數(shù)據(jù)恢復技術在國網(wǎng)公司中的應用

尚 方，韓 冰，國恩東

（黑龍江省電力科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

數(shù)據(jù)恢復技術在國網(wǎng)公司中的應用

尚 方，韓 冰，國恩東

（黑龍江省電力科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨。人們在工作和生活中越來越依賴于利用計算機處理和存儲信息，但同時數(shù)據(jù)損壞也帶來了極為不利的影響。從數(shù)據(jù)恢復的基礎出發(fā)，分析國網(wǎng)公司數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)丟失與恢復現(xiàn)狀，闡述了數(shù)據(jù)恢復領域最新的發(fā)展并做出展望。

計算機；存儲介質(zhì)；數(shù)據(jù)恢復；國網(wǎng)公司

在當今大數(shù)據(jù)時代，信息作為一種無形資產(chǎn)在人們生產(chǎn)生活中起到越來越重要的作用［1］。目前信息往往以數(shù)據(jù)形式保存在多種多樣的存儲介質(zhì)中，信息系統(tǒng)會因為多種故障而導致數(shù)據(jù)的丟失，其中很多故障在使用中難以避免［2］。與紙質(zhì)資料不同，電子數(shù)據(jù)容易因誤操作、中毒等情況發(fā)生改變、丟失或者變成“臟數(shù)據(jù)”（dirty data）而失去意義，導致嚴重后果。正因為如此，數(shù)據(jù)恢復技術的研究對于個人、企業(yè)以及社會有著重要的意義［3］。

1 數(shù)據(jù)丟失的原因

數(shù)據(jù)丟失的原因是多種多樣的，但大體可以分為以下幾個方面［4］。

a.用戶操作不當。用戶對于數(shù)據(jù)的誤刪除、誤格式化等，也有當時認為數(shù)據(jù)已經(jīng)過期不再需要，而過一段時間后又需要這些數(shù)據(jù)的。

b.操作系統(tǒng)或者軟件問題。用戶在使用某些數(shù)據(jù)時，如果出現(xiàn)系統(tǒng)突然死機，軟件不能響應、U盤掉電等情況，常常造成現(xiàn)有編輯文件的丟失、文件發(fā)生損壞不能打開等情況。

c.病毒、木馬以及惡意攻擊。有些文件由于感染病毒而被殺毒軟件殺掉，有些文件被殺毒軟件誤認為是病毒而刪除，某些文件保護系統(tǒng)把沒有標識碼的存儲介質(zhì)屏蔽，數(shù)據(jù)被病毒、木馬甚至惡意刪除等攻擊情況，也常常發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的情況。

d.硬件耗損以及發(fā)生故障。存儲介質(zhì)在長時間工作過程中的正常耗損，比如磁盤磁性減弱，存儲卡出現(xiàn)的壞塊等。也有在工作過程中存儲介質(zhì)發(fā)生供電不穩(wěn)、受到磕碰震動、受到水淹火燒等意外發(fā)生。常見的如在數(shù)據(jù)移動過程中U盤掉電，手機平板電腦等移動智能設備死機，也有存儲介質(zhì)遭到惡意砸傷損壞等情況。這是存儲介質(zhì)本身發(fā)生的故障，而且常常同時包含上面提到的多種軟件故障情況，恢復難度較大。

