Програма стирання жорсткого диска. Особливості затирання дисків SSD. Програми для знищення даних на HDD

GIAC GSE (Compliance & Malware)

Ця нотатка ґрунтується на статті, опублікованій мною у грудні минулого року: «Перезапис даних жорсткогодиска: Великий суперечка», автори Крейг Райт, Дейв Клейман (Dave Kleiman) та Шайам Сандер (Shyaam Sundhar RS), на конференції ICISS2008 та в серії Springer Verlag Lecture Notes in Computer Science (LNCS).

Передісторія

Існує безліч думок про те, скільки разів потрібно чи бажано провести перезапис, щоб стерти дані з жорсткого диска. І це незважаючи на те, що багато компаній, таких як NIST, стверджують, що достатньо один раз зробити перезапис, щоб видалити дані без можливості їх відновлення.

Ця суперечка призводила до безлічі непорозумінь, що й спричинило появу даного проекту.

Звичайною є думка людей про те, що дані можна відновити, якщо вони були перезаписані один раз. Багато хто вважає, що необхідно зробити перезапис 10 або навіть 35 (посилаючись на схему Гутмана (Gutmann scheme) 1996 - Безпечне видалення даних з магнітних і твердотільних носіїв пам'яті, автор Пітер Гутман) раз, для безпечного перезапису попередніх даних.

Для того, щоб раз і назавжди відповісти на це питання, і стартував у 2007 році проект, щоб з'ясувати, чи можна виконати відновлення даних з перезаписаного диска. Для більш повного розуміння слід прочитати всю опубліковану статтю, втім, дана замітка пропонує її короткий виклад. Працюючи у тісній співпраці з професором Фредом Кохеном (Fred Cohen), я виявив, що існують інші застосування методів, які я використав у проекті. Можливе відновлення даних із пошкоджених дисків. Більш того, використовуючи математичний метод, що застосовувався в експерименті (байєсова статистика), можна відновити дані з пошкодженого дисказа допомогою набагато легших способів, ніж використання магнітної силової мікроскопії (ЧСЧ).

Але перш за все мені хотілося б відзначити (завдяки професору Кохену), що багато ємних сучасних дисків не перезаписуються.

З чого почалася суперечка?

Основою думки про те, що можна відновити дані з перезаписаного диска є припущення, що коли одиниця (1) записується на диск зверху нуля (0), фактичне значення виходить 0.95 і 1.05 якщо одиниця (1) перезаписується одиницею (1).

Демонстрація невірності підходу

Вищеописане припущення стосувалося ємних флоппі дискет, що мають елементарний механізм. Дослідження проводилося лише на рівні бітів і враховувало сумарну похибку. Аргумент грунтувався на твердженні, що «кожний трек містить зображення всіх даних, коли-небудь записаних нею, але частка кожного «шару» тим менше, що раніше було створено». В наявності нерозуміння фізики функцій диска і магнітного резонансу. Насправді не існує фактора часу і зображення не нашаровується.

ЧСЧ - магнітна силова мікроскопія

Для перевірки цієї теорії, ми використовували ЧСЧ. Магнітна силова мікроскопія (ЧСЧ) показує просторові варіації магнітних сил на стандартній поверхні. ЧСЧ це та штука, яку люди зазвичай називають електронним мікроскопом.

Максимальна ймовірність часткової реакції (МВЧР) Partial Response Maximum Likelihood (PRML)

Загальне уявлення про те, як максимальна ймовірність часткової реакції (МВЧР), метод конвертування слабкого аналогового сигналу з головки магнітного дискаабо накопичувача на магнітній стрічці в цифровій пояснює, як відбувається перетворення в жорсткому диску. ЧСЧ читає необроблене аналогове значення. Складні статичні цифрові процесогові алгоритми використовуються для визначення «максимальної ймовірності» значень.

Старіші технології використовують інший метод читання та інтерпретування бітів, ніж у сучасних дисках. Він відомий як амплітудне детектування. Цей методпридатний доти, поки амплітуди в магнітному потоці досить сильніший за рівень шуму. Зі збільшенням щільності запису в жорстких дисках, схеми енкодування засновані на амплітудному детектуванні (такі як Модифікована частотна модуляція або МЧМ) і до цих пір, що використовуються у флоппі дисках, були замінені. Кодування в жорстких дисках ґрунтується на використанні PRML та EPRML технологій, що дозволяють збільшити густину запису на 30-40% порівняно зі стандартним методом амплітудного детектування.

