YAFFS2文件恢复技术研究

论文摘要

随着NAND闪存智能移动终端的广泛应用,NAND(?)闪存上的数据恢复技术也日益彰显其重要性。与传统的磁存储器相比,NAND闪存一方面在硬件上具有耐擦写次数低且不支持原地擦写的“异地存储”等特定的物理特性；另一方面在软件上其文件系统往往采用按块擦写、磨损均衡和垃圾回收等特殊机制。这些软硬件上的特殊性使得传统的数据恢复技术在其上很难发挥原有的作用,因此NAND闪存的数据恢复也成为数字取证领域的一个研究热点和难点问题。目前在市场上占有很高份额的Android智能手机的内核存储器就采用NAND闪存加载YAFFS2文件系统的方式来存储并维护数据。本论文主要研究Android智能手机NAND(?)闪存的数据恢复技术。论文主要工作可分为以下两个方面。首先,论文研究了Android智能手机NAND闪存上的文件恢复技术。利用YAFFS2文件系统把与数据组织密切相关的标记信息存储在NAND|闪存的备份区域中并对整个存储空间进行特殊的顺序分配与垃圾回收的特性,借助YAFFS2系统元信息对整个芯片进行时间上的倒序遍历来依次恢复文件数据。在Linux平台下进行的模拟实验以及对Android智能手机内核存储镜像的解析实验表明了文件恢复方法的有效性。其次,在NAND|闪存文件恢复技术的基础上,提出了一个NAND|闪存文件轨迹的重构方法。根据YAFFS2中同一文件的不同对象头对应不同版本的原则,利用倒序遍历整个芯片搜索对象头的方法来重构不同的历史文件版本。Linux平台下的模拟实验表明本文提出的历史文件轨迹的恢复方法是行之有效的。综上所述,基于文件系统元信息的YAFFS2文件及其历史轨迹恢复方法是一条切实可行的途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容与方法
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 NAND闪存与YAFFS2简介
• 2.1 NAND闪存简介
• 2.1.1 NAND闪存的物理特性
• 2.1.2 NAND闪存的逻辑结构
• 2.1.3 NAND闪存的操作特性
• 2.2 YAFFS2文件系统研究
• 2.2.1 YAFFS2简介
• 2.2.2 YAFFS的存储机制
• 2.2.3 YAFFS的垃圾回收机制
• 2.2.4 YAFFS2主要数据结构
• 2.2.5 与文件恢复密切相关的YAFFS2文件系统元信息
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于YAFFS2系统元信息的文件恢复方法
• 3.1 前提及概念定义
• 3.2 文件恢复算法
• 3.2.1 预处理
• 3.2.2 定位文件
• 3.2.3 文件拼装
• 3.2.4 文件恢复数据流程
• 3.3 Android镜像文件系统重构算法
• 3.4 实验
• 3.4.1 实验准备
• 3.4.2 人工场景实验
• 3.4.3 PostMark仿真文件高度分片的场景
• 3.4.4 Android镜像文件系统重构实验
• 3.5 本章小结
• 第四章 YAFFS2文件历史演化轨迹重构技术
• 4.1 对象头未缺失情形下文件轨迹的重构算法
• 4.1.1 算法框架
• 4.1.2 预处理
• 4.1.3 定位文件并确定不同版本
• 4.2 对象头缺失情形下文件轨迹的重构算法
• 4.3 人工场景实验
• 4.3.1 基于对象头的单个文件历史轨迹重构实验
• 4.3.2 不依赖对象头的单个文件历史轨迹重构实验
• 4.4 PostMark模拟场景下的文件轨迹重构
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 详细摘要