CN108132971B - 数据库碎片文件的分析方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据库碎片文件的分析方法，其包括：判断数据库碎片文件中是否存在一或多个表结构；若存在该一或多个表结构，从该数据库碎片文件中取得该一或多个表结构，否则从存储介质的文件系统中查找对应于该数据库碎片文件的数据库文件；若找到该数据库文件，从该数据库文件中取得该一或多个表结构，否则从该存储介质的未分配空间中查找该数据库碎片文件中的数据表相关的表结构列表；若找到该表结构列表，根据该表结构列表取得该一或多个表结构，否则根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构；以及根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的数据库记录。本发明还公开了一种数据库碎片文件的分析装置。
Description
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，并且特别涉及一种数据库碎片文件的分析方法和装置。
背景技术
针对SQLite数据库的被删除数据的解析，尽管目前在市场上已经有相关的产品，由于传统的解析方法是根据数据库记录的数据特征来识别关键数据的起始和终止标志，从而解析某些关键数据，但是这种方法只能针对某一类数据库文件的某些关键数据，而无法提取全部的数据，而且对其他类型的数据库文件需要重新提取数据特征并重新解析，因此不具有通用性。除此之外，对于整个数据表被删除的数据基本上无法进行复原，特别是对于数据库不完整的情况（比如碎片文件），更是无法恢复删除数据，影响了被删除记录的解析的全面性和准确性，因此其产品性能具有很大的局限性。
发明内容
本发明提出了一种数据库碎片文件的分析方法和装置，能够充分地挖掘数据库碎片文件中被删除掉的数据库记录，从而提高解析数据库中被删除记录的全面性和准确性。
在第一个方面，提出了一种数据库碎片文件的分析方法，其包括：判断数据库碎片文件中是否存在一或多个表结构；若存在该一或多个表结构，从该数据库碎片文件中取得该一或多个表结构，否则从存储介质的文件系统中查找对应于该数据库碎片文件的数据库文件；若找到该数据库文件，从该数据库文件中取得该一或多个表结构，否则从该存储介质的未分配空间中查找该数据库碎片文件中的数据表相关的表结构列表；若找到该表结构列表，根据该表结构列表取得该一或多个表结构，否则根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构；以及根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的数据库记录。
在第二个方面，提出了一种数据库碎片文件的分析装置，其包括处理器和存储器，该存储器中存储有该存储器中存储有表结构复原单元和数据库碎片文件分析单元。该表结构复原单元：判断数据库碎片文件中是否存在一或多个表结构；若存在该一或多个表结构，从该数据库碎片文件中取得该一或多个表结构，否则从存储介质的文件系统中查找对应于该数据库碎片文件的数据库文件；若找到该数据库文件，从该数据库文件中取得该一或多个表结构，否则从该存储介质的未分配空间中查找该数据库碎片文件中的数据表相关的表结构列表；以及若找到该表结构列表，根据该表结构列表取得该一或多个表结构，否则根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构。该数据库碎片文件分析单元：根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的数据库记录。
在第三个方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有一或多个计算机程序，其特征在于，该一或多个计算机程序被计算机处理器执行时实现以下步骤：判断数据库碎片文件中是否存在一或多个表结构；若存在该一或多个表结构，从该数据库碎片文件中取得该一或多个表结构，否则从存储介质的文件系统中查找对应于该数据库碎片文件的数据库文件；若找到该数据库文件，从该数据库文件中取得该一或多个表结构，否则从该存储介质的未分配空间中查找该数据库碎片文件中的数据表相关的表结构列表；若找到该表结构列表，根据该表结构列表取得该一或多个表结构，否则根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构；以及根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的数据库记录。
