CN112631993B

CN112631993B - 一种基于jffs2文件系统的文件增删改痕迹分析方法及系统

Info

Publication number: CN112631993B
Application number: CN202011581267.6A
Authority: CN
Inventors: 钟臻; 郭弘; 沈长达; 黄志炜; 苏步发
Original assignee: Xiamen Meiya Pico Information Co Ltd
Current assignee: Xiamen Meiya Pico Information Co Ltd
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2023-05-30
Anticipated expiration: 2040-12-28
Also published as: CN112631993A

Abstract

本发明给出了一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法及系统，包括通过提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，根据所述文件信息节点的文件唯一标识ID提取具有与所述文件唯一标识ID相同的所属文件ID的数据节点，将所有所述数据节点组成集合SD；再提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N；最后根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态。实现了对JFFS2文件系统的文件数据在各历史时段的增删改痕迹的深度分析，对电子数据取证及数据具有重大的意义。

Description

一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机取证安全技术领域，尤其是一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法及系统。

背景技术

JFFS2作为闪存FLASH上使用非常广泛的嵌入式文件系统，在嵌入式系统中被普遍应用。随着物联网技术的发展与普及，对于JFFS2文件系统的文件数据痕迹分析在智能设备安全及网络信息安全领域将是一个备受关注的热点。本方案基于JFFS2文件系统日志型节点特性提出一种文件增删改痕迹分析方法，既提取JFFS2文件系统文件日志节点元数据信息：如文件大小、偏移值、节点版本号、创建修改时间等综合分析出文件增删改操作痕迹。

JFFS2文件数据被写入时，对应的数据及节点信息会被分片存储在不同区域。目前，缺乏针对JFFS2文件系统文件增删改操作痕迹的分析方法。本文在对JFFS2文件系统结构分析测试的基础上，提出了一种JFFS2文件增删改痕迹分析方法，该方法基于JFFS2文件系统日志节点元数据信息，如文件大小、偏移值、节点版本号、创建修改时间等综合分析出文件增删改操作痕迹，从而达到对文件数据操作历史痕迹分析目的。

发明内容

本发明提出了一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法及系统，以解决上文提到的现有技术的缺陷。

在一个方面，本发明提出了一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法，该方法包括以下步骤：

S1：提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，根据所述文件信息节点的文件唯一标识ID提取具有与所述文件唯一标识ID相同的所属文件ID的数据节点，将所有所述数据节点组成集合SD；

S2：提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N；

S3:根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态。

以上方法基于JFFS2文件系统日志节点元数据信息，如文件大小、偏移值、节点版本号、创建修改时间等综合分析出文件增删改操作痕迹，从而达到对文件数据操作历史痕迹分析目的。实现了对JFFS2文件系统的文件数据在各历史时段的增删改痕迹的深度分析，对电子数据取证及数据具有重大的意义。

在具体的实施例中，所述步骤S3具体包括：

提取所述数据节点D_N的时间、文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize：

当iSize＝offset+dsize且offset及dsize值非零时，表示所述文件信息节点中文件名所指向的文件在所述时间内有内容的新增；

当iSize>offset+dsize且offset及dsize值非零时，表示所述文件信息节点中文件名所指向的文件在所述时间内有内容的修改；

当iSize、offset及dsize值都为零时，表示所述文件信息节点中文件名所指向的文件在所述时间内有内容被删除。

在具体的实施例中，所述步骤S2的具体步骤包括：

对所述集合SD中的数据节点按照版本号从小到大的顺序进行排序，再根据所述版本号从小到大依次提取数据节点并记为数据节点D_N，同时执行所述步骤S3。

在具体的实施例中，所述文件唯一标识ID由所述文件信息节点中的节点编号ino表示。

在具体的实施例中，所述所属文件ID由所述数据节点中的所属文件数据编号ino表示。

在具体的实施例中，所述排序针对具有相同创建时间的数据节点分别进行排序。

在具体的实施例中，所述步骤S1中提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，具体包括：

获取JFFS2文件系统的所有文件信息节点并组成集合FL＝{F₁,F₂,F₃,...,F_N}，依次提取所述集合FL中的文件信息节点，其中F₁,F₂,F₃,...,F_N表示各文件信息节点。

