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发信人: Mic (我在努力!), 信区: Virus
标 题: [转载] 硬盘数据恢复篇(转寄)
发信站: 荔园晨风BBS站 (Wed Jun 6 20:16:42 2001), 转信
【 以下文字转载自 Mic 的信箱 】
【 原文由 Mic.bbs@smth.org 所发表 】
发信人: smartxu (smartxu), 信区: Virus
标 题: 硬盘数据恢复篇
发信站: BBS 水木清华站 (Wed Jun 6 18:52:19 2001)
第二篇、数据恢复的准备知识
文/江海客 lowpower
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声明：
1、您所看到的是《数据恢复与软故障处理基本指南》一文的文本稿，本文
已经在《计算机应用文摘》发表，传统媒体如欲转载请同该杂志社联系，
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作者本人也保留对文章再次扩充修改和网上重新发布的权利。
4、本文是一篇科普文章，是作者考虑到一般用户的接受能力而写的，对本
领域的专家本文并无价值。作者力图能给广大用户做准确的描述，但由
于作者时间和水平的限制，作者不能保证本文的涉及的观点、处理方法等绝
对正确。欢迎大家就各种问题与我探讨，seak@163.net。
————————————————————————————————
1、 系统工作机理的简单介绍（本节由lowpower缩写）
这一部分在原作中是最重要的一章，考虑到篇幅关系，进行了大量的删节。
①、 DOS（DOS兼容系统）硬盘数据的构成
DOS磁盘系统，可以按照逻辑分区的概念管理物理空间，不同分区可以装载
不同的OS系统。
示意如下：
硬盘空间
第一扇区|分区1 |分区2 |分区3 |分区4
主引导扇区|引导扇区|引导扇区|引导扇区|引导扇区|
各分区公用|各个分区相对独立，可安装不同操作系统。
对FAT结构的分区每一分区都有独立的引导记录，FDT表，FAT表等。同时，
系统还有一个最为重要的主引导记录。在0柱0面1扇区，今后我们用CYL代
表柱、SIDE代表面，SEC代表扇区。以下一个FAT结构分区的简图。
保留区- 磁盘参数表、DOS引导记录
控制区-FAT表1、FAT表2根目录区
数据区-数据区
以下简单介绍一下重要的部分：
主引导记录又称主分区表、MBR等等：MBR占一个扇区，在CYL 0、SIDE 0
、SEC 1，由代码区和数据区构成。其中代码区是一端标准的程序，完成
BIOS自举到OS BOOT之间的工作，为OS启动做最后的准备。标准代码区可
以由FDISK/MBR重建，但对于多系统引导的不标准MBR，将被这一操作破坏
。MBR的数据区记录了分区情况。
系统扇区：CYL 0、SIDE 0 、SEC 1-CYL 0、SIDE 0 、SEC 63，共62个扇
区引导区又称BOOT区：CYL 0、SIDE 1 、SEC 1 这是我们过去称的DOS引
导区。也占一个扇区。
文件分配表又称FAT：是记录文件占用簇的情况和连接关系的地方。一般有
两个FAT表，起到备份的作用。FAT12、FAT16的第一FAT表一般均在0-1-2，
FAT32的第一FAT表在0-1-33。由于FAT表记录文件占用扇区连接的地方，如
果两个FAT表都坏了，后果不堪设想。
由于FAT表的长度与当前分区的大小有关所以FAT2的地址是需要计算的。
根目录区（ROOT、FDT）：这里记录了根目录里的目录文件项等，ROOT区
跟在FAT2后面。
数据区：跟在ROOT区后面，这才是数据内容。
其实， MBR、隐含扇区、BOOT区，重建都比较容易。数据恢复的关键在
于恢复数据文件。由于FAT表记录了文件在硬盘上占用扇区的链表，如果
2个FAT表都完全损坏了。那么恢复文件，特别是占用多个不连续扇区文件
就相当困难了。
②、 主引导记录简单说明：
主引导记录是硬盘引导的起点，关于代码区不多说了，其数据区，比较重
要的是2个标志，80H和55AA，80H一般在偏移1BE处，80是分区激活的标志
