CN107967118A - 一种实现硬盘数据快速转储和查看的方法及设备 - Google Patents

一种实现硬盘数据快速转储和查看的方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种实现计算机硬盘数据快速转储和查看的方法和设备，其中方法包括：获取目标机源盘的信息，确定转储任务；设置转储路径，利用数据传输接口将源盘数据按照Raid0格式写入本地硬盘中；对存储数据进行镜像挂载，查看数据。本发明的技术方案基于对硬盘内部数据的分析，能够通过双通道并发传输数据，达到硬盘数据快速转储的目的。在数据查看时，利用加密程序，对数据进行加密，防止非法用户查看、存取数据。经测试，该设备的最快传输速度可达到40G/分钟，能够有效解决取证人员因现场取证因时间不足导致取证失败的问题。

Description

一种实现硬盘数据快速转储和查看的方法及设备
技术领域
本发明涉及计算机数据存储技术领域，特别涉及一种硬盘数据快速转储和查看的方法及设备。
背景技术
硬盘(也称为磁盘)是计算机中的数据存储设备，用来存放大量的文字、图像、音视频等数据。随着电子信息技术的飞速发展，计算机已经越来越多的应用于我们生活、工作的各个方面，计算机硬盘的存储容量也变得越来越大。在计算机取证领域，硬盘作为计算机最主要的信息存储介质，是获取电子证据的主要来源。随着硬盘容量的不断扩大，存储内容不断增多，计算机取证的难度也随之增大。在现场取证时，取证时间往往十分紧迫，取证人员需要将大量数据快速地从目标机的源盘中转储到本地硬盘，这就对数据转储的速度提出了很高的要求。
目前，实现计算机硬盘数据转储有两种方法：1.将硬盘从目标机中拆下来，安装到硬盘拷贝工具中。2.通过电脑的数据传输接口进行数据转储。
方法1通过硬盘总线将源盘中的数据传输到本地磁盘中。硬盘总线的传输速度一般大于数据读取的速度，因此这种方法不会受到数据传输速度的限制，转储速度很快。但是这种方法需要将硬盘从目标机中拆卸下来，在很多情况下无法通过这种方法实现数据快速转储的目的。
方法2通过电脑的数据传输接口将目标机中硬盘的数据转储到本地磁盘，这种方法的转储速度受制于硬盘的读写速率和不同接口的传输速度。例如USB2.0接口的传输速度最高为3.5GB/分钟，USB3.0接口的传输速度理论上是USB2.0传输速度的10多倍；7200转的机械硬盘的读写速度一般在5.3GB-11GB/分钟，固态硬盘的读写速度与机械硬盘相比有了很大的提升，接口为SATA3.0的固态硬盘读写速度理论上大概为30GB/分钟。因此，在不拆机的情况下，通过电脑的数据传输接口进行数据转储，数据的转储速度不会高于接口的传输速度或硬盘的读写速度。
从目前的技术水平来看，转储速度仍然是制约硬盘数据转储设备发展的技术瓶颈。因此，目前的硬盘数据转储设备大多无法适用于现场临机取证。
发明内容
本发明的目的是提供一种硬盘数据快速转储和查看的方法及设备，解决现场取证因时间不足导致的取证失败的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供一种实现硬盘数据快速转储和查看的方法，包括下列步骤：
获取目标机ID号和硬盘信息，根据用户需求，确定转储任务，设置拷贝路径。
获取本地硬盘的数量、分区、容量、已用空间和是否有断点、断点位置等信息。
将待转储数据切分为数据块，以数据块为单位从目标机源盘中读取，并记录各个数据块的位置信息。
利用数据传输接口将源盘中的数据以Raid0的格式写入本地硬盘，并根据数据块的位置信息将其放入相应的位置，硬盘采用FAT文件系统。
所述转储任务为断点转储则首先要确定上次的转储路径、文件镜像名、镜像序列号、转储位置低字节、转储位置高字节以及上次转储时间。
进行数据查看时，将转储的数据进行镜像挂载，并读取信息，将信息展示给用户。
为实现发明目的，本发明提供一种实现硬盘数据快速转储和查看的设备，设备包含5个模块：UI模块、硬盘信息管理模块、硬盘读写模块、软Raid0模块、数据查看模块。其中：
UI模块是程序与用户交互的主要模块，此模块需要调用硬盘信息管理模块，获取源盘和本地硬盘的数量、分区、容量、已用空间和断点信息。同时在数据转储过程中调用硬盘读写模块获取转储速度、转储数据大小信息。在进行数据查看时，UI模块调用数据查看模块，为用户提供数据查看功能。除此之外还要提供断点的入口、转储方式的选择等功能。
硬盘信息管理模块用于获取目标机源盘的个数、类型、容量和分区的个数、格式、容量，并获取本地硬盘数量、分区、容量、已用空间和是否有断点、断点位置等信息。
硬盘读写模块是整个设备中最重要的模块，该模块根据用户的转储任务，实现源硬盘数据的读出、写入，并具有多线程调度、处理断点以及向UI模块提供转储接口的功能。
软Raid0模块将读出的数据以Raid0格式写入本地硬盘，硬盘采用FAT文件系统。在转储过程中为了兼顾数据写入速度和可删除操作，FAT表和DATA区域都是按块写入，不满一块的大小按一块计算。根据磁盘读写模块传入的待写文件的大小，遍历FAT表，寻找可写入的数据块，确定数据写入本地硬盘的位置，并记录写入数据的大小。
数据查看模块用于识别本地硬盘，并将转储完成的数据进行镜像挂载，读取数据信息，通过UI界面向用户展示已转储数据。此外，数据查看模块还可对转储数据进行加密、删除、备份。
优选的，Raid0具有最高的存储性能，能够充分利用总线的带宽，显著提高硬盘整体的存取性能。但是Raid0不提供数据冗余，无法保证数据的安全性，因此为了保证转储数据的安全性，本发明提供了专门的加密程序，在数据查看时，对数据进行加密，有效防止非法用户查看、存取数据。