在具体的实施例中，当所述集合FL中的文件信息节点都被提取过，JFFS2文件系统中文件的增加、删除和修改状态分析完成。

根据本发明的第二方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机处理器执行时实施上述方法。

根据本发明的第三方面，提出一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析系统，该系统包括：

文件ID关联单元：配置用于提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，根据所述文件信息节点的文件唯一标识ID提取具有与所述文件唯一标识ID相同的所属文件ID的数据节点，将所有所述数据节点组成集合SD；

数据节点提取单元：配置用于提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N；

文件增删改痕迹分析单元:配置用于根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态。

本发明通过提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，根据所述文件信息节点的文件唯一标识ID提取具有与所述文件唯一标识ID相同的所属文件ID的数据节点，将所有所述数据节点组成集合SD；再提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N；最后根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态。实现了对JFFS2文件系统的文件数据在各历史时段的增删改痕迹的深度分析，对电子数据取证及数据具有重大的意义。

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。通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请可以应用于其中的示例性系统架构图；

图2是本发明的一个实施例的一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法的流程图；

图3是本发明的一个具体的实施例的验证实验中解析出的JFFS2文件修改记录；

图4是本发明的一个具体的实施例的验证实验中解析出的JFFS2文件删除记录；

图5是本发明的一个实施例的一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析系统的框架图；

图6是适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了可以应用本申请实施例的一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法的示例性系统架构100。

如图1所示，系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种应用，例如数据处理类应用、数据可视化类应用、网页浏览器应用等。

终端设备101、102、103可以是硬件，也可以是软件。当终端设备101、102、103为硬件时，可以是各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。当终端设备101、102、103为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务的软件或软件模块)，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上展示的数据节点信息提供支持的后台信息处理服务器。后台信息处理服务器可以对获取的数据节点信息进行处理，并生成处理结果(例如增删改痕迹分析结果)。

需要说明的是，本申请实施例所提供的方法可以由服务器105执行，也可以由终端设备101、102、103执行，相应的装置一般设置于服务器105中，也可以设置于终端设备101、102、103中。

需要说明的是，服务器可以是硬件，也可以是软件。当服务器为硬件时，可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群，也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时，可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务的软件或软件模块)，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

根据本发明的一个实施例的一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法，图2示出了根据本发明的实施例的一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

S201：提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，根据所述文件信息节点的文件唯一标识ID提取具有与所述文件唯一标识ID相同的所属文件ID的数据节点，将所有所述数据节点组成集合SD。

在具体的实施例中，所述步骤S201中提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，具体包括：

S202：提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N。

在具体的实施例中，所述步骤S202的具体步骤包括：

对所述集合SD中的数据节点按照版本号从小到大的顺序进行排序，再根据所述版本号从小到大依次提取数据节点并记为数据节点D_N，同时执行所述步骤S203。

S203：根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态。

在具体的实施例中，所述步骤S203具体包括：

下面利用一个具体的JFFS2文件系统增删改痕迹分析流程来说明本申请的方案，首先做出以下概念假设：

假设FL＝{F₁,F₂,F₃,...,F_N}表示JFFS2文件系统的文件信息节点的集合,其中每个元素F_i代表一个文件信息节点，其结构大体分为：目录节点编号、版本号、当前节点编号、创建时间、文件目录名及长度等；

假设DT＝{D₁,D₂,D₃,...,D_N}表示JFFS2文件系统的数据节点的集合，其中每个元素D_i代表每个数据节点。对于每个节点D_i其结构大体分为：所属文件数据编号ino(所属文件ID)、版本号version、文件大小iSize、所属文件数据偏移offset、原始数据解压长度dsize、创建时间、访问时间、数据压缩类型等；

假设SD＝{S₁,S₂,S₃,...,S_N}表示从DT提取的ID号相同数据节点的集合；

假设CD＝{C₁,C₂,C₃,...,C_N}表示对SD根据数据节点版本号从小到大进行排序的集合。

下面对具体的增删改痕迹分析步骤进行描述：

1)获取JFFS2文件系统文件节点信息记为FL；

2)获取JFFS2文件系统数据节点信息，记为DT；

3)根据FL提取的文件节点ID,从DT中提取所有的数据节点信息，记为SD；

4)从SD中提取相同创建时间的数据节点并对相同创建时间的数据节点按照节点版本号大小进行排序，记为CD；

5)对CD集合中的节点按照节点版本号从小到大顺序提取节点信息，同时根据所述步骤S203的具体方法进行分析得出增删改痕迹；

6)判断增删改痕迹分析是否完成，如果是则继续下一步骤，如果不是则跳转到步骤3；

7)结束此流程。

下面利用具体的测试来验证本申请的方案的有效性，验证过程如下：

1、提取一个JFFS2文件系统的(有删除、修改文件)镜像；

2、采用本申请的方案解析该镜像，实验得到的效果如图3、4所示。

图3是本发明的一个具体的实施例的验证实验中解析出的JFFS2文件修改记录，箭头所示为被修改文件的具体内容；图4是本发明的一个具体的实施例的验证实验中解析出的JFFS2文件删除记录，方框所示为被删除文件。

