Wie funktioniert Data Carving?

Dieser Beitrag setzt die Artikelserie über die internen Mechanismen heutiger Datenwiederherstellungstools fort.

Data Carving ist ein Prozess, bei dem gelöschte oder beschädigte Dateien von einem Datenträger wiederhergestellt werden können. Es basiert auf der Tatsache, dass gelöschte Dateien oft nicht vollständig von einem Datenträger entfernt werden und daher noch Spuren auf dem Datenträger hinterlassen. Data Carving-Software durchsucht den Datenträger nach diesen Spuren und versucht, die gelöschten Dateien wiederherzustellen, indem sie die verbleibenden Fragmente der Datei identifiziert und zusammenfügt.

Die Software kann auch Dateien wiederherstellen, die durch Beschädigung des Datenträgers unzugänglich geworden sind. Data Carving ist besonders nützlich bei der Wiederherstellung von Dateien, die durch versehentliches Löschen oder Formatieren des Datenträgers verloren gegangen sind. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle gelöschten Dateien wiederhergestellt werden können und dass die Qualität der wiederhergestellten Dateien variieren kann.

In „Wie Datenwiederherstellung funktioniert“ haben wir uns angesehen, wie Dateiwiederherstellungstools gelöschte Dateien mithilfe des Dateisystems wiederherstellen können. Aber was ist, wenn die Datei vor langer Zeit gelöscht wurde und ihr Dateisystemeintrag nicht mehr existiert? Oder was ist, wenn die Festplatte formatiert oder neu partitioniert wurde und das Dateisystem leer oder fehlt? Schließlich, was ist, wenn das Dateisystem von einem anderen Dateisystem überschrieben wurde (wie das von Linux oder Ubuntu, wenn Sie mit einem alternativen Betriebssystem experimentiert haben)? In diesem Fall werden herkömmliche Dateiwiederherstellungstools nichts wiederherstellen können.

Um in solchen Situationen Informationen wiederherzustellen, haben Hersteller von Datenwiederherstellungstools eine Reihe von sogenannten „Carving“-Algorithmen erfunden, die auf der Signatursuche basieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dateiwiederherstellungsmethoden, die auf dem Dateisystem beruhen, funktioniert das Daten-Carving durch das Lesen der gesamten Oberfläche der Festplatte (oder das Scannen des gesamten Inhalts von Flash-basierten Medien). Während das Laufwerk gescannt wird, suchen Daten-Carving-Algorithmen nach charakteristischen Signaturen (daher der Name „Signatursuche“), die bekannte Dateiformate identifizieren. Dies ist sehr ähnlich zu dem, wie Antiviren-Tools arbeiten, indem sie Dateien scannen und nach Mustern von Code suchen, um Viren zu identifizieren.

Zum Beispiel beginnen ZIP-Dateien normalerweise mit „PK“, gefolgt von Binärdaten in einem vordefinierten Format. Durch die Analyse dieser Binärdaten kann ein Carving-Algorithmus feststellen, ob dieses „PK“ den Beginn einer ZIP-Datei kennzeichnet (wenn alle Zahlen übereinstimmen), oder ob es nur ein „PK“ ist, das in einem Dokument wie diesem eingegeben wurde.

Wenn die Signatur bestätigt wird, dass sie zur tatsächlichen Datei gehört, beginnt der Algorithmus mit der Analyse des Datei-Headers. Durch die Analyse des Datei-Headers kann das Datenwiederherstellungsprogramm die ursprüngliche Länge der Datei berechnen. Indem es die ursprüngliche Adresse der Datei auf der Festplatte und die Länge dieser Datei kennt, kann das Tool genau lernen, welche Sektoren von den Daten dieser Datei verwendet werden, sie lesen und die ursprüngliche Datei wieder zusammensetzen.

Datei-Carving: Probleme und Schwierigkeiten

Sehen Sie nicht ein Problem bei diesem Ansatz? Es gibt tatsächlich mindestens zwei. Erstens gibt es ohne das Dateisystem keine Möglichkeit, den ursprünglichen Namen der Datei zu entdecken. Wiederhergestellte Dateien werden als „image0001.jpg“ oder „document012.jpg“ gespeichert, anstatt einen richtigen Namen zu haben. Das andere Problem hat mit der Fragmentierung der Festplatte zu tun. Wenn eine Datei nicht in einem zusammenhängenden Block gespeichert wird (typisch für größere Dateien), kann das Datei-Carving die vollständige Datei nicht wiederherstellen.

Um dieses Problem zu lösen, kombinieren Entwickler Informationen, die aus dem Dateisystem gewonnen wurden, mit Daten, die mit Hilfe von Datei-Carving-Algorithmen entdeckt wurden. Dieser Ansatz bietet das Beste aus beiden Welten: zuverlässige Wiederherstellung mit Dateinamen und unabhängig vom Fragmentierungsgrad der Festplatte.

Häufig gestellte Fragen

Data Carving ist ein Verfahren zur Wiederherstellung von gelöschten oder beschädigten Dateien. Es basiert auf der Analyse von Datenstrukturen und Signaturen, um verlorene Dateien zu identifizieren und wiederherzustellen. Dabei werden die Datenblöcke auf einem Speichermedium durchsucht und nach bestimmten Mustern oder Signaturen gesucht, die auf bestimmte Dateitypen hinweisen. Diese Datenblöcke werden dann extrahiert und zu einer wiederherstellbaren Datei zusammengesetzt. Data Carving wird häufig in der forensischen Analyse und Datenrettung eingesetzt.

Beim Data Carving werden verschiedene Techniken angewendet, um gelöschte oder verlorene Daten aus Speichermedien wiederherzustellen. Dazu gehören beispielsweise die Analyse von Datei-Headern und Footern, die Suche nach Dateisignaturen, die Fragmentierung von Datenblöcken und die Verwendung von Algorithmen zur Rekonstruktion von Dateistrukturen. Diese Techniken ermöglichen es, Daten auch dann wiederherzustellen, wenn sie nicht mehr im Dateisystem verzeichnet sind.

Um Data Carving erfolgreich durchzuführen, sind mehrere Voraussetzungen erforderlich. Zunächst benötigt man spezielle Software oder Tools, die in der Lage sind, gelöschte oder verlorene Daten wiederherzustellen. Darüber hinaus ist es wichtig, über fundierte Kenntnisse in der Datenwiederherstellung und forensischen Analyse zu verfügen. Ein Verständnis der Dateisysteme und der internen Struktur von Dateien ist ebenfalls von Vorteil. Schließlich ist es wichtig, Zugriff auf das betreffende Speichermedium zu haben, auf dem die Daten wiederhergestellt werden sollen.

Ja, es gibt Risiken und Einschränkungen beim Einsatz von Data Carving. Ein Risiko besteht darin, dass durch den Carving-Prozess Daten beschädigt oder verändert werden können. Es besteht auch die Möglichkeit, dass nicht alle gewünschten Daten erfolgreich wiederhergestellt werden können. Zudem kann der Carving-Prozess zeitaufwändig sein und erfordert spezielle Kenntnisse und Tools. Es ist auch wichtig zu beachten, dass Data Carving in einigen Fällen möglicherweise nicht legal ist, insbesondere wenn es um die Wiederherstellung von Daten aus verschlüsselten oder geschützten Dateien geht.