[转载]损耗均衡技术
啥叫"损耗均衡技术"感兴趣可以简单了解.学习的多了懂的多点总不是坏处!
“机械硬盘”与“固态硬盘（闪存）”【删除数据】的差异——损耗均衡技术
“损耗均衡技术”是啥玩意儿？
为了介绍后面的章节，需要先扫盲一个小知识——损耗均衡技术（洋文叫“wear leveling”）。
考虑到本文的大部分读者不是 IT 硬件方面的专业人士，俺尽量通俗地扫盲一下。
所谓的“固态硬盘”（SSD），是以【闪存】作为永久性存储介质。平时咱们用的“U盘”也是以【闪存】作为介质。（为了打字省力，本文以下章节凡是提到“闪存介质”，就是指——“采用闪存作为存储介质”的各种东西的【总称】）
“闪存介质”相比“机械硬盘”的一大【缺点】是——写入次数的上限比较低。如果某个存储单元的数据反复更改（反复写入），达到上限后，这个存储单元就坏掉（变为“不可用”）。
“闪存介质”的厂商为了解决这个问题，采用了“损耗均衡技术”（详细介绍请看维基百科的“这个链接”）。比如某个文件，原先存储在“a单元”，当你更改了文件内容并保存，新的内容就不在“a单元”了，而是把新内容存到一个用得最少的“b单元”。此时，“a单元”里面依然有该文件的【旧内容】。
请注意，这个技术是由【硬件层面】（闪存介质的控制器）实现的，对操作系统【不可见】。
“损耗均衡技术”【不利于】彻底删除数据
聪明的读者，看完前一个小节，已经发现问题所在了。
很多时候，为了彻底删除文件，要用“垃圾数据（随机数据）”去覆盖文件的原有内容，从而让原有内容【不可恢复】。这个招数对“机械硬盘”是 OK 的，但对“闪存介质”就不灵了。因为“损耗均衡技术”使得你覆盖的内容存到的【别的】单元，根本【没达到】你想要的目的。
而且俺刚才也说了——“损耗均衡技术”是由硬件层面的存储控制器实现，对操作系统不可见。所以，用【软件方式】难以证明某个存储单元是否【真正被覆盖了】。
对【闪存介质】，如何彻底删除文件？
综上所述，要想在“闪存介质”中彻底删除文件，你需要换一种思路，大致如下：
- 先简单删除该文件
- 用垃圾数据（随机数据）填满该存储介质的剩余空间——要 100% 填满。
（这样才能确保——原先保存过敏感数据的单元，已经被垃圾数据覆盖掉）
注意事项：要填满的是【物理硬盘】的“剩余空间”，而不是【分区】的“剩余空间”。
举个例子：
假设你的固态硬盘有多个分区。敏感文件在“分区1”，你把敏感文件删除后，光填满“分区1”的剩余空间是【不够】滴。
正确做法是——你要把【所有】分区的剩余空间都填满，才能确保之前保存过敏感数据的单元，确实被垃圾数据覆盖掉了。
闪存厂商提供的工具，是否可信/可靠？
某些闪存介质的厂商会提供一些配套的工具/软件，据说可以提供【彻底删除】的功能。
对此，俺表示谨慎的怀疑。因为无法验证其效果。
所以，为了保险起见，还是老老实实去【填满剩余空间】吧。
小结
正式因为“闪存介质”要彻底删除文件，如此之麻烦。所以那些看重隐私保护的同学，更加应该早早用上【全盘加密】。
一旦你在“闪存介质”上使用【全盘加密】，每一个物理存储单元中的数据都是【密文】——“损耗均衡技术”就不再是障碍啦。
如何【快速且彻底】销毁加密盘的数据？
为啥要强调“快速且彻底”？
为啥俺强调【彻底】？——只有彻底地销毁数据，才能对付警方的【取证软件】；
为啥俺强调【迅速】？——警方想要拘捕你，当然不会留给你从容的时间。比如说：当警方人员正在撞门的时候，留给你的时间可能连1分钟都不到。
“销毁”的含义
本章节所说的“销毁”是指——让任何人【包括你自己】再也无法得到加密盘里面的数据。
为啥“哄骗”不可行？
本文发出后，某些热心读者提到了“哄骗”的招数。简单说就是：你假装销毁，但其实并没有。这样做，将来你自己还能继续打开加密盘。
俺认为：这种方法【不够】可靠，甚至是危险的想法。理由如下：
如果你是警方的重点关注对象，或者你是重大案件的关键人物，警方肯定会动用【刑侦和审讯】方面的高手来参与办案。
