CN112052121B - 一种硬盘数据的恢复方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种硬盘数据的恢复方法及系统，通过事先对硬盘中的数据文件根据硬盘的分区格式获取分区中所有文件的簇分布信息并计算获得物理扇区分布信息，生成地图信息文件，在需要恢复硬盘数据时，根据地图信息文件可以根据我们的需要对文件进行恢复，不会因为文件的内容分割在不同簇块中而导致恢复不完整。本发明实施例提供一种硬盘数据的恢复方法及系统，以解决现有技术中由于误分区、误删除、误格式化、病毒破坏或其他原因引起的数据丢失，而导致的数据很难完整恢复的问题。

Description

一种硬盘数据的恢复方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及数据恢复技术领域，具体涉及一种硬盘数据的恢复方法及系统。

背景技术

随着信息化技术的飞速发展和大数据时代的到来，计算机的使用率已经大为普及、且在我们的工作和生活中扮演着日益重要的角色，人们越来越多的通过计算机来获取和处理大量的信息，同时将自己最重要的信息以数据文件的形式保存在计算机硬盘中，硬盘作为计算机的一种最常用的外部存储器，用于存储操作系统的信息和大量的数据资料，其安全性和可靠性是十分重要的，计算机的运行是否正常，将直接关系人们的工作效率及生活秩序，这些重要数据一旦遭到破坏，将会给个人或企业造成重大的损失。因此，在数据遭遇丢失后，能否很好地保护数据现场并找回丢失的数据就显得尤为重要。而用户的误操作、一些应用软件的缺陷和计算机病毒的袭击都有可能破坏硬盘上的有用数据。所以对硬盘数据的备份显得十分重要，以便在必要的时候可以恢复一些关键的数据。

数据恢复指的是“当存储介质出现损坏或由于人员误操作、操作系统本身故障所造成的数据看不见、无法读取、丢失，通过恢复软件或特殊的手段读取出来的过程。”简单地说，数据恢复就是将由于硬件损坏、误分区、误格式化、误删除、病毒破坏或其他原因导致的丢失或不可正常访问的数据恢复至正常状态的过程。

数据恢复可以分为“硬恢复”和“软恢复”两种。“硬恢复”是指由于存储介质物理上损坏导致的数据无法读取的恢复方式。“软恢复”则是指存储介质没有物理性的损坏，只是因逻辑故障导致数据丢失的恢复，硬恢复需要对存储介质的结构及工作原理相当理解，软恢复则需要对数据在存储介质内的管理方式、分区及文件系统有足够的认识。

在数据恢复过程中，常见的情况有：个人没有存储方面的理论基础，只是利用已有的恢复软件进行恢复操作，恢复效果只能由软件来决定；个人对进行恢复的文件系统环境及文件结构具有深厚的理论功底，熟悉恢复软件各种参数设置的理论含义，可以针对不同的数据丢失情况进行详细的分析并能制定切实有效的恢复方案，能手动修改部分参数，从而最大程度地挽救数据；具有良好的编程能力，在现有的数据恢复软件无法完成恢复的情况下，自行编写实用的程序，来最大程度、最为快捷地恢复数据。

当硬盘数据丢失时，大家首先想到的是利用恢复软件进行数据恢复，但在实际操作中，会出现很多让人头疼的问题：个人不懂得数据存储原理，产生错误操作导致现场被二次破坏；当所要恢复的文件或目录的名称信息遭到破坏后，恢复软件的文件名称是自己定义的，让我们无法知道具体哪个是我们真正所需要的文件和目录，这时分拣工作就会变得异常艰难；当文件和目录在硬盘中位置信息和大小信息被破坏，文件的内容又被分割在很多的簇块当中，想要靠恢复软件完完整整的恢复数据几乎是不可能的。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种硬盘数据的恢复方法及系统，以解决现有技术中由于误分区、误删除、误格式化、病毒破坏或其他原因引起的数据丢失，而导致的数据很难完整恢复的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例公开的一种硬盘数据的恢复方法，包括以下步骤，

