恢复。特别是存储设备可能存在硬性损坏的时候，贸然操作很可能造成不可挽回的结果。例如一块硬盘如果存在坏道，用户自己使用恢复软件进行恢复的话很可能会对硬盘表面造成更大的伤害。
4．一些好习惯：定期对磁盘等存储设备进行碎片整理是一个很好的操作习惯。在恢复误删除文件的时候，如果这个文件的存储位置非常分散，任何一个部分的损坏都可能造成整个文件无法还原。而进行数据整理可以使文件的存储位置尽量连续，这样可以在很大程度上增加恢复的成功率，既使必须利用一些16进制工具手动恢复数据，也可以大大降低工作难度和强度。另外我们建议使用尽量强壮的文件系统，比如在允许应用NTFS的时候就不要选择FAT文件系统。因为NTFS的文件索引是保存在硬盘上的，使用该索引进行数据恢复可以提高处理速度和成功率，并且较之FAT分区，NTFS的文件索引安全性更高[8]。
因为数据恢复这个行业现在仍然是个新兴的行业体系，所以迄今为止，没有太多的人参与这个课题的研究，如果去图书馆和网上数据库上搜索，相关的研究很少；如果在搜索引擎上搜索数据恢复，一般来说都是各大数据恢复服务商的广告。真正从理论和技术的角度去研究这个课题的人不多，目前仅能找到的只是一些业内人士或者一些IT行业的内部人员对这个行业的理论技术的简单讲解。本文虽然涉及层面很肤浅，但说了这么多，让大家对数据恢复技术及数据恢复行业有一定的了解，让大家知道在数据丢失之后是可以起死回生的，本文的初步目的就达到了。

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