的标记表示系统可引导，且整个分区表只能有一个80标记。另一个就是结
尾的55 AA标记，用来表示主引导记录是一个有效的记录。另外，各个分区
自身的引导记录，也是以55AA结束，这是我们查找分区的标志。我们后面
在介绍如何主引导记录中，给出了一个完整的分区表的例子，大家可对照
查看。数据区中，用10H字节表示一个分区，最多可表示4个分区，分别从
1BE、1CE、1DE、1EE开始，我们后面给出了分区表项对应地址的含义。大
家可以对应分析一下以下分区的情况。
80 01 01 00 0B FE BF FC 3F 00-00 00 7E 86 BB 00
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
①：激活标记，80表示可引导分区
②：分区开始的磁头号为01、开始的扇区号为01、开始的柱面号为00，由
于开始的扇区号为2进制6位，而开始的柱面号为2进制10位，因此扇区号所
用字节的高两位要加在柱面号高两位。
③：分区的系统类型FAT32（0B），01是FAT12，04为FAT16，06为BIGDOS，07为NTFS，
其他参见分区类型表。
④：分区结束磁头号254、分区结束扇区号63、分区结束柱面号764
⑤：首扇区的相对扇区号63
⑥：总扇区数12289622
2、常见手工处理工具与DOS外部命令介绍
DEBUG：古老和最为常见的调试跟踪软件，始终捆绑在微软的DOS/WIN9X
操作系统中。有19个子命令。有编写执行汇编指令，直接读写绝对扇区
和内存单元等功能，可以在最艰苦的条件下工作。DOS6.22以下的系统，
DEBUG.EXE在DOS目录下，WIN9X系统中它在WINDOWS\COMMAND目录下，它
也出现在WIN9X所生成的应急盘中。
DISKEDIT：常见16进制编辑软件，字符界面，可以以文件方式和扇区方
式读写逻辑内容，可以读写绝对扇区，可以方便的查找编辑分区表、FAT
表、ROOT区等重要扇区。这一点要比DEBUG更方便。但在一些重要扇区损
坏的情况下，DISKEDIT可能无法启动。DISKEDIT软件可以在著名的Norton
Utilities软件包中找到。最新的DISKEDIT出现在NU4中。
NDD：常见的FAT文件结构磁盘修复工具，就是著名的NORTON磁盘医生，
可以自动修复分区丢失等情况，可以抢救软盘坏区中的数据，强制读
出后搬移到其他空白扇区。希望大家不要再使用NORTON FOR DOS7或8
的NDD，这个版本由于不支持大分区、FAT32、长文件名等技术，会给
你带来大量的麻烦。建议大家使用Norton Utilities4或更高版本中的
NDD.EXE，这是纯DOS下的工具。在硬盘崩溃或异常的情况下，他可能
可以带给用户以希望。WIN9X下的磁盘医生调用的并不是这个程序，而
是NDD32.EXE.
FDISK：FDISK当然是个危险的命令，很多人非常恐惧，事实上，FDISK
命令的运行并不影响任何分区内的硬盘数据，他对分区的设置操作，
只改变主分区表的数据区。而特别是FDISK异常重要的隐含参数/MBR，
可以重建主分区表的代码区，清除主引导型病毒等。这是非常有用的
操作。DOS6.22以下的系统，FDISK.EXE在DOS目录下，WIN9X系统中
它在WINDOWS\COMMAND目录下，它也出现在WIN9X所生成的应急盘中。
FORMAT：在一些人眼中，FORMAT是最可怕的命令，但他并不是对硬盘
清零，特别值得注意的是，很多文件恢复工具都建议你恢复前先FORMAT
该分区起到保护的饿作用。DOS6.22以下的系统，FORMAT.COM在DOS目录
下，WIN9X系统中它在WINDOWS\COMMAND目录下，它也出现在WIN9X所生
成的应急盘中。
HD-COPY：传统的软盘COPY工具，2.0版本以后加入了强制读的功能，
可以读出一些损坏扇区的内容。
SYS：SYS命令是重建BOOT区的最简洁的手段，也可以杀除BOOT区病毒。
DOS6.22以下的系统，sys.COM在DOS目录下，WIN9X系统中它在WINDOWS
\COMMAND目录下，它也出现在WIN9X所生成的应急盘中。
