一種磁盤讀取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁盤數(shù)據(jù)管理，特別涉及一種磁盤讀取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)與黑客技術(shù)的發(fā)展，針對計(jì)算機(jī)用戶敏感數(shù)據(jù)的攻擊事件頻繁發(fā)生，造成了難以估量的損失。除了可能被遠(yuǎn)程惡意用戶攻擊，計(jì)算機(jī)用戶存儲在磁盤中敏感數(shù)據(jù)也有被其他本地用戶窺探、竊取甚至破壞的危險(xiǎn)。為了保證敏感數(shù)據(jù)的安全，人們對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密來隱藏?cái)?shù)據(jù)本身所蘊(yùn)含的信息，然而隨著取證技術(shù)的發(fā)展，加密數(shù)據(jù)很容易被取證工具所發(fā)現(xiàn)，很難保證加密數(shù)據(jù)不被破解和修改。相比加密技術(shù)，信息隱藏技術(shù)把數(shù)據(jù)存儲在介質(zhì)的空閑區(qū)域內(nèi)，使得被隱藏?cái)?shù)據(jù)很難被發(fā)現(xiàn)，從而保證了數(shù)據(jù)的安全。現(xiàn)有技術(shù)中的隱藏方法，需要修改已有文件系統(tǒng)的某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，會改變宿主文件在磁盤中的位置，并產(chǎn)生一定數(shù)量的文件碎片，這顯然影響了原有的直接數(shù)據(jù)的存儲和讀取。
[0003]因此，針對相關(guān)技術(shù)中所存在的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提出了一種磁盤讀取方法，包括:
[0005]a)獲取原始隱藏?cái)?shù)據(jù)R，利用128位的MD5算法加密R生成R*，再利用LZ77壓縮算法對R*進(jìn)行無損壓縮生成新的隱藏?cái)?shù)據(jù)F，大小為Sf字節(jié)，F(xiàn)所占用的扇區(qū)數(shù)為N F，Nf =Sf/512;通過查找主引導(dǎo)記錄及擴(kuò)展引導(dǎo)記錄的分區(qū)表，定位到文件系統(tǒng)對應(yīng)的分區(qū)空閑區(qū)C，其大小為S。字節(jié)；
[0006]b)存在簇空閑區(qū)的宿主文件的空閑扇區(qū)數(shù)量分為3類，表示為A、B、C類，分別能夠隱藏512字節(jié)、1024字節(jié)、1536字節(jié)的數(shù)據(jù)，對于文件系統(tǒng)中大小為的文件R:
[0007]若Sk mod 2048 = O或SKmod 2048>1536，則該文件不屬于存在簇空閑區(qū)的宿主文件；
[0008]若0〈SK mod 2048 ( 512，則該文件屬于C類宿主文件；
[0009]若512〈SK mod 2048 ( 1024，則該文件屬于B類宿主文件；
[0010]若1024〈SK mod 2048 ( 1536，則該文件屬于A類宿主文件；
[0011]通過以上判定條件，獲得文件系統(tǒng)中的三類存在簇空閑區(qū)的宿主文件的數(shù)量分別為 NA、NB、Nc;
[0012]c)由A、B、C這三類文件共同隱藏上述加密之后的數(shù)據(jù)F，根據(jù)如下條件可確定所需的三類宿主文件數(shù)量Na、Nb、Nc:
[0013]O ^ Na^ N A, O ^ Nb^ N B, O ^ Nc^ N c
[0014]min (Na+2Nb+3N。)多 Nf
[0015]24+4min (Nc+Nb+Na) ^ Sc
[0016]d)在文件系統(tǒng)中，分別選取凡個(gè)A類文件、Nb個(gè)B類文件、N。個(gè)C類文件，利用文件目錄表得到三類文件的起始簇號，然后再利用文件分配表得到對應(yīng)的文件空閑簇的簇號，分別將選取的三類文件空閑簇的簇號按順序組成隊(duì)列S[nJ、S[nb]和S[n。]，其中0^na^Na,0^nb^Nb,0^nc^Nc；
[0017]e)建立數(shù)據(jù)F的文件空閑簇目錄表TF，該表中各項(xiàng)數(shù)據(jù)均采用16進(jìn)制，在最后一項(xiàng)存儲該表前[20+4(凡+\+凡)]字節(jié)的冗余校驗(yàn)值；
