基于基于 Windows 平台的数平台的数 据恢复技据恢复技术术的的 应应用研究用研究摘摘 要要在信息化时代,计算机数据安全已越来越为人们所关注,因此研究数据丢失的原因、 预防办法以及数据恢复技术越来越显得重要。数据是计算机信息系统中最重要的资源, 但由于各种原因造成数据丢失或损坏经常发生，其损失不可估计。因此,研究数据恢复 技术是十分必要的。 主要是对数据恢复进行了了解，详细分析了硬盘的数据结构、u 盘的数据存储结构、 文件的存储原理以及文件系统（FAT、FAT32、NTFS）对文件的管理方式。从数据丢失 和破坏的原因入手,重点介绍了数据恢复的方法中的软恢复方法，并使用数据恢复软件 对丢失的数据进行了恢复及测试。关键字关键字：文件系统、数据恢复、数据安全引引 言言一一. 数据恢复背景数据恢复背景随着硬盘容量的日益增加,长时间使用硬盘,硬盘有时难免会出错,轻则数据丢失,重 则整个硬盘报废,造成不可预料的后果,对学习工作生活带来巨大的困扰和不便。大家可 能都遇到过这样的事情，上午刚刚清空回收站，下午却突然想起其中有个文件特别重 要，这可怎么办？还有可能系统被病毒破坏，硬盘的分区表或文件分配表被病毒改写， 但是硬盘上存着你数年的心血。 那么在发生了数据丢失或损坏后应该如何应对呢？这时需要对数据进行恢复，而 国内也有不少专门从事数据恢复业务的专业公司，不过硬盘发生文件被误删除、分区 丢失和病毒破坏等情况，通过一些数据恢复软件自己就能够解决。所以有必要研究数 据丢失的原因、预防办法以及数据恢复技术，并就数据恢复这一新兴行业的市场状况 进行探究。 二二. 国内外现状分析国内外现状分析目前国内在“软恢复”方面研究与国外专业公司相比，还存在差距，其中覆盖数 据恢复技术差距最大，有资料显示美国军方可以恢复覆盖 6-9 次的数据，俄罗斯可以 恢复覆盖 3-4 次的数据，IBM 自己耗资 6 亿美元的研究成果是可以恢复覆盖 2-3 次的 数据. 在国外，很多计算机集成商和存储设备生产厂商都有从事数据修复服务的部门， 专业的数据恢复公司也很多。以美国为例，截至 2004 年初，专业的数据恢复公司有 400 多家，一年的数据修复市场营业额为 15 亿美金，且每年以 50的速度递增。 在国内，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。到 2004 年 9 月，数据恢复市场环境日渐成熟，市场容量大大增加。就在 2004 年 前三季度，全国数据恢复公司如雨后春笋。截止 2004 年 9 月，全国从事数据恢复的公 司已经超过 100 家。最近，国家发展改革委员会批准了国家信息中心申请的国家高技术产业化项目、 自主可控的信息安全专业化服务项目、存储介质数据恢复服务项目 ，项目总投资 2100 万元，国家补助资金 800 万元 I。 目前流行的支持格式化数据恢复的软件有：DiskRecovery、EasyRecovery、File Rescue Plus，File Scavenger，FinalData、FinalRecovery，Handy Recovery、RecoverMyFiles、Search and Recover、易我数据恢复向导等。目目 录录第一章第一章 数据恢复的概述数据恢复的概述.11.1 数据恢复的定义 .1 1.2 数据出现问题的症状 .1 1.3 数据丢失的原因 .2 1.4 数据恢复的一般原则 .2 第二章第二章 存储设备数据存储结构分析存储设备数据存储结构分析.32.1 硬盘结构 .3 2.1.1 主引导记录（MBR） .3 2.1.2 分区信息结构 .4 2.2 U 盘的数据存储原理.5 第三章第三章 WindowsWindows 文件系统结构分析文件系统结构分析.63.1 FAT32 文件系统结构.6 3.1.1 FAT32 引导扇区.6 3.1.2 磁盘文件分配表(FAT) .6 3.1.3 目录项结构 .7 3.2 NTFS 文件系统结构.7 3.2.1 NTFS 引导扇区.7 