令我非常遗憾的是，至今我没有发现比较出色的扇区级备份镜象工具
，我曾写过一个HD-MIRROR，但由于错误较多，我提供下载的第二天
就停止了发布，另外fixc的作者noz写过一个clone.exe，但可惜只适
合相同的硬盘。我也曾以为GHOST可以做到这点，事实上，你目前还
不能指望他为你备份一块深度破损的硬盘。。如果有一个有效的能以
按扇区机制（而不是文件机制）压缩备份一块硬盘将之做成一个镜象
文件的话，那么我们的恢复工作就拥有了更多的保证和余地。我们可
以更大胆的做恢复的尝试。
3、 一些自动处理工具或软件包
首先介绍国内的一些免费修复工具
FIXMBR：何公道先生写的一个修复MBR的工具，适合处理逻辑分区丢
失的情况， 有一些可选参数，支持 FAT32、FAT16，不支持NTFS、
LINUX等分区，支持8.4G以上硬盘。可修复CIH发作后的扩展逻辑分区。
VRVFIX：北信源公司的推出的修复硬盘共享工具，适合处理逻辑分
区丢失的情况，处理的基本比较准确。支持FAT32、FAT16，不支持
NTFS、LINUX等分区。也不支持8。4G以上硬盘。
FIXC：国内最早出现的可以修复部分被CIH破坏的C盘的工具，作者是
NOZ，新版本也加入了修复分区信息的功能，支持FAT32、FAT16，有
限支持NTFS，不支持8。4G以上硬盘。目前的版本已经比较完善。
FIXHDPT：TBSOFT工作室的分区信息修复工具。支持FAT32、FAT16
，不支持NTFS和LINUX，不支持8。4G以上硬盘，是历史比较长的工
具之一。
RE(ReapirEasy)：本人早期写的分区表修复工具，支持FAT32、FAT16，
有限支持NTFS，不支持8.4G
以上硬盘，和某些BIOS不兼容。其整体水准低于前面列举的工具。
国外一些系统维护的工具目前已经达到了非常强大的程度。
Norton Utilities：历史最悠久的系统维护工具。不仅可以数据恢
复，还可以系统加速和修补内存错误。目前最新的版本是NU 4.5
FOR 9X、NU2 FOR NT等。
Tiramint：最为出色的灾难恢复工具之一，有NTFS、FAT32、FAT16、
NOVELL4种版本。生成急救软盘，可以对深度破坏的磁盘进行交叉恢复。
4、常用的基本操作
① 读出主引导记录：这是系统级数据恢复可能涉及最多的程序之一。
例：
DEBUG
-a100 ；从此处开始汇编
126C:0100 mov ax,201； 读操作一个扇区
126C:0103 mov bx,300； 送入地址300
126C:0106 mov cx,1 ；0面1扇
126C:0109 mov dx,80 ；80H为硬盘，头为0
126C:010C int 13
126C:010E int 3
126C:010F
-g=100 ；执行
AX=0050 BX=0300 CX=0001 DX=0080 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000
DS=126C ES=126C SS=126C CS=126C IP=010E NV UP EI PL NZ NA PO NC
这里用了I/O中断13，涉及的寄存器含义为
ah,操作方式，02H为读，03H为写
al,送扇区数
bx,送准备装入扇区的内存偏移地址
cx送从哪一道哪一扇区开始，我们一般依靠改换CX来读写不同逻辑
盘某个逻辑扇区。dx，送盘符和头数
INT 3是断点中断，使程序运行到此停止。
② 显示引导区内容：我们把扇区读到某个内存地址并不是目的。而
是为了看到他的内容，在DEBUG中D命令可以方便的查看内存单元的内容。
续前例，如果我们要看到主引导区的内容的话，既然装载到300。
-d300 l200就可以查看了，一个引导区的映象类似如下，可以直观的看
到我们前面所提到的代码区和数据区。是否正常请大家自行分析一下
126C:0300 33 C0 8E D0 BC 00 7C FB-50 07 50 1F FC BE 1B 7C 3.....|.P.P....|
126C:0310 BF 1B 06 50 57 B9 E5 01-F3 A4 CB BE BE 07 B1 04 ...PW...........