如今需要頻繁使用各類存儲介質(zhì)，想要完全避開上述數(shù)據(jù)丟失的隱患非常困難。

2 數(shù)據(jù)恢復的方法

根據(jù)數(shù)據(jù)丟失的原因，可以把數(shù)據(jù)恢復所使用的方法大體歸為2類：一是存儲介質(zhì)本身沒有出現(xiàn)問題，僅需要使用軟件工具對介質(zhì)進行掃描并采用相符合的算法進行恢復［5］。如果沒有新數(shù)據(jù)的覆蓋，恢復成功率比較高。二是存儲介質(zhì)已經(jīng)損壞，不能正常工作，這時需要復原數(shù)據(jù)通路和電源通路，往往需要引入新的元件。新元件的引入，都要通過專門的設備和方法，并且和存儲介質(zhì)的種類型號密切相關，這是比較復雜和困難的。根據(jù)長期的統(tǒng)計數(shù)字來看，可以通過軟件工具完成的數(shù)據(jù)恢復的情況大約能占數(shù)據(jù)恢復需求的70%～80%［6］，從技術角度來看，這些情況不是必須拿到實驗室進行數(shù)據(jù)恢復的，如果在介質(zhì)本地有相應的設備，實驗室的數(shù)據(jù)恢復工程師完全可以通過遠程控制的方式完成數(shù)據(jù)恢復工作。然而涉及硬件問題的恢復任務難度大，風險高，往往需要臨時購買專門的硬件設備作為配件，需要在無塵的環(huán)境下進行，且一旦操作失誤將造成故障的擴大甚至使數(shù)據(jù)徹底丟失，因此一定要送到實驗室由專門的技術人員利用特殊的工具進行數(shù)據(jù)恢復［7］。如圖1展示的就是工程師在無塵室中配合工作的場景。

圖1 潔凈室內(nèi)工作場景

3 數(shù)據(jù)恢復與存儲介質(zhì)維修的區(qū)別

經(jīng)常有客戶對此問題產(chǎn)生誤解：一塊硬盤購買成本大約為幾百元，可是數(shù)據(jù)恢復的成本經(jīng)常要花費幾千乃至萬元以上，于是認為數(shù)據(jù)恢復的價格不合理。這實際上就是模糊了數(shù)據(jù)恢復與存儲介質(zhì)維修的概念，這兩者之間有非常大的區(qū)別。其一，數(shù)據(jù)恢復的最終目的是獲取數(shù)據(jù)，而非修好存儲介質(zhì)；而存儲介質(zhì)的維修最終目的是保證存儲介質(zhì)的可用性，而對介質(zhì)中原先存在的數(shù)據(jù)是否能夠讀取不做要求。其二，數(shù)據(jù)恢復預計支出費用不應超過數(shù)據(jù)本身價值，與數(shù)據(jù)所在的存儲介質(zhì)價格無關；存儲介質(zhì)維修預計支出費用不應大于存儲介質(zhì)本身的價格，否則重新購買一個新的存儲介質(zhì)是更明智的選擇。

經(jīng)過數(shù)據(jù)恢復的存儲介質(zhì)，并不一定可以繼續(xù)使用，具體可以分為以下幾種情況。

a.如果是邏輯原因造成的數(shù)據(jù)丟失，從技術角度來看介質(zhì)可以正常使用，但從工作實際來看，工程師常常不建議用戶繼續(xù)使用。因為在實際工作中經(jīng)常會遇到用戶不能準確描述需求的情況，用戶如果繼續(xù)使用經(jīng)過數(shù)據(jù)恢復的存儲介質(zhì)，會破壞其中的原始資料。而在此之后用戶如果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過數(shù)據(jù)恢復得到的數(shù)據(jù)不是需要的版本，則此時二次數(shù)據(jù)恢復的成功率會大大降低。

b.如果是物理原因造成的數(shù)據(jù)丟失，如因存儲介質(zhì)的損壞而不能讀取數(shù)據(jù)的情況［4，8］，需要對存儲介質(zhì)進行維修甚至做必要的硬件更換。若更換的是磁頭等耗損零件，不建議用戶使用此介質(zhì)；若更換的是電路板、電阻等零件，對存儲介質(zhì)進行補焊等維修等，此類介質(zhì)可以正常使用。

c.在某些情況下，因為存儲介質(zhì)存在固件缺陷或者大量壞塊等原因，操作系統(tǒng)已經(jīng)不能讀取數(shù)據(jù)，但是可以通過專門的工具和方法對介質(zhì)存儲的數(shù)據(jù)進行讀取，成功獲取了數(shù)據(jù)之后，就不需要對存儲介質(zhì)的硬件進行維修，這類存儲介質(zhì)用戶也是不能使用的。

