数据恢复与软故障处理基本指南.docx

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数据恢复与软故障处理基本指南

数据恢复与软故障处理基本指南

广义的数据恢复 

 长期以来计算机领域数据恢复似乎缺乏一个把握全貌的，如果说给出一个比较能把握全貌的说法，我们首先应当给计算机数据一个广义的概念，某些人觉得只有类似文本文件、数据库中的记录或表这样的东西才是数据，其实从广义上说，任何位于计算机存储介质上的信息都是数据，无论是哪种介质，也无论是具体作用，他们都是数据。

与这种概念对应，任何使这些信息发生非主观意愿之外的变化都可视为破坏。

那么数据恢复是就是一个把异常数据还原为正常数据的过程。

一、 对数据的潜在威胁 

1、恶意的程序：

大家最熟悉的恶意程序就是病毒，很多人认为病毒对数据的影响仅仅是病毒的破坏性，这是不正确的，实际上病毒的感染本身就是一种破坏，一个病毒无论他借助修改你的引导区、可执行程序还是OFFICE文档，他都把你正常的数据做了改变，当然，你可能举良性伴随性病毒这种极端的例子。

但毫无疑问，他同样对数据构成了破坏，至少他减少了你的硬盘的可用空间。

同时，恶意的程序还包括特洛伊木马，逻辑炸弹等等。

恶意的程序造成的破坏可能是最难恢复的。

2、其他恶意的破坏，即使不借助病毒或者其他的工具，只要拥有足够的权限，任何系统都有一定的“自毁”能力。

比如依靠系统正常的删除、移动、格式化等操作也可以达到破坏数据的目的。

3、误操作：

很多数据丢失源于使用者的操作失误，比如误删除，误格式化等等。

4、操作系统或应用软件的错误：

随着操作系统和应用程序的代码量的成倍增加，BUG也在不断增加。

我们最常用的桌面系统WIN9X就是一个BUG大王。

操作系统和应用软件的错误，往往会给人的工作带来一些不可预期的影响。

比如前阶段，发现FRONT PAGE98的一个BUG，触发后会把你目录下的文件全部删除，另外，象著名的游戏神话II，出现了如不安装在默认目录中可能会使你丢失扩展分区这样严重的问题。

5、加密和权限：

尽管加密和权限设置是你保护数据的有效手段，但遗忘密码也会带来很大的问题。

6、掉电：

机器突然掉电的后果可能不仅仅是内存数据的丢失，也可能造成磁盘数据的丢失，或导致系统无法正常启动。

8、内存溢出：

导致内存溢出或者进程非法终止等低层错误的原因很多，他就象掉电一样，会使你损失当前的工作。

8、升级：

软件系统升级有时会带来一些问题，后面我们将举相应例子。

9、硬件损坏和失窃：

这可能是最严重的威胁之一。

有时这把你恢复数据的可能降低为零。

二、 数据丢失的各种逻辑现象 

对数据的恢复，基本上是一种逻辑处理。

只有对情况有一个准确的判定，才能做出准确的应对。

一般的来说，问题可以归纳为以下几种情况。

1、 硬盘无法完成正确引导：

因物理故障造成的逻辑损坏、引导区故障、重要扇区崩溃等等，都会使系统不能完成正常的自举过程。

2、 文件丢失：

由于有意破坏，误删除等等都会造成数据的丢失。

另外，这种归类不仅仅包括某个或某几个文件，也适用于目录，分区或卷的丢失。

3、 文件无法正常打开：

由于病毒感染，加密，文件头损坏等情况，会使文件无法正常打开。

4、 数据紊乱：

由于各种因素的影响，数据库中的信息，文本文件等，可能面目全非。

三、 保护数据的建议 

这个专题是探讨数据恢复的，而不是信息保护的，因此点到为止，一句话，那就是防患于未然，我们列举了对数据的威胁，如果我们最大程度的减弱了这些威胁，对每一种可预知的潜在威胁都有相应的预防和对策，我们的数据安全才会有最大的保障。