126C:0320 38 2C 7C 09 75 15 83 C6-10 E2 F5 CD 18 8B 14 8B 8,|.u...........
126C:0330 EE 83 C6 10 49 74 16 38-2C 74 F6 BE 10 07 4E AC ....It.8,t....N.
126C:0340 3C 00 74 FA BB 07 00 B4-0E CD 10 EB F2 89 46 25 <.t...........F%
126C:0350 96 8A 46 04 B4 06 3C 0E-74 11 B4 0B 3C 0C 74 05 ..F...<.t...<.t.
126C:0360 3A C4 75 2B 40 C6 46 25-06 75 24 BB AA 55 50 B4 :.u+@.F%.u$..UP.
126C:0370 41 CD 13 58 72 16 81 FB-55 AA 75 10 F6 C1 01 74 A..Xr...U.u....t
126C:0380 0B 8A E0 88 56 24 C7 06-A1 06 EB 1E 88 66 04 BF ....V$.......f..
126C:0390 0A 00 B8 01 02 8B DC 33-C9 83 FF 05 7F 03 8B 4E .......3.......N
126C:03A0 25 03 4E 02 CD 13 72 29-BE 46 07 81 3E FE 7D 55 %.N...r).F..>.}U
126C:03B0 AA 74 5A 83 EF 05 7F DA-85 F6 75 83 BE 27 07 EB .tZ.......u..'..
126C:03C0 8A 98 91 52 99 03 46 08-13 56 0A E8 12 00 5A EB ...R..F..V....Z.
126C:03D0 D5 4F 74 E4 33 C0 CD 13-EB B8 00 00 00 00 00 00 .Ot.3...........
126C:03E0 56 33 F6 56 56 52 50 06-53 51 BE 10 00 56 8B F4 V3.VVRP.SQ...V..
126C:03F0 50 52 B8 00 42 8A 56 24-CD 13 5A 58 8D 64 10 72 PR..B.V$..ZX.d.r
126C:0400 0A 40 75 01 42 80 C7 02-E2 F7 F8 5E C3 EB 74 49 .@u.B......^..tI
126C:0410 6E 76 61 6C 69 64 20 70-61 72 74 69 74 69 6F 6E nvalid partition
126C:0420 20 74 61 62 6C 65 00 45-72 72 6F 72 20 6C 6F 61 table.Error loa
126C:0430 64 69 6E 67 20 6F 70 65-72 61 74 69 6E 67 20 73 ding operating s
126C:0440 79 73 74 65 6D 00 4D 69-73 73 69 6E 67 20 6F 70 ystem.Missing op
126C:0450 65 72 61 74 69 6E 67 20-73 79 73 74 65 6D 00 00 erating system..
126C:0460 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
126C:0470 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
126C:0480 00 00 00 8B FC 1E 57 8B-F5 CB 00 00 00 00 00 00 ......W.........
126C:0490 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
126C:04A0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
126C:04B0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 80 01 ................
126C:04C0 01 00 0B FE BF FC 3F 00-00 00 7E 86 BB 00 00 00 ......?...~.....
126C:04D0 81 FD 0F FE FF FF BD 86-BB 00 E0 A9 75 00 00 00 ............u...
126C:04E0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
126C:04F0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 55 AA ..............U.