3.2.2 NTFS 主控文件表与元数据文件.8 第四章第四章 数据的恢复数据的恢复.104.1 分区表的恢复 .10 4.2 删除文件及格式化数据的恢复 .12 4.3 格式化磁盘的恢复 .154.4 U 盘常用数据恢复方法.19 4.4.1 硬件方法 .19 4.4.2 软件方法 .19 第五章第五章 数据恢复的测试数据恢复的测试.215.1 删除数据恢复的测试 .21 5.2 格式化磁盘恢复的测试 .22 5.3 U 盘格式化恢复测试.23 5.4 分区表恢复测试 .25 第六章第六章 总结总结.276.1 心 得 .27 6.2 致 谢 .27 参考文献参考文献.28第一章第一章 数据恢复的概述数据恢复的概述1.1 数据恢复数据恢复的定的定义义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” 。 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。 概括地说，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。 软恢复：指的是一切可以通过“软”的方式进行的恢复，不涉及硬件修理的数据 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。 涉及硬件修理、由硬件损坏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、磁组损坏、主电机损坏、电路板芯片及其他原器件烧坏等，硬件故障一般 表现为不认盘，常有一种“喀嚓喀嚓”的磁组撞击声或电机不转，或通电后无任何声 音等，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。1.2 数据出数据出现问题现问题的症状的症状1不能进入系统 有时虽然 COMS 检测硬盘正常，但却启动不了系统，出现有提示死机、无提示死 机，或者 COMS 能检测到硬盘，但显示的容量不正确。导致这种情况出现的原因有很 多，如 MBR 损坏、DBR 损坏、电源质量不合格、数据线断线、COMS 设置不正确、主 从硬盘设置不正确、硬件冲突、COMS 电池电压不足等。2磁盘出现坏道 硬盘的坏道分为逻辑坏道和物理坏道两种。前者为软性故障，通常是由软件操作 或用户使用不当造成的，可用软件修复；后者则是硬性故障，表明硬盘磁道产生物理 损伤，只能通过更改硬盘分区或扇区的使用情况来解决。 3分区丢失 找不道分区，或进入不了分区。多由病毒引起。 4文件丢失 误删除、误格式化等。一般通过专用工具软件进行恢复。 5密码丢失 主要是指各类应用程序的管理口令或文档保护密码等。一般是通过暴力破解进行 解决。6文档打不开或显示乱码 通常通过纠错、重新计算 CRC 校验、改正不正确的格式等方法，解决上述问题。1.3 数据数据丢丢失的原因失的原因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。数据 出现丢失和破坏主要包括三个方面： 1. 恶意的程序 最常见的恶意程序就是病毒。有些时候恶意程序造成的数据丢失是极其严重的,比 如 CIH 病毒（CIH 病毒是一种能够破坏计算机系统硬件的恶性病毒）造成的数据丢失就 是非常棘手的问题。 2. 其他恶意的破坏 常见的是系统正常的删除、移动、格式化等操作，还有的是网络上的非法用户对 该系统进行任何操作。 3. 硬件失效 这也是数据丢失的最大原因之一。在磁盘失效、电压不稳造成自动重启。硬件失 效往往是最严重的问题,包括物理损坏、失窃等,将是数据恢复的可能性降为零。1.4 数据恢复的一般原数据恢复的一般原则则在讨论数据恢复之前，我们要先明确什么是数据安全。数据安全实质上是一个过 程，一个动态的过程。数据恢复技术作为数据安全的一个保护措施，在实施数据恢复 的过程中，采用的方法，操作的每个步骤它也是动态变化的。因此，在进行数据恢复 时一定要考