背景

大学打取证比赛学的技能,属于炒冷饭了。这里就是记录下。

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什么是WINHEX

WINHEX 是一款用于查看和编辑底层十六进制数据的软件,我们可以利用这个软件修改文件格式数据,从而达到数据恢复的效果。
当然,WINHEX也不仅仅用于数据恢复,也可以用于磁盘恢复,RAID重组,镜像转换,CTF 隐写杂项等等。

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下载网址: https://www.x-ways.net/winhex/index-m.html

WINHEX 支持中文,在设置栏中进行修改:

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WINHEX 基本界面如下,我们数据恢复用到的功能很少因此只介绍一部分。

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在安装和了解WINHEX的基本结构后,我们就可以愉快的进行数(删)据(盘)恢(跑)复(路)了。

winhex自动数据恢复

如同字面意思一样,自动恢复就是利用HINHEX 自动在存储数据的扇区中搜索文件类型(根据文件头进行判断),并自动进行查找数据进行恢复。自动回复不需要我们掌握技术原理,操作方式如下:

首先打开你错删文件存储的磁盘,我这里删除的是C盘的文件,因此需要打开的C盘:

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然后选择工具 -> 磁盘工具 -> 按文件类型进行恢复
这里要注意恢复的文件最好是在一个新的磁盘中,以免造成文件覆盖。

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选中我们要恢复的数据类型(可以多选),选中输出目录,点击确定:

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恢复速度和磁盘大小有关,耐心等待数据恢复就好:

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虽然恢复出来了,但是问题还是有很多的: 按照文件类型恢复的数据量多而复杂(因为是无差别寻找),在其中查找我们想要的数据也要花费不少时间;按照文件类型恢复的数据名会丢失(因为在文件系统中,数据内容和数据名不是存放在一个地方)。
因此,如果我们想完整的恢复特定的文件,还是需要进行手动操作恢复的。而在进行手动恢复之前,我们需要了解以下基础知识。

什么是文件系统

就像电脑对应的操作系统一样,我们日常使用的移动介质中,也存在相应的文件系统,每种文件系统有自己的存储方式(大同小异),而比较常见的文件系统如下:

  1. FAT32/64 常见于U盘,内存卡等文件系统
  2. NTFS WIN的文件系统
  3. APFS MAC的文件系统

由于文章篇幅原因,这里我们只讲解最常见的HTFS文件系统,也就是使用WINHEX基于WINDOWS的数据恢复。既然我们知道数据是存储在NTFS系统中,那么我们就要了解下NTFS文件系统的存储规则。

NTFS 文件存储规则

在使用WINHEX查看NTFS文件系统的时候,我们能看见一些以$开头的文件,这些文件就是NTFS操作系统的元文件,元文件用于管理存储介质中的内容:

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在NTFS文件系统的结构如下:

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其中每个元文件的功能如下:

  1. $MFT 又叫主文件表,用于存储数据名和文件区间的索引(简单理解就是这里存放着文件名信息在内的文件属性信息,是我们数据恢复重点关注的对象)。
  2. $MFTMIRR 就是$MFT的备份文件(但是只备份一部分)
  3. $BOOT 引导文件,记录了用于引导的数据
  4. $DBR 备份文件 ,其中$DBR 源文件在0号扇区

$MFT 元文件结构

上文我们知道文件属性存储在$MFT,那么接下来我们需要了解部分数据属性具体在$MFT 中的存储状况:

$MFT结构 用途
10属性 文件标准信息(创建/修改时间等等)
30属性 存储文件名属性(主要是文件名)
80属性 存储文件数据内容信息(数据过大会存储地址)

在WINHEX中表现如下:

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其中文件名是存储在30属性中的,而文件内容是存储在80属性中,然而80属性的容量一般无法存储文件所有的数据,因此,这里涉及到了一个“簇流运行”的概念。

什么是簇流运行

“簇流”是指存放数据的一块区域,而“簇流运行”就是指记录“簇流”文件具体在那个位置的数据(这里涉及了80属性的一个“常驻属性”和“非常驻属性”的概念)。
简单说,“簇流运行”就是指文件存储位置的一段字节。而“簇流运行”中存储数据有自己的一套规则。举个例子,某“簇流运行”结构如下:

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删除文件后NTFS的变化

在我们彻底删除一个文件后,在NTFS中到底是有什么变化呢?

在彻底删除一个文件后,只是在$MFT 中的10属性发生变化了,表示这个文件可以被写入数据(这也是为什么我们不建议对要数据恢复的磁盘进行写入操作的原因,害怕会覆盖掉我们要进行数据恢复的文件)。但是数据和数据属性仍然存在。也就是数据恢复的基础。

了解NTFS文件的存储规律后,接下来数据恢复的思路就很明显了:我们使用WINHEX定位到MFT或者MFTMIRR文件,再从MFT/MFTMIRR文件中找到要恢复的文件属性和数据存储扇区,导出扇区中的数据进行数据恢复了。

可能听起来有点懵逼,所以我们接下来手动尝试一遍。

使用winhex手工数据恢复

首先,shift+delect彻底删除一张图片作为数据恢复的对象

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使用winhex 打开被删除文件的磁盘,定位到$MFT 项目,使用winhex搜索文件名:WechatIMG648.jpeg 转换为十六进制:

点击任务栏中的查找十六进制数值,搜索十六进制的文件名,选择向下搜索,点击确定。

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找到文件80属性,找到簇流运行的文件

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5DECCA(这里读取扇区是需要倒着顺序的)转换成十进制为6155466,使用winhex跳转

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这里我们看到JFIF文件头就能判断是文件开头了,而文件大小是09,转换成十进制也是09,这里我们首先右键,选择标记为文件起始块:

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跳转到文件结尾(6155466+9),扇区,右键选择结尾。右键选择编辑,置入新文件,保存。

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接下来就能看见我们数据恢复出来的文件了~

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