Обзор нескольких реализаций уничтожения информации с магнитных носителей.

В этом научно-популярном исследовании мы попытаемся оценить потенциальные возможности и эффективность нескольких подходов к стиранию информации с магнитных носителей, в частности – с накопителей на жестких магнитных дисках.

Напомним что такое жесткий диск и как он устроен.

Начиная с самых первых моделей и до наших дней жесткий диск состоит из собственно магнитных дисков (или «блинов»), на которые пишется информация, магнитной головки, записывающей и считывающей информацию с дисков, управляющего контроллера. Стирание информации, если иметь в виду гарантирование стирание без возможности восстановления – это воздействие на сами магнитные пластины. Воздействие на головки или контроллер никакого отношения к стиранию не имеют – их повреждение (уничтожение) приведет к неработоспособности устройства в штатном режиме. Однако достаточно несложная процедура перестановки «блинов» в заранее работоспособный жесткий диск схожего типа позволит успешно считать всю информацию.

Мы попытаемся рассмотреть плюсы и минусы реально существующих устройств уничтожения информации, представленных на рынке.

Способы эффективного (надежного) стирания сводятся к перемагничиванию (размагничиванию) дисков или их физическому уничтожению.

Начнем с последнего. Основные виды уничтожителей физического типа – шредеры, прессы и пробойники.

Шредер просто перемалывает жесткий диск на фрагменты, по которым невозможно восстановить практически ничего. Однако корпус жесткого диска – достаточно прочная алюминиевая конструкция, которая очень эффективно противостоит механическим повреждениям.

Поэтому шредеры достаточно громоздки и энергоемки в работе. Могут использоваться только как отдельно стоящее устройство для массовой утилизации носителей.

Пресс – Раздавливает жесткий диск, критично деформируя блины.

Надежность уничтожения (невероятность восстановления) хуже, чем у шредеров – информация остается на блине, тем не менее ее считывание сильно затруднено. Прессы так же обладают всеми недостатками шредеров.

Пробойники – механические устройства, которые приводят диск в нерабочее состояние пробивая его в одном или нескольких местах насквозь. Однако – физически информация остается записанной, и может быть восстановлена со всего обьема блина, кроме пробитого отверстия. Тем не менее их эффективность достаточно высока, а конструктивные решения позволяют использовать их не только как внешние приборы, но и встраивать их в серверы, при необходимости уничтожая информацию даже с работающего жесткого диска.

При кажущейся эффективности результата механические уничтожители громоздки и их применение узкоспециализоровано – в основном утилизация дисков, извлеченных из компьютера. Механический же пробойник может дать сбой, узлы, находящиеся долгое время без движения, могут просто окислиться, загрязниться и не сработать в нужный момент, более прочный корпус жесткого диска может быть не пробит и т.д. И самый главный минус – информация продолжает оставаться на блинах, хотя ее извлечение достаточно затруднено.

Более надежны устройства перемагничивания жестких дисков, которые не ставят целью повредить диск – они действительно стирают информацию. Устройства широко представлены на специализированном рынке России, а так же всего мира (английское название – DEGAUSSER – размагничиватель). Эти устройства используют для перемагничивания или постоянные супермагниты, или электромагнитный эффект.

Устройства на постоянных магнитах используются только для утилизации носителей. Их магнитное поле постоянно, и они не могут быть совмещены с работающим диском.

С точки зрения быстрого стирания информации наиболее интересны электромагнитные уничтожители, которые могут генерировать сильные магнитные поля в любой момент времени, имеют достаточно компактное исполнение для использования их вместе с работающими дисками и даже встраиваться в работающие компьютеры – серверы.

Все эти устройства работают в соответствии с законами физики: электрический ток, пропускаемый по проводнику, замкнутому в кольцо (звезду, прямоугольник) создает вокруг этого проводника магнитное поле определенной конфигурации. Если разместить такой проводник определенным образом в непосредственной близости от накопителя, и создать в нем ток достаточной силы, наведенное магнитное поле гарантированно перемагнитит блины диска, стерев всю информацию.

На практике используются 2 типа излучателей магнитного поля

1. плоский – в котором магнитное поле создает плоская спираль. Жесткий диск располагается рядом с излучателем.
2. Обьемный, или соленоид – в него жесткий диск помещается вовнутрь.

Попробуем рассмотреть эффективность каждого вида излучателей с точки зрения механической конструкции и физики процесса.

