专利名称：硬盘数据保护与恢复方法
技术领域：
本发明涉及计算机数据保护与恢复的方法，并且特别涉及硬盘数据备份与恢复的方法。
随着信息产业的发展，安全性问题日显突出，安全性问题主要分为两方面，一是信息的泄露，一是信息的破坏，对于广大计算机用户来说，后者犹显突出，很多人说起CIH病毒还心有余悸，因为不但他们的计算机被破坏，更为重要的是保存在计算机硬盘上的数月、数年积累下的数据都在瞬间丢失，这也促使信息技术行业的公司开发出更多、更安全的硬盘数据保护产品。
为了保护硬盘人们采取了各种方法对硬盘数据进行备份，目前存在的硬盘数据保护方法一种是定期将硬盘结构和重要数据用软盘予以备份，一旦硬盘数据被破坏再用软盘予以恢复，这类方法存在以下不足，首先数据备份工作不方便，硬盘比较大时需要很多软盘，其次备份到软盘需要很多时间，再者该方法需要人工操作使得定时备份显得不现实，因此它不可能实现定时备份的功能，因此备份数据的实时性和有效性大打折扣。目前市场上还有一种硬盘数据保护产品，即硬盘保护卡，它是一块带有存储器的插卡，需要计算机的一个插槽，并需要安装相应的软件。它的基本原理是将硬盘的重要数据备份到卡上，需要时，将数据从卡上恢复到硬盘上，起到保护硬盘数据的目的。该方法的缺点是需要占用硬件资源，需要专业人员安装，灵活性较差，尤其是现在硬盘越来越大，很多情况下很难保存所有重要数据。现在市场上还有另外一种类型的硬盘数据保护产品，就是采用软件保护，其基本原理是在硬盘上开辟一个操作系统无法识别的独立的分区，将硬盘的重要数据保存在该分区中，需要时，将数据从该分区中读出，将之恢复到应有的位置上，从而起到保护硬盘数据的目的。该方法需要建立一个独立的分区，因此需要在安装系统前安装该软件，或用特殊的工具将其它分区缩小后，留出一个独立的分区，需要专业操作，易用性差。因此，市场需要一种灵活、易用的硬盘数据保护产品。
本发明的目的在于提供一种硬盘数据保护方法，在当前操作系统可识别的硬盘区域上将需要保护的数据进行备份。
本发明的另一目的在于提供一种硬盘数据恢复方法，对备份的硬盘数据进行搜索和恢复。
本发明的硬盘数据保护方法，包括步骤(1)读取要保护的数据；(2)按一个扇区大小的帧格式存放所述读取数据，在每个帧中设有第一特征标志；(3)重复上述(1)(2)步骤，直至读完所有要保存数据，以形成多个数据帧；(4)将所述多个数据帧保存在当前操作系统可识别的硬盘分区中，形成一个备份文件。
本发明的硬盘数据恢复方法，包括步骤(1)逐个扇区读取硬盘中的数据；(2)对于每个扇区数据，检查其是否包含预定的第一特征标志；(3)如果包含该第一特征标志，则该扇区数据是备份文件的数据，按照第一特征标志存储该扇区号；(4)如果不包含该第一特征标志，读下一扇区数据；(5)重复上述步骤(1)至(4)，直到读完所有备份数据，找出所有带预定第一特征标志的备份数据部分，进行硬盘数据恢复。
通过采用本发明的方法将硬盘上的重要数据定期保存在操作系统目前使用的硬盘分区上，所有操作都是操作系统使用的正常操作，没有任何风险。在系统无法正常启动，甚至无法识别硬盘分区的情况下，从硬盘上恢复以前备份的数据。而且，这种恢复还可以安全回退，可以选择不同的备份数据进行恢复。从而也更安全。
下面通过参照附图，对本发明进行详细描述。
图1是实现本发明的硬盘数据备份方法的流程图；图2A，2B是用于本发明的备份数据用帧格式图；图3是按照本发明的单个硬盘数据备份流程图；图4是本发明的硬盘数据恢复方法的流程图；图5是在图4的硬盘数据恢复过程中的使用的帧缓存器图。
图1是实现本发明的硬盘数据备份方法的流程图。在步骤1001，开始硬盘数据备份；在步骤1002，读取要保护的数据；在步骤1003，建立带有第一特征标志的帧，该帧格式将在下面进行详细描述；在步骤1004，判断是否读完所有所有要保护的数据，如没有读完，回到步骤1002，继续读取数据，如读完，进行到步骤1005，在当前操作系统可识别的硬盘分区中，将整个要保护数据形成一个备份文件，并存储，接着进行到步骤1006，结束硬盘数据备份。此外，在备份文件的一个帧(第一或最后帧)中可设定第二特征标志，该第二特征标志将在下面详细描述。
在硬盘数据备份过程中，还可以建立一个用于取消硬盘恢复的文件，该文件是一个有效数据为空的带有第一特征标志的文件，在恢复时写硬盘之前，将数据备份到该文件中。如果用户在对硬盘数据恢复之后，不想要该次恢复的结果，则用该文件可以将数据恢复到硬盘数据恢复之前的数据状态。
如图2A所示，本发明中的帧构成如下，每帧大小为512字节，每帧的前496个字节存放有效数据，在此之后的字节，放入第一特征标志，即，第一个4字节存放帧号，帧号从1开始，最后一个帧的最高位为1，第二个4字节存放备份时间信息，第三个4字节存放该帧备份的校验和(前504字节)，第四个4字节用于存放第一个或者第二个备份的标志。通过该结构就可以保证一个帧被完整的放在一个扇区中，这样就可以直接搜索硬盘找到备份数据。