[0018]f)利用128位的MD5算法加密Tf生成T F*，再利用LZ77算法對Tf*進(jìn)行無損壓縮生成TF**，然后從已定位的分區(qū)空閑區(qū)C的首地址開始，寫入Tf** ;
[0019]g)緊挨著F的末尾添加m個(gè)OxFF位，其中m= 512Na+1024Nb+1536Ne-SF，生成新的數(shù)據(jù)F*，將F*從前往后依次劃分為N。個(gè)大小為1536字節(jié)數(shù)據(jù)塊、Nb個(gè)大小為1024字節(jié)數(shù)據(jù)塊和凡個(gè)大小為512字節(jié)數(shù)據(jù)塊；
[0020]h)分別按照S[na]、S[nb]和S[n。]的順序，將相應(yīng)大小的數(shù)據(jù)塊寫入到選定的三類文件空閑簇的簇文件空閑區(qū)中。
[0021]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]提出了一種磁盤讀取方法，利用相對于操作系統(tǒng)透明的磁盤空閑空間進(jìn)行數(shù)據(jù)隱藏，具有較高的安全性和時(shí)間效率，不受主機(jī)和宿主文件類型的影響。
【附圖說明】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁盤讀取方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下文與圖示本發(fā)明原理的附圖一起提供對本發(fā)明一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述。結(jié)合這樣的實(shí)施例描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于任何實(shí)施例。本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定，并且本發(fā)明涵蓋諸多替代、修改和等同物。在下文描述中闡述諸多具體細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹理解。出于示例的目的而提供這些細(xì)節(jié)，并且無這些具體細(xì)節(jié)中的一些或者所有細(xì)節(jié)也可以根據(jù)權(quán)利要求書實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明的一方面提供了一種磁盤讀取方法，在解析磁盤分區(qū)及簇文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，尋找相對于操作系統(tǒng)透明的磁盤空閑區(qū)，然后利用該空閑區(qū)來隱藏?cái)?shù)據(jù)。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁盤讀取方法流程圖。
[0026]磁盤中包含著大量的扇區(qū)，其中大部分被磁盤管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如磁盤分區(qū)表)、文件系統(tǒng)所使用。除此之外，在磁盤中仍存在一定數(shù)量的空閑扇區(qū)由于某些原因未被使用，將這些扇區(qū)所組成的空間為磁盤空閑區(qū)，并根據(jù)產(chǎn)生原因?qū)⒋疟P空閑區(qū)分為分區(qū)空閑區(qū)和簇文件空閑區(qū)。
[0027]本發(fā)明采用主引導(dǎo)記錄進(jìn)行磁盤分區(qū)。磁盤由主引導(dǎo)記錄、主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)組成。其中，主引導(dǎo)記錄位于磁盤的第一個(gè)扇區(qū)，存儲著啟動代碼和磁盤分區(qū)表，記錄著磁盤本身的相關(guān)信息。啟動代碼作用是檢查磁盤分區(qū)表是否正確，并且在B1S工作完成以后負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)的引導(dǎo)工作。磁盤分區(qū)表的作用是記錄主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)的起始扇區(qū)位置、分區(qū)大小等基本信息。