本发明以数据库的数据表结构的通用特征为基础，提出了数据库碎片文件的分析方法和装置，可以自动识别碎片文件相关的表结构，一方面从碎片文件本身、未删除文件、或未分配空间中取得实名的表结构，另一方面根据碎片文件中的页面来复原匿名的表结构，并且根据表结构来分析碎片文件中的数据库记录，能够充分地挖掘数据库碎片文件中被删除掉的数据库记录，从而提高解析数据库中被删除记录的全面性和准确性。
附图说明
包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
图1是SQLite数据库的页面结构示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的数据库碎片文件的分析方法的流程图；
图3是图1所示的数据库碎片文件的分析方法中的表结构复原步骤的一个实施例的流程图；
图4是图1所示的数据库碎片文件的分析方法中的数据库碎片文件分析步骤的一个实施例的流程图；以及
图5是根据本发明的一个实施例的数据库碎片文件的分析装置的示意图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本发明的说明性具体实施例来示出。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本发明的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
每个SQLite数据库文件是由一系列的数据表组成的，而每张数据表是由一系列的页面组成的。这些页面组织由一棵B+tree来管理，每个B+tree节点对应一个SQLite页面，其中存放数据的叶子节点称为叶子页，而存放索引的内部节点称为内部页。页面的大小是2的n次方个字节，常见的有1024、2048、4096字节等。图1示出了SQLite数据库的页面结构示意图。图1示出了SQLite数据库的页面结构示意图。如图1所示，每个页面由页头、单元指针数组、未分配空间、单元内容区四个部分所组成，其中页头的第0字节表示页面类型（包括叶子页（数值：0X0D）和内部页（数值：0X05）），第1～2字节表示第一个空闲块的起始地址，第3～4字节表示页面的单元数，第5～6字节表示单元内容区的起始地址，第7字节表示碎片字节数。
SQLite数据库文件从存储介质（例如内存、磁盘）中被删除后，或SQLite数据库文件的空间（由若干页面组成）被回收返还给系统空间后，虽然可能会被其他数据所覆盖，但是也有可能会残留一些没被覆盖的数据，而残留的数据中可能会包含若干个完整的页面，这些页面就属于碎片数据。将残留的SQLite页面从存储介质中复原出来并拼凑起来，就形成SQLite碎片文件。其中，这些页面在存储介质中可能不是连续存在的，也可能不是同一个数据库的页面。由于SQLite碎片文件的页面已经脱离了B+tree的管理范围，已经无法得知某一个页面是属于哪个B+tree、甚至是属于哪个数据库，也无法得知某一个页面所对应的表结构，因此在复原被删除的SQLite数据库文件之前需要先复原表结构。
图2示出了根据本发明的一个实施例的数据库碎片文件的分析方法的流程图。此数据库碎片文件的分析方法首先取得表结构，而后据以分析数据库碎片文件中的数据库记录。表结构为实名时，可以从数据库碎片文件本身、未删除文件、或未分配空间中取得；表结构为匿名时，需要根据数据库碎片文件中的页面进行复原。如图2所示，该数据库碎片文件的分析方法包括以下步骤：
S10：判断数据库碎片文件Df（图未示）中是否存在表结构St（图未示）。
数据库碎片文件Df包括数据库文件从存储介质中被删除后或数据库文件的空间被回收返还给系统空间后所残留的数据中的完整的页面Pc（图未示）。在一实施例中，数据库碎片文件Df为SQLite文件碎片，是由前述残留的数据中的所有完整的页面Pc所组成（例如由从存储介质中复原出来的页面拼凑而成），页面Pc只包括SQLite的数据表的页面、而不包括其索引表的页面。在其他实施例中，数据库碎片文件Df可以是FireBird文件碎片等类似的数据库碎片文件，也可以是个别的页面Pc。
在表结构St实名的情况下，只需要直接取得实名的表结构St（见步骤S20、S30、S40），否则就需要进行表结构St的复原操作（见步骤S40）。
