计算机数据要安全，你需要知道这些

近些年，随着IT技术的飞速发展，硬盘等信息存储介质的性能得到不断的提升，制造成本也越发低廉。存储介质采购成本的降低，以及各种以信息处理与存储为核心的应用，例如电子商务、电子政务等的蓬勃发展，这些都促使了海量数据存储需求的产生，同时也使数据存储安全问题越发受到人们的重视。

数据存储安全主要涉及两个方面的问题：其一为物理安全层面，其二为逻辑安全层面，也就是数据本身以及与数据存储相关的非物理层面的安全问题。逻辑层产生的故障是数据存储当中十分常见的问题，例如数据丢失、分区丢失、无法进行系统引导等。本期，我们主要针对机械式硬盘常见的物理层、逻辑层故障进行分析，并结合两个实例来对常用的数据恢复技术进行介绍，同时给出一些常见的防范方法以供参考，希望能够籍此增强对于硬盘逻辑故障的了解，对日后此类问题的处置起到抛砖引玉的作用。

一、常见硬盘故障成因与表现

通常情况下，导致硬盘出现故障的原因主要包括人为误操作、病毒恶意操作以及硬件故障。其中，人为和病毒导致的通常为逻辑故障。这些逻辑故障通常发生在MBR、分区表、分配表等保证硬盘正常使用、数据组织有效的部分上，一旦发生问题，将导致硬盘出现无法引导、分区无法识别、数据丢失等故障现象。下面，我们将对硬盘容易出现问题的部分以及具体的故障表现进行介绍。

²主引导扇区

硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区，它由主引导记录（MBR）、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志（55AA）三部分组成。主引导记录最开头是第一阶段引导代码。其中的硬盘引导程序的主要作用是检查分区表是否正确并且在系统硬件完成自检以后将控制权交给硬盘上的引导程序，从而实现系统的正常引导运行。

如果主引导扇区被破坏，表现为系统无法正常引导，无法正常启动。

²分区表

分区表也称为FDT，一般位于硬盘某柱面的0磁头1扇区，容量为64字节，它定义了磁盘每个分区的大小和起始位置，为系统识别分区提供依据。在实际应用过程中每个分区要在分区表中占16个字节，所以理论上只能有4个主分区，但是还可以通过建立扩展分区来打破这种限制。

如果分区表信息出现错误，表现为系统无法识别硬盘上一个或多个分区， 磁盘的状态显示为“未分配”或“没有初始化”且无法读取分区上的任何文件。

²分区引导扇区

也称为DOS启动扇区（DBR），此引导扇区共占512个字节，其作用是为操作系统读取分区文件提供必要参数，使得操作系统能够正常的识别分区且读取里面的数据。它记录了分区文件系统的关键信息，包括文件系统标志、分区容量、结束标记等等。

如果DBR中的信息被破坏或者出现错误，表现为分区无法正常打开、提示需要格式化或者磁盘的参数错误。

²文件分配表

文件分配表（FAT）对于FAT文件系统来说是至关重要的，它记录了文件存在的位置、文件各个部分的关联性以及完整性。FAT表一般一式两份，第二份为第一份的备份用以对损坏的分配表进行修复。但如果两者都已损坏则无法恢复数据。

如果FAT表发生错误，表现为文件无法正常打开或访问，大小、创建时间等信息丢失。

²目录区

目录区跟在FAT表之后，主要作用是管理磁盘上的各个文件目录以及确定文件大小。

如果目录区信息丢失，表现为分区中文件目录无法正常显示、提示读取出错以及目录出现乱码等。

²NTFS主文件表$MFT

NTFS主文件表$MFT主要记录了NTFS分区中的文件信息，每个文件记录都对应相应的文件信息，大小固定为1KB。在$MFT的后面会有一个备份，以便在需要时恢复。

如果$MFT文件丢失或者损坏，那么对于NTFS文件系统而言丢失的数据很难进行找回。

除了上面介绍的这些常见逻辑故障，还有一些常见的硬件问题可以导致硬盘发生故障：

²磁盘坏道

通常因为磁盘使用过久、盘片老化或者盘片在读写时候受到撞击等原因导致。一般表现为读盘时候有异响，整个计算机长时间无响应并死机。

²磁头故障

通常因为磁头在读写时候受到撞击导致，例如硬盘受到震动或者跌落。表现为在读盘时磁盘出现异响、无法读取磁盘数据。

²电机和线路板故障

通常因为电机老化、磁盘物理损伤、电路板老化等原因引起，表现为磁盘异响、检测不到硬盘和无法读取数据。