[0028]擴(kuò)展分區(qū)和主分區(qū)均由主引導(dǎo)記錄結(jié)構(gòu)管理。與主分區(qū)不同的是，擴(kuò)展分區(qū)在理論上可以劃分為無數(shù)個(gè)邏輯分區(qū)，每一個(gè)邏輯分區(qū)都有一個(gè)和主引導(dǎo)記錄類似的擴(kuò)展引導(dǎo)記錄，擴(kuò)展引導(dǎo)記錄中的分區(qū)表記錄了自身分區(qū)信息以及下一個(gè)邏輯分區(qū)的擴(kuò)展引導(dǎo)記錄的位置，而最后一個(gè)邏輯分區(qū)的分區(qū)表只記錄了自身分區(qū)信息，這樣就通過單向鏈表的形式組成了邏輯分區(qū)鏈。通過使用擴(kuò)展分區(qū)來替換某一個(gè)主分區(qū)，再將擴(kuò)展分區(qū)分成若干個(gè)邏輯分區(qū)，就能解決主引導(dǎo)記錄分區(qū)中分區(qū)數(shù)量擴(kuò)展的問題。
[0029]通過分析磁盤分區(qū)表，可以獲取包括分區(qū)大小、分區(qū)位置等分區(qū)信息，從而掌握磁盤的整體組織結(jié)構(gòu)。對于磁盤來說，分區(qū)是其組成部分，占據(jù)著大部分扇區(qū)，操作系統(tǒng)可直接通過文件系統(tǒng)訪問分區(qū)內(nèi)部扇區(qū)。除分區(qū)所占扇區(qū)外，磁盤內(nèi)部還存在著一定數(shù)量的可用扇區(qū)，這些扇區(qū)一部分被主引導(dǎo)記錄或擴(kuò)展引導(dǎo)記錄所占用，記錄著磁盤關(guān)鍵信息，不可輕易改動；另一部分則由于分區(qū)策略的特殊規(guī)定等原因而處于空閑狀態(tài)，將這些扇區(qū)稱為分區(qū)空閑扇區(qū)，將這些扇區(qū)組成的空間稱為分區(qū)空閑區(qū)。
[0030]在主引導(dǎo)記錄分區(qū)中，主引導(dǎo)記錄與擴(kuò)展引導(dǎo)記錄都只占用單獨(dú)一個(gè)磁道的某一個(gè)扇區(qū)，而該磁道的其他扇區(qū)通常處于空閑狀態(tài)，形成分區(qū)空閑區(qū)。通過查找主引導(dǎo)記錄或者擴(kuò)展引導(dǎo)記錄所形成的邏輯分區(qū)鏈表，就可以定位到相應(yīng)的分區(qū)空閑區(qū)。此外，在主引導(dǎo)記錄分區(qū)中，存在邏輯塊尋址與磁頭扇區(qū)尋址兩種方式，而在磁盤分區(qū)時(shí)遵循柱面對齊的規(guī)則，因此在兩種方式轉(zhuǎn)換過程中，在磁盤的末端產(chǎn)生分區(qū)空閑區(qū)，該空閑區(qū)的起始扇區(qū)通常位于最后一個(gè)分區(qū)之后的第一個(gè)扇區(qū)，終止地址就是磁盤的最后一個(gè)扇區(qū)，因此通過查找磁盤分區(qū)表就可以定位到該分區(qū)空閑區(qū)。
[0031]操作系統(tǒng)通過文件系統(tǒng)來組織和管理磁盤中的大量數(shù)據(jù)。本發(fā)明的文件系統(tǒng)由分區(qū)引導(dǎo)記錄區(qū)、文件分配表、文件目錄表和數(shù)據(jù)區(qū)構(gòu)成。每個(gè)邏輯分區(qū)都有一個(gè)分區(qū)引導(dǎo)記錄區(qū)，該區(qū)域負(fù)責(zé)系統(tǒng)引導(dǎo)、記錄分區(qū)信息及文件分配表信息。文件分配表是文件系統(tǒng)管理磁盤空間和文件的重要組成部分，它保存著數(shù)據(jù)區(qū)各簇的使用情況信息，管理著文件占用空間及空閑區(qū)。文件系統(tǒng)中的文件目錄表無固定位置，把文件目錄表當(dāng)做文件處理，在分區(qū)引導(dǎo)記錄區(qū)中指出文件目錄表起始簇地址。文件目錄表包含了每一個(gè)文件的目錄項(xiàng)，記錄了對應(yīng)文件的名字、屬性、建立或最后修改的時(shí)間以及文件在磁盤上存儲的起始位置等信息。數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲不同文件類型的數(shù)據(jù)，為了提高數(shù)據(jù)訪問效率，數(shù)據(jù)區(qū)被劃分為以簇為單位的邏輯結(jié)構(gòu)，每個(gè)簇都與文件分配表內(nèi)的一個(gè)簇項(xiàng)對應(yīng)。
[0032]文件系統(tǒng)通過簇鏈來管理文件。需要