Odzyskiwanie danych z pendrive

Rodzaje pamięci USB

Pamięć USB jest najpopularniejszym na świecie przenośnym urządzeniem pamięci masowej.

Dyski USB oferują różne kształty od standardowych po takich w kształcie np klucza czy samochodzika , o różnych kolorach, zindywidualizowanym design'ie - zrobione z drewna czy obite skórą (każdy może wybrać coś dla siebie, często też służą jako prezent dla Klienta z logo firmy), dużej pojemności (ich pojemność zaczyna się od 4 GB do nawet 2 TB), dużej szybkości przesyłania danych, małych rozmiary urządzenia, co jest ważne w przypadku ich przenoszenia.

Poza przenoszeniem danych można z dysków USB uruchamiać aplikacje w wersjach portable, można przenieść potrzebną zawartość z jednego komputera na inny i bezpośrednio na niej pracować a po odłączeniu nie powinny pozostać na nim żadne nasze dane. Można z nich przeprowadzać instalacje i aktualizacje oprogramowania. Jedynym zastrzeżeniem jest to, że wielokrotne zapisywanie na dysku USB, który wykorzystuje podobnie jak karty pamięci i dyski SSD pamięć NAND Flash jest skracanie jego żywotności.

Pendrive - budowa

Pamięć USB skonstruowana jest z następujących elementów:

1. Interfejsu USB
2. Kontrolera pamięci
3. Pamięci wewnętrznej NAND Flash

Wewnętrzna konstrukcja pamięci USB oraz kart pamięci jest bardzo podobna. Główna różnica to sposób komunikowania się z otoczeniem. Karty pamięci, w zależności od wielkości i formatu mają różne, fizyczne interfejsy do komunikacji.

Kilkanaście lat temu wielu producentów preferowało własne złącza. Na dzień dzisiejszy najpopularniejsze są formaty SD, mikroSD pojawiają się karty Nano SD. W pamięciach USB mamy złącze USB w formatach A, mini, mikro, C ale jest to to samo złącze. Obsługa nowego złącza USB w wersji 3.1 jest wstecznie kompatybilna z wcześniejszymi standardami, a wygląd jest tylko fizycznym zakończeniem urządzenia. Dzisiaj obsługa interfejsu USB jest zaimplementowana wraz z kontrolerem pamięci.

Układ kontrolera pamięci integruje w sobie interfejs USB, pamięć podręczną SRAM i DRAM, oscylator, obsługę sygnałów pamięci NAND Flash. Starsze modele pamięci było konstruowane na płytkach drukowanych, gdzie elementy było dolutowane i można było je obejrzeć i odczytać ich nazwy. Ostatnie lata przyniosły miniaturyzację pamięci USB i dziś niektóre z nich czasem niewiele wystają poza brzeg złącza USB. Są to pamięci skonstruowane w technologii monolity, gdzie wszystkie części są wykonane na jednym podłożu i następnie zalane masą. W układach dyskretnych, gdzie można jeszcze wyróżnić osobne elementy, można odczytać oznaczenia na kontrolerze lub pamięciach, nowe pamięci USB stanowią dla nas dosłownie “czarną skrzynkę”, która dopiero po otwarciu i podłączeniu może nam coś o sobie powiedzieć.

Przyczyny utraty danych z pendrive

Awarie występujące w pamięciach USB można podzielić na awarie fizyczne, logiczne i elektroniczne. Do awarii fizycznych najczęściej dochodzi, gdy element jest włożony do portu USB i ktoś w przypadkowy sposób wyłamuje urządzenie w porcie. Czasem są to przełamania, zgniecenia lub inne podobne zniszczenia związane z użyciem siły. W wielu przypadkach uszkodzenie można naprawić przynajmniej na tyle by można było zgrać dane z pamięci.

Problemy z utratą danych w pamięciach USB mogą być natury logicznej – przypadkowe lub zamierzone usunięcie, części lub wszystkich, danych, format pamięci przez operatora, usunięcie danych przez złośliwe oprogramowanie.

Przebieg odzyskiwania danych z pamięci USB

Odzyskiwanie danych z uszkodzonego pendrive w trybie logicznym jest identyczne jak przy innych nośnikach danych. Pamięć jest przeszukiwana w celu odnalezienia ukrytego pliku MFT, w którym są zapisane informacje o strukturze katalogowej oraz o wszystkich istniejących plikach w pamięci. Jeżeli takiego pliku nie możemy odnaleźć to następuje przeszukiwanie po nagłówkach plików i w ten sposób możemy odzyskać pliki, często bez ich oryginalnych nazw, posortowane najczęściej według ich rozszerzeń.

W przypadku utraty danych podczas awarii technicznej w urządzeniach z widocznymi elementami, podłączamy się do użytej w urządzeniu pamięci NAND Flash i ją odczytujemy. Następnie po odczytaniu staramy się złożyć dane. Podobnie postępujemy w urządzeniach skonstruowanych jako monolity. I tu, podobnie jak przy monolitycznych kartach pamięci musimy dostać się do pamięci NAND zalanej w urządzeniu i ją odczytać. Problemem w tym przypadku jest ściągnięcie warstwy, która zakrywa piny techniczne poprzez które można się połączyć z zalanymi elementami. Drugim problemem, podobnie jak w przypadku kart pamięci jest odnalezienie właściwych  sygnałów. Niestety i tutaj producenci nie mają jednego standardu i dla części urządzeń nie można odnaleźć właściwych styków.

Po odczytaniu pamięci NAND sprawdzamy poziom błędów jakie mogły wystąpić w trakcie odczytu. Wewnętrzna konstrukcja pamięci NAND zapewnia na korekcję błędów parzystości (ECC). Jednak pamięć sama nie koryguje błędów lecz robi to za nią kontroler a w przypadku odzyskiwania musi to zrobić oprogramowanie. W wielu przypadkach, gdy korekcja ECC nie daje rady skorygować błędów pamięć jest kilkukrotnie doczytywana z różnymi ustawieniami szybkości czytania oraz poziomów ustawień napięcia zasilającego pamięć NAND. Po najlepszym z możliwych odczytaniu pamięci przeprowadzamy na niej odwrotne funkcje jakie zapisują robił kontroler. Najczęściej jest to funkcja logiczna XOR, której jednym z zadań jest takiego pomieszania danych, żeby fizycznie obok siebie nie występowały duże powierzchnie komórek o jednakowych wartościach, ponieważ w “polach” mogą występować błędy danych.

Ponieważ stopień skomplikowania przypadków technicznych jest dużo większy niż w logicznych, to uzyskanie poprawnego wyniku jest bardziej czasochłonne i dużo bardziej skomplikowane.  Czytniki pamięci NAND odczytują je zazwyczaj z prędkościami na poziomie od 3Mb/s do maksymalnie 7-8Mb/s. Jednorazowe odczytanie pamięci 64GB może zająć ok. 4 godzin, kolejne doczytywania przy wolniejszych ustawieniach czytania kolejne kilkanaście godzin, co na końcu daje kilkukrotnie dłuższy czas na odzyskanie danych niż w przypadkach logicznych. Dopiero, gdy uda się złożyć poprawnie obraz pamięci można przejść do procedury odzyskiwania logicznego.