在这种情况下，你【别想】太容易哄骗对方。除非你自己也受过【严格的】“反侦查和反审讯”方面的训练。
但试问：有几个人具备这个条件？
基于上述理由——只有当你在紧急情况下，无法彻底销毁敏感数据，再考虑“哄骗”的招数。
【错误】方式举例
首先来说说【反面】教材。所谓“错误的方式”指的是——【不够彻底】或者【不够快速】的方式。
错误方式1——用“普通的删除命令”删除加密盘里面的文件
（所谓的“普通删除命令”，比如 linux 下的 rm 命令）
首先，这种做法【不】彻底（会被“取证软件”恢复出来）；其次，如果加密盘中的文件很多，这种做法太慢。
错误方式2——用“专门的【擦除】命令”彻底删除加密盘里面的文件
（所谓的“专门的擦除命令”，比如 linux 下的 shred 命令）
这种方式比较彻底，但是【慢】。如果文件很多，就非常慢。
（注：shred 支持【多轮反复擦除】，可以防范专业取证人员对机械硬盘的“剩磁分析”，但也导致其速度很慢。即使你把 shred 设置为“只擦除1轮”，速度还是慢）
错误方式3——快速格式化
这种方式速度快，但是不彻底——被“快格”的分区，数据全都在。
错误方式4——彻底格式化
这种方式比较彻底，但是太慢了。如果格式化的分区有好几个 GB，你就慢慢等吧。
【正确】方式——彻底删除 key files
关于这招，已经提到过多次了。不但本文提到，之前在多篇博文中也提到。
这种方式有两种实现——“软删除”和“硬删除”。
如果 key files 存储在 PC 的硬盘上，用软件方式（比如：shred 命令）彻底擦除内容。为了讨论方便，以下称之为：“软删除 key files”。
如果 key files 放在【外部】的存储介质（比如：U盘、MMC/SD 卡、...），你可以先把存储卡插到 PC 上，然后用软件干掉 key files（依然是“软删除”）；但你还可以用【物理方式】直接破坏存储介质（这种情况称为——“硬删除 key files”）。
由于 key files 都很小（通常小于 1MB），所以“软删除 key files”肯定是【既快速又彻底】。
提醒：“软删除”的【局限性】
如果是【机械硬盘】，“软删除”是 OK 的；但如果是【固态硬盘】，“软删除”【不】保险。原因请参见刚才介绍的“损耗均衡技术”。
至于“硬删除”的方式
由于存在几种不同情况，后面俺用一个单独的章节来讨论。
【正确】方式——破坏加密盘的【密钥存储区】
前面俺聊“密钥的存储”，已经提到——磁盘加密软件为了能打开加密的数据，必须把密钥（以【加密形式】）存储在某个地方。通常是存储在加密盘的【头部或尾部】。
当你输入认证因子（“密码”和“key files”），加密软件根据“认证因子”进行一系列数学运算，然后从密钥存储区中解密出【加密盘的密钥】。如果你的认证因子输错了，密钥就解不出，加密盘自然打不开。
所以，如果你用“随机数据”把加密卷的【头部和尾部】两者都覆盖，就足以【彻底破坏】整个加密盘。
密钥存储区通常很小（不到 1KB）。为了保险起见，咱们把覆盖范围扩大一千倍（从 1KB 变为 1MB），彻底覆盖加密盘最开头的 1MB 和最末尾的 1MB，肯定就能毁掉“密钥存储区”了。
再来看“速度”——哪怕老式的机械硬盘，对头尾各写入 1MB 的数据，也可以在1秒内完成。所以这招属于【既彻底又快速】。
提醒：本招数的【局限性】
如果是【机械硬盘】，可以用这招；但如果是【固态硬盘】，这招【不】保险。原因请参见刚才介绍的“损耗均衡技术”。
【在线状态】下的权衡
（所谓的【在线状态】，指的是——出现“紧急情况”时，你的 PC 处于【运行状态】，并且你正在操作它）
在这种情况下，显然【可以用】“破坏加密盘”的方式。
至于“删除 key files”是否可用，取决于你的 key files 存储在哪里？