S20：若存在表结构St，从数据库碎片文件Df中取得表结构St，否则从存储介质M（图未示）的文件系统中查找对应于数据库碎片文件Df的数据库文件Dd（图未示）。
如果表结构St存在，就可以从数据库碎片文件Df中取得表结构St。否则，试着从存储介质M的文件系统中查找对应于数据库碎片文件Df的数据库文件Dd。
S30：若找到数据库文件Dd，从数据库文件Dd中取得表结构St，否则从存储介质M的未分配空间中查找数据库碎片文件Df中的数据表Td（图未示）相关的表结构列表L（图未示）。
如果数据库文件Dd被找到，就可以从存储介质M的文件系统中的未删除文件中的数据库文件Dd中取得表结构St。表结构St可以从存储介质M中的未被删除的数据库中取得，例如当某个应用程序（例如短信应用程序）本身未被删除、而只是其数据库空间被回收时，或某个应用被卸载后又重装时。否则，试着从存储介质M的文件系统中查找数据库碎片文件Df中的数据表Td相关的表结构列表L。
S40：若找到表结构列表L，根据表结构列表L取得表结构St，否则根据数据库碎片文件Df复原表结构St。
如果表结构列表L被找到，就可以根据表结构列表L从存储介质M的未分配空间中取得表结构St，例如通过查找数据表Td的名字所对应的表结构列表L，并剔除冗余和非法的数据之后，就可以取得表结构St。否则，就需要根据数据库碎片文件Df来复原表结构St。在一实施例中，根据数据库碎片文件Df的叶子页复原表结构St。
图3示出了图1所示的数据库碎片文件的分析方法中的表结构复原步骤的一个实施例的流程图。如图3所示，步骤S40中的根据数据库碎片文件Df复原表结构St具体包括以下步骤：
S41：从数据库碎片文件Df读取下一页Ps（图未示）。
S42：若Ps不为空则判断Ps是否是叶子页，否则（Ps为空）执行步骤44。
S43：若Ps是叶子页，读取Ps的记录，根据数据库记录格式F（图未示）和该记录的内容推导Ps的对应表结构Sti，并将对应表结构Sti插入表结构列表L，而后返回执行步骤41，否则（Ps不是叶子页）执行步骤41。
在一实施例中，读取的是Ps的第一条记录，数据库记录格式F为SQLite记录格式，对应表结构Sti的推导是将数据库记录格式F与该记录的内容作比对，并根据该记录的内容中的关键词（例如记录格式及格式值）来推知Ps的表结构（因为数据库记录格式所规定的字段类型和字段格式值是有对应关系的，根据这种对应关系可以推导出不携带原始表名和字段名的表结构，即匿名表结构）。在其他实施例中，可以读取Ps的多条记录，并根据数据库记录格式F和该多条记录的内容来推导Ps的对应表结构Sti，而数据库记录格式F可以是FireBird等其他数据库的记录格式。
S44：选择表结构列表L中的对应表结构Sti中的一个作为表结构St。
在一实例中，从表结构列表L中选择一个对应表结构Sti作为表结构St。在其他实施例中，可以选择表结构列表L中的多个对应表结构Sti作为表结构St，而后就可以据以分析多个数据表的数据库记录。其中，这里所选择的对应表结构Sti可根据实际使用场景将之实名化。S50：根据表结构St分析数据库碎片文件Df中的数据库记录R（图未示）。
如上所述，无论原先表结构St是实名或匿名，都会以直接取得和复原等方式使得表结构St为实名，而后就可以根据表结构St来分析数据库碎片文件Df中的数据库记录。图4示出了图1所示的数据库碎片文件的分析方法中的数据库碎片文件分析步骤的一个实施例的流程图。如图4所示，步骤S50中的根据表结构St分析数据库碎片文件Df中的数据库记录R具体包括以下步骤：
S51：根据表结构St从数据库碎片文件Df的所有页面Pc中找到属于对应于表结构St的一个特定数据表Ts（图未示）的复原页面Pr（图未示）。
一个数据表对应于一个表结构St，不同数据表可以对应于同一个表结构St。在其他实施例中，当表结构St有多个时，可以找到属于多个特定数据表Ts的复原页面Pr。
S52：根据表结构St分析特定数据表Ts的复原页面Pr中的特定数据表Ts的数据库记录R。
在一实施例中，解析数据库记录R的方式可以是从数据库记录R中剔除不需要的数据（例如SQL语句），从而取得数据库记录R的内容。在其他实施例中，还可以使用例如专利申请号CN201110266852.1和CN201210001682.9中的方式来取得特定数据表Ts的数据库记录R的内容。