S1、从起始硬盘开始遍历分区，并判断硬盘是否为不可移动硬盘，如果判断为不可移动硬盘则继续进行下一步，如果判断不是不可移动硬盘则跳过该设备；

S2、解析硬盘的分区表信息，解析获得当前硬盘上所有分区的起始物理扇区地址、当前分区所在硬盘的序列号和/或总扇区数，并将这些信息存储到地图信息文件的数据头部；

S3、通过全新编码的遍历函数获取硬盘分区中文件的簇分布信息，并根据文件系统的不同选择对应的文件读取原理，将簇分布信息转换为物理扇区分布信息，并存储到地图信息文件中；

S4、遍历函数遍历完最后硬盘后结束遍历，对生成的地图信息文件进行保存；

S5、根据地图信息文件的物理扇区分布信息制作带有搜索标记的地图信息文件；

S6、在硬盘文件需要恢复时，打开地图信息文件进行关联信息的读取；

S7、根据地图信息文件保存的硬盘序列号和总扇区数与现有硬盘信息进行比对，判断硬盘是否条件相符，如果硬盘符合条件则进入下一步，如果硬盘不符合条件则继续与下一硬盘进行比较；

S8、根据地图信息文件保存的物理扇区分布信息读取硬盘中的扇区信息；

S9、判断是否读取完所有的文件数据，如果是则硬盘数据恢复完成，如果不是则继续进行文件数据的读取。

进一步地，在S9中，读取的硬盘扇区中的信息，按照地图信息文件中的文件路径和文件实际大小进行文件的保存。

进一步地，在S5中，制作带有搜索标记的地图信息文件时，首先，计算获得地图信息文件的物理扇区分布信息；之后，将物理扇区分布信息生成按扇区为大小的信息帧，并对信息帧设定特定标记；最后，将标记后的信息帧写入地图信息文件的数据尾部。

进一步地，在S4中，使用网盘和/或外部存储设备对地图信息文件进行保存，所述外部存储设备包括U盘和/或移动硬盘。

进一步地，硬盘的总扇区数＝磁头数×柱面数×每道扇区数。

进一步地，全新编码的遍历函数在获取文件信息时，可以同时计算获得文件的物理扇区分布信息、文件名和/或文件的实际大小，并将这些信息存储到所述地图信息文件中。

进一步地，文件名通过全路径进行表示，物理扇区分布信息包括物理扇区起始地址和连续扇区数两部分。

根据本发明实施例公开的一种硬盘数据的恢复系统，包括以下模块，

起始检测模块，用于判断待遍历硬盘是否为不可移动硬盘；

硬盘读取模块，用于读取各个硬盘的分区表信息，解析获得当前硬盘上所有分区的起始物理扇区起始地址、和分区所在硬盘的序列号和总扇区数；

文件读取模块，用于计算获得硬盘中文件的物理扇区分布信息，并存储到地图信息文件中；

终止检测模块，判断待遍历的硬盘是否为最后硬盘，如果是则对生成的地图信息文件进行保存，如果不是则继续下一硬盘的遍历；

标记模块，根据地图信息文件的物理扇区分布信息制作带有搜索标记的地图信息文件；

文件恢复模块，用于打开地图信息文件，根据地图信息文件内保存的硬盘信息与现有硬盘信息进行比对，按照保存文件的物理扇区信息和文件的实际大小读取扇区信息并进行保存，读取完所有的数据文件结束恢复。

进一步地，文件读取模块还可以获取硬盘中文件的全路径和文件大小。

进一步地，终止检测模块中生成的地图信息文件可以通过网盘和/或外部存储设备进行保存。

本发明实施例具有如下优点：

本发明通过对硬盘中文件物理扇区分布信息进行备份并生成地图信息文件，不受文件加密的影响，即使用户不懂数据存储原理，也可以对数据进行准确快速的恢复，根据物理扇区分布信息可以将数据进行完整的恢复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的地图信息文件生成的流程图；

