Nicenie dat na magnetickych mediach

05.11.2008 14:36 | catcher

Tento text na root.cz http://www.root.cz/diskuse/3448/ ma inspiroval k napisaniu kratkeho clanku o niceni dat na magnetickych mediach (HDD). Inym mediam sa venovat nebudem, pretoze o nich neviem dostatocne vela technickych a konstrucnych detailov (resp. nepoznam detailne prirodne javy, na ktorych je ich funkcnost zalozena).

Ako funguje HDD

Pomerne jednoducho – HDD sa z funkcneho hladiska sklada z feromagnetickej platne a elektromagnetu. Feromagneticka platna (dalej len FP) je rozdelena na oblasti. Elektromagnet (dalej len EM) je konstrukcne vybaveny tak, aby sa mohol priblizit ku ktorejkolvek oblasti FP. Pod pojmom priblizenie myslime ukon, ked sa EM fyzicky priblizi k oblasti FP urcenej k noseniu prave spracovavanej informacie o velkosti jeden bit tak, aby elektromagneticke pole nim vyvolane zasiahlo adekvatnou silou prave danu oblast FP a zmagnetizovalo ju v urcenom smere (polarite). Tak sa zapise jeden bit na HDD. Elektromagneticke pole EM moze byt polarizovane dvoma roznymi smermi (v dvoch roznych polaritach), co reprezentuje bity 0 a 1. Zjednodusene – ked je jedna oblast FP zmagnetizovana tak, ze sever ukazuje nahor, tak je to 1, ak sever ukazuje nadol, je to 0 (toto plati len pri perpendikularnom magnetickom zazname) (v podstate je uplne jedno, co je 0 a co 1...).

Ak teda urobime

# dd if=/dev/zero of=/dev/hda

prepisu sa vsetky oblasti FP bitom nula. Tymto ukonom uplne vymazeme vsetky data, ktore sa na disku nachadzali. Autori stranky http://16systems.com/zero/ tvrdia, ze toto riesenie je ultimatne a ze takto zmazane data sa uz nijako nedaju zachranit. Svoje tvrdenie sa snazia potvrdit sutazou, ktora je podrobne popisana na predmetnej stranke (doporucujem prestudovat). Kedysi som bol presvedceny o tom, ze kvoli javu, ktory sa vola hysterezna slucka (wikipedia://bh-loop) je mozne aj po prepisani disku nulami zistit, co na nom bolo zapisane pred tym, ako bol cely prepisany nulami. Hysterezna slucka je totiz jav, ktory sprevadza magnetizovanie feromagnetickych materialov a ma co do cinenia so zostatkovym a permanentnym magnetizmom. Ak zacne na feromagneticky material posobit elektromagneticke pole, zacne ho priamo umerne svojej sile magnetizovat az do stavu tzv. Elektromagnetickej saturacie (myslim, ze davno sa to na skole volalo nasytenie...) - to je stav, ked uz magnetizmus materialu dosiahol svoj limit a akekolvek dalsie zvysovanie intenzity magnetickeho pola mu na magnetizme neprida. Ak zacneme magneticke pole znizovat, zistime, ze aj ked znizime jeho silu uplne na nulu, material stale zostane mierne zmagnetizovany (pod bodom saturacie, ale permanentne. Do povodneho stavu (nulove zmagnetizovanie materialu) sa uz dostaneme len tazko (teoreticky nikdy, prakticky velmi blizko k nule). Ak totiz polaritu elektromagnetickeho pola zmenime, feromagneticky material nam predvedie take iste spravanie, ale v protilahlom kvadrante henry/tesla charakteristiky. V minulosti som teda vychadzal z predpokladu, ze vdaka javu hysterezna slucka sa vzdy da zistit akasi historia poslednych zapisanych hodnot na disku. To ma teda privadzalo k tak ohavnemu plytvaniu zdrojmi ako napriklad

while true; do dd if=/dev/zero of=/dev/hdx; done

To som totiz este nevedel o technologii BIAS. BIAS je system, ktory vyvazuje neblahe dopady javu hysterezna slucka na zapis udajov na magneticke media. BIAS je znamy uz z analogovych strojov (napr. Aj z kvalitnych high-endovych magnetofonov v blizkej minulosti). System bias magnetizuje medium takym elektromagnetickym polom, ktoreho intenzita presne zodpoveda stavu media pred zapisom. To znamena, ze ak na mediu uz existuje nejaka magnetizacia, BIAS nastavy uroven zapisovacieho elektromagnetickeho pola tak, aby vysledny efekt na roznych castiach media bol vzdy rovnaky, bez ohladu na to, co bolo na danych castiach media nahrane predtym. V pripade HDD je BIAS plne automaticky proces prebiehajuci na velmi nizkej urovni. A teraz otazka za milion dolarov – je BIAS dostatocne citlivy a presny na to, aby zotrel dopady hystereznej slucky uplne? Ak pracuje na digitalnom principe, tak teoreticky urcite nie. Ak vsak nie, existuju tak citlive pristroje, ktore by dokazali tieto nepatrne rozdiely zmerat a posunut na dalsie spracovanie? To uz je otazka, ktoru my – obycajny smrtelnici nikdy nevyriesime.

