СИСТЕМА БЕЗВОЗВРАТНОГО УДАЛЕНИЯ ФАЙЛА (ШРЕДЕР ФАЙЛА)

Область техники
Полезная модель относится к системам безвозвратного удаления файлов.
Уровень техники
Обычно вся рабочая информация на компьютере пользователя хранится на перезаписываемом накопителе. Для персонального компьютера таким накопителем, как правило, является накопитель на жестких магнитных дисках (т.н. HDD) или устройство Flash памяти (т.н. SSD накопители). Подобные устройства являются основными накопителями данных практически во всех компьютерах.
После записи и считывания информации с накопителя данных очередным важным вопросом является удаление этой информации. Каким образом происходит удаление определенного файла в DOS или Windows стандартными средствами ОС. Обычное удаление файла состоит в удалении данного файла из списка имеющихся на диске файлов и пометки занятых под файл кластеров на диске в качестве свободных. При этом задействованные под файл кластеры физически не очищаются. В файловой системе NTFS кроме того не очищается ячейка MFT, хранящая описывающие файл метаданные. Хоть удаленный файл и исчезает из видимости, но на самом деле данные о нем сразу не уничтожаются.
Хотя данные удаленного файла и остаются на том же месте на жестком диске, теперь это пространство доступно для записи новых данных по первому же требованию. То есть, если запись какой-то новой информации произошла на место удаленного файла, то такой перезаписанный файл уже практически потерян безвозвратно.
Похожей выглядит ситуация и при форматировании логического диска. При обычном форматировании (т.н. быстром форматирование) заново создается таблица размещения файлов, где указано, что вся поверхность диска пустая. Однако, имевшиеся ранее данные при этом намеренно не стираются и остаются на своих местах. Если на их место уже после форматирования не были записаны новые данные, то исчезнувшие в процессе создания нового формата файлы еще могут быть восстановлены с помощью специальных программ. Так же происходит при удалении и создании логических разделов - создается новая таблица разделов, новые диски считаются пустыми, но старая информация большей частью остается на своих же местах, хотя теперь к ней нельзя получить доступ с помощью стандартных средств ОС.
Данные на жестком диске можно восстановить с помощью специальных утилит, которые осуществляют посекторное чтение накопителя, анализируя различные логические структуры диска, отыскивают и извлекают потерянные данные. На случай, если все описывающие файлы метаданные потеряны, существуют утилиты, анализирующие считываемое с диска предположительное содержимое файлов. Многие файлы (картинки, документы и т.д.) имеют характерные заголовки, что позволяет восстановить их даже при полном отсутствии сведений о размещении и размере файла.
Следует так же отметить, что в настоящее время очень распространены мобильные носители информации, такие, как USB Flash Drive ("флешки"), различные виды карт памяти. И, например, при продаже такого накопителя или передаче кому-то пользователь может невольно предоставить все еще доступные после удаления персональные данные.
У любого явления всегда есть как положительные, так и отрицательные стороны. Возможность восстановления случайно удаленных данных - чрезвычайно важная функция. Отрицательной же стороной является возможность восстановления удаленной вами информации злоумышленниками. Особенно эта проблема может быть актуальна для хозяйствующих субъектов, которые могут обладать огромным количеством информации, являющейся коммерческой тайной. Примером подобной информации могут быть финансовые отчеты, пароли, данные о сотрудниках и так далее.
Чтобы надежно удалить файл и быть уверенным в том, что никто не сможет восстановить его и получить доступ к информации надо использовать подход, реализованный в программах, которые называются шредерами. Такие программы работают примерно одинаково. Содержимое файла затирается один или несколько раз некоей несмысловой информацией, например, нулями или случайной последовательностью байт.Таким образом, записав поверх одних данных другие, уничтожаются данные первого файла. Затем файл удаляется. Существуют различные алгоритмы затирания данных. В основном они отличаются количеством проходов и типом информации, которая записывается на затираемое место. Чем проще алгоритм, тем меньше времени он требует для работы, но при этом повышается вероятность восстановления данных. Многопроходное стирание актуально только для жестких дисков - это связано с тем, что после однократного старания данных остается остаточная намагниченность, позволяющая восстановить исходные данные при помощи специальных методик. Поэтому, чем больше циклов записи производится, тем сложнее восстановить исходные данные. Для накопителей на Flash дисках это не актуально и достаточно одного прохода.
У существующих на рынке шредеров есть ряд минусов, из которых основные состоят в том, что шредер не может сам адаптивно выбирать алгоритм стирания (алгоритм выбирается вручную и общий для всех удаляемых объектов), пользователь не может создавать свои алгоритмы удалении, нет шредеров, рассчитанных на централизованное управление.