此外，在整个备份的一帧中存放整个备份的信息作为第二特征标志，该帧的结构如图2B所示第一个4字节存放版本号；第二个4字节存放整个备份有效数据的长度；第三个4字节存放系统硬盘的个数；第四个4字节存放该备份的总的帧数，接着的8个字节存放第一个硬盘的物理参数，以后以8字节为单位存放每个硬盘的物理参数。该整个备份的特征标志也可以放在整个备份文件的最后一帧中。
图3是应用本发明的单个硬盘数据备份流程图；首先，在步骤3001，启动硬盘备份，在步骤3002，读取硬盘MBR(主引导扇区)数据，在步骤3003，判断数据是否正确，如不正确，在步骤3004退出，否则，在步骤3005，将数据压缩，并将每个扇区数据存入加有一特征标志的帧中，在当前操作系统识别的硬盘区域中形成一个备份文件，在步骤3006，读取一个分区表项，在步骤3007，判断分区表项是否有效，如无效，在步骤3008结束，如有效，在步骤3009，判断该分区是主分区还是扩展分区，如果是扩展分区，在步骤3011，读取扩展分区的BOOTSECTOR(引导扇区)，返回步骤3005，否则，在步骤3010中，根据分区类型备份该分区的重要数据，返回到步骤3005。
图4是硬盘保护数据恢复方法的流程图。
硬盘恢复方法主要分两部分，首先寻找硬盘备份数据，然后恢复硬盘数据。在步骤4001中，启动硬盘恢复过程，在步骤4002中，读取硬盘物理扇区数据，如果该扇区最后4个字节的值与备份标志相同，对前面504个字节按字求和，如果和等于校验和则是备份数据的数据帧。找到一个数据帧以后，在步骤4003中，参照备份的帧序号及备份的时间信息，将该帧所在物理扇区号存储到相应的帧缓存器中，帧缓存器状态示于图5中。依次寻找备份的每个数据帧。在步骤4004，判断是否所有备份的所有帧已经找到如果不是则返回步骤4002，继续寻找，如果是则进行到步骤4005。在步骤4005，比较备份的版本号与恢复程序的版本号，如果恢复工具版本号高于等于备份版本号，则进行到步骤4006，否则，提示用户用更高版本的硬盘恢复工具恢复，并退出。在步骤4006，读取当前计算机硬盘参数与当前备份的硬盘参数进行比较，判断参数是否匹配，如果不匹配，则到步骤4007，退出，如果匹配，执行步骤4008，排定硬盘恢复时写盘的顺序，在该过程中，如果有相同容量的硬盘存在，则在进行数据校验时，读出各个硬盘的扇区的数据，并与备份的扇区数据进行比较，如果只与一个硬盘的数据相同，则判定该数据是这个硬盘的备份数据。在步骤4009，计算总的数据长度，判断是否与整个备份有效数据长度是否相等，如果不等，说明数据不正确，退出恢复，如果相等进行恢复执行步骤4010。
在步骤4010中，按在步骤4003中存储的信息读取备份的每一个帧的数据解压缩，在步骤4011中，判定物理扇区号是否为0，如不为0，在步骤4013中，将数据存入相应硬盘的相应物理扇区(解压后的数据是按物理扇区号，扇区数，扇区内容存储)，同时在写入前按备份方法将写入前的扇区内容进行备份，写入取消硬盘恢复的文件。如果物理扇区号是0，则在步骤4012中设定下面要写入的硬盘号，将数据写入该硬盘中。在步骤4014中，判断备份数据文件是否结束，如果没有结束，回到步骤4010中，继续读取下个备份数据，如果文件结束，则恢复过程结束。
图5是在图4的硬盘数据恢复中使用的帧缓存器图。在其中按照帧序号依次存放各帧的物理扇区号，供恢复用。
在硬盘恢复的过程中，还可以先判断是否有取消恢复的文件存在，如果有，先用该文件取消上一次的恢复。然后，再用所选的备份，进行数据恢复。
本发明的硬盘数据保护与恢复方法灵活方便，支持任意大小的硬盘，无需要担心硬盘太大。并且安装方便，无需要专业人员，普通用户依据说明即可使用。可以支持多次重要数据备份，对于数据慢性破坏，起到很好的保护作用。在恢复数据时，可以安全回退，不会对硬盘造成二次破坏。备份的数据以压缩格式存储，可以转存在可移动介质上，更加安全。支持多种操作系统平台，支持多种文件系统。可以支持FAT12、FAT16、FAT32、NTFS3.51、NTFS4、NTFS5等文件系统格式，这些格式是目前绝大多数用户使用的格式，但是本发明不限于此，还能支持其它的文件系统。
权利要求