Поширені помилки

Запис на жорсткий диск є зміною напруженості магнітного поля. Жодного фізичного впливу на диск, що може вплинути на час зберігання даних, не існує. Щільність магнітного потоку слідує принципу гістеризисної петлі. Рівні магнітного потоку, що записуються на пластину жорсткого диска, відрізняються випадковим чином залежно від магнітного потоку, пов'язаного з розташуванням головки, температурою та випадковими помилками.

Поверхня пластин жорсткого диска може мати різну температуру в різних точках, і може змінюватися при віддаленні від головки читання/запису. Як наслідок існує безліч проблем, пов'язаних з вірою, що можна виконати відновлення даних диска після стирання. Різниці у рівнях пластини жорсткого диска використовують тепловий рекалібрувальний алгоритм випадкових значень. Усі сучасні диски використовують даний механізм мінімізування розбіжностей.

Розподіл імовірностей

Складні алгоритми виявлення використовуються обробки потоку аналогових даних, коли відбувається читання інформації з диска. Розподіл ймовірностей даних відрізняється не тільки при кожному зчитуванні, але також з часом та зміною температури. Крім того, існує ще ефект гістерези

Гістерезис

Стохастичний шум призводить до певного рівня керованого хаосу. Якщо подивитися на результати процесу запису даних магнітним способом, ми побачимо, що ефект гістерезису забезпечує неповернення даних до початкової точки.

Таким чином, Ви ніколи не можете повернутися до вихідної точки. Щоразу, коли Ви додаєте або видаляєте дані з накопичувача, результуюче значення записується на диск змінюється. Це починається з низькорівневого форматування, змінюється при записі будь-яких даних на накопичувач і коливається при кожній спробі обнулення тарілки диска. По суті Ви отримуєте випадкове блукання, яке не повертає Вас до вихідної точки (під впливом потужної магнетичної сили).

Магнітні підписи не містять інформації про час

Через магнітний резонанс жорсткий диск не має здатності відновлення після стирання даних. Там немає «шарів» записаних даних. Значення магнітного поля варіюється при кожному запису на носій, але це відбувається і внаслідок інших факторів. Серед них:

• коливання температури;
• рух голівки;
• попередні записи на носій;
• Всі ці ефекти в сукупності та окремо статистично значно впливають на проникність тарілки.
• Зміни магнітного поля.

Жіль звернув увагу, що при підвищенні температури тарілки накопичувача від 20 до 80 градусів за Цельсієм, то звичайний ферит може спричинити зниження проникності тарілки на 25%.

Усередині приводу температура «нормальної» роботи може значно змінюватися. При постійному використанні внутрішня температура приводу може легко перевищувати 80 градусів за Цельсієм. Система може і не розігрітися настільки, але все що потрібно - це ділянка тарілки, і це звичайне явище.

Проникність - це властивість матеріалу, яке служить для вимірювання того, яка напруга необхідна збудження магнітного потоку всередині матеріалу. Проникність визначається ставленням густини магнітного потоку (магнітної індукції) до напруженості магнітного поля. Цю залежність можна виразити формулою µ = B/H (де µ – це проникність, B-магнітна індукція, Н-напруженість магнітного поля). Завдяки змінам, що виникають у носії, технологія MFM (описана вище), що використовується у гнучких носіях, не працює на сучасних жорстких дисках.

Гіпотеза та експеримент

Для перевірки гіпотези, ми протестували безліч носіїв різного віку, типів та виробників. Для повної достовірності всіх можливих сценаріїв ми розділили всі 15 типів даних на 2 категорії.

Категорія А включала тестування нового носія (це чистий носій, який ніколи не використовувався), форматованого носія (одноразове форматування вило виконано в системі Windowsз використанням файлової системи NTFS зі стандартним розміром секторів), а також вживаного носія (нового носія, на який 32 рази перезапис випадкових даних з директорії /dev/random хоста Linux, після чого поверх записали всі 0-і для очищення всіх залишкових даних).

