图：机械硬盘结构示意
 

       以前，我们觉得重要数据被泄露、个人隐私被窃取、联网设备被入侵等安全事件很可怕，可最近一系列的“大新闻”却让人恍然意识到——原来更可怕的事情是关键时刻需要数据，却发现数据没了……

 

 

       未联网的设备一般都会将数据储存在硬盘中，基于小时候学电脑时老师谆谆教诲的“电脑不能强制关机”，很多朋友认为强制断电会导致硬盘数据的丢失或是整个硬盘的损坏。

 

       那么，强制断电真的会导致硬盘数据丢失么？让我们从机械硬盘的原理说起（固态硬盘由于价格较高一般很少当作仓储盘使用，所以只讲机械硬盘）。

 

       1973年，IBM研制成功了一种新型的硬盘IBM334，这种硬盘拥有几个同轴的金属盘片，盘片上涂着磁性材料。它们和可以移动的磁头共同密封在一个盒子里面，磁头能从旋转的盘片上读出磁信号的变化——这就是我们今天使用的硬盘的祖先，IBM把它叫做温彻斯特硬盘。

 

       目前市面上除了SSD，也就是我们俗称的固态硬盘之外，大多数的存储设备均为温彻斯特机械硬盘结构。

 

 

 

这种结构的硬盘故障大体可以分为两类：

 

• 一类是可以通过软件或者指令来进行修复的，我们称之为硬盘固件级故障

• 一类则是由于硬盘的物理构件发生物理损坏所造成的故障，我们称为硬盘物理级故障

 

对于后面这类物理级的硬盘故障，在实际数据恢复案例中最常见到的就是由于硬盘磁头与硬盘盘片在高速运转过程中发生碰撞而造成的磁头损坏以及盘片的大面积划伤。这种故障的硬盘通常表现为硬盘不能正常识别，长时间不能进入就绪状态，同时一个典型症状为硬盘通电后即发出磁头往返运作的敲击声，甚至还带有磁头与盘片碰撞摩擦的刮擦声。

 

如果读写磁头在硬盘运转时与盘片表明发生直接的接触，那么尖锐的磁头将会划穿包含绝缘层与喷镀碳层在内的保护层，造成一个圆形的划伤地带的同时也会损毁磁头本身。这就是我们所谓的硬盘物理划伤或者物理磁头损坏。

 

磁头损坏的元凶可以是落在盘片上的一颗极小的尘埃颗粒。因为磁盘运行时磁头在盘片上的悬浮高度是极其微小的（10纳米），加上盘片高速运转产生的动量，一旦磁头受到外力的碰撞就极有可能会破坏悬浮飞行的平衡，从而撞击到盘片表面。而读写磁头是由较为坚硬的材料制造的，可以在接触时轻易的造成对保护层的穿透性划伤。上述的磁头与盘片之间的碰撞会损坏盘片储存数据的磁性物质层。一旦磁头在盘片上拽行，那么就会造成数据的永久性丢失。除此之外磁头最终会因为摩擦过热或者撞击变形造成硬盘无法正常工作。并且损坏的磁头和盘片划伤后产生的细小颗粒会在磁盘继续通电运转的情况下对盘片原本完好的区域造成更多的划伤。

 

断电造成的损害一般也属于这个类型，如果断电时磁头还未来得及移动到安全区域，就会对盘片造成损害，继而造成数据丢失。

 

但为什么大家平时很少遇到强关电脑之后数据丢失硬盘损坏的情况呢？因为机械硬盘厂商经过几十年的探索，已经有了一套相对比较成熟的断电保护方案。

 

简单来说，就是在硬盘里安装了一块极小的“电池”，在外部电源断电的瞬间，机械硬盘会利用这块电池的电量优先将磁头挪动到安全区域，避免划伤碟片。这样首先保证了突然断电不会损坏丢失大量数据，只会丢失断电是尚未来得及写入的少部分数据。

 

另外，据业内人士透露：国内的监控录像机几乎都是嵌入式硬盘录像机，海康威视和大华是主要品牌，存储时间要求长的一般会配备8块1-2TB机械硬盘，这些硬盘专为监控设计，保证7X24小时高强度运行，且都设计有掉电保存功能，稳定性、可靠性更高于普通PC用的机械硬盘。可以说，嵌入式系统和监控级别硬盘的结合，很难因为人为断电而损坏，除非遭雷击，否则多块硬盘同时坏的可能性相当小。

 

不过既然通告里说因为多次断电导致损坏，那就真的坏了吧......谁让人用的摄像机质量不行呢？反正关键时刻监控硬盘数据损坏的事件也不是一次两次了：

 

• 2016 年：吸毒男子收治中心身亡 调查组称监控损坏引家属质疑

• 2015 年：黑龙江狱方回应在押犯骗女性发生关系，监控丢了

• 2014 年：江西男子带伤“病死”于监狱，狱方称监控录像无法完全恢复

• 2009 年：九江猝死看守所男子家属要求看监控录像，看守所称因电脑硬盘故障，部分录像无法查看

 

那硬盘损坏了就意味着无法读取数据吗？也不一定。

 

第一时间首先要做的是停止继续读写硬盘避免加重硬盘的伤情。然后，就需要专业的数据恢复机构进行“开盘修理”——即把密封的硬盘打开进行针对性的修理。

 

• 第一步，在无尘工作环境苍下打开硬盘，更换损坏的磁头或者硬盘内的其它部件。

• 第二步，将新更换的部件与原有部件重新组合成硬盘，并调试对应的固件。

• 第三步，磁场克隆，将受损硬盘中的信息完整的复制到一个没有受损的新硬盘中，这一部分是整个数据恢复中耗时最长的。根据碟片的受损程度不同，需要几小时到一个月不等。

• 第四步，在克隆完成的硬盘中对数据进行重新梳理，提取抢救数据。

 

这让人不禁感慨——世界之大，为什么硬盘能修好的只有陈老师？

 

 

当然，在愤怒之余我们还得思考如何防止类似事件的发生，用智能联网摄像机替代传统摄像机或许是一个可行的选择。智能摄像机能对幼儿园中发生的一切进行实时的监控和录像，家长们可以即时通过手机实时查看孩子的情况，及时发现问题和处理，数据上云也避免了硬盘损坏造成的数据丢失。

 

另外，由于家长不可能始终盯着监控、幼儿园方面的监控人员不可信，也有人提议利用AI技术让监控系统自己去判断是否发生了虐童行为、孩子是否在规定时间里停留在监控范围之内。很多科技公司都在进行类似的探索和尝试......

 

虽然技术不是万能的，但至少希望技术能作为助力，让监管在阳光下运行！