这些对策主要包括选择良好的反病毒和系统维护产品、加强保安全措施、采用UPS掉电保护、提高用户操作水平和安全意识、形成系统的信息管理和备份制度等等。

都可以有效的保证数据的安全，总之，我对数据恢复的认识与病毒是相同的——与其亡羊补牢，不如防患未然

第二篇、数据恢复的准备知识 

1、 系统工作机理的简单介绍（本节由lowpower缩写） 

这一部分在原作中是最重要的一章，考虑到篇幅关系，进行了大量的删节。

①、 DOS（DOS兼容系统）硬盘数据的构成 

DOS磁盘系统，可以按照逻辑分区的概念管理物理空间，不同分区可以装载不同的OS系统。

示意如下：

                 硬盘空间 

第一扇区|分区1     |分区2   |分区3   |分区4 

主引导扇区|引导扇区|引导扇区|引导扇区|引导扇区| 

各分区公用|各个分区相对独立，可安装不同操作系统。

对FAT结构的分区每一分区都有独立的引导记录，FDT表，FAT表等。

同时，系统还有一个最为重要的主引导记录。

在0柱0面1扇区，今后我们用CYL代表柱、SIDE代表面，SEC代表扇区。

以下一个FAT结构分区的简图。

保留区- 磁盘参数表、DOS引导记录 

控制区-FAT表1、FAT表2根目录区 

数据区-数据区 

以下简单介绍一下重要的部分：

主引导记录又称主分区表、MBR等等：

MBR占一个扇区，在CYL 0、SIDE 0、SEC 1，由代码区和数据区构成。

其中代码区是一端标准的程序，完成BIOS自举到OS BOOT之间的工作，为OS启动做最后的准备。

标准代码区可以由FDISK/MBR重建，但对于多系统引导的不标准MBR，将被这一操作破坏。

MBR的数据区记录了分区情况。

系统扇区：

CYL 0、SIDE 0 、SEC 1-CYL 0、SIDE 0 、SEC 63，共62个扇区引导区又称BOOT区：

CYL 0、SIDE 1 、SEC 1 这是我们过去称的DOS引导区。

也占一个扇区。

文件分配表又称FAT：

是记录文件占用簇的情况和连接关系的地方。

一般有两个FAT表，起到备份的作用。

FAT12、FAT16的第一FAT表一般均在0-1-2，FAT32的第一FAT表在0-1-33。

由于FAT表记录文件占用扇区连接的地方，如果两个FAT表都坏了，后果不堪设想。

由于FAT表的长度与当前分区的大小有关所以FAT2的地址是需要计算的。

根目录区（ROOT、FDT）：

这里记录了根目录里的目录文件项等，ROOT区跟在FAT2后面。

数据区：

跟在ROOT区后面，这才是数据内容。

其实， MBR、隐含扇区、BOOT区，重建都比较容易。

数据恢复的关键在于恢复数据文件。

由于FAT表记录了文件在硬盘上占用扇区的链表，如果2个FAT表都完全损坏了。

那么恢复文件，特别是占用多个不连续扇区文件就相当困难了。

②、 主引导记录简单说明：

主引导记录是硬盘引导的起点，关于代码区不多说了，其数据区，比较重要的是2个标志，80H和55AA，80H一般在偏移1BE处，80是分区激活的标志的标记表示系统可引导，且整个分区表只能有一个80标记。

另一个就是结尾的55 AA标记，用来表示主引导记录是一个有效的记录。

另外，各个分区自身的引导记录，也是以55AA结束，这是我们查找分区的标志。

我们后面在介绍如何主引导记录中，给出了一个完整的分区表的例子，大家可对照查看。

数据区中，用10H字节表示一个分区，最多可表示4个分区，分别从1BE、1CE、1DE、1EE开始，我们后面给出了分区表项对应地址的含义。

大家可以对应分析一下以下分区的情况。

80  01  01  00  0B  FE  BF  FC  3F  00-00 00 7E 86 BB 00 

①      ②      ③       ④            ⑤        ⑥ 

①：

激活标记，80表示可引导分区 

②：

分区开始的磁头号为01、开始的扇区号为01、开始的柱面号为00，由于开始的扇区号为2进制6位，而开始的柱面号为2进制10位，因此扇区号所用字节的高两位要加在柱面号高两位。

