圖：機(jī)械硬盤結(jié)構(gòu)示意
以前，我們覺得重要數(shù)據(jù)被泄露、個(gè)人隱私被竊取、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備被入侵等安全事件很可怕，可最近一系列的“大新聞”卻讓人恍然意識(shí)到——原來更可怕的事情是關(guān)鍵時(shí)刻需要數(shù)據(jù)，卻發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)沒了……
未聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備一般都會(huì)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在硬盤中，基于小時(shí)候?qū)W電腦時(shí)老師諄諄教誨的“電腦不能強(qiáng)制關(guān)機(jī)”，很多朋友認(rèn)為強(qiáng)制斷電會(huì)導(dǎo)致硬盤數(shù)據(jù)的丟失或是整個(gè)硬盤的損壞。
那么，強(qiáng)制斷電真的會(huì)導(dǎo)致硬盤數(shù)據(jù)丟失么？讓我們從機(jī)械硬盤的原理說起（固態(tài)硬盤由于價(jià)格較高一般很少當(dāng)作倉儲(chǔ)盤使用，所以只講機(jī)械硬盤）。
1973年，IBM研制成功了一種新型的硬盤IBM334，這種硬盤擁有幾個(gè)同軸的金屬盤片，盤片上涂著磁性材料。它們和可以移動(dòng)的磁頭共同密封在一個(gè)盒子里面，磁頭能從旋轉(zhuǎn)的盤片上讀出磁信號(hào)的變化——這就是我們今天使用的硬盤的祖先，IBM把它叫做溫徹斯特硬盤。
目前市面上除了SSD，也就是我們俗稱的固態(tài)硬盤之外，大多數(shù)的存儲(chǔ)設(shè)備均為溫徹斯特機(jī)械硬盤結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)的硬盤故障大體可以分為兩類：
-
一類是可以通過軟件或者指令來進(jìn)行修復(fù)的，我們稱之為硬盤固件級(jí)故障
-
一類則是由于硬盤的物理構(gòu)件發(fā)生物理損壞所造成的故障，我們稱為硬盤物理級(jí)故障
對(duì)于后面這類物理級(jí)的硬盤故障，在實(shí)際數(shù)據(jù)恢復(fù)案例中最常見到的就是由于硬盤磁頭與硬盤盤片在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生碰撞而造成的磁頭損壞以及盤片的大面積劃傷。這種故障的硬盤通常表現(xiàn)為硬盤不能正常識(shí)別，長時(shí)間不能進(jìn)入就緒狀態(tài)，同時(shí)一個(gè)典型癥狀為硬盤通電后即發(fā)出磁頭往返運(yùn)作的敲擊聲，甚至還帶有磁頭與盤片碰撞摩擦的刮擦聲。
如果讀寫磁頭在硬盤運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與盤片表明發(fā)生直接的接觸，那么尖銳的磁頭將會(huì)劃穿包含絕緣層與噴鍍碳層在內(nèi)的保護(hù)層，造成一個(gè)圓形的劃傷地帶的同時(shí)也會(huì)損毀磁頭本身。這就是我們所謂的硬盤物理劃傷或者物理磁頭損壞。
磁頭損壞的元兇可以是落在盤片上的一顆極小的塵埃顆粒。因?yàn)榇疟P運(yùn)行時(shí)磁頭在盤片上的懸浮高度是極其微小的（10納米），加上盤片高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)量，一旦磁頭受到外力的碰撞就極有可能會(huì)破壞懸浮飛行的平衡，從而撞擊到盤片表面。而讀寫磁頭是由較為堅(jiān)硬的材料制造的，可以在接觸時(shí)輕易的造成對(duì)保護(hù)層的穿透性劃傷。上述的磁頭與盤片之間的碰撞會(huì)損壞盤片儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的磁性物質(zhì)層。一旦磁頭在盤片上拽行，那么就會(huì)造成數(shù)據(jù)的永久性丟失。除此之外磁頭最終會(huì)因?yàn)槟Σ吝^熱或者撞擊變形造成硬盤無法正常工作。并且損壞的磁頭和盤片劃傷后產(chǎn)生的細(xì)小顆粒會(huì)在磁盤繼續(xù)通電運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下對(duì)盤片原本完好的區(qū)域造成更多的劃傷。
斷電造成的損害一般也屬于這個(gè)類型，如果斷電時(shí)磁頭還未來得及移動(dòng)到安全區(qū)域，就會(huì)對(duì)盤片造成損害，繼而造成數(shù)據(jù)丟失。
