【技术实战】WD硬盘盘片划伤成“环形跑道”的数据恢复之热换板

——硬盘开盘第3期

编者按

       本期开始，“硬盘开盘”专题进入第3期，效率源工程师继续讲解“西数硬盘盘片划伤成‘环形跑道’的开盘数据恢复方法”。在1、2期中，已经介绍了案例盘（西数2TB硬盘）的“故障检测-开盘”和“数据恢复-换磁头”的方法，包括重要性与操作难点。本期，重点讲解开盘数据恢复的另一个重要的数据恢复操作——“热换板”，通过此方法修复硬盘，尝试恢复硬盘数据。

       盘片划伤是硬盘硬件故障经常遇到的情况，会导致盘片坏道。而硬盘自身的保护机制，会指令硬盘磁盘在遇到坏扇区时停止运转。因为操作系统启动后，会自动检查所有硬件设备，当发现硬盘后就会读取硬盘的所有分区信息。如果遇到坏扇区，就会循环读取损坏的扇区，导致整个系统陷入死循环中，从而造成系统崩溃。

        遇到这种情况，一定不要“野蛮操作”，应该换一种思路，把数据从故障盘拷贝到正常盘上进行恢复提取。但镜像的前提，是硬盘能够被正常启动。“热交换”是解决这一问题的一种有效方法，与硬盘微码相同的正常硬盘“译码表、段位、适配参数”的偷梁换柱，实现硬盘正常启动，这就为硬盘镜像提供了基础。

1、实战对象

       西数2TB硬盘，SATA接口，如图1所示。第一天晚上正常使用，断电，第二天连接电脑后，硬盘无法识别，并伴有不正常的敲打声。

【图1 西数硬盘（案例盘）】

2、硬盘准备（2块实体盘，3块概念盘）

         （1）恢复盘A：有故障、存储有需要提取的数据

         （2）配件盘D：更换固件（与A同版本）

         （3）配件盘D1：更换固件（与A同版本，改变了译码表、段位、适配参数的D盘）

          （4）组合盘AD：恢复盘A盘体与配件盘D电路板组成的新盘

3、故障原因

       经效率源工程师初期检测，硬盘磁头有损坏，盘片有严重伤痕（送来前，硬盘被反复通电，造成损伤），这就是硬盘不识别的原因。具体如图2所示，B为案例硬盘盘片实景照，A图是在B图基础上修正处理成正常盘的效果，以对比呈现盘片“环形跑道”的划伤程度。

【图2 硬盘盘片划伤严重 】

4、前期数据恢复

       经过开盘、换磁头操作，硬盘还是不能正常启动，工程师分析讨论，此现象可能与盘片划伤有关系，磁头因为遇到坏扇区停止运转。决定采用“热换板”的方式尝试，直接将恢复盘A的固件与正常盘热换，通过“偷梁换柱”的方式提取数据。详见第1期、第2期。

5、第1次热换板

       将配件盘D接入DRS数据恢复系统，识别硬盘参数后，通过“关电机”功能模块停掉D盘电机。如图3“黄色框”所示的按钮：

【图3 点击DRS“关电机”停掉D盘电机】

       在确保D盘电机停止后，将对象盘A的电路板取下，放在配件盘D的旁边。保持D在不掉电的情况下取下电路板螺丝，将盘体（除开电路板的部分）与对象盘A的盘体交换，组合成新的“组合盘AD”，固定“组合盘AD”电路板螺丝。图4是用其他硬盘内部结果制作的示意图，不是真实案例的硬盘，只为呈现“交换”效果。

【图4 热换板原理示意图（图片修改）】

       在DRS上点击“开电机”（如图5），此时，听声音可发现，“组合盘AD”的磁头和电机正常工作，“偷梁换柱”操作成功，读取出恢复盘A的缺陷列表（译码表、段位、适配参数）相关的固件模块。

【图5 点击DRS“开电机”启动组合盘AD】

        成功读取后，取下“组合盘AD”的电路板，将恢复盘A盘体更换为配件盘D的原盘体，之前读取到的固件模块写入配件盘D，得到改变了译码表、段位、适配参数的配件盘D1（此时改变的参数目的是和要恢复的A盘固件参数完全一致，需要再次热换后才能正常访问A盘数据）。

        P表，即P-list (perpetual永久缺陷表) 。现在的硬盘密度越来越高，硬盘厂家在生产盘片过程极其精密，但也极难做到100%的完美，硬盘盘面上或多或少存在一些缺陷。厂家在硬盘出厂前把所有的硬盘都进行低级格式化，在低级格式化过程中将自动找出所有defect track和defect sector，记录在P-list中。并且在对所有磁道和扇区的编号过程中，将skip（跳过）这些缺陷部分，让用户永远不能用到它们。这样，用户在分区、格式化、检查刚购买的新硬盘时，很难发现有问题。一般的硬盘都在P-list中记录有一定数量的defect, 少则数百，多则数以万计。如果是SCSI硬盘的话可以找到多种通用软件查看到P-list，因为各种牌子的SCSI硬盘使用兼容的SCSI指令集。而不同牌子不同型号的IDE、SATA硬盘，使用各自不同的指令集，想查看其P-list要用针对性的专业软件。

6、第2次热换板

        用与“第1次热交换”同样的方法，通过DRS“关电机”与“开电机”功能模块，将配件盘D1与恢复盘A的盘体交换，固定电路板螺丝，组合成“组合盘AD1”。再次点击“开电机”后，组合盘AD1正常启动，“热换板”成功。

7、查看扇区

        立即通过DRS数据恢复系统查看扇区，能看到“组合盘E”的前后扇区。此时，成功进入效率源DRS数据恢复提取页面，但还是不能正常读取分区信息，DRS提示，数据读取中遇到坏道，只有扫描才能读取。

8、镜像拷贝数据恢复

       将组合盘AD1、镜像盘B同时与DRS相连。点击“镜像”按钮，选择数据源“组合盘AD1”和目标位置“镜像盘B”，将“组合盘AD1”所有数据克隆到镜像盘B（正常硬盘），为数据扫描提供条件。如图6所示： 

【图6 DRS数据恢复系统可以完成高速镜像】

9、数据提取

       镜像完成后，对镜像盘B进行扫描，目录齐全，随即，通过DRS成功导出数据，经验证，这次数据恢复取证成功导出了8-9成数据，几乎没有损失。至此，西数2TB硬盘的镜像数据恢复工作完美收官。

        热换板是解决硬盘不识别问题的一种好方法，但在使用中，效率源工程师提醒，要注意几个要点：

       （1）热换板后硬盘不能断电，否则，电路板信息将复位，故障硬盘又将重读盘体固件信息，导致不能就绪；

       （2）热交换要操作两次，第1次利用DRS读取恢复盘A的重要模块，第2次是直接读取数据。

编后语：通过3期专题，“西数硬盘盘片划伤成‘环形跑道’的开盘数据恢复方法”系列圆满完成。本案例是电子取证、司法鉴定和数据恢复实战中经常会遇到的典型场景，相关硬盘出现“双重”故障：磁头损坏与盘片划伤，而这两种故障经常都是“结伴而行”，如果只是一般的数据恢复手段和环境，成功率会非常低。此次案例中，效率源工程师用到的重点技术包括3种：开盘、换磁头和热换板。其中，开盘和换磁头需要专业的无尘环境和优秀的操作者。而热换板，则需要像DRS数据恢复系统这类“专业工具”，利用“停电机”的技巧，欺骗故障硬盘完成固件质检，进入工作状态，成功提取数据。

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