③：

分区的系统类型FAT32（0B），01是FAT12，04为FAT16，06为BIGDOS，07为NTFS，其他参见分区类型表。

④：

分区结束磁头号254、分区结束扇区号63、分区结束柱面号764 

⑤：

首扇区的相对扇区号63 

⑥：

总扇区数12289622 

2、常见手工处理工具与DOS外部命令介绍 

DEBUG：

古老和最为常见的调试跟踪软件，始终捆绑在微软的DOS/WIN9X操作系统中。

有19个子命令。

有编写执行汇编指令，直接读写绝对扇区和内存单元等功能，可以在最艰苦的条件下工作。

DOS6.22以下的系统，DEBUG.EXE在DOS目录下，WIN9X系统中它在WINDOWS\COMMAND目录下，它也出现在WIN9X所生成的应急盘中。

DISKEDIT：

常见16进制编辑软件，字符界面，可以以文件方式和扇区方式读写逻辑内容，可以读写绝对扇区，可以方便的查找编辑分区表、FAT表、ROOT区等重要扇区。

这一点要比DEBUG更方便。

但在一些重要扇区损坏的情况下，DISKEDIT可能无法启动。

DISKEDIT软件可以在著名的Norton Utilities软件包中找到。

最新的DISKEDIT出现在NU4中。

NDD：

常见的FAT文件结构磁盘修复工具，就是著名的NORTON磁盘医生，可以自动修复分区丢失等情况，可以抢救软盘坏区中的数据，强制读出后搬移到其他空白扇区。

希望大家不要再使用NORTON FOR DOS7或8的NDD，这个版本由于不支持大分区、FAT32、长文件名等技术，会给你带来大量的麻烦。

建议大家使用Norton Utilities4或更高版本中的NDD.EXE，这是纯DOS下的工具。

在硬盘崩溃或异常的情况下，他可能可以带给用户以希望。

WIN9X下的磁盘医生调用的并不是这个程序，而是NDD32.EXE. 

FDISK：

FDISK当然是个危险的命令，很多人非常恐惧，事实上，FDISK命令的运行并不影响任何分区内的硬盘数据，他对分区的设置操作，只改变主分区表的数据区。

而特别是FDISK异常重要的隐含参数/MBR，可以重建主分区表的代码区，清除主引导型病毒等。

这是非常有用的操作。

DOS6.22以下的系统，FDISK.EXE在DOS目录下，WIN9X系统中它在WINDOWS\COMMAND目录下，它也出现在WIN9X所生成的应急盘中。

FORMAT：

在一些人眼中，FORMAT是最可怕的命令，但他并不是对硬盘清零，特别值得注意的是，很多文件恢复工具都建议你恢复前先FORMAT该分区起到保护的饿作用。

DOS6.22以下的系统，FORMAT.COM在DOS目录下，WIN9X系统中它在WINDOWS\COMMAND目录下，它也出现在WIN9X所生成的应急盘中。

HD-COPY：

传统的软盘COPY工具，2.0版本以后加入了强制读的功能，可以读出一些损坏扇区的内容。

SYS：

SYS命令是重建BOOT区的最简洁的手段，也可以杀除BOOT区病毒。

DOS6.22以下的系统，sys.COM在DOS目录下，WIN9X系统中它在WINDOWS\COMMAND目录下，它也出现在WIN9X所生成的应急盘中。

 令我非常遗憾的是，至今我没有发现比较出色的扇区级备份镜象工具，我曾写过一个HD-MIRROR，但由于错误较多，我提供下载的第二天就停止了发布，另外fixc的作者noz写过一个clone.exe，但可惜只适合相同的硬盘。

我也曾以为GHOST可以做到这点，事实上，你目前还不能指望他为你备份一块深度破损的硬盘。

。

如果有一个有效的能以按扇区机制（而不是文件机制）压缩备份一块硬盘将之做成一个镜象文件的话，那么我们的恢复工作就拥有了更多的保证和余地。

我们可以更大胆的做恢复的尝试。

3、 一些自动处理工具或软件包 

首先介绍国内的一些免费修复工具 

FIXMBR：

何公道先生写的一个修复MBR的工具，适合处理逻辑分区丢失的情况， 有一些可选参数，支持 FAT32、FAT16，不支持NTFS、LINUX等分区，支持8.4G以上硬盘。

