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        快速恢復(fù)ExFAT文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)

        2019-06-04 06:01:14甘肅權(quán)建軍
        網(wǎng)絡(luò)安全和信息化 2019年5期
        關(guān)鍵詞:校驗碼磁盤扇區(qū)

        ■ 甘肅 權(quán)建軍

        編者按: ExFAT文件系統(tǒng)是一種適合于閃存的文件系統(tǒng),但有時會造成磁盤文件不能打開的故障。本文講解了一種快速恢復(fù)ExFAT文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方法。

        作為FAT文件系統(tǒng)家族中FAT32的繼任者,ExFAT文件系統(tǒng)允許無縫連接桌面計算機和便攜媒體設(shè)備。其DBR及保留扇區(qū)位于0-11扇區(qū),由于DBR及其備份很靠近,一旦都遭到損壞,會造成磁盤文件不能打開。

        經(jīng)典的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法是手工恢復(fù),需要計算出DBR的BPB參數(shù),再編程計算校驗碼,難度很大。本文提出一種快速的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。

        圖1 ExFAT文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

        圖2 故障現(xiàn)象1

        圖3 故障現(xiàn)象2

        ExFAT文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

        ExFAT(Extended File Allocation Table File System,擴展文件分配表)是微軟在Windows Embeded 6.0(包括Windows CE 6.0、Windows Mobile)中引入的一種適合于閃存的文件系統(tǒng)。ExFAT是為閃存介質(zhì)而開發(fā)的,如U盤、數(shù)碼卡等?,F(xiàn)在閃存介質(zhì)的容量越來越大,F(xiàn)AT文件系統(tǒng)能夠管理的空間有限,而NTFS文件系統(tǒng)是日志型文件系統(tǒng),需要記錄詳細(xì)的讀寫操作,對介質(zhì)磨損較大,不適合使用在閃存介質(zhì)上,出于這些考慮,微軟推出了ExFAT文件系統(tǒng)。ExFAT理論上最大支持可達(dá)64ZB,系統(tǒng)建議支持的最大分區(qū)為512TB。

        ExFAT文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        其 中,0-11號扇區(qū)為主引導(dǎo)區(qū)域,共12個扇區(qū),可分為5個區(qū)域:主要扇區(qū)、主擴展引導(dǎo)扇區(qū)、OEM參數(shù)區(qū)、保留扇區(qū)和校驗扇區(qū)。主引導(dǎo)區(qū)域的11號扇區(qū)記錄的是前0-10號扇區(qū)的校驗值,12-23號扇區(qū)為主引導(dǎo)區(qū)域的備份,12號扇區(qū)為0號DBR的備份。

        DBR損壞的故障現(xiàn)象

        打開磁盤,故障現(xiàn)象如圖2所示,使用WinHex提示如圖3所示。使用R-STUDIO提示如圖4所示。

        用WinHex打開磁盤,觀察其0-11扇區(qū),全為0;再觀察 DBR備份 12~23扇區(qū),也全為0。因此,磁盤的DBR及備份都遭到了破壞,必須恢復(fù)其DBR及校驗碼。

        傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法

        DBR被破壞后,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法,是復(fù)制一個ExFAT文件系統(tǒng)DBR,然后計算其BPB參數(shù)。包括隱藏扇區(qū)數(shù)、扇區(qū)總數(shù)、FAT起始扇區(qū)號、FAT扇區(qū)數(shù)、根目錄起始扇區(qū)、總簇數(shù)、首簇起始扇區(qū)號與根目錄首簇號、每簇扇區(qū)數(shù)。但這樣計算量大,容易出錯,更為關(guān)鍵的是還要計算11號扇區(qū)的CHECKSUM數(shù)值。

        圖4 故障現(xiàn)象3

        圖5 ExFAT格式化

        有關(guān)經(jīng)典方法的論述,相關(guān)文獻較多,這里不再細(xì)說。值得一提的是,這種方法即便BPB參數(shù)計算完全正確,也未必能打開磁盤,因為還需要計算11號扇區(qū)的CHECKSUM數(shù)值,即校驗碼,需要編程才能計算。

        圖6 用R-STUDIO打開分配單元合適的磁盤

        快速數(shù)據(jù)恢復(fù)方法:試湊法

        下面我們嘗試用新的試湊法恢復(fù)磁盤文件。

        第一步,根據(jù)磁盤的總扇區(qū)數(shù),建立一個虛擬磁盤,大小應(yīng)比該磁盤略大,簡單卷大小嚴(yán)格等于該磁盤的總字節(jié)數(shù),分配單元選默認(rèn)值,并格式化為ExFAT文件系統(tǒng),如圖5所示。

        這樣,就建立了一個ExFAT文件系統(tǒng)的虛擬磁盤。

        第二步,將此虛擬磁盤的0-11扇區(qū)復(fù)制到待恢復(fù)的磁盤的0-11扇區(qū),替換了原磁盤的0-11扇區(qū)。

        第三步,刷新后,用R-STUDIO打開該磁盤。如果0-11扇區(qū)數(shù)據(jù)正確,可以看到該磁盤的所有文件。

        第四步,如果仍打不開磁盤文件,表明0-11扇區(qū)數(shù)據(jù)不正確。刪除該簡單卷,再選擇不同的分配單元大小,依照如圖5中的512、1024、2048、4096、8192、16K、32K、64K 分別進行嘗試。直到用R-STUDIO打開磁盤后,可以看到該磁盤的所有文件。

        圖6是用R-STUDIO恢復(fù)分配單元合適的磁盤。這些文件夾雙擊即可打開。

        經(jīng)過以上四個步驟,通過試湊磁盤分配單元的大小,就可以打開磁盤,并讀取文件數(shù)據(jù)了。

        結(jié)語

        本文巧妙利用虛擬磁盤,產(chǎn)生與實際磁盤相匹配的DBR及其校驗碼,避免了繁雜的計算和編程,極大地簡化了ExFAT文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù),教學(xué)及實際使用都取得了很好的效果。

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