Експеримент проводився для тестування декількох шаблонів запису. Існує нескінченна кількість можливих способівзапису даних, тому протестувати неможливо. Мета проведення тестування – переконатися, що будь-який конкретний шаблон не значно кращий чи гірший від інших.

• Усі нулі
• Усі одиниці
• Шаблон “01010101?
• Шаблон “00110011?
• Шаблон “00001111?

Для запису цих шаблонів із стандартним розміром блоку 512 (bs=512) застосовувалася Linux утиліта "dd". Тестувалися 17 моделей жорстких дисків, починаючи від старих Quantum ємністю 1 Гб до сучасних накопичувачів (на момент початку тестування) 2006 року.

Шаблони даних записувалися на кожен носій у всіх можливих комбінаціях. Кожна запис даних була файлом розміром 1 Кб (1024 біта). Було необхідно ретельно вибрати розмір та розміщення. Пошук сегмента на носії, не знаючи, де він знаходиться, рівносильний пошуку голки у стозі сіна з приказки. Для цього ми зробили такі кроки:

Перевірка розфазування приводу та головки.

Процес повторили 5 разів і проаналізували 76800 розрахункових точок.

Зробили розрахунок подібності для кожної з 76800 пікселів, проаналізували розподіл на предмет щільності та дистанції розподілу.

Розрахунки були засновані на Байєсівській подобі, де відомий апріорний розподіл.

Як уже згадувалося, у реальній аналітичній експертизі апріорний розподіл невідомий. Коли Ви намагаєтеся відновити дані з диска, зазвичай, у Вас немає зразка того, що Ви шукаєте. Без цього зразка складність експерименту експоненційно зростає. З цього випливає, що навіть при одноразовому записі, накладення в кращому випадку дає можливість вибору попереднього біта трохи більше 50% (при кращому зчитуванні трохи більше 56%).

Таким чином, неможливо визначити, чи правильно було обрано біт.

Отже, існує шанс правильного виборубудь-якого біта в обраному байті (8-бітному) - але ймовірність цього становить близько 0,9% (або менше) з невеликим довірчим інтервалом помилки на кожній зі сторін.

Результати тестування

Розраховані значення для різних приводів наведено у таблиці нижче. Тут представлені не всі дані, але очевидно, що використання носія впливає на отримані значення (як наслідок ефекту гістерези та залишкових даних). Ще одна проблема полягає в тому, що відновлення статистично незалежно (для всіх практичних цілей). Таким чином, можливість отримання двох бітів збільшується.

Ми бачимо, що стає практично неможливо щось відновити, і не тільки за рахунок часу, необхідного на зчитування даних за допомогою MFM.

Що це означає

Інші шаблони перезапису фактично дають результат 36.08% (+/- 0.24). Так як такий розподіл ґрунтується на двійковому виборі, ймовірність вгадування апріорного значення становить 50%. Це означає, що якщо ви підкинете монетку, ви отримаєте 50% шанс правильного вибору значення. Найчастіше використання MFM для визначення апріорного значення, записаного на жорсткий носій менш успішно, ніж кидання монетки.

Ідеєю цієї статті є безумовне вирішення протиріччя, що виник навколо неправильного уявлення про те, що дані можна відновити після стирання. Цей досвід продемонстрував, що коректно видалені дані неможливо відновити повною мірою, навіть якщо вони мали невеликий розмір або займали невеликі ділянки жорсткого носія. Навіть під час використання MFM або інших відомих методів. Переконання, що можна розробити інструмент відновлення гігабайт чи терабайт інформації, – помилково.

Хоча існує непогана можливість відновлення будь-якого окремого біта з носія, шанси відновлення будь-якого обсягу даних з носія за допомогою електронного мікроскопа – незначні.

Навіть беручи до уваги можливе відновлення старого накопичувача, немає впевненості, що з носія можна буде відновити будь-які дані. Судове відновлення даних з допомогою електронного мікроскопа неприпустимо. Це було можливо як для старих, так і нових приводів, але з часом стало дуже складно. Більше того, необхідно, щоб дані записувалися, а потім стиралися на/с нового невикористаного носія, щоб була хоча б невелика надія на відновлення на будь-якому, навіть на бітовому рівні, який не відображає фактичної ситуації.