可修复CIH发作后的扩展逻辑分区。

VRVFIX：

北信源公司的推出的修复硬盘共享工具，适合处理逻辑分区丢失的情况，处理的基本比较准确。

支持FAT32、FAT16，不支持NTFS、LINUX等分区。

也不支持8。

4G以上硬盘。

FIXC：

国内最早出现的可以修复部分被CIH破坏的C盘的工具，作者是NOZ，新版本也加入了修复分区信息的功能，支持FAT32、FAT16，有限支持NTFS，不支持8。

4G以上硬盘。

目前的版本已经比较完善。

FIXHDPT：

TBSOFT工作室的分区信息修复工具。

支持FAT32、FAT16，不支持NTFS和LINUX，不支持8。

4G以上硬盘，是历史比较长的工具之一。

RE（ReapirEasy）：

本人早期写的分区表修复工具，支持FAT32、FAT16，有限支持NTFS，不支持8.4G以上硬盘，和某些BIOS不兼容。

其整体水准低于前面列举的工具。

国外一些系统维护的工具目前已经达到了非常强大的程度。

Norton Utilities：

历史最悠久的系统维护工具。

不仅可以数据恢复，还可以系统加速和修补内存错误。

目前最新的版本是NU 4.5FOR 9X、NU2 FOR NT等。

Tiramint：

最为出色的灾难恢复工具之一，有NTFS、FAT32、FAT16、NOVELL4种版本。

生成急救软盘，可以对深度破坏的磁盘进行交叉恢复。

4、常用的基本操作 

① 读出主引导记录：

这是系统级数据恢复可能涉及最多的程序之一。

例：

DEBUG 

-a100 ；从此处开始汇编 

126C:

0100 mov ax,201； 读操作一个扇区 

126C:

0103 mov bx,300； 送入地址300 

126C:

0106 mov cx,1 ；0面1扇 

126C:

0109 mov dx,80 ；80H为硬盘，头为0 

126C:

010C int 13 

126C:

010E int 3 

126C:

010F  

-g=100 ；执行 

AX=0050  BX=0300  CX=0001  DX=0080  SP=FFEE  BP=0000  SI=0000  DI=0000   

DS=126C  ES=126C  SS=126C  CS=126C  IP=010E   NV UP EI PL NZ NA PO NC 

这里用了I/O中断13，涉及的寄存器含义为 

ah,操作方式，02H为读，03H为写 

al,送扇区数 

bx,送准备装入扇区的内存偏移地址 

cx送从哪一道哪一扇区开始，我们一般依靠改换CX来读写不同逻辑盘某个逻辑扇区。

dx，送盘符和头数 

INT 3是断点中断，使程序运行到此停止。

② 显示引导区内容：

我们把扇区读到某个内存地址并不是目的。

而是为了看到他的内容，在DEBUG中D命令可以方便的查看内存单元的内容。

续前例，如果我们要看到主引导区的内容的话，既然装载到300。

-d300 l200就可以查看了，一个引导区的映象类似如下，可以直观的看到我们前面所提到的代码区和数据区。

是否正常请大家自行分析一下 

126C:

0300  33 C0 8E D0 BC 00 7C FB-50 07 50 1F FC BE 1B 7C   3.....|.P.P....| 

126C:

0310  BF 1B 06 50 57 B9 E5 01-F3 A4 CB BE BE 07 B1 04   ...PW........... 

126C:

0320  38 2C 7C 09 75 15 83 C6-10 E2 F5 CD 18 8B 14 8B   8,|.u........... 

126C:

0330  EE 83 C6 10 49 74 16 38-2C 74 F6 BE 10 07 4E AC   ....It.8,t....N. 

126C:

0340  3C 00 74 FA BB 07 00 B4-0E CD 10 EB F2 89 46 25   <.t...........F% 

126C:

0350  96 8A 46 04 B4 06 3C 0E-74 11 B4 0B 3C 0C 74 05   ..F...<.t...<.t. 

126C:

0360  3A C4 75 2B 40 C6 46 25-06 75 24 BB AA 55 50 B4   :

.u+@.F%.u$..UP. 

126C:

0370  41 CD 13 58 72 16 81 FB-55 AA 75 10 F6 C1 01 74   A..Xr...U.u....t 

126C:

0380  0B 8A E0 88 56 24 C7 06-A1 06 EB 1E 88 66 04 BF   ....V$.......f.. 

126C:

0390  0A 00 B8 01 02 8B DC 33-C9 83 FF 05 7F 03 8B 4E   .......3.......N 

126C:

03A0  25 03 4E 02 CD 13 72 29-BE 46 07 81 3E FE 7D 55   %.N...r）.F..>.}U 

126C:

03B0  AA 74 5A 83 EF 05 7F DA-85 F6 75 83 BE 27 07 EB   .tZ.......u..'.. 

126C:

03C0  8A 98 91 52 99 03 46 08-13 56 0A E8 12 00 5A EB   ...R..F..V....Z. 

126C:

03D0  D5 4F 74 E4 33 C0 CD 13-EB B8 00 00 00 00 00 00   .Ot.3........... 

126C:

03E0  56 33 F6 56 56 52 50 06-53 51 BE 10 00 56 8B F4   V3.VVRP.SQ...V.. 

126C:

03F0  50 52 B8 00 42 8A 56 24-CD 13 5A 58 8D 64 10 72   PR..B.V$..ZX.d.r 

126C:

0400  0A 40 75 01 42 80 C7 02-E2 F7 F8 5E C3 EB 74 49   .@u.B......^..tI 

126C:

0410  6E 76 61 6C 69 64 20 70-61 72 74 69 74 69 6F 6E   nvalid partition 

126C:

0420  20 74 61 62 6C 65 00 45-72 72 6F 72 20 6C 6F 61    table.Error loa 

126C:

0430  64 69 6E 67 20 6F 70 65-72 61 74 69 6E 67 20 73   ding operating s 

126C:

0440  79 73 74 65 6D 00 4D 69-73 73 69 6E 67 20 6F 70   ystem.Missing op 

126C:

0450  65 72 61 74 69 6E 67 20-73 79 73 74 65 6D 00 00   erating system.. 

126C:

0460  00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00   ................ 

126C:

0470  00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00   ................ 

126C:

0480  00 00 00 8B FC 1E 57 8B-F5 CB 00 00 00 00 00 00   ......W......... 

126C:

0490  00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00   ................ 

126C:

04A0  00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00   ................ 

126C:

04B0  00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 80 01   ................ 

126C:

04C0  01 00 0B FE BF FC 3F 00-00 00 7E 86 BB 00 00 00   ......?

...~..... 

126C:

04D0  81 FD 0F FE FF FF BD 86-BB 00 E0 A9 75 00 00 00   ............u... 

126C:

04E0  00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00   ................ 

126C:

04F0  00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 55 AA   ..............U. 

③ 反汇编主引导区内容：

判定MBR的代码区是否正常，对于数据区的基本情况，我们可以通过直观观察得出，但对于存在引导型病毒，或者引导区出现异常代码的情况，我们可能需要分析MBR中代码区的指令。

这一般要对已经读入内存的引导区进行反汇编。

反汇编用指令U 

续前例：

-u300 l15D ；反汇编主引导扇区代码区内容 

126C:

0300 33C0          XOR AX,AX                               

126C:

0302 8ED0          MOV SS,AX                               

………… 

126C:

045C 65            DB 65                                  

126C:

045D 6D            DB 6D 

④ 写内存单元，在我们的前例中，主分区类型是0B是FAT32的，假定这个类型实际是NTFS的，我们该如何修改呢？

由于主分区类型的偏移是4C3H，我们可以用E命令写到内存单元中，从附表中查得NTFS的类型为07。

因此 -e4c3 7再比如说，假定我们想把无效的分区表清零，那么，我们应当用另一个命令F，这个命令可以用填充一个内存地址范围。

清零分区表的操作就是 -f4be 4ff 00，以下两个操作也比较常见。

重置80标记，-e4be 80 

重置55AA标记，-f4ff 4fe 55 aa 

不要忘记了，此时仅仅是改动了内存中的数据，并未写到硬盘上。

因此需要用int 13中断把改写的结果，写回硬盘。

  续前例， 

-a100 

126C:

0100 mov ax,301 ； 写操作一个扇区 

-g=100 ；执行 

  其实，我们相当于修改了刚才输入的读主引导扇区程序，使程序变为。

126C:

0100 mov ax,301 ； 写操作一个扇区 

126C:

0103 mov bx,300 ；从内存地址300 

126C:

0106 mov cx,1   ；0面1扇 

126C:

0109 mov dx,80  ；80H为硬盘，头为0 

126C:

010C int 13 

126C:

010E int 3      ；断点 

⑤ 绝对磁盘内容的读出与写入 

类似操作在FAT32结构硬盘被CIH破坏的修复中比较常见，我们后面将讲到恢复的基本思路就是用第二FAT表覆盖第一FAT表。

那么无疑要读出第二FAT表的内容，再回写到第一FAT表的位置上。

一般的来说，大量连续扇区的读出写入DISKEDIT进行非常方便，如果用DEBUG做则要写一段子程序，不过程序的主要技巧就是利用int 25绝对磁盘读中断读出的内容，而用int 26绝对磁盘写做内容