Ранние системы удаления информация, такие, как, например, описываемая в патенте US 5265159 система, зашифровывали удаленную информацию, исключая возможность чтения такой информации даже после восстановления. По своей сути такие системы не являлись шредерами, так как не затирали информацию, и имели существенный недостаток: если ключ попадет к человеку, которому интересна информация, то он с легкостью сможет ее восстановить.
В патенте US 7228379 описывается устройство для безвозвратного удаления файла, которое подключается к носителю информации. Устройство давало носителю информации команду на безвозвратное удаление, после чего на носитель записывалась несмысловая информация, например, например нули или случайная последовательностью байт. У подобного устройства есть ряд минусов: подключение к носителю информации осуществляется только через интерфейс IDE, стирается сразу вся информация с носителя, подобное устройство требует отдельного питания. В этом патенте так же не описывается возможность произвольного выбора алгоритма безвозвратного удаления информации.
В заявке US 0016132 описывается система для безвозвратного удаления файла, которая находит место на носителе информации, которое связано с удаляемым файлом, а затем трижды затирает это место случайной информацией. Но в этой заявке не описывается возможность реализации стандартных алгоритмов информации, которые могут затирать место на носителе информации более чем три раза.
В патенте US 7275139 описывается система для безвозвратного удаления информации, работающая в фоновом режиме, которая строит "карту битов" для блоков, кластеров и секторов носителя информации. "Карта битов" содержит информацию о неиспользуемых блоках, кластерах и секторах носителя информации, которые в дальнейшем затираются случайной информацией или же удаляются с помощью реализации известного алгоритма безвозвратного удаления. После этого карта обновляется, отображая тот факт, что произошло затирание определенной области носителя. Но в этом патенте не описывается возможность динамического формирования алгоритма для безвозвратного удаления в зависимости от параметров удаляемого файла, его местоположения и критериев пользователя.
Предложенная и описанная далее система для безвозвратного удаления файлов обходит эти недостатки.
Сущность полезной модели
Настоящая полезная модель предназначена для безвозвратного удаления файлов. Технический результат настоящей полезной модели заключается в обеспечении автоматического удаления файла без возможности его восстановления. Описанная далее система позволяет динамически формировать алгоритм удаления для любых файлов, основываясь на параметрах файла, его местоположения и критериях пользователя. Система безвозвратного удаления файла содержит:
интерфейс подключения носителя информации с удаляемым файлом, соединенный с устройством безвозвратного удаления;
устройство анализа, предназначенное для:
- получения в качестве исходных данных имени и местоположения удаляемого файла,
- анализа удаляемого файла,
- определения параметров и признаков данного файла и его местоположения, а так же
- передачи по шине данных результатов на устройство формирования алгоритма и инициализации устройства для безвозвратного удаления с использованием информации об имени и местоположении удаляемого файла;
при этом устройство формирования алгоритма связанно с базой данных правил формирования алгоритма и предназначено для:
- сопоставления параметров и признаков удаляемого файла и его местоположения с базой данных правил формирования алгоритма,
- динамического формирования того или иного алгоритма для соответствующего удаляемого файла;
упомянутая база данных правил формирования алгоритма содержит правила формирования алгоритмов;
при этом устройство для безвозвратного удаления, которому по шине данных передают сформированный устройством формирования алгоритма алгоритм, применяет этот алгоритм, безвозвратно удаляя файл.
Краткое описание прилагаемых чертежей
Сопровождающие чертежи, которые включены для обеспечения дополнительного понимания полезной модели и составляют часть этого описания, показывают варианты осуществления полезной модели и совместно с описанием служат для объяснения принципов полезной модели.
Заявленная полезная модель поясняется следующими чертежами, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует структурную схему системы безвозвратного удаления файлов (шредер файлов).
Фиг.2 иллюстрирует пример взаимодействия устройства анализа, базы данных правил формирования алгоритма и устройства формирования алгоритма.
Фиг.3 иллюстрирует примерную реализацию алгоритма выбора правил поведения из базы данных для формирования алгоритма.
Описание вариантов осуществления полезной модели
Объекты и признаки настоящей полезной модели, способы для достижения этих объектов и признаков станут очевидными посредством отсылки к примерным вариантам осуществления. Однако настоящая полезная модель не ограничивается примерными вариантами осуществления, раскрытыми ниже, она может воплощаться в различных видах. Сущность, приведенная в описании, является ничем иным, как конкретными деталями, обеспеченными для помощи специалисту в области техники в исчерпывающем понимании полезной модели, и настоящая полезная модель определяется только в объеме приложенной формулы.
Структурная схема для системы безвозвратного удаления (шредер файлов) показана на Фиг.1. Система безвозвратного удаления (шредер файлов) содержит в своем составе устройство для безвозвратного удаления 110, устройство анализа 120, базу данных правил формирования алгоритма 130 и устройство формирования алгоритма 140. Входящими данными в описываемую систему является файл, который необходимо удалить, а результатом работы такой системы является безвозвратное удаление данного файла.
В предложенном варианте реализации система для безвозвратного удаления файлов сама в динамике формирует алгоритм для удаления определенного файла. Формирование алгоритма осуществляется на основании правил формирования алгоритма, которые содержатся в базе данных правил формирования алгоритма 130. База данных правил формирования алгоритма 130 содержит правила формирования алгоритма, основанные на расширении файла, его размере, местоположении файла, типе накопителя информации, быстродействии накопителя. Данные параметры файла определяются устройством анализа 120. База данных правил формирования алгоритма 130 так же содержит правила формирования алгоритма, основанные на критериях пользователя, таких, как, например, быстродействие, как приоритет для процесса безвозвратного удаления, определение важных для пользователя расширений и типов файлов и папок, где у него лежат важные документы. К этим правилам формирования алгоритма, находящимся в базе данных правил формирования алгоритма 130, пользователь системы имеет доступ и может их редактировать. Данные примеры не ограничивают базу данных правил формирования алгоритма 130 и правила формирования алгоритма могут предопределять алгоритм безвозвратного удаления для конкретного файла на основании неограниченных по сложности условий.
В предложенном варианте реализации системы для безвозвратного удаления файлов устройство анализа 120 анализирует файл, которой нужно безвозвратно удалить, определяет параметры и признаки данного файла и его местоположения и сообщает о них устройству формирования алгоритма 140. Так же устройство анализа 120 сообщает устройству для безвозвратного удаления 110 о том, что такой файл существует и его необходимо удалить. После этого устройство для безвозвратного удаления 110 ждет от устройства формирования алгоритма 140 сформированный алгоритм для удаления. Устройство формирования алгоритма 140 сопоставляет параметры и признаки данного файла и его местоположения, определяемые устройством анализа 120, с правилами формирования алгоритма для соответствующих параметров и признаков файла и его местоположения, которые находятся в базе данных правил формирования алгоритма 130, и формирует алгоритм безвозвратного удаления на основании этих правил. При формировании алгоритма так же учитываются правила формирования алгоритма, которые определяются критериями пользователя, находящимися в базе данных правил формирования алгоритма 130. Как только алгоритм для безвозвратного удаления сформирован устройством для формирования алгоритма 140, этот алгоритм передается устройству для безвозвратного удаления 110, которое применяет его и безвозвратно удаляет файл.
На сегодняшний день существует ряд общеизвестных алгоритмов безвозвратного удаления файлов. Как правило, такие алгоритмы выполняют стандартный пакет операций. Такими операциями могут быть перезапись содержимого файла нулями, перезапись содержимого файла единицами, перезапись содержимого файла случайными символами, урезание длины файла до нулевого размера, удаление всех привилегии (файл становится доступным всем пользователям на все операции), удаление файла.
В описываемой системе устройство для формирования алгоритма 140 формирует алгоритм в динамике благодаря своеобразной формуле, которая может отличаться от одного удаляемого файла к другому. Каждый символ в формуле кодирует определенную операцию.