Плоский излучатель.

1. Конструктив. Излучатель имеет законченную форму, обычно прямоугольника незначительной толщины (0.5-2 см), и может помещаться вплотную к диску в плоскости вращения блинов. Иногда излучатель устанавливается между двумя дисками, поскольку магнитное поле распространяется в обе стороны от плоскости излучателя. Теоретически в последнем случае должны стираться оба диска. Способ удобен, например, при применении в серверах и массивах данных, когда вместо дисков устанавливается излучатель, без переделки сервера. Стираемые диски стоят на штатных местах, используется охлаждение, интерфейсы сервера.

2. Физика процесса. Распространение и мощность магнитного поля спирали представлены на рисунке. (вид сбоку, для наглядности. Сиреневое – излучатель, черное – жесткий диск с двумя блинами)

Особенностью магнитного поля спирали в каждой точке пространства является очень сильная нелинейная зависимость его мощности от расстояния до спирали и удаленности от центра – чем дальше, тем слабее.

Если в середине излучателя поле имеет значение x, то на полпути к краю излучателя будет x/2, а на краях – x/6 или меньше. Так же обстоит ситуация при удалении от плоскости излучателя – поле на расстоянии 1 сантиметра ослабевает на 30-40%. Этот эффект дает крайне неравномерное распределение поля на блинах жесткого диска, и стирание в зонах, лежащих ближе к центру излучателя, полное, а в зонах над краем излучателя – частичное или неэффективное. В жестком диске расстояние от плоскости излучателя до информационных пластин определяется наличием платы контроллера и толщиной корпуса шасси, с другой – обычно тонкой защитной крышкой, то есть имеет значение с какой стороны устанавливается излучатель. Так же очень важно позиционирование излучателя относительно центра пластин диска.

Рис. Зона эффективного стирания плоского излучателя

При этом пик мощности магнитного поля будет приходиться на шпиндель (мотор) диска, а следовательно расходоваться впустую. Следует учесть, что в дисках с пластинами больше одной, следующая от излучателя пластина находится еще дальше, и соответственно воздействие поля слабее. Несколько улучшается ситуация если использовать 2 излучателя, с обоих сторон диска (см.рис). В этом случае обоим пластинам диска достается относительно равное магнитное воздействие, и снимается фактор влияния с какой стороны диска (контроллер или кожух) установлен излучатель. Однако значительное ослабление стирающего эффекта к краю блинов сохраняется. Тем не менее стертый плоским излучателем жесткий диск гарантированно не сможет эксплуатироваться в штатном режиме, невосстановимо стирается большая часть информации. Излучатель прост в установке – он просто помещается над (под) жестким диском, или (в случае дисковых массивов) устанавливается вместо жесткого диска.

Обьемный излучатель – соленоид.

1. Конструктив. Излучатель представляет собой полый каркас, в который вставляется жесткий диск. При этом дополнительно к диску должны быть подключены интерфейсные кабели, обеспечено принудительное охлаждение. Излучатель с диском занимает примерно 5-дюймовый отсек (CD-ROM) и требует дополнительного крепления для установки в корпусе сервера, или выноса вместе с диском в отдельный корпус, причем питание и интерфейсный кабель идет от родного сервера. В этом случае сервер – донор не требует никаких доработок, родные корзины дисков могут использоваться в штатном режиме. В одном устройстве уничтожения могут находиться диски от нескольких серверов.

2. Физика процесса. Распространение и мощность магнитного поля соленоида представлены на рисунке. (вид сбоку, для наглядности. Сиреневое – излучатель, черное – жесткий диск с двумя блинами)

Особенность магнитного поля – в его равномерности в любой точке внутри соленоида (мощность поля быстро убывает только на краях излучателя). Вследствие этого информация эффективно стирается с пластин в любой точке блина. Однако излучатель имеет гораздо большие габариты (по сравнению с плоским). Данный способ стирания наиболее эффективен и дает гарантированное стирание всей информации (при условии создания излучателем поля нужной мощности).

Рис. Зона эффективного стирания соленоида излучателя

Вместо выводов.

Из выше сказанного следует, что методов стирания (уничтожения) информации, как и устройств их реализующих, достаточно много. У каждого есть свои плюсы и минусы. В частности для массового уничтожения дисков следует применять механические способы, для экстренного стирания с работающих дисков – электромагнитные. Если нужно максимально сэкономить на оборудовании в ущерб надежности – можно остановