U盤文件智能備份系統分析

胡珂珂，閔 怡，梁 艷

（阜陽師范學院，安徽 阜陽 236037）

2018年1月，中國互聯網絡信息中心發布的第41次《中國互聯網絡發展統計報告》指出，互聯網發展又快又穩，網絡基礎設施建設步伐較快，網絡空間安全技術不斷增強，信息經濟蓬勃發展，互聯網的生態系統發展態勢良好。在享受互聯網發展帶來便利的同時，互聯網安全同樣面臨越來越多的挑戰，各類網絡攻擊和信息泄露事件頻繁出現。2017年5月，一種名為“WannaCry”的電腦軟件勒索病毒肆虐全球，共計150多個國家遭受攻擊，對金融、能源以及醫療行業造成嚴重的影響，中國部分Windows系統受到感染，其中，校園網受害嚴重，大量重要數據和畢業論文被加密，無法正常使用。這次事件再次敲響了信息安全的警鐘，各個機構和個人都更加重視信息安全和數據備份的問題。在所有保障網絡空間安全的措施中，數據備份的工程量最大，使用的技術也最多[1]，數據備份作為信息安全的一個重要內容，它的重要性卻往往被人們所忽視。在數據傳輸、數據存儲和數據交換的過程中可能會產生數據故障，此時，如若沒有采取數據備份和數據恢復的措施，就會導致數據的丟失[2]。U盤具有方便快捷的特點，在日常生活中使用頻率較高，但與此同時存在U盤損壞或者丟失的風險。針對以上問題，本文設計了一種U盤文件智能備份系統，能夠對U盤中的文件進行備份，本方案界面簡單，使用方便快捷，同時能有效地保護用戶的重要資料。

1 備份需求和備份方案

1.1 備份需求

摩爾定律揭示了信息技術的進步速度，在過去的半個世紀，計算機的性能每隔18～24個月就翻一倍。隨著計算機硬件制造水平的上升，移動儲存設備的可存儲空間在不斷擴大，同樣的價格可以購買的移動存儲設備的容量越來越大。常見的移動存儲設備有移動硬盤、U盤、SD卡以及MS卡等，這些存儲設備都可以存放數據，區別在于存儲方式和讀寫功能，其中使用最多的設備就是U盤。U盤，全稱USB閃存盤，它是一種使用USB接口的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品，通過USB接口與電腦連接，實現即插即用。U盤一般體積較小，方便攜帶，同時還具備價格便宜、性能可靠的特點。但是這些移動存儲設備在有利的同時也存在丟失、被盜的風險，另外，由于本身技術存在的問題，這些移動存儲設備還存在數據損失和毀壞的風險，如若沒有對其中的數據進行備份，那么這些數據就可能會完全丟失。對重要數據和文件進行備份是解決這個問題的可行方案之一。市場上關于備份文件的軟件有很多，備份方法也越來越復雜，但是大多數備份軟件都是為移動終端設備提供服務，如QQ同步助手能夠對手機通信錄、短信、通話記錄等提供全面備份，常用的還有安智備份、備份和恢復、軟件備份等。對于U盤用戶，主要有兩個方面的備份需求：（1）實時地對用戶U盤里的所有文件進行備份，不需要用戶手動拷貝。（2）備份速度要能夠和文件復制的速度一致。

1.2 備份方案

近年來，云計算技術成為國內外研究的熱點，高性能的云存儲是現實云計算服務的基本條件[3]。互聯網上有很多為個人和企業提供云存儲以及共享服務的產品，如百度網盤、360安全云盤等，這些產品將用戶的數據存儲到云端服務器上，不管何時何地，用戶只要通過網絡連接到云存儲服務系統，就能夠使用已經上傳的文件，云存儲能夠實現跨平臺同步和共享，支持PC電腦、智能手機、平板電腦等移動終端設備，云存儲的訪問控制以及數據安全問題是目前的研究熱點[4]。從用戶需求出發，考慮到備份的實時性，本文設計的U盤文件智能備份系統，先對U盤中的文件進行備份，將U盤中的所有文件都備份到電腦中，包括照片、音樂、視頻、文檔、程序代碼等；然后通過云儲存服務再將這些文件上傳到云端（見圖1）。通過這種方式，可以實時地實現用戶文件的備份、同步和共享。本系統在U盤數據和云存儲服務器之間起到了聯結和轉發的功能。