В одном из вариантов реализации настоящей полезной модели поддерживаются следующие коды операций:
Е - выполняет проверку на наличие файла. Если файл отсутствует, то дальнейшая обработка прерывается;
О - выполняет перезапись содержимого файла нулями (байтами с кодом 0×00);
1 - выполняет перезапись содержимого файла единицами (байтами с кодом 0×FF);
5 - выполняет перезапись содержимого файла чередованием 0 и 1 (байтами с кодом 0×55);
6 - выполняет перезапись содержимого файла чередованием 1 и О (байтами с кодом 0×АА);
R - выполняет перезапись содержимого файла случайными символами;
В() - выполняет перезапись содержимого файла заданной последовательностью символов;
А - выполняет выравнивание размера файла на кратный кластеру в большую сторону (для того, чтобы гарантировано стереть данные последнего кластера);
Z - выполняет выравнивание размера файла на кратный кластеру в большую сторону (для того, чтобы гарантировано стереть данные последнего кластера), разницу затирает нулями;
N - инверсия всех байт файла (операция NOT). Для выполнения данной операции содержимое файла считывается с диска, считанные байты инвертируются и записываются в файл;
К-замена всех байт файла на их дополнительные коды. Для выполнения данной операции содержимое файла считывается с диска, для считанных байтов вычисляются дополнительные коды и полученный результат записывается в файл;
Т - урезает длину файла до нулевого размера;
С - создает файл нулевого размера. Если файл существует - то его размер урезается до нуля (аналог Т);
Х - выполняет полную процедуру удаления файла, включая отложенное удаление;
Y - выполняет переименование файла. Новое имя и расширение формируется как случайная последовательность символов формата «8.3». Может вызываться многократно;
F - Открывает файл и сбрасывает его кеши;
Р - удаляет все привилегии, делая файл доступным все пользователям на все операции;
S - сбрасывает все кеши диска, содержащего стираемый файл. Полезно в частности после переименования файла и его удаления (система кеширует индексы каталогов и MTF ячейки);
Устройство формирования алгоритмов 140 может формировать общеизвестные алгоритмы, такие, как:
1. Быстрое безвозвратное удаление файлов;
"ЕОТХ"или"ЕКТХ"
Быстрое удаление реализовано в различных утилитах и сводится к однопроходному стиранию содержимого файла нулями или случайными символами. Данная операция достаточна в большинстве случаев и выполняется достаточно быстро.
2. Российский стандарт, ГОСТ Р50739-95;
"ERTX"
Федеральная служба по техническому и экспортному контролю в руководящем документе "Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности от несанкционированного доступа к информации" определяет 6 классов защищенности от несанкционированного доступа. Существующий в настоящее время государственный стандарт ГОСТ Р50739-95 соответствует по своим требованиям по второму классу защищенности по ФСТЭК. В соответствие с этим стандартом все содержимое файла должно быть перезаписано случайными значениями.
3. Алгоритм Брюса Шнайера;
"E 10 RRRRR TX"
Брюс Шнайер в книге "Прикладная криптография" предложил метод стирания, состоящий из 7 операций: запись логических единиц, нулей, и 5 проходов стирания содержимого файла последовательностями случайных байт.
4. Немецкий стандарт VSITR;
"Е 01 01 01 6 ТХ"
Немецкий алгоритм предполагает метод стирания, состоящий из 7 операций, на каждой из которых содержимое файла перезаписывается нулями затем единицами (три таких цикла), затем происходит перезапись файла чередованием единиц и нулей, урезание файла до нулевого размера и последующее удаление.
Существуют так же и другие алгоритмы, такие, как Американский стандарт, NAVSO P-5239-26 (MFM), Американский стандарт, NAVSO Р-5239-26 (RLL), Американский: 5220.22-М, Американский AFSSI5020, стандарт удаления Организации Североатлантического договора, возможно, самый безопасный метод удаления - алгоритм Питера Гутмана, совершающий 35 проходов для безвозвратного удаления файла, и так далее.
Отметим, что вышеуказанные примеры не ограничивают устройство для формирования алгоритма 140.
На Фиг.2 показан пример взаимодействия устройства анализа 120, устройства формирования алгоритма 140 и базы данных правил формирования алгоритма 130. Предположим, есть файл, который необходимо безвозвратно удалить, он имеет разрешение.avi, размер файла равен 700 Мб и этот файл находится по адресу C:\Documents and Settings\User\Pa6o4HU стол\Мои фильмы. Устройство анализа 120 анализирует файл и выделяет все параметры и признаки, которые относятся к нему и его местоположению, и сообщает все эти параметры и признаки устройству для формирования алгоритма 140. Устройство для формирования алгоритма 140 сопоставляет эти параметры и признаки со списком правил из базы данных правил формирования алгоритма 130. База данных правил формирования алгоритма 130 так же содержит правила формирования алгоритма, основанные на критериях, которые задает пользователь. После этого на основании правил формирования алгоритма, определенных и соответствующих параметрам и признакам файла и его местоположения, а так же критериям, которые задает пользователь, устройство формирования алгоритма 140 формирует подходящий алгоритм удаления.