图3、图4验证了本申请的方案的有效性，验证了本方案利用JFFS2文件系统的日志节点特性，通过分析数据节点各历史版本节点信息，能够达到分析出文件数据各历史时段增删改痕迹的效果。

图5示出了本发明的一个实施例的一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析系统的框架图。该系统包括文件ID关联单元501、数据节点提取单元502和文件增删改痕迹分析单元503。

在具体的实施例中，文件ID关联单元501被配置用于提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，根据所述文件信息节点的文件唯一标识ID提取具有与所述文件唯一标识ID相同的所属文件ID的数据节点，将所有所述数据节点组成集合SD；数据节点提取单元502被配置用于提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N；文件增删改痕迹分析单元503被配置用于根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态。本系统实现了对JFFS2文件系统的文件数据在各历史时段的增删改痕迹的深度分析，对电子数据取证及数据具有重大的意义。

下面参考图6，其示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统600的结构示意图。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，计算机系统600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请所述的计算机可读存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，且这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本发明的实施例还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机处理器执行时实施上文中的方法。该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。需要说明的是，本申请的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述步骤S1中提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，具体包括：

获取JFFS2文件系统的所有文件信息节点并组成集合FL＝{F1,F2,F3,...,FN}，依次提取所述集合FL中的文件信息节点，其中F1,F2,F3,...,FN表示各文件信息节点；

S2：提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N；

所述步骤S2的具体步骤包括：

对所述集合SD中的数据节点按照版本号从小到大的顺序进行排序，再根据所述版本号从小到大依次提取数据节点并记为数据节点DN，同时执行所述步骤S3；

S3:根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态；当所述集合FL中的文件信息节点都被提取过，JFFS2文件系统中文件的增加、删除和修改状态分析完成；

所述步骤S3具体包括：

提取所述数据节点DN的时间、文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述文件唯一标识ID由所述文件信息节点中的节点编号ino表示。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所属文件ID由所述数据节点中的所属文件数据编号ino表示。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述排序针对具有相同创建时间的数据节点分别进行排序。

5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被计算机处理器执行时实施权利要求1至4中任一项所述的方法。

6.一种基于JFFS2文件系统的文件增删改痕迹分析系统，其特征在于，包括：

文件ID关联单元：配置用于提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，根据所述文件信息节点的文件唯一标识ID提取具有与所述文件唯一标识ID相同的所属文件ID的数据节点，将所有所述数据节点组成集合SD；所述提取JFFS2文件系统中的一个文件信息节点，具体包括：获取JFFS2文件系统的所有文件信息节点并组成集合FL＝{F1,F2,F3,...,FN}，依次提取所述集合FL中的文件信息节点，其中F1,F2,F3,...,FN表示各文件信息节点；

数据节点提取单元：配置用于提取所述集合SD中的一个数据节点记为数据节点D_N；具体包括：对所述集合SD中的数据节点按照版本号从小到大的顺序进行排序，再根据所述版本号从小到大依次提取数据节点并记为数据节点DN，同时执行所述步骤S3；

文件增删改痕迹分析单元:配置用于根据所述数据节点D_N的文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize之间的关系判断所述文件信息节点中文件名所指向的文件的增加、删除和修改状态；具体包括：提取所述数据节点DN的时间、文件大小iSize、所属文件数据偏移offset和原始数据解压长度dsize：当iSize＝offset+dsize且offset及dsize值非零时，表示所述文件信息节点中文件名所指向的文件在所述时间内有内容的新增；当iSize>offset+dsize且offset及dsize值非零时，表示所述文件信息节点中文件名所指向的文件在所述时间内有内容的修改；当iSize、offset及dsize值都为零时，表示所述文件信息节点中文件名所指向的文件在所述时间内有内容被删除。