4 國網(wǎng)公司數(shù)據(jù)丟失與恢復現(xiàn)狀

國網(wǎng)公司作為關系到國計民生的央企，擔任著在全國26個省超過11億人口的供電業(yè)務。國網(wǎng)公司的業(yè)務數(shù)據(jù)是重要的戰(zhàn)略基礎性數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的丟失和泄露都會給國家和用戶造成重大的經(jīng)濟損失和嚴重的安全隱患［8］。因此國網(wǎng)公司一貫注重信息安全工作，信息化工作起步較早［9］，信息化程度處于企事業(yè)單位前列，一方面國網(wǎng)公司相對于其他低科技含量的公司而言更加需要關注數(shù)據(jù)的安全，另一方面在數(shù)據(jù)恢復方面相對于其他的企事業(yè)單位更具備專業(yè)能力。

從數(shù)據(jù)丟失的數(shù)量上看，主要是個人辦公存儲介質(zhì)占有絕大多數(shù)。個人辦公存儲介質(zhì)主要包括臺式機、筆記本電腦、移動硬盤、系統(tǒng)內(nèi)保密U盤、各類測量工具的存儲卡等，也有少量的光盤以及手機數(shù)據(jù)恢復的情況（內(nèi)含有辦公電話簿，工作短信，現(xiàn)場拍照圖片、視頻）。個人辦公存儲介質(zhì)內(nèi)的數(shù)據(jù)備份情況較差，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的情況，多數(shù)不能找到完整的備份。數(shù)據(jù)丟失的原因基本涵蓋了上文提到的所有情況。需要進行數(shù)據(jù)恢復的往往是實驗數(shù)據(jù)、合同、技術文檔、調(diào)研資料等。這些信息又是與國網(wǎng)公司的商業(yè)秘密與國民基本數(shù)據(jù)相關的，僅能依靠公司內(nèi)部技術力量進行解決。個人電腦、保密U盤、筆記本電腦等辦公設備已經(jīng)是公司日常生產(chǎn)活動中不能缺少的組成部分，每個用戶都頻繁使用多個存儲介質(zhì)，每個介質(zhì)都要存放大量臨時和長期的數(shù)據(jù)信息。盡管單個存儲介質(zhì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失是小概率事件，但是在這個巨大的基數(shù)面前，個人辦公存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)丟失數(shù)量非常多。

從數(shù)據(jù)丟失的嚴重性上看，業(yè)務系統(tǒng)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的危害更大。經(jīng)過長時間的建設，國網(wǎng)公司的重要業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)目前都存儲在磁盤陣列上，而且根據(jù)信息管理制度定期備份，也有異地轉(zhuǎn)存的情況［10］。內(nèi)外網(wǎng)的隔離制度和多區(qū)劃分等各種管理和技術手段也對外來惡意破壞數(shù)據(jù)的行為有效阻止，一般不容易有數(shù)據(jù)丟失的情況。然而也有涉及磁盤陣列數(shù)據(jù)恢復的情況，例如磁盤陣列中存儲的是最新數(shù)據(jù)信息，那么原有的備份信息不能替代了，這樣大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集和計算如果重新進行，需要耗費大量的時間精力，現(xiàn)實情況往往馬上到下一個任務節(jié)點，重新做這些工作時間上也來不及。還有一些已經(jīng)下線的業(yè)務系統(tǒng)，一旦需要查詢歷史數(shù)據(jù)，就要把已經(jīng)在庫房中長期封存的存儲陣列加載后重新讀取，此時經(jīng)常會發(fā)生需要復原原來陣列的組合，密碼破解等情況。也會有存儲介質(zhì)由于長期封存而造成磁性弱化，電路發(fā)生短路斷路等情況。這些都需要專業(yè)的技術人員針對具體情況，仔細訂正分析才能進行數(shù)據(jù)的讀取操作。重要業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復業(yè)務量不如個人存儲介質(zhì)業(yè)務量大，但數(shù)據(jù)往往關系到生產(chǎn)、營銷、人資等重要基礎類數(shù)據(jù)信息，一旦有數(shù)據(jù)恢復要求則對成功率、恢復時間有嚴格要求，如果不能成功恢復則會導致嚴重的經(jīng)濟損失和惡劣的社會影響。