На Фиг.3 изображена примерная реализация алгоритма выбора правил формирования алгоритма из базы данных правил формирования алгоритма 130 исходя из примера, приведенного в предыдущем абзаце. На этапе 310 в систему для безвозвратного удаления поступил файл для удаления. На шаге 320 устройством анализа 120 определены все параметры и признаки файла и его местоположения, такие, как разрешение.avi, размер файла 700 Мб и расположение файла по адресу C:\Documents and Settings\User\Pa6oчий стол\Мои фильмы. Следующие этапы описывают логику принятия решения на основании определенных для данных параметров и признаков файла и его местоположения правил. Правила для такого файла могут быть следующими: расширение.avi не требует сложного алгоритма безвозвратного удаления; безвозвратное удаления файла размером более 500 Мб сложным алгоритмом существенно влияет на время безвозвратного удаления; для данной папки пользователем установлена низкая важность; быстродействие является основным приоритетом пользователя. В том случае, если на этапе 330 будет обнаружено соответствие признака файла, такого, как расширение.avi, и правила формирования алгоритма для файла с расширением .avi, то это однозначно определит предпочтения для формирования алгоритма удаления устройством формирования алгоритмов 140 для удаляемого файла на этапе 340. Если соответствие не будет обнаружено, то значит на входе в систему файл с другим разрешением, и на этапе 350 будет определено правило формирования алгоритма для этого расширения. Аналогично, если на этапе 360 будет обнаружено соответствие признака файла, такого, как размер файла более 500 Мб и правила формирования алгоритма для файла с размером более 500 Мб, то это однозначно определит предпочтения для формирования алгоритма удаления устройством формирования алгоритмов 140 для удаляемого файла на этапе 370. Если соответствие не будет обнаружено, то значит на входе в систему файл с другим размером, и на этапе 380 будет определено правило поведения для этого размера. Подобные действия будут сделаны для всех параметров и признаков файла и его местоположения и для всех критериев пользователя. Правила формирования алгоритма определяют предпочтения для формирования алгоритма устройством формирования алгоритма 140, в нашем случае правила поведения определяют предпочтения простому алгоритму. Устройство формирования алгоритма 140 формирует формулу для данного алгоритма, например, алгоритма быстрого необратимого удаления, и устройство для безвозвратного удаления 110 применяет этот алгоритм и безвозвратно удаляет файл.
В частном варианте системы безвозвратного удаления файла есть правила формирования алгоритма, которые находятся в базе данных правил формирования алгоритма 130, основанные на критериях пользователя, таких, как, например, быстродействие, как приоритет для процесса безвозвратного удаления, и к которым пользователь системы имеет доступ и может их редактировать. К этим правилам формирования алгоритма пользователь системы может добавить свою формулу удаления, которая будет основана на поддерживаемой кодировке операций. Тогда такое правило формирования алгоритма, содержащее пользовательскую формулу для безвозвратного удаления, будет иметь приоритет над остальными правилами формирования алгоритма, определенными на основании параметров и признаков файла и его местоположения. Устройство формирования алгоритма 140 сделает алгоритм на основании предложенной пользователем формулы. Если по правилам формирования алгоритма, определенным на основании параметров и признаков файла и его местоположения, отдается предпочтение для формирования более сложного алгоритма, чем тот, которому отдается предпочтение исходя из правил формирования алгоритмов, основанных на критериях пользователя и содержащих пользовательскую формулу для безвозвратного удаления, то устройство формирования алгоритма 140 сделает алгоритм на основании правил формирования алгоритма, определенных на основании параметров и признаков файла и его места хранения.
В еще одном частном варианте исполнения системы для безвозвратного удаления файлов база правил формирования алгоритма 130, содержащая правила формирования алгоритма, основанные на расширении файла, его размере, местоположении файла, типе накопителя информации, быстродействия накопителя, регулярно обновляется. Таким образом, у пользователя системы безвозвратного удаления всегда будет актуальная база данных правил формирования алгоритма 130, отвечающая за логику принятия решения на основании ряда определяемых устройством анализа 120 входных параметров и признаков файла и его местоположения.
В другом частном варианте реализации системы возможно безвозвратное удаление файлов по маске.
Устройство анализа 120 выполняется поиск файлов в определенной папке, имена которых соответствуют заданной маске. Возможна такая реализация безвозвратного удаления файлов по маске, когда будет выполнен рекурсивный обход папок, начиная с заданной, и в каждой из папок будет выполнен поиск и удаление файлов по маске. После завершения обработки папки в данной реализации безвозвратного удаления по маске производится проверка, остались ли в ней файлы. Если файлов не осталось, то папка автоматически удаляется. Возможна другая реализация безвозвратного удаления файлов, когда поиск и удаление файлов производится только в заданной папке. Дальнейшие действия с найденными по маске файлами соответствуют описанным ранее действиям с одиночными файлами.
В заключении следует отметить, что приведенные в описании сведения являются примерами, которые не ограничивают объем настоящей полезной модели, определенной формулой. Специалисту в данной области становится понятным, что могут существовать и другие варианты осуществления настоящей полезной модели, согласующиеся с сущностью и объемом настоящей полезной модели.