但為什么大家平時(shí)很少遇到強(qiáng)關(guān)電腦之后數(shù)據(jù)丟失硬盤損壞的情況呢？因?yàn)闄C(jī)械硬盤廠商經(jīng)過幾十年的探索，已經(jīng)有了一套相對(duì)比較成熟的斷電保護(hù)方案。
簡單來說，就是在硬盤里安裝了一塊極小的“電池”，在外部電源斷電的瞬間，機(jī)械硬盤會(huì)利用這塊電池的電量優(yōu)先將磁頭挪動(dòng)到安全區(qū)域，避免劃傷碟片。這樣首先保證了突然斷電不會(huì)損壞丟失大量數(shù)據(jù)，只會(huì)丟失斷電是尚未來得及寫入的少部分?jǐn)?shù)據(jù)。
另外，據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露：國內(nèi)的監(jiān)控錄像機(jī)幾乎都是嵌入式硬盤錄像機(jī)，?？低暫痛笕A是主要品牌，存儲(chǔ)時(shí)間要求長的一般會(huì)配備8塊1-2TB機(jī)械硬盤，這些硬盤專為監(jiān)控設(shè)計(jì)，保證7X24小時(shí)高強(qiáng)度運(yùn)行，且都設(shè)計(jì)有掉電保存功能，穩(wěn)定性、可靠性更高于普通PC用的機(jī)械硬盤?？梢哉f，嵌入式系統(tǒng)和監(jiān)控級(jí)別硬盤的結(jié)合，很難因?yàn)槿藶閿嚯姸鴵p壞，除非遭雷擊，否則多塊硬盤同時(shí)壞的可能性相當(dāng)小。
不過既然通告里說因?yàn)槎啻螖嚯妼?dǎo)致?lián)p壞，那就真的壞了吧......誰讓人用的攝像機(jī)質(zhì)量不行呢？反正關(guān)鍵時(shí)刻監(jiān)控硬盤數(shù)據(jù)損壞的事件也不是一次兩次了：
-
2016 年：吸毒男子收治中心身亡 調(diào)查組稱監(jiān)控?fù)p壞引家屬質(zhì)疑
-
2015 年：黑龍江獄方回應(yīng)在押犯騙女性發(fā)生關(guān)系，監(jiān)控丟了
-
2014 年：江西男子帶傷“病死”于監(jiān)獄，獄方稱監(jiān)控錄像無法完全恢復(fù)
-
2009 年：九江猝死看守所男子家屬要求看監(jiān)控錄像，看守所稱因電腦硬盤故障，部分錄像無法查看
那硬盤損壞了就意味著無法讀取數(shù)據(jù)嗎？也不一定。
第一時(shí)間首先要做的是停止繼續(xù)讀寫硬盤避免加重硬盤的傷情。然后，就需要專業(yè)的數(shù)據(jù)恢復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行“開盤修理”——即把密封的硬盤打開進(jìn)行針對(duì)性的修理。
-
第一步，在無塵工作環(huán)境蒼下打開硬盤，更換損壞的磁頭或者硬盤內(nèi)的其它部件。
-
第二步，將新更換的部件與原有部件重新組合成硬盤，并調(diào)試對(duì)應(yīng)的固件。
-
第三步，磁場克隆，將受損硬盤中的信息完整的復(fù)制到一個(gè)沒有受損的新硬盤中，這一部分是整個(gè)數(shù)據(jù)恢復(fù)中耗時(shí)最長的。根據(jù)碟片的受損程度不同，需要幾小時(shí)到一個(gè)月不等。
-
第四步，在克隆完成的硬盤中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新梳理，提取搶救數(shù)據(jù)。
這讓人不禁感慨——世界之大，為什么硬盤能修好的只有陳老師？
當(dāng)然，在憤怒之余我們還得思考如何防止類似事件的發(fā)生，用智能聯(lián)網(wǎng)攝像機(jī)替代傳統(tǒng)攝像機(jī)或許是一個(gè)可行的選擇。智能攝像機(jī)能對(duì)幼兒園中發(fā)生的一切進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和錄像，家長們可以即時(shí)通過手機(jī)實(shí)時(shí)查看孩子的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和處理，數(shù)據(jù)上云也避免了硬盤損壞造成的數(shù)據(jù)丟失。
另外，由于家長不可能始終盯著監(jiān)控、幼兒園方面的監(jiān)控人員不可信，也有人提議利用AI技術(shù)讓監(jiān)控系統(tǒng)自己去判斷是否發(fā)生了虐童行為、孩子是否在規(guī)定時(shí)間里停留在監(jiān)控范圍之內(nèi)。很多科技公司都在進(jìn)行類似的探索和嘗試......
雖然技術(shù)不是萬能的，但至少希望技術(shù)能作為助力，讓監(jiān)管在陽光下運(yùn)行！