图2为本发明提供的硬盘数据恢复的流程图；

图3为本发明提供的硬盘数据的恢复系统的流程框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

结合图1-2所示，本发明公开了一种硬盘数据的恢复方法，该方法包括以下步骤：S1、从起始硬盘开始遍历分区，并判断硬盘是否为不可移动硬盘，如果判断为不可移动硬盘则继续进行下一步，如果判断不是不可移动硬盘则跳过该设备；S2、解析硬盘的分区表信息，计算获得当前硬盘上所有分区的起始物理扇区地址、当前分区所在硬盘的序列号和/或总扇区数，并将这些信息存储到地图信息文件的数据头部；S3、通过全新编码的遍历函数获取硬盘分区中文件的簇分布信息，并根据文件系统的不同选择对应的文件读取原理，将簇分布信息转换为物理扇区分布信息，并存储到地图信息文件中；S4、遍历函数遍历完最后硬盘后结束遍历，对生成的地图信息文件进行保存；S5、根据地图信息文件的物理扇区分布信息制作带有搜索标记的地图信息文件；S6、在硬盘文件需要恢复时，打开地图信息文件进行关联信息的读取；S7、根据地图信息文件保存的硬盘序列号和总扇区数与现有硬盘信息进行比对，判断硬盘是否条件相符，如果硬盘符合条件则进入下一步，如果硬盘不符合条件则继续与下一硬盘进行比对；S8、根据地图信息文件保存的物理扇区分布信息读取硬盘中的扇区信息；S9、判断是否读取完所有的文件数据，如果是则硬盘数据恢复完成，如果不是则继续进行所述文件信息的读取。在因为删除、格式化或病毒破坏等操作而导致的数据丢失时，文件所在的硬盘记录还没有被写入其他数据前，这个文件的数据其实一直都还在，且文件数据的真实存储位置不会改变，只是系统无法启动或者操作系统无法识别它们而已，现在硬盘的容量越来越大，个人硬盘里的数据也是海量存在的，仅仅想通过网盘或者外部存储设备进行数据备份，就会显得力不从心、会造成大量的资源和时间浪费。当数据无法读取时，常常因为恢复软件良莠不齐导致恢复效果非常不理想，尤其当硬盘分区里的文件系统无法辨识时，恢复软件扫描过程结束后，展现在我们面前的是一条条自定义的文件名称数据。因此，为了更直观的让我们可以浏览到我们所需要的数据，并可以根据需要从硬盘中重新恢复出来，可以为我们的硬盘根据文件位置创建一个地图信息文件，当需要恢复文件数据时，读取事先备份的地图信息文件，可以看到完全和我们在正常操作系统下一样的分区、一样的目录项、一样的文件，可以根据我们需要的文件进行恢复。

在S9中，读取的硬盘扇区中的信息，按照地图信息文件中的文件路径和文件实际大小进行文件的保存。

在S5中，制作带有搜索标记的地图信息文件时，首先，计算获得地图信息文件的物理扇区分布信息；之后，将物理扇区分布信息生成按扇区为大小的信息帧，并对信息帧设定特定标记；最后，将标记后的信息帧写入地图信息文件的数据尾部。

在S4中，使用网盘和/或外部存储设备对地图信息文件进行保存，所述外部存储设备包括U盘和/或移动硬盘。

硬盘的总扇区数＝磁头数×柱面数×每道扇区数。

全新编码的遍历函数在获取文件信息时，可以同时计算获得文件的物理扇区分布信息、文件名和/或文件的实际大小，并将这些信息存储到所述地图信息文件中。文件名通过全路径进行表示，所述物理扇区分布信息包括物理扇区起始地址和连续扇区数两部分。

文件读取原理根据不同文件系统的类型进行不同的选择。如果当前文件系统类型为FAT，获得文件所在分区的起始物理扇区号为：S1，返回的簇号，是相对于根目录的起始地址来计算的，假设，所述文件返回的簇号为：[c1,c2,c3,c4,c5]，隐藏扇区：h1，分配表个数：n，分配表大小为：Fs，每簇包含的扇区数：t,那么簇号为c1的起始物理扇区＝S1+h1+n*Fs+c1*t，其他簇的计算方式类似。如果当前的文件系统类型为NTFS，获得文件所在分区的起始物理扇区号为：S1，返回的簇号，是相对于逻辑0扇区的起始地址来计算的，假设，所述文件返回的簇号为：[c1,c2,c3,c4,c5]，每簇包含的扇区数：t,那么簇号为c1的起始物理扇区＝S1+c1*t，其他簇的计算方式类似，本案遍历函数具有实现对NTFS文件系统中，由于体积小于1K，且内容常驻于MFT中的文件计算获得物理扇区分布信息的能力。

在深入了解其定义的结构体及其每个成员变量的具体含义后，根据文件读取原理，重写硬盘遍历功能函数，使得该函数具有获得文件在分区中簇分布信息的功能，且支持当前系统遍历函数的所有功能，再根据文件读取原理，文件簇分布信息就可以快速准确的转化成物理扇区分布信息。

FAT重要信息简介：FAT文件系统中的所有用户数据都存储在从3簇开始的数据区，而2簇则是所有文件的根目录区，它是由位于此分区根目录下的多个文件目录项组成的。在根目录区中，每32字节为一个目录项，目录项的作用是记录文件的主名、扩展名、日期、属性、起始簇号和长度等信息，它叫作短文件名目录。但是，因为有的文件名较长，无法存储在这32字节的空间内，所以就会再增加32字节，专门放置其完整文件名，即为长文件名目录。

NTFS重要信息简介：MFT中的文件记录大小一般是固定的，不管簇的大小是多少，均为1KB。文件记录在MFT文件记录数组中物理上是连续的，且从0开始编号。NTFS是预定义文件系统。文件记录针对的是一个具体的文件，而文件相关的一切数据都是属性。所以，文件记录中需记录下此文件的基本信息及这个文件相关的多种属性。文件记录从整体上看，一般被分为两部分：文件头和属性列表。属性列表指的是文件的所有属性，而每一个属性又被分为属性头和属性值。

硬盘数据的恢复系统包括：起始检测模块，用于判断待遍历硬盘是否为不可移动硬盘；硬盘读取模块，用于读取各个硬盘的分区表信息，解析获得当前硬盘上所有分区的起始物理扇区起始地址、和当前分区所在硬盘的序列号和总扇区数；文件读取模块，用于计算获得硬盘中文件的物理扇区分布信息，并存储到地图信息文件中；终止检测模块，判断待遍历的硬盘是否为最后硬盘，如果是则对生成的地图信息文件进行保存，如果不是则继续下一硬盘的遍历；标记模块，根据地图信息文件的物理扇区分布信息制作带有搜索标记的地图信息文件；文件恢复模块，打开地图信息文件，根据地图信息文件内保存的硬盘信息与现有硬盘信息进行比对，按照保存文件的物理扇区信息和文件的实际大小读取扇区信息并进行保存，读取完所有的数据文件结束恢复。

文件读取模块还可以获取硬盘中文件路径和文件大小。

终止检测模块中生成的地图信息文件可以通过网盘和/或外部存储设备进行保存。

本发明通过对硬盘中文件物理扇区分布信息进行备份并生成地图信息文件，不受文件加密的影响，即使用户不懂数据存储原理，也可以对数据进行准确快速的恢复，根据物理扇区分布信息可以将数据进行完整的恢复。

本发明可以支持多种操作系统平台和多种文件系统。可以支持FAT12、FAT16、FAT32、exFAT、NTFS3.51、NTFS4、NTFS5等文件系统格式，这些格式是目前绝大多数用户使用的格式，但是本发明不限于此，还能支持其它的文件系统。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种硬盘数据的恢复方法，特征在于，包括以下步骤：