与现有技术相比，本发明产生的有益效果是：
本发明基于对硬盘内部数据的分析，根据硬盘数据存储的逻辑结构，达成硬盘物理、逻辑结构与主机数据传输接口形成良好配对，能够通过双通道并发输出数据，达到硬盘数据快速转储的目的。
优选的，将源盘中的数据采用Raid0格式写入本地硬盘，有效提高了本地硬盘的存取性能。在数据查看时，利用加密程序，对数据进行加密，防止非法用户查看、存取数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的实现硬盘数据快速转储和查看的方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的设备系统结构示意图；
图3为本发明实施例提供的硬盘数据快速转储和查看设备的示意图；
具体实施方式
下面结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了基于该设备的数据转储和查看的方法。方法的流程如图1所示，具体步骤为：
获取目标机ID号并获取源盘信息(包括硬盘个数、类型、容量，分卷个数、格式、容量)和本地硬盘信息(硬盘数量、分区、容量、已用空间和是否有断点、断点位置等信息)，确定转储任务。
设置转储路径，生成镜像文件名，创建分割线程、读出线程、写入线程。
其中分割线程用于将目标机源盘中需要转储的数据分割成数据块；
读出线程根据目标机ID号和获取的信息，确定转储数据，将数据块从目标硬盘中读出加入到转储任务列队中。
写入线程从转储任务队列中获取数据块，打开Raid0磁盘句柄，更新文件信息、写入文件目录和FAT表，利用两条数据传输通道将目标硬盘中的数据以Raid0的格式写入硬盘1，2，并计算已转储数据块大小、转储时间。
如果转储任务为断点转储则首先要确定上次的转储路径、文件镜像名、镜像序列号、转储位置低字节、转储位置高字节以及上次转储时间。
所述的断点分为自动记录和手动触发，自动记录即每N个文件做一次断点记录；手动触发为当用户UI界面中点击暂停按钮时触发断点事件，更新断点的配置文件。每次断点的更新都会覆盖之前的断点信息，只保留最后一次的断点信息。
目标硬盘数据转储完成之后，触发痕迹清理进程。
进行数据查看时，数据查看程序会自动识别本地硬盘，然后对已转储数据进行镜像挂载，读取数据信息。最后，通过UI界面向用户展示已转储数据。
在提供了上述硬盘数据快速转储和查看方法的基础上，本发明的实施例提供了硬盘数据快速转储和查看的设备，图2为设备的结构示意图。
本发明提供的硬盘数据快速转储和查看的设备包含5个模块：
UI模块，用于用户与设备之间的交互，向用户展示数据转储信息，为用户提供数据查看功能。
硬盘信息管理模块，用于获取目标机源盘和本地硬盘的个数、类型、容量等信息，并判断本地硬盘的已用空间和断点信息。
硬盘读写模块，根据转储任务，实现源硬盘数据的读出、写入。
软Raid0模块，用于将读出的数据以Raid0格式写入本地硬盘。
数据查看模块，用于识别本地硬盘，将转储完成的数据进行镜像挂载，通过UI界面向用户展示已转储数据。
图3所示为本发明实施例提供的硬板数据快速转储和查看设备的示意图，设备包含两块内置硬盘，模式开关、4个接口。
上述两块内置硬盘为本地硬盘，编号分别为1，2，用于存储转储过程中接收的目标机硬盘中的数据。硬盘可以选择相同类型或不同类型，包括：机械硬盘、固态硬盘等等；硬盘的容量和转速可以相同也可不同，没有特别限定。
模式开关有3种工作模式，分别为单线模式、双线模式和查看模式。
4个接口分别编号为1，2，3，4，接口的类型为USB，其中2，3号接口是数据传输接口。
上述数据传输接口中的1号接口用于连接U盘，该U盘中包含“Windows拷贝程序”、“Mac拷贝程序”、“Windows PE系统”、“Mac PE系统”和“本地查看程序”。
上述数据传输接口中的2、3号接口为现场数据转储时需要连接的接口。当目标机中只有1个USB接口时，只需连接2号接口，模式开关切换到单线模式；当目标机带有两个USB接口时，连接2号和3号接口，模式开关切换到双线模式。
上述数据传输接口中的4号接口为本地数据查看时需要连接的接口，进行本地数据查看时，模式开关切换到查看模式。
进行现场数据转储时，首先开启设备的电源开关，将模式开关切换到中间的双线模式，再将设备的2、3号接口分别连接到目标机的两个USB接口。在目标机中找到设备分区，启动数据拷贝程序，可以选择按硬盘拷贝或按分区拷贝。根据现场转储时间，有全盘/全区拷贝、忽略空白区域拷贝、忽略空白保留反删除拷贝三种拷贝模式可供选择。
全盘/全区拷贝：拷贝选定的整个硬盘/分区，分区的总容量是多少就拷贝多少。
忽略空白区域拷贝：拷贝分区中已使用的有数据的区域，而分区中未使用的空白区域不进行拷贝。
忽略空白，保留反删除拷贝：在一个分区未使用的容量中有可能包含以前删除过但未被完全清除的数据，利用工具可以把它提取出来，所以保留反删除相当于在忽略空白区的基础上再拷贝一些反删除数据。
数据转储结束后，将设备的模式开关切换到查看模式，并将设备2、4号接口连接到本地电脑上。运行本地查看程序即可查看从目标机中转储的数据。
利用本发明提供的硬盘数据快速转储和查看设备，可将目标机源盘中的数据通过两条数据传输通道并行传输到设备的内置硬盘中，从而有效的提高了数据的传输速度。经测试，该设备的最快传输速度可达到40G/分钟，能够有效解决取证人员因现场取证因时间不足导致取证失败的问题。