從對于數(shù)據(jù)恢復的時效性來看，國網(wǎng)公司丟失的數(shù)據(jù)需要在更短的時間內(nèi)恢復。國網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)都是辦公數(shù)據(jù)，有關系到企業(yè)發(fā)展的核心秘密，有關系到電網(wǎng)安全運行測試數(shù)據(jù)，有記錄營銷情況的大量信息，因為數(shù)據(jù)丟失每小時的延誤，都可能給公司和企業(yè)造成極大的損失，因此對于數(shù)據(jù)恢復工作不單要求成功率，也有時間上更進一步的限制。這與普通的私人數(shù)據(jù)恢復案例有重要區(qū)別的。

5 國網(wǎng)數(shù)據(jù)恢復中心的建設情況

電力系統(tǒng)的信息化程度高，國網(wǎng)公司一貫注重信息化建設情況，因此信息化管理水平、人員素質(zhì)、信息化設備的使用情況相對于一般的企事業(yè)單位更好。即使如此，前幾年也發(fā)生了因為重要業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，因個人電腦到外部送修泄密的安全隱患。而其他行業(yè)的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全情況，則更加嚴重。在國網(wǎng)公司各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量沒有井噴式增長時，長期工作在信息一線的領導和專家即前瞻性地提出籌建國網(wǎng)公司自己的數(shù)據(jù)恢復實驗室的想法。經(jīng)過多方支持和準備，于2011年9月由中國電力科學研究院授權成立中國電力科學研究院信息安全實驗室數(shù)據(jù)恢復及銷毀分中心，如圖2所示。

圖2 實驗室外景

在各級領導的關懷下，實驗室各級工作人員積極進取，攻克技術難關，同時取得了一系列的成績。先后獲得中國合格評定國家認可委員會頒發(fā)的ISO／IEC 17025實驗室認可證書（CNAS證書）、中國國家認證認可監(jiān)督管理委員會頒發(fā)的國家級司法鑒定機構資質(zhì)認定證書（CMA證書），具有出具國際互認司法鑒定報告的資格，已經(jīng)成為中央企業(yè)和東三省第一家從事電子數(shù)據(jù)鑒定業(yè)務的司法鑒定機構，是集研發(fā)服務為一體的專業(yè)性信息安全數(shù)據(jù)恢復及銷毀實驗室。自實驗室成立以來，國網(wǎng)公司成功完成數(shù)據(jù)恢復業(yè)務數(shù)百項，對挽回經(jīng)濟損失與保障電網(wǎng)安全生產(chǎn)起到了關鍵作用。作為央企，國網(wǎng)公司承擔了重要的社會責任，實驗室也為公檢法部門提供電子物證類司法鑒定服務，為政府、其它企事業(yè)單位完成數(shù)據(jù)恢復業(yè)務多次，挽回了經(jīng)濟損失，產(chǎn)生了巨大的社會效益，為國網(wǎng)公司樹立了良好企業(yè)形象。

如圖3所示，實驗室根據(jù)工作的需要，有嚴格的區(qū)域劃分［10－11］。包含預檢區(qū)、數(shù)據(jù)分析區(qū)、邏輯修復區(qū)、物理修復區(qū)、介質(zhì)檔案保存區(qū)，中心機房等。在完成業(yè)務受理之后，工程師在預檢區(qū)對需要數(shù)據(jù)恢復的介質(zhì)進行預檢，判斷數(shù)據(jù)丟失的原因，預估恢復效果，為后續(xù)工作做準備，然后在根據(jù)實際情況完成物理和邏輯方面的修復。在修復過程中，常常會應用多種數(shù)據(jù)分析，密碼破解，數(shù)據(jù)組合的軟件工具。最后數(shù)據(jù)成功恢復之后，要對信息進行二次整理：清理用戶不需要的數(shù)據(jù)，清理臨時文件，清理碎片文件，修正路徑文件名稱等。如圖4所示，實驗室的中心機房集中部署了多種數(shù)據(jù)恢復、數(shù)據(jù)存儲、密碼破解、區(qū)域監(jiān)控、實驗室系統(tǒng)管理的服務器，為各種數(shù)據(jù)恢復業(yè)務提供了有力保證。

