Восстановление данных. Практическое руководство

Рис. 7.7. R-Studio осуществляет поиск уцелевших файловых записей

В процессе сканирования будут найдены все уцелевшие файлы (как удаленные, так и нет). Кроме того, будет восстановлена структура каталогов, включая и корневой каталог (рис. 7.8). Постойте! Как же так? Ведь, как вы помните, при форматировании корневой каталог был уничтожен и сформирован заново! Но ничего удивительного в этом нет. Просто файловая система NTFS еще раз доказала свою живучесть — уничтожить ее можно, скорее всего, только динамитом. В отличие от FAT, в NTFS каталоги являются лишь вспомогательной структурой данных, проиндексированной для ускорения отображения их содержимого. Всякая файловая запись, независимо от своего происхождения, содержит ссылку на родительский каталог, представляющую собой номер записи в MFT. А запись корневого каталога всегда располагается по одному и тому же адресу!

Рис. 7.8. Восстановленная структура каталогов

Удаленные файловые записи могут ссылаться на уже уничтоженные каталоги. R-Studio собирает их в папку $$$FolderXXX, где XXX — порядковый номер каталога. Поэтому иерархия подкаталогов в большинстве случаев успешно восстанавливается.

Просмотр виртуального дерева обнаруженных файлов осуществляется нажатием кнопки <F5> или с помощью соответствующей команды контекстного меню. Выбрав файл (или даже целый каталог с большим количеством вложенных подкаталогов), нажмите клавишу <F2>. При желании можно выполнить предварительный просмотр или редактирование (выбрав из контекстного меню пункт Edit|View). Это достаточно мощный инструмент, отображающий содержимое восстанавливаемого файла со всеми его атрибутами, списками отрезков и т.д. в удобочитаемом формате. При желании можно восстановить все файлы за одну операцию (Recover All) или выбрать восстановление по маске (Mask). Хваленая утилита EasyRecovery от Data Recovery Software (рис. 7.9), вопреки своему названию, простотой управления отнюдь не отличается и имеет довольно специфические особенности поведения. С настройками по умолчанию никаких файлов на отформатированном разделе эта утилита не увидит. Чтобы заставить ее работать, необходимо нажать кнопку Advanced Options и в раскрывшемся окне выбрать опцию Ignore MFT. Однако и в этом случае качество восстановления будет оставлять желать лучшего.

Рис. 7.9. Красивый интерфейс EasyRecovery еще не говорит о высоком качестве восстановления данных

Ручное восстановление жесткого диска после форматирования

Нашей целью будет ручное восстановление всего отформатированного раздела без использования дополнительных носителей информации и дорогостоящих утилит от сторонних производителей. Все что для этого потребуется — это любой редактор диска (предпочтительнее всего, конечно же, NT Explorer от Runtime Software, но на крайний случай сойдут и бесплатные Disk Probe и Sector Inspector от Microsoft) в комбинации со встроенной утилитой chkdsk.

В процессе форматирования происходит необратимое разрушение большого количества ключевых структур данных, восстанавливать которые вручную было бы слишком затруднительно. К счастью, для извлечения особо ценных файлов этого и не требуется! Идея состоит в том, чтобы вернуть разделу потерянные файловые записи, а все остальные восстановительные операции поручить утилите chkdsk.

Дизассемблирование показывает, что единственной структурой данных, без которой не может работать chkdsk, является атрибут $DATA файла $MFT. А раз так, все, что требуется сделать, сводится к воссозданию прежнего файла $MFT:$DATA и его размещению поверх старых файловых записей. В простейшем случае, если файл $MFT:$DATA не фрагментирован, это достигается так называемым спекулятивным увеличением его длины. Как это сделать?

Запускаем NT Explorer, переходим в начало MFT (Goto|Mft), выделяем файл $MFT, находим атрибут $DATA (80h) и увеличиваем поля Allocated size, Real Size и Compressed Size на требуемую величину, параллельно с этим корректируя список отрезков (рис. 7.10). Поле Last VCN трогать не нужно, так как оно будет исправлено утилитой chkdsk. Как определить длину нефрагментированного файла MFT? Она равна разнице номеров первого и последнего секторов, в начале которых присутствует сигнатура FILE, умноженной на 512 байт (исключая сектора, принадлежащие $MFTMirr). Известные мне дисковые редакторы не поддерживают поиска последнего вхождения, поэтому соответствующую утилиту приходится писать самостоятельно. К счастью, точную длину MFT определять совершенно необязательно, и вполне допустимо взять ее с запасом, так как лишнее все равно отсеет chkdsk. Действуйте по принципу — лучше перебрать, чем недобрать.