- 如果你的 key files 存储在 PC 上，也可用“key files 的软删除”。
- 如果你的 key files 位于【外部】存储介质（比如：U盘、MMC/SD 卡、...），并且这个存储介质【没有】插在电脑上，就用“key files 的硬删除”
【离线状态】下的权衡
（所谓的【离线状态】，指的是——出现“紧急情况”时，你的 PC 处于【关机状态】）
由于情况紧急，你已经来不及开机并启动系统。所以，“破坏加密盘”显然不可行；同样的道理，此时“软删除 key files”也不可行。
因此，在【离线状态】下，你只有唯一的选项——“硬删除 key files”。
结论
从上述两种状态的权衡，很自然就可以得出结论——key files 必须位于你【身边】的存储介质中。只有这样才能保证——你在【各种情况】下都能【快速且彻底】地销毁加密数据。
为了让大伙儿一目了然，放一个对照表：
如何【物理破坏】存储卡？
好，现在来谈“硬删除 key files”的方式——也就是“从物理上毁掉存储卡”。
（注：本章节所说的“存储卡”包括：U盘、SD卡、MMC卡...）
再次唠叨：这种“物理破坏”的方式比较粗鲁，是【紧急情况下】的无奈之举。如果你的时间比较从容，应该用前面提到的软件方式——删除敏感文件后，通过填充垃圾数据，塞满整张存储卡的剩余空间。
U 盘的内部结构
为了方便讲解，从维基百科剽窃了一张照片，并附上相应的说明。
1 插头
2 存储控制器
3 测试接点
4 【闪存芯片】
5 石英振荡器
6 发光二极管（LED）
7 写入保护开关
8 预留给第二颗存储器芯片的空间
物理摧毁的关键——破坏【闪存芯片】
对存储卡而言，除了【闪存芯片】，其它的都是浮云。
因为其它所有的部件全被毁掉，只要【闪存芯片】还完好，就可以通过专用的设备，读取出里面保存的数据。
破坏“闪存芯片”——【彻底】的方式
关于这个话题，俺看过一些资料，以及网上的讨论。权衡下来，能够在“短时间”（1分钟内）物理破坏“闪存芯片”的方式，大致有两种：
电磁方式——微波炉
把存储卡放入微波炉并启动。
这么干，不但能毁掉存储芯片，可能你的微波炉也会跟着报废。但在紧急情况下，一个微波炉又算得了什么？
机械方式——砸烂
如果你身边有锤子、扳手（或诸如此类的工具），对准结构图当中那个“傻大黑粗”的家伙狠狠砸下去，砸烂为止。
由于“闪存芯片”比较硬，还可以考虑用某个尖锐的东西作为辅助（学过基础物理学的应该明白——这可以增加压强）。就比如说，把一个钉子架在“闪存芯片”上，然后再用锤子敲击钉子，更容易击穿芯片的外壳。
但如今现代化的家庭或办公室中，要想找一个钉子还真不太容易。那么，啥东西可以作为钉子的替代品捏？俺列几个替代品作为参考（欢迎大伙儿补充）
螺丝刀（尤其是【小型的十字】螺丝刀）
瑞士军刀中某些尖锐的部件（如下图）
不见图 请翻墙
（某种款式瑞士军刀的示意图——几乎每种款式都能找到尖锐的工具）
破坏“闪存芯片”——【不太彻底】的方式
现在介绍【不】那么彻底的方式。也供高风险人士参考。
在紧急情况下，如果你身边没有微波炉也没有砸烂芯片的工具，还有一招是——用冲水马桶把存储卡冲掉。如今的存储卡都比较小，至少不会卡在马桶里。
但要强调的是——这招【不彻底】，因为存储卡浸泡在普通液体（只要不是强酸），即使长达几天时间，还是有可能恢复出数据。
如果你用了这招，那主动权就转到警方这边——考验他们是否愿意到粪坑里去找存储卡了。
预备和演习
如果你确实认为自己是【高风险人士】，本文讲述的这些东西，你【不要】光看看而已。要先做好准备工作，甚至来一次演习（彩排）。
否则真的到了紧急情况，你在慌乱之中很可能会出错。
首次创建时间：2019-03-15 22:03:00
最后修改时间：2020-08-19 21:56:34
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