Малоймовірно, що відновлений носій не буде використаний протягом деякого періоду часу і взаємодія дефрагментації, копіювання з основним використанням, при якому відбувається перезапис областей даних, заперечує можливість відновлення даних. Помилка, що дані можна відновити за допомогою електронного мікроскопа чи аналогічних засобів, спростовано.

Періодично виникає потреба збільшити наявність вільного місця, що дозволяє підвищувати продуктивність ОС. Вивільнення простору від відпрацьованої інформації дозволяє підвищити швидкість нових записів. Для цього необхідно знати, як повністю очистити жорсткий диск. Простим видаленнямфайлів, розміщених на вінчестері, через кошик та стирання диска, питання як очистити жорсткий диск повністю не вирішити. У даному випадкуіснує зовсім інший алгоритм дій, а рівень процесу стирання повинен мати значення, що відповідає надійному, високому. Вся закрита інформація може знищуватися із застосуванням способу, що має більше проходів. Повне видалення інформації з вінчестера потрібно при оновленні парку ПК, коли виникає необхідність повного очищення даних, що містяться в ньому. Для цього достатньо кілька разів перезаписати диски, на яких зберігається інформація та жорсткий диск можна виставляти на продаж. Є й інші способи його очищення, зокрема зі збереженням права відновлення даних.

Знищення даних на вінчестеріпотрібно не тільки при продажу комп'ютерного пристрою, а й при зломі сервера або тоді, коли мобільний електронний гаджет з конфіденційною інформацією опинився в чужих руках. Виконати повне очищенняжорсткого диска можна різними способами, починаючи від використання спеціальних комп'ютерних програмта закінчуючи фізичним його знищенням за допомогою преса та інших пристроїв.

Оскільки звичайне видалення файлів за допомогою засобів операційної системи не гарантує повного знищення інформації, фахівцями був придуманий цілий список способів видалення непотрібної інформації. Різні засоби повного видаленняінформації дають різний рівень можливості його відновлення.

Вручну перезаписуємо жорсткий диск

Повне знищення даних на жорсткому диску шляхом його перезапису доступне всім. Цей спосіб вважається найпростішим. Він відмінно підходить для планового очищення вінчестера, яка потрібна, наприклад, для продажу комп'ютерного пристрою. При правильному його виконанні він гарантує 100% видалення всієї інформації, що міститься на дисках. Її неможливо буде відновити.

Для початку вам необхідно видалити все необхідні файлиз допомогою штатних коштів ОС. Потім заповнюємо все місце логічного розділу будь-якою інформацією. Після цього можна видалити файли, використані для заповнення розділу. Для того, щоб віддалену інформацію вже ніхто не зміг відновити, краще провести цю процедурудекілька разів. Таким чином, ви виключаєте залишкове намагнічування жорсткого диска.

Повне знищення інформації на жорсткому диску дозволить вам не переживати про те, що ваші особисті фото, відео або конфіденційні дані стануть надбанням громадськості. Виконаний кілька разів ручний перезапис жорсткого диска дозволить вам раз і назавжди позбутися інформації, що компрометує вас, без права її відновлення.

Повне знищення даних на жорсткому дискувиконувати рекомендується в такий спосіб. Він дозволяє повністю видалити з комп'ютера конфіденційну інформацію, не пошкодивши вінчестер. Цей спосіб хороший, якщо дані видаляються у плановому порядку, наприклад - під час продажу комп'ютерного устройства. Якщо ж очищення жорсткого диска потрібно в аварійному порядку, тоді краще вдатися до інших способів видалення інформації, що міститься на ньому, за допомогою його фізичного знищення або спеціальних комп'ютерних програм.

Програми для знищення даних на HDD

Знищення інформації наhddможливо, як плановим, і аварійним. Планове очищення жорсткого диска найчастіше потрібне під час продажу комп'ютерного пристрою, а аварійне - при несанкціонованому доступі до нього третіх осіб. Для виконання цього є кілька ефективних способів. Використання спеціальних комп'ютерних програм - одне із них.