Рис. 7.10. Ручное восстановление MFT. Подчеркнуты поля, подлежащие изменению

Утилита NT Explorer не позволяет редактировать поля в естественном режиме отображения, заставляя нас переключаться в HEX-mode и искать смещения всех значений самостоятельно. Найти заголовок атрибута $DATA очень просто — в его начале расположена последовательность 80 00 00 00 xx 00 00 00 01. В NTFS версии 3.0 она находится по смещению F8h от начала сектора. Поле Real size во всех версиях NTFS располагается по смещению 30h относительно заголовка, а поля Allocated Size и Initialized Size, соответственно, по смещениям 28h и 38h байт, причем значение Allocated Size должно быть кратно размеру кластера. Убедитесь, что при переформатировании диска размер кластера не изменился, в противном случае у вас ничего не получится. Как восстановить исходный размер кластера? Да очень просто — набраться мужества и переформатировать восстанавливаемый диск с ключом /A:x, где x — размер кластера. А как его определить? Возьмем любой файл с известным содержимым и проанализируем его список отрезков. Запускаем контекстный поиск по всему диску, находим файл, запоминаем (записываем на бумажке) его стартовый сектор, после чего открываем закрепленную за ним файловую запись, декодируем список отрезков и вычисляем номер первого кластера. Делим номер сектора на номер кластера и получаем искомую величину.

Теперь необходимо сгенерировать новый список отрезков. В общем виде он будет выглядеть так: 13 XX XX XX YY 00, где XX XX XX — трехбайтное значение размера $MFT в кластерах, a YY — стартовый кластер. Стартовый кластер обязательно должен указывать на первый кластер MFT, в противном случае chkdsk не сможет работать. Если новый список отрезков длиннее нынешнего (скорее всего, именно так и будет), то необходимо скорректировать длину атрибутного заголовка (она расположена по смещению 04h от его начала). Проделав эту нехитрую операцию, запустим chkdsk с ключом /F и блаженно откинемся на спинку кресла, созерцая, как возрождаются наши милые папки и файлы. Единственное, что не восстанавливается — так это дескрипторы безопасности. Всем файлам и папкам будут назначены права доступа по умолчанию. Во всех остальных отношениях с отремонтированным таким образом диском вполне можно будет работать, не опасаясь, что он рухнет окончательно. Файлы, ссылающиеся на несуществующие каталоги, складываются в папку Found.xxx. Это — "долгожители", пережившие несколько циклов переформатирования, в буквальном смысле вытащенные из небытия.

Сложнее восстановить том, чья MFT сильно фрагментирована. Прежний список отрезков при форматировании был уничтожен, зеркальная копия также пострадала. Ничего другого не остается, как собирать все фрагменты руками. К счастью, на практике это оказывается не так сложно, как может показаться на первый взгляд. В отличие от всех остальных файлов диска, файл $MFT имеет замечательную сигнатуру file, присутствующую в начале каждой файловой записи. Поэтому все, что нам требуется сделать, сводится к следующим операциям. Последовательно сканируя раздел от первого кластера до последнего, выпишите начало и конец каждого из фрагментов, принадлежащих MFT. Затем из этой цепочки необходимо исключить файл $MFTMirr. Его легко узнать, так как он расположен в середине раздела и содержит копии файловых записей $MFT, $MFTMirr, $LogFile и $Volume, причем $MFTMirr ссылается на себя. В рассматриваемом примере наш список выглядит так: 08h–333h, 669h–966h, 1013–3210h. В грубом приближении ему будет соответствовать следующий список отрезков: 12 2B 03 08 22 23 03 69 96 22 FD 21 13 10 00. Подробная информация о кодировании и декодировании списков отрезков была приведена в гл. 6.

"В грубом приближении" сказано потому, что мы не знаем, в какой последовательности располагались эти отрезки в файле (порядок расположения фрагментов на диске далеко не всегда совпадает с порядком отрезков в списке отрезков). Что произойдет, если порядок сборки файла $MFT окажется нарушен? Внутри MFT все файловые записи ссылаются друг на друга по своим порядковым номерам, представляющим собой индексы массива. Эти ссылки необходимы для восстановления структуры каталогов, организации жестких ссылок (hard links) и еще некоторых служебных структур. Ссылки на родительский каталог дублируются в индексах и восстанавливаются элементарно.

Жесткие ссылки теряются безвозвратно (единственный способ восстановить их заключается в повторении попытки сборки файла $MFT в другом порядке). Однако они практически нигде и никак не используются, так что их потеря не столь уж существенна. По-настоящему туго приходится сильно фрагментированным файлам, занимающим несколько файловых записей, раскиданных по разным фрагментам $MFT. Здесь выручает только перестановка фрагментов. К счастью, количество комбинаций обычно бывает невелико, и процедура восстановления занимает совсем немного времени. Хорошая новость — начиная с NTFS версии 3.1 (соответствующей Windows XP) в MFT номера файловых записей хранятся в явном виде (четырехбайтовое поле, расположенное по смещению 2Ch от начала файловой записи), что делает задачу восстановления тривиальной.

Восстановление после тяжелых повреждений

В результате сбоя содержимое дискового тома может стать недоступным операционной системе. При попытке чтения оглавления такого тома будут выдаваться различные сообщения об ошибках (рис. 7.11). Chkdsk сообщает о повреждении MFT и прекращает работу.

Рис. 7.11. Безуспешная попытка прочитать поврежденный том

Не паникуйте! Попробуйте запустить NT Explorer и посмотрите, что он покажет. Маловероятно, чтобы содержимое всего тома было утеряно целиком. Если хотя бы часть файловых записей уцелела, то R-Studio. GetDataBack или EasyRecovery их обязательно восстановят!