图5示出了根据本发明的一个实施例的数据库碎片文件的分析装置的示意图。如图5所示，数据库碎片文件分析装置100包括表结构复原单元110和数据库碎片文件分析单元120。在一实施例中，数据库碎片文件分析装置100是一种计算设备（例如服务器、电脑和移动智能终端），包括处理器和存储器。该处理器是一种集成电路芯片（例如微处理器（central processing unit, CPU）），用来执行该存储器中所存储的计算机程序。表结构复原单元110和数据库碎片文件分析单元120以计算机程序的形式存储在该存储器中。在其他实施例中，数据库碎片文件分析装置100可以是一种计算机可读的存储介质（例如光盘、闪存（flash memory）和只读存储器（ROM，read-only memory）），表结构复原单元110和数据库碎片文件分析单元120以软件模块的形式存储在该存储介质中。此外，该处理器可以是数字信号处理器（digital signal processor, DSP）、专用集成电路（application specificintegrated circuit, ASIC）、现成可编程门阵列（field-programmable gate array,FPGA）或其他可编程逻辑器件。
表结构复原单元110判断数据库碎片文件Df中是否存在表结构St；若存在表结构St，从数据库碎片文件Df中取得表结构St，否则从存储介质M的文件系统中查找对应于数据库碎片文件Df的数据库文件Dd；若找到数据库文件Dd，从数据库文件Dd中取得表结构St，否则从存储介质M的未分配空间中查找数据库碎片文件Df中的数据表Td相关的表结构列表L；若找到表结构列表L，根据表结构列表L取得表结构St，否则根据数据库碎片文件Df复原表结构St；根据表结构St从数据库碎片文件Df的所有页面Pc中找到属于对应于表结构St的一个特定数据表Ts的复原页面Pr；以及根据表结构St从数据库碎片文件Df的所有页面Pc中找到属于对应于表结构St的一个特定数据表Ts的复原页面Pr。数据库碎片文件分析单元120根据表结构St分析数据库碎片文件Df中的数据库记录R。
在一实施例中，表结构复原单元110根据数据库碎片文件Df的叶子页复原表结构St，且根据数据库碎片文件Df复原表结构St具体包括前述的步骤S41～S44。数据库碎片文件分析单元120根据表结构St分析数据库碎片文件Df中的数据库记录R具体包括：根据表结构St从数据库碎片文件Df的所有页面Pc中找到属于对应于表结构St的一个特定数据表Ts的复原页面Pr；根据表结构St分析特定数据表Ts的复原页面Pr中的特定数据表Ts的数据库记录R。
本发明以数据库的数据表结构的通用特征为基础，提出了数据库碎片文件的分析方法和装置，可以自动识别碎片文件相关的表结构，一方面从碎片文件本身、未删除文件、或未分配空间中取得实名的表结构，另一方面根据碎片文件中的页面来复原匿名的表结构，并且根据表结构来分析碎片文件中的数据库记录，能够充分地挖掘数据库碎片文件中被删除掉的数据库记录，从而提高解析数据库中被删除记录的全面性和准确性。本发明不仅在算法上体现出简洁明了的特点，而且其应用不局限于某一种数据库，而是对SQLite以及类似数据库的数据库碎片文件的数据库记录的分析都适用，具有很强的通用性。
显然，本领域技术人员在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出对本发明的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本发明的权利要求及其等同形式的范围内，则本发明还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。
Claims (9)
1.一种数据库碎片文件的分析方法，其特征在于，包括：
判断数据库碎片文件中是否存在一或多个表结构；
若存在该一或多个表结构，从该数据库碎片文件中取得该一或多个表结构，否则从存储介质的文件系统中查找对应于该数据库碎片文件的数据库文件；
若找到该数据库文件，从该数据库文件中取得该一或多个表结构，否则从该存储介质的未分配空间中查找该数据库碎片文件中的数据表相关的表结构列表；以及
若找到该表结构列表，根据该表结构列表取得该一或多个表结构，否则根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构；
其中，根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构的步骤包括：
步骤A：从该数据库碎片文件读取下一页；
步骤B：若该下一页不为空则判断该下一页是否是叶子页，否则执行步骤D；