Ako conclusion by sme teda mohli uviest, ze teoreticky je prepisanie celeho disku nulami low-levelovym SW ako dd dostatocne destrukcny vzhladom na data, ktore potrebujeme znicit. Z praktickeho hladiska to vsak zavisi od dalsich dvoch faktorov. 1. citlivost merania BIAS a presnost v ladeni jeho elektromagnetickeho pola (resp. pridavku k tomu primarnemu), 2. citlivost meracej technologie pripadnych datadiggerov (to je dost chulostiva zalezitost, nakolko niektory datadiggery mozu mat k dispozicii nevidane prostriedky, podla niektorych insiderov dokonca aj technologie, ktore niesu vseobecne zname ani vo vyssich kruhoch technologickej elity ludstva...)

V suvislosti s popisovanym problemom som vsak narazil na podobny problem z ineho odvetvia. Jeho riesenie sa mi velmi pozdava.

NASA narazila pri stavbe a prevadzke roznych sond, orbiterov a vesmirnych lodi na problem zbytkoveho magnetizmu roznych ich feromagnetickych casti (hold, nemoze byt vsetko z umelej hmoty...). Tento magnetizmus v nich zostal po vyrobnych procesoch (brusenie, rezanie, lestenie, priame zmagnetizovanie v magnetickom poli ako vedlajsi efekt, ...) a sposoboval v zasade 2 druhy problemov – 1. rusenie velmi citlivych vedeckych magnetometrov a pristrojov na meranie charakteristik plazmy a inych elektromagneticky nabitych castic. 2. feromagneticky diel s magnetickym nabojom sam o sebe sposobuje isty tocivy moment, ktory vo vesmirnych podmienkach moze vyznamne ovplyvnit trajektoriu letu. Riesenie z dielna NASA je pomerne jednoduche: Feromagneticke materialy sa demagnetizuju v striedavom elektromagnetickom poli. Tabulku ich pristrojov (aj s parametrami) si mozete precitat v dokumente http://www.klabs.org/DEI/References/design_guidelines/design_series/1220... . NASA pouziva pole o frekvencii 60Hz, co je asi odvodene od ich energetickeho systemu. Pravdepodobne by malo takmer rovnake ucinky aj pole o frekvencii 50Hz, co umoznuje jednoduchu vyrobu takehoto zariadenia v nasej energetickej sustave (50 Hz). Pri demagnetizacii sa dany predmet otaca okolo vsetkych troch svojich osi, zatial co intenzita demagnetizacneho pola sa znizuje az na nulu. Po ukonceni tohoto procesu by mal byt zbytkovy elektromagneticky naboj vo feromagnetickom materiali mensi ako 500 nT, co je dostatocne nizka uroven. Pri demagnetizacii tymto postupom plati, ze cim je predmet vacsi, tym mensia intenzita demagnetizacneho pola je potrebna. Ako ste si iste vsimli v tabulke, na predmety do 14 cm sa v NASA pouziva pole o intenzite 60 mT, pri predmetoch do 116 cm je to uz len 0,6 mT.

Takymto sposobom by sa mozno s vysokym uspechom mohli nicit data na HDD. Vypocet sili pola si vsak na triko neberiem, dokonca si myslim, ze inak ako empiricky sa tato intenzita zistit neda. HDD je o nieco zlozitejsi kus zeleza ako jednoducha suciastka z raketoplanu. Tiez si ani len neviem predstavit, ci mam pri vypoctoch uvazovat za demagnetizovany objekt cely disk, platnu, alebo len cast platne, na ktorej sa nachadza jeden bit. Vsetky tri moznosti mi hadzu neuveritelne vysledky a hlavne obrovske rozdiely. Kazdopadne si vsak myslim, ze pouzitim tejto techniky by sa HDD neposkodil a po zniceni dat by bol znovu pouzitelny a plne funkcny.

Tomas catcher Tudja, 5. Novembra 2008

    • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 05.11.2008 | 18:44
      Avatar blackhole_matej   Používateľ

      Zabudol si zmieniť, že pred zapísaním sa používajú ešte samoopravné kódy, resp. kódy kanála. Takže keď na celý disk "zapíšeš samé 0", tak na platni samotnej rozhodne samé nuly nebudú.
      Nedávno som o tejto problematike čítal dosť, akurát si neviem spomenúť kde, a jedno z odporúčaní bol program (žial teraz v rýchlosti neviem vysnoriť, ako sa volá), ktorý disk prepisuje viacerými patternami, nadizajnovanými tak, aby sa "trafili" na jedno z možných používaných kódovaní a maximalizovali tak efekt prepísania. Tiež tam bolo spomenuté, že na moderné disky je najspoľahlivejším patternom viacnásobné prepísanie náhodnými dátami.
      Keď to nájdem, určite postnem link.

      • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 09.12.2008 | 16:15
        Avatar blackhole   Návštevník

        U nas na firme, kedze sa nikomu nechcelo aplikovat zlozite naroky na nicenie dovernych dat, disky proste rozoberieme a hodime do smetiaka. Nikto nemoze nic :)

        • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 05.04.2009 | 09:40
          Avatar blackhole   Návštevník

          Dobry clanok....akurat som si simol ako uz mnohi podotkli ze najpraktickejsi sposob ako znicit data je zbijacka ci mensia prechadzka..... :) diki vzdelaval som sa aspon trocha...

          _________________________________________________________________________________
          open eyes and see world of internet...

          • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 01.07.2011 | 11:12
            Avatar blackhole   Návštevník

            .... urcite najefektivnejsi pokial neporebujes disk este pouzivat . Naposledy ked som v robote wipe-oval hdd tak 5 kg kladivom mi trvalo 40 hdd asi 20 minut....
            - pricom klasicke wipe na jeden hdd ti trva cca 1,5 dna.

    • 0 vs 1 05.11.2008 | 21:30
      Avatar blackhole_srnec   Používateľ

      Zalezi od konstrukcie ale nie vzdy znamena 0 nezmagnetizovane a 1 zmagnetizovane. Hystereza sa prejavuje vzdy a to co pouziva nasa (60Hz) plati pre konstrukcne prvky z ocele (a podobne) makroskopickych rozmerov. Pokial ides na mensie "kusy" tak potrebna frekvencia je urcite o par radov (podla najnovsieho odporucania JULS "poriadkov") vyzsia. Ak by si mal k dispozici HW co by dokazal zistovat stav jednotlivych atomov alebo molekul v roznej hlbke dokazal by si "citat" data ktore boli na tom konkretnom mieste ulozene aj niekolko prepisov dozadu. Bias (predmagnetizacia) sice "cisti" ale nic nieje 100%

      +++
    • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 06.11.2008 | 09:06
      Avatar blackhole   Návštevník

      Moj posledny disk, ktory som potreboval neutralizovat som zobral na prechadzku vonku, a hadzal som ho o chodnik :-). Tym som sa dostal dnu aj bez potrebnych nastrojov, a potom trochu posteklil platne kombinackami. Je sanca ze z toho niekto nieco este precita? :-)

      • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 06.11.2008 | 11:09
        Avatar blackhole_srnec   Používateľ

        Samozrejme data sa daju obnovit, ale je to dost nakladne. V praxi sa pouzivaju lacnejsie riesenia. Obzvlast oblubeny je Glock 19, pripadne riesenia postavene na .45 :-)

        +++
    • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 07.11.2008 | 12:14
      Avatar pa3k   Používateľ

      Myslím, že pre bežné použitie - (nie na dáta s vysokým stupňom utajenia) bohate stačí niekoľkonásobný (napríklad 20x) prepis náhodnými dátami. Pri vysokom stupni utajenia by asi bolo rozumnejšie využiť nejakú externú firmu, ktorá robí bezpečnú likvidáciu dát profesionálne - v magnetických peciach - podľa noriem (asi DoD 5220.22-M). V EU sa pár takých labákov nájde. No a ak ide o staré vyradené železo postačí lis, pec, autogén, zváračka, buldozér, zbíjačka alebo ich kombinácia podľa možností a chuti :-)

      http://imgs.xkcd.com/comics/exploits_of_a_mom.png
    • Re: Nicenie dat na magnetickych mediach 12.11.2008 | 22:06
      Avatar blackhole   Návštevník

      a mozem sa spytat..je mozne nejakym softwarom obnovit data po vymazani particii?ak ano viete mi nieco poradit?...:D...dakujem....

      • obnova particii (was Re: Nicenie dat na magnetickych mediach) 12.11.2008 | 22:17
        Avatar blackhole_matej   Používateľ

        fdisk
        teda musis sa dobre trafit a vytvorit ich presne take velke / na takom mieste, ako boli predtym

        na zistenie, kde sa nachadzaju zaciatky logickych diskov som s uspechom v minulosti pouzil Stellar Phoenix recovery soft

        no a ked ani to sa nepodari tak potom na jednotlive subory napriklad PhotoRec

        • Re: obnova particii 18.11.2008 | 17:59
          Avatar catcher   Používateľ

          Este si dovolim dopoznamenat, ze byva vyhodne particie len vytvorit a zapisat ich do partition table a nie ich nasledne aj sformatovat, ako smo urobil ja pred par rokmi :> Treba si dat pozor na novsie ekvivalenty fdisku (gparted, ...), ktore ti niekedy automaticku ponuknu/zaskrtnu moznost nove oddiely formatovat.