圖3 數(shù)據(jù)恢復實驗室網(wǎng)絡結構

圖4 實驗室中心機房

實驗室擁有百級開盤專用潔凈室，有數(shù)據(jù)獲取、恢復、校驗和銷毀相關設備100多套，擁有包括電子數(shù)據(jù)取證專用機、動態(tài)虛擬仿真取證系統(tǒng)、HRT等數(shù)據(jù)恢復和司法取證最先進最專業(yè)的電子數(shù)據(jù)鑒定設備和工具軟件。實驗室還在國網(wǎng)公司范圍內(nèi)推廣遠程在線數(shù)據(jù)恢復系統(tǒng)，系統(tǒng)的服務器端位于實驗室中心機房，系統(tǒng)的客戶端位于相關省公司。一旦發(fā)生了數(shù)據(jù)丟失的情況，實驗室的工程師可以通過該系統(tǒng)遠程對存儲介質(zhì)進行數(shù)據(jù)恢復，大大提高了數(shù)據(jù)恢復的效率，節(jié)約了時間以及運輸成本。同時實驗室還有一支年輕的高素質(zhì)人員隊伍，擁有執(zhí)業(yè)司法鑒定人、電子數(shù)據(jù)鑒定取證調(diào)查分析師、注冊信息安全專業(yè)員（CISP）等多項資質(zhì)。

6 結束語

國網(wǎng)公司積極開展數(shù)據(jù)恢復工作，籌建了專門的實驗室，在技術層面為企業(yè)信息安全保障提供了能力支撐和全方位的技術支持，更為安全高效的生產(chǎn)經(jīng)營活動保駕護航。良好的數(shù)據(jù)恢復能力不僅是信息化建設的堅實保障，更是健全了發(fā)生事故后的取證分析工作。隨著信息化進程在各個領域的深入發(fā)展，信息安全已經(jīng)成為世界各國普遍關注的一個戰(zhàn)略問題，已經(jīng)成為國家綜合安全的重要組成部分。而數(shù)據(jù)恢復技術是支撐信息安全的重要支柱，現(xiàn)在并且在隨后的長時間內(nèi)將一直會處于高速發(fā)展的階段。國網(wǎng)公司在數(shù)據(jù)恢復工作方面承擔社會責任、規(guī)范管理、提高技術等所做的努力，對促進數(shù)據(jù)恢復行業(yè)管理水平的健康發(fā)展，對于數(shù)據(jù)恢復行業(yè)整體技術水平的促進，起到了相當大的作用。

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Application on Data Recovery Technology in State Grid Corporation

SHANG Fang，HAN Bing，GUO En?dong
（Heilongjiang Electric Power Research Institute，Heilongjiang Electric Power Research Institute，Haerbin，Heilongjiang 150030，China）

With the rapid development of computer science and technology，The era of big data has come.Computer data storage in people＇s work and life has brought a lot of convenience，but it also brings some adverse effects because of data corruption.This paper analyzes the statement of data storage，data lost and data recovery based on the principle of data storage structure techniques in state grid corporation.The latest development of data recovery is described and prospected.

Computer；Storage media；Data recovery；State grid corporation

TP309.3

A

1004－7913（2016）03－0059－04

尚 方（1986—），男，碩士，工程師，主要從事數(shù)據(jù)恢復與計算機應用等方面工作。

2016－01－13）