步骤C：若该下一页是叶子页，读取该下一页的至少一条记录，根据数据库记录格式和该至少一条记录的内容推导该下一页的对应表结构，并将该对应表结构插入表结构列表，而后返回执行步骤A，否则执行步骤A；步骤D：选择该表结构列表中的该对应表结构中的至少一个作为该一或多个表结构；
根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的数据库记录。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该数据库碎片文件为SQLite文件碎片，根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构的步骤包括：
根据该数据库碎片文件的叶子页复原该一或多个表结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该步骤C包括：若该下一页是叶子页,读取该下一页的第一条记录，根据该数据库记录格式推导该下一页的该对应表结构，并将该对应表结构插入该表结构列表，而后返回执行步骤A。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该数据库记录格式为SQLite记录格式。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的该数据库记录包括：
根据该表结构从该数据库碎片文件的所有页面中找到属于对应于该表结构的一个特定数据表的至少一个复原页面；以及
根据该一或多个表结构中的至少一个分析该特定数据表的该至少一个复原页面中的该特定数据表的该数据库记录。
6.一种数据库碎片文件的分析装置，包括处理器和存储器，该存储器中存储有该存储器中存储有表结构复原单元和数据库碎片文件分析单元，其特征在于，该表结构复原单元：
判断数据库碎片文件中是否存在一或多个表结构；
若存在该一或多个表结构，从该数据库碎片文件中取得该一或多个表结构，否则从存储介质的文件系统中查找对应于该数据库碎片文件的数据库文件；
若找到该数据库文件，从该数据库文件中取得该一或多个表结构，否则从该存储介质的未分配空间中查找该数据库碎片文件中的数据表相关的表结构列表；以及
若找到该表结构列表，根据该表结构列表取得该一或多个表结构，否则根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构；
其中，该表结构复原单元根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构包括：
步骤A：从该数据库碎片文件读取下一页；
步骤B：若该下一页不为空则判断该下一页是否是叶子页，否则执行步骤D；
步骤C：若该下一页是叶子页，读取该下一页的至少一条记录，根据数据库记录格式和该至少一条记录的内容推导该下一页的对应表结构，并将该对应表结构插入表结构列表，而后返回执行步骤A，否则执行步骤A；以及
步骤D：选择该表结构列表中的该对应表结构中的至少一个作为该一或多个表结构；
该数据库碎片文件分析单元：
根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的数据库记录。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该数据库碎片文件为SQLite文件碎片，该表结构复原单元根据该数据库碎片文件复原该一或多个表结构的步骤包括：
根据该数据库碎片文件的叶子页复原该一或多个表结构。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该数据库碎片文件分析单元根据该一或多个表结构中的至少一个分析该数据库碎片文件中的该数据库记录包括：
根据该表结构从该数据库碎片文件的所有页面中找到属于对应于该表结构的一个特定数据表的至少一个复原页面；以及
根据该一或多个表结构中的至少一个分析该特定数据表的该至少一个复原页面中的该特定数据表的该数据库记录。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有一或多个计算机程序，其特征在于，该一或多个计算机程序被计算机处理器执行时使计算机实现权利要求1-5中任一项所述的方法。
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| GR01 | Patent grant | ||
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