S1、从起始硬盘开始遍历分区，并判断硬盘是否为不可移动硬盘，如果判断为不可移动硬盘则继续进行下一步，如果判断不是不可移动硬盘则跳过该硬盘；

S2、解析硬盘的分区表信息，解析获得当前硬盘上所有分区的起始物理扇区地址、当前分区所在硬盘的序列号和/或总扇区数，并将这些信息存储到地图信息文件的数据头部；

S3、通过全新编码的遍历函数获取硬盘分区中文件的簇分布信息，并根据文件系统的不同选择对应的文件读取原理，将簇分布信息转换为物理扇区分布信息，并存储到地图信息文件中；

S4、遍历函数遍历完最后硬盘后结束遍历，对生成的地图信息文件进行保存；

S5、根据地图信息文件的物理扇区分布信息制作带有搜索标记的地图信息文件；

S6、在硬盘文件需要恢复时，打开地图信息文件进行关联信息的读取；

S7、根据地图信息文件保存的硬盘序列号和总扇区数与现有的硬盘进行比对，判断硬盘信息是否条件相符，如果硬盘符合条件则进入下一步，如果硬盘不符合条件则继续与下一硬盘进行比对；

S8、根据地图信息文件保存的物理扇区分布信息读取硬盘中的扇区信息；

S9、判断是否读取完所有的文件数据，如果是则硬盘数据恢复完成，如果不是则继续进行文件数据的读取。

2.根据权利要求1所述的一种硬盘数据的恢复方法，特征在于：在S9中，读取的硬盘扇区中的信息，按照地图信息文件中的文件路径和文件实际大小进行文件的保存。

3.根据权利要求1所述的一种硬盘数据的恢复方法，特征在于：在S5中，制作带有搜索标记的地图信息文件时，首先，计算获得地图信息文件的物理扇区分布信息；之后，将物理扇区分布信息生成按扇区为大小的信息帧，并对信息帧设定特定标记；最后，将标记后的信息帧写入地图信息文件的数据尾部。

4.根据权利要求1所述的一种硬盘数据的恢复方法，特征在于：在S4中，使用网盘和/或外部存储设备对地图信息文件进行保存，所述外部存储设备包括U盘和/或移动硬盘。

5.根据权利要求1所述的一种硬盘数据的恢复方法，特征在于：硬盘的总扇区数＝磁头数×柱面数×每道扇区数。

6.根据权利要求1所述的一种硬盘数据的恢复方法，特征在于：全新编码的遍历函数在获取文件信息时，可以同时计算获得文件的物理扇区分布信息、文件名和文件的实际大小，并将这些信息存储到所述地图信息文件中。

7.根据权利要求6所述的一种硬盘数据的恢复方法，特征在于：文件名通过全路径进行表示，物理扇区分布信息包括物理扇区起始地址和连续扇区数两部分。

8.一种硬盘数据的恢复系统，其特征在于，包括以下模块，

起始检测模块，用于判断待遍历硬盘是否为不可移动硬盘；

硬盘读取模块，用于读取各个硬盘的分区表信息，解析获得当前硬盘上所有分区的起始物理扇区起始地址、和分区所在硬盘的序列号和总扇区数；

文件读取模块，用于计算获得硬盘中文件的物理扇区分布信息，并存储到地图信息文件中；

终止检测模块，判断待遍历的硬盘是否为最后硬盘，如果是则对生成的地图信息文件进行保存，如果不是则继续下一硬盘的遍历；

标记模块，根据地图信息文件的物理扇区分布信息制作带有搜索标记的地图信息文件；

文件恢复模块，用于打开地图信息文件，根据地图信息文件内保存的硬盘信息与现有硬盘信息进行比对，按照保存文件的物理扇区信息和文件的实际大小读取扇区信息并进行保存，读取完所有的数据文件结束恢复。

9.根据权利要求8所述的一种硬盘数据的恢复系统，特征在于：文件读取模块还可以获取硬盘中文件的全路径和文件大小。

10.根据权利要求8所述的一种硬盘数据的恢复系统，特征在于：终止检测模块中生成的地图信息文件可以通过网盘和/或外部存储设备进行保存。

Images