Більш швидке та надійне знищення інформації на жорсткому диску можуть забезпечити спеціальні утиліти. Принцип роботи таких програм нагадує багаторазове ручне перезаписування розділу, проте всі процедури виконуються в автоматичному режимі. Завдяки цьому вам вдасться заощадити купу часу, та й ймовірність повного видалення даних буде набагато вищою. Деякі програми для видалення всієї інформації жорсткогодиск використовують різні алгоритми, залежно від носія інформації. Але програмним способомне завжди можна видалити інформацію на 100%. Наприклад, у системних секторах де може зберігатися до 20% вашої інформації. До цих секторів програма не може отримати доступ, доступ можливий лише фізично.

Повне видалення даних із вінчестера без можливості їх відновлення можна виконати за допомогою спеціальної програми Eraser HDD. Це буває необхідним у разі продажу жорсткого диска. Так ви будете на 100% впевнені, що у нового користувача доступу до ваших текстовим файлам, відео та фото не буде.

Фізичне швидке знищення жорстких дисків

Як гарантовано знищити жорсткий диск, щоб на 100% бути впевненими, що інформація, записана на HDD буде повністю видалена, необхідно знищити жорсткий диск. Відразу попередимо, що знищення файлів подібними способами веде до виведення з ладу жорсткого диска, тому їх варто використовувати лише в крайніх випадках.

Повне знищення даних на дискув разі неправомірного доступудо них третіх осіб найкраще виконувати саме цим способом. Він дозволяє повністю видалити всю інформацію, що компрометує вас, але і сам вінчестер. Можливість відновлення даних у цьому випадку дорівнюватиме нулю.
Яким чином запобігти чи не допустити можливості потрапляння носія інформації до третіх рук?
У сучасних системахІснує можливість входу під примусом. Ймовірно, цього буде достатньо, але сподіватися на те, що ваш супротивник буде малоосвічений і неграмотний - означає віддати себе (точніше, свою інформацію) на "волю хвиль". Краще переоцінити можливість противника зараз, ніж згодом отримувати "дивіденди" від витоку відомостей, що складають для вас цінність.
Для утилізації жорстких дисків, на сьогоднішній день використовуються такі пристрої: пробійники, шредер та прес.
Пробійники є спеціальні механічні пристрої, які в одному або декількох місцях пробивають магнітні млинці. Їхня основна перевага полягає в тому, що зіпсувати жорсткий диск можна навіть у процесі роботи комп'ютера. Головним недоліком вважається неповне знищення магнітного млинця. Тому фахівці, за належної старанності, можуть відновити частину інформації зі знищеного у такий спосіб HDD.
Найнадійніше стирання файлів забезпечує шредер - пристрій, який просто перемелює жорсткий диск на дрібні шматочки. Відновити хоча б частину інформації з переробленого накопичувача неможливо навіть за допомогою найсучаснішого обладнання.
Прес призначений для роздавлювання жорсткого диска, завдяки чому магнітні млинці сильно деформуються. Надійність знищення в даному випадку нижча, ніж у шредера, проте сам процес утилізації в даному випадку відбувається значно швидше.

Фізичне знищення гарантує повне видалення інформації з hddбез права відновлення, але вдаватися до нього краще тільки в крайніх випадках, коли дані, що стали надбанням громадськості, можуть серйозно вам нашкодити, позбавивши бізнесу, фінансового добробуту, становища в суспільстві або навіть свободи. В інших випадках рекомендується використовувати більш щадні способи видалення інформації з жорсткого диска.

Перемагнічуємо та знищуємо інформацію з HDD

Для перемагнічування жорстких дисків використовуються спеціальні пристрої, основу яких лежать або постійні потужні магніти, або електромагнітні котушки. Пристрої із постійними магнітами не можна поєднати з працюючим HDD. Тому аварійне знищення даних на диску, на сьогоднішній день, провадиться електромагнітними системами, які завчасно можна встановити в корпусі комп'ютера і, за необхідності, застосувати. Надійність даного засобуповного видалення інформації наближається до 100%. е забезпечує практично гарантоване видалення інформації з жорсткого диска.

Повне видалення даних із дискапотрібно при продажу комп'ютерного пристрою або за підозри на втручання в його роботу третіх осіб. Описані в нашій статті способи дозволять за лічені хвилини повністю видалити конфіденційну інформацію без права її відновлення.