[發明專利]基于動態數據區的硬盤數據保護與還原方法

無效

• 申請號: 201010116062.0
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN101819544A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 王靜
• 申請（專利權）人: 王靜
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14;G06F12/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉計算機數據保護方法，特別是一種基于動態數據區的硬盤數據保護與還原方法。

背景技術

隨著信息技術的發展，計算機應用普及到各行各業中，系統及數據的安全問題日益突出。操作失誤、人為破壞、計算機病毒等都會導致系統崩潰及數據丟失的現象。在這種情況下，出現了許多數據保護措施，硬盤保護卡(還原卡)作為一種有效的數據保護方法，得到了廣大PC用戶的歡迎。

硬盤保護卡在保護數據之前需要建立還原點，建立還原點的主要工作是記錄硬盤各分區中扇區的使用情況形成扇區狀態表。還原點建立之后，攔截計算機對硬盤的存取，將落在保護范圍內的寫操作重新定向到映射區，同時修改狀態表中相應的狀態并將這個映射關系記錄到映射表中，此后對被映射過的扇區的讀寫操作，根據映射表將其重定向到相應的映射區。數據保護的關鍵是通過映射操作，使得對保護數據的寫入被映射到映射區，對原數據起到了保護的作用。還原功能是通過適當的狀態表、映射表和扇區操作，使得硬盤數據從文件系統層次上看，恢復到建立還原點時的狀態。保護卡除了還原功能還有寫回功能，該功能將被映射到別處的數據真正寫回到它原來的位置。如果在計算機上只能建立一個還原點，稱為實現了單點還原，如果可以建立一個以上的還原點，則稱為實現了多點還原。

從上邊的描述可見，除了計算機本身的數據之外，保護卡的保護還原算法需要額外的空間用于保存扇區狀態表、映射表以及映射數據。將扇區狀態表和映射表稱為保護卡的管理數據，其存儲區域稱為保護卡的管理數據區。把管理數據和映射數據稱為保護卡數據，其存儲區域稱為保護卡數據區。目前的保護卡采用的方法是在硬盤的的末端劃分出一定的空間作為保護卡數據區。這個數據區的容量一般設為硬盤容量的5％-20％，大都采用分區隱藏或HPA(Host?Protected?Area)技術對它進行保護。把這種保護卡數據區稱為靜態的保護卡數據區。它具有以下缺點：

1)保護卡數據區的容量有限，當保護卡數據超出保護卡數據區容量時(稱這種情況為保護卡數據區溢出)，即使硬盤上還有大量的空閑空間，保護卡程序也不得不作藍屏或重啟動處理。靜態保護卡數據區的容量又不能設的太大，比如說在一個80G硬盤上，將保護卡數據區的容量設為硬盤容量的20％，用戶就會發現自己硬盤的實際可用空間只有64G。

2)保護卡數據區是靜態設定的，一旦設定后無法實現保護卡數據區容量的動態增長，當硬盤數據操作量大，硬盤扇區映射多時，容易出現數據區溢出的情況。

3)靜態保護卡數據區無法動態增長，缺乏足夠的空間用于容納更多的保護卡數據，因而只能設置一個還原點，無法實現多點還原。

4)由于保護卡數據區是靜態設定的，對于已經安裝好了操作系統的計算機，為了找到一塊足夠大的靜態區域，它通常需要對用戶的硬盤的最后一個分區進行重新設定，從而導致該分區上數據的丟失，對許多用戶而言，這是不可接受的。

發明內容

為克服現有保護卡保護還原算法的缺點，本發明給出了基于動態保護卡數據區的硬盤數據保護與還原方法以及在在動態保護卡數據區基礎上多點保護與還原方法。

動態保護卡管理數據區的創建：掃描整個硬盤，將硬盤以N(N取值為2的整數冪)扇區為單位分成數據快，通過分析文件系統，得到各數據快的占用情況，形成狀態表，此時狀態表中有三種初始狀態：(1)Free，空閑塊：硬盤上未被占用的空閑塊。(2)Occupied，占用塊：硬盤上已被占用但勿需保護的塊。(3)Protect，保護塊：硬盤上已被占用且需保護的塊。根據扇區塊數形成映射表，假設狀態表的大小為S_s，映射表的大小為S_m，從后向前掃描狀態表，找出連續空閑空間大于S_s+S_m的硬盤區域，這塊硬盤區域即為保護卡管理數據區，為保證管理數據區不被破壞，需要將狀態表中對落在該區域中的扇區塊的狀態標記為保護狀態Protect2。Protect2和Protect在保護時的處理是一樣的，差別在于還原操作時，Protect數據塊不允許數據寫回，而Protect2則允許數據寫回。此后，當保護卡軟件需要映射操作時，映射塊是從也是通過查找狀態表中的空閑塊，進而從硬盤空閑空間中動態分配來的。可見保護卡的狀態表、映射表以及映射區都是動態分配的，它勿需對硬盤分區重新設置，也勿需隱藏硬盤的容量。在運行過程中，只要硬盤還有空閑空間，就不會出現藍屏或重啟動。