③ 反汇编主引导区内容：判定MBR的代码区是否正常，对于数据区的
基本情况，我们可以通过直观观察得出，但对于存在引导型病毒，或
者引导区出现异常代码的情况，我们可能需要分析MBR中代码区的指令
。这一般要对已经读入内存的引导区进行反汇编。
反汇编用指令U
续前例：
-u300 l15D ；反汇编主引导扇区代码区内容
126C:0300 33C0 XOR AX,AX
126C:0302 8ED0 MOV SS,AX
…………
126C:045C 65 DB 65
126C:045D 6D DB 6D
④ 写内存单元，在我们的前例中，主分区类型是0B是FAT32的，假定
这个类型实际是NTFS的，我们该如何修改呢？由于主分区类型的偏移
是4C3H，我们可以用E命令写到内存单元中，从附表中查得NTFS的类型
为07。因此 -e4c3 7再比如说，假定我们想把无效的分区表清零，那么
，我们应当用另一个命令F，这个命令可以用填充一个内存地址范围。
清零分区表的操作就是 -f4be 4ff 00，以下两个操作
也比较常见。
重置80标记，-e4be 80
重置55AA标记，-f4ff 4fe 55 aa
不要忘记了，此时仅仅是改动了内存中的数据，并未写到硬盘上。因
此需要用int 13中断把改写的结果，写回硬盘。
续前例，
-a100
126C:0100 mov ax,301 ； 写操作一个扇区
-g=100 ；执行
其实，我们相当于修改了刚才输入的读主引导扇区程序，使程序变为。
126C:0100 mov ax,301 ； 写操作一个扇区
126C:0103 mov bx,300 ；从内存地址300
126C:0106 mov cx,1 ；0面1扇
126C:0109 mov dx,80 ；80H为硬盘，头为0
126C:010C int 13
126C:010E int 3 ；断点
⑤ 绝对磁盘内容的读出与写入
类似操作在FAT32结构硬盘被CIH破坏的修复中比较常见，我们后面将讲
到恢复的基本思路就是用第二FAT表覆盖第一FAT表。那么无疑要读出第
二FAT表的内容，再回写到第一FAT表的位置上。一般的来说，大量连续
扇区的读出写入DISKEDIT进行非常方便，如果用DEBUG做则要写一段子程
序，不过程序的主要技巧就是利用int 25绝对磁盘读中断读出的内容，
而用int 26绝对磁盘写做内容写入。
4、数据可恢复的前提
有人觉得这个题目说法比较奇特，但数据恢复，作为一个数据再现的
过程，一定要解决两个问题，第一是从哪里恢复的问题，第二是怎么恢
复的问题。解决了这两个问题，我们事实上就把握了数据恢复的全部思
想脉络。而这一部分就是从哪里恢复的问题。
①、 有效而及时的备份中是数据恢复最可靠的来源，在许多人倡导备
份到秒的今天，恐怕不会有人怀疑这点。而有些备份机制则是系统内建
的，比如两份FAT表。
②、 数据的实际有效性的判定是关键，对我们来说，硬盘无法自举、
文件找不到、文件打不开等现象，其实并不与数据丢失画等号。因为此
时往往数据只是从操作系统的角度是一种逻辑丢失，而从物理扇区意义
上，它仍然存在或部分存在。最明显的就是文件删除的例子，事实上，
这只是把文件首字节，改为0E而已。而此时文件体依然存在。
③、 数据损坏过程的可逆性分析：对数据的改变无非两种，取代和变
换，前者是不可逆的，而后者则是可逆的。我们以杀毒为例，对于大多
文件性病毒来说，那些以附加而非代换方式感染的文件型病毒，理想的
杀毒过程就是感染的逆过程。这种分析也常见与重要信息被隐藏搬移或
者被加密的情况，但分析将比较复杂。
④、 数据本身是否是标准信息：有些信息实际是通用或局部通用的，
你无须考虑如何从本机抢救。只要相同或相近的系统版本就可以了，
比如BOOT区、隐含扇区、WINDOWS的DLL文件等等。典型的例子如分区
表的代码区，这是一段标准代码，事实上，它就放在你的FDISK程序里
面，你可以用DEBUG把他提取出来。
⑤、 数据本身是否可以由其他信息统计再生：有些信息尽管丢失了，
也没有备份。但它实际可以从其他数据中间接求得。最典型的就是主
分区表中的分区信息，即使你把他清零也不必害怕，因为你可以从你
几个分区中计算再生。
⑥、 破坏的完成程度：事实上，FDISK、FORMAT都不会彻底破坏数据
，一般只有低格和扇区覆盖操作才会彻底破坏数据。但有时，破坏过
程或者误操作过程会因人工终止、死机等原因不能完成。最明显的就
是CIH病毒的例子，由于CIH是以1024字节为单位覆盖扇区，这当然是
不可逆过程，于是我们最初都认为，破坏是很难恢复的，除非人工终
止。事实上，当病毒覆盖某些扇区时会与9X系统发生冲突，从而造成
死机，使数据得到了保护。
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