1.一种硬盘数据保护方法，包括步骤(1)读取要保护的数据；(2)按一个扇区大小的帧格式存放所述读取数据，在每个帧中设有第一特征标志；(3)重复上述(1)(2)步骤，直至读完所有要保护数据，以形成多个数据帧；(4)将所述多个数据帧保存在当前操作系统可识别的硬盘分区中，形成一个备份文件。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述备份文件的一个帧中存放第二特征标志。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在执行步骤(2)之前，对读出的保护数据先进行压缩。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤(5)，建立一个取消硬盘恢复的文件，用于在恢复过程中，按照需要，取消已恢复的硬盘数据，将数据恢复到恢复前的状态。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述帧大小为512字节。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第一特征标志包括帧序号；备份时间信息；备份的校验和；备份标志。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述第一特征标志设在所述帧后部的16个字节中。
8.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二特征标志包括版本号；整个备份有效数据的长度；该备份的总的帧数目；硬盘的个数；各硬盘的物理参数。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二特征标志存放在所述备份文件的第一帧中。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二特征标志存放在所述备份文件的最后一帧中。
11.一种硬盘数据恢复方法，包括步骤(1)逐个扇区读取硬盘中的数据；(2)对于每个扇区数据，检查其是否包含预定的第一特征标志；(3)如果包含该第一特征标志，则该扇区数据是备份文件的数据，按照第一特征标志存储该扇区号；(4)如果不包含该第一特征标志，读下一扇区数据；(5)重复上述步骤(1)至(4)，直到读完所有备份数据，找出所有带预定第一特征标志的备份数据部分，然后进行硬盘数据恢复。
12.如权利要求11所述的方法，其中，步骤(5)进一步包括利用预定的第二特征标志进行硬盘数据恢复。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述扇区是512字节。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述步骤(3)进一步包括如果该扇区最后4字节的值与第一特征标志中的备份标志相同，进一步对前面504字节求和，如果和等于第一特征标志中的备份校验和，则该扇区数据是备份数据帧。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括按照第一特征标志中的帧序号及备份时间信息存储该扇区的物理扇区号。
16.如权利要求11所述的方法，其中，在执行步骤(1)之前先执行判断是否有取消硬盘恢复的文件存在，如果有，用该文件取消上一次的硬盘数据恢复，然后再进行硬盘数据恢复。
17.如权利要求12所述的方法，其中，进一步包括(5′)读取第二特征标志中的版本号，如果恢复工具版本号高于等于备份版本号，进行数据恢复，否则退出；(5″)读取当前硬盘参数，判断是否与第二特征标志中备份的硬盘参数匹配，如果硬盘参数匹配，排定硬盘恢复的顺序；(5)计算总的数据长度，判断是否与第二特征标志中的整个备份有效数据长度相等，如果相等继续进行，如果不等退出恢复；(5″″)按帧缓冲存储器中的信息读取备份的每帧数据并解压缩将数据存入相应硬盘的相应物理扇区，同时在写入前按备份方法将写入前的扇区内容进行备份。
18.如权利要求17所述的方法，其中，在步骤(5″)中，所述排定硬盘恢复顺序包括按帧缓冲存储器中的信息读取备份的每帧数据并解压缩，将备份数据与硬盘相应扇区数据项比较来排定硬盘恢复顺序。
19.如权利要求17所述的方法，其中，在步骤(5″″)中，当读取的扇区号是0时，将数据写入下一个硬盘。
全文摘要
一种硬盘数据保护方法,包括:读取要保护的数据;按帧存放读取的数据,在每帧中设有第一特征标志;读完所有要保护数据,形成多个帧;将其保存在当前操作系统可识别的硬盘区域中,形成备份文件。在硬盘数据恢复时,包括:逐个扇区读取硬盘中的数据;检查其是否第一特征标志;如果包含,该扇区数据是备份文件的数据,按照第一特征标志存储该扇区号;读完所有备份数据,然后进行硬盘数据恢复。
文档编号G06F12/16GK1330322SQ01117730
公开日2002年1月9日 申请日期2001年4月29日 优先权日2001年4月29日
发明者谈文明 申请人:北京瑞星科技股份有限公司