圖1 U盤文件備份過程

2 U盤文件智能備份系統的特點

本系統能夠將U盤中的所有文件自動備份到電腦并且配合其他云存儲系統上傳到云端，從而對用戶的重要資料進行雙重備份，達到雙重保護的效果。系統的具體特色如下。

（1）支持多種文件格式：只要U盤插入電腦，該系統就開啟線程檢查，如果系統檢測到U盤中有文件，包括照片、音樂、視頻、文檔、程序代碼等，就會自動對這些文件進行備份。備份過程中，該U盤可以正常使用，不影響U盤的基本功能。

（2）不對文件重復備份：U盤再次連接電腦時，會對U盤中的文件和已經備份的文件夾里的文件做文件名稱的匹配，只對其中的新增文件進行備份。

（3）能夠自由選擇是否備份：用戶可自行選擇是否進行備份，這樣設定就只對用戶自己的U盤進行自動備份，而不對其他人的U盤進行備份，不會出現信息的交錯雜亂。

（4）可以與其他云存儲系統結合：本系統能夠與百度網盤或者其他云存儲系統的文件夾自動備份功能相結合，當電腦接入網絡的時候，自動備份到云端，從而實現雙重備份。

（5）文件備份速度快：通過對不同大小的文件進行測試，文件備份的速度和電腦復制文件的速度一致。

3 系統運行測試

3.1 測試環境

處理器：Intel(R) Core(TM)i3-4005U CPU

內存：8 GB

硬盤：465 GB

操作系統：Windows7 Java環境：jdk1.8.0

3.2 運行步驟

（1）電腦啟動程序后，本系統就開始運行，對盤符線程進行檢查，當有U盤連接到電腦時，首先會彈出隱藏窗口界面（見圖2），其本質是讓用戶自行選擇是否后臺監聽，點擊隱藏窗口按鈕則系統后臺運行，如果關閉窗口則不運行程序即不備份，U盤正常使用即可。

圖2 隱藏窗口界面

（2）點擊隱藏窗口后，窗口隱藏（見圖3），系統后臺執行備份程序，此時，U盤正常使用。經過多次測試，備份速度和復制文件速度一致，并且系統可備份各類文件如文件夾，文檔，PPT，鏡像文件，壓縮包等。

（3）當U盤再次連接電腦時，首先檢查U盤中的文件是否等同于已備份過的文件，對文件名稱做匹配后，只對新增文件進行備份，已經存在的文件不重復備份，這樣能夠節約備份時間。

（4）系統默認保存路徑為D盤內的USB文件夾，如果要實現將該文件夾內容備份到云端的需求，則需在電腦上下載百度網盤、360安全云盤等云存儲服務提供商，并且指定該文件夾自動備份到云端。這樣，只要電腦連上網絡，即可自動備份該文件夾。

圖3 后臺程序隱藏界面

4 結語

通過對系統的全面測試，所有測試模塊均已通過，能夠對U盤文件進行智能備份，但是系統仍存在兩個需要改善的地方，一方面，系統默認保存路徑為D盤內的USB文件夾，可以增加界面供用戶選擇文件保存的具體路徑；另一方面，系統每次對于U盤中新增文件是在重插U盤之后對于U盤內新增文件進行備份，目前不能達到即增即備的功能。為了保護數據的安全，在備份的基礎上，可以結合用戶需求對不同文件進行加密和訪問控制，以期構建不同層次的文件備份和防護系統。

[參考文獻]

[1]楊義先，鈕心忻.安全簡史[M].北京：電子工業出版社，2017．

[2]孫一丹.移動終端數據備份的研究與實現[D].北京：北京郵電大學，2017.

[3]王德政，申山宏，周寧寧.云計算環境下的數據存儲[J].計算機技術與發展，2011（4）：81-84.

[4]張玉清，王曉菲，劉雪峰，等.云計算環境安全綜述[J].軟件學報，2016（6）：1328-1348.