Claims (17)

1.一种实现硬盘数据快速转储和查看的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取目标机ID号并获取源盘和本地硬盘信息，确定转储任务；
设置转储路径，创建分割线程、读出线程、写入线程；
启动分割线程、读出线程、写入线程；
利用数据传输接口将目标机源盘中的数据转储到本地硬盘中；
将转储的数据进行镜像挂载，读取数据信息，进行数据查看。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源盘信息包括源盘的个数、类型、容量和分区的个数、格式、容量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地硬盘信息包括硬盘数量、分区、容量、已用空间和是否有断点、断点位置等信息。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述本地硬盘用于存储转储过程中接收的目标机硬盘中的数据，本地硬盘采用FAT文件系统。
5.根据权利要求1或3或4任一项所述的方法，其特征在于，所述本地硬盘可以选择相同类型或不同类型，包括：机械硬盘、固态硬盘等等；硬盘的容量和转速可以相同也可不同，没有特别限定。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转储任务为断点转储时，首先要确定上次的转储路径、文件镜像名、镜像序列号、转储位置低字节、转储位置高字节以及上次转储时间。
7.根据权利要求1或3或6任一项所述的方法，其特征在于，所述断点分为自动记录和手动触发。自动记录即每N个文件做一次断点记录；手动触发为点击暂停按钮触发断点事件，更新断点的配置文件；每次断点的更新都会覆盖之前的断点信息，只保留最后一次的断点信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分割线程将目标机源盘中需要转储的数据分割成数据块；读出线程根据目标机ID号和获取的信息，确定转储数据，将数据块从目标硬盘中读出加入到转储任务列队中；写入线程从转储任务队列中获取数据块，打开Raid0磁盘句柄，更新文件信息、写入文件目录和FAT表，利用数据传输接口将目标源盘中的数据以Raid0的格式写入本地硬盘，并计算已转储数据块大小、转储时间。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据传输接口的类型为USB接口。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据转储到本地硬盘中的格式为Raid0格式。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据查看时，利用加密程序对数据进行加密，防止非法用户查看、存取数据。
12.一种实现硬盘数据快速转储和查看的设备，其特征在于：所述设备包括5个模块：UI模块、硬盘信息管理模块、硬盘读写模块、软Raid0模块、数据查看模块。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述UI模块是程序与用户交互的主要模块，此模块需要调用硬盘信息管理模块、硬盘读写模块向用户展示数据转储信息；在进行数据查看时，UI模块调用数据查看模块，为用户提供数据查看功能。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，所述硬盘信息管理模块用于获取目标机源盘的个数、类型、容量和分区的个数、格式、容量，并获取本地硬盘数量、分区、容量、已用空间和是否有断点、断点位置等信息。
15.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，所述硬盘读写模块根据用户的转储任务，实现源硬盘数据的读出、写入，并具有多线程调度、处理断点以及向UI模块提供转储接口的功能。
16.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述软Raid0模块将读出的数据以Raid0格式写入本地硬盘，硬盘采用FAT文件系统；
在转储过程中为了兼顾数据写入速度和可删除操作，FAT表和DATA区域都是按块写入，不满一块的大小按一块计算；
根据磁盘读写模块传入的待写文件的大小，遍历FAT表，寻找可写入的数据块，确定数据写入本地硬盘的位置，并记录写入数据的大小。
17.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述数据查看模块用于识别本地硬盘，并将转储完成的数据进行镜像挂载，读取数据信息，向用户展示出来；数据查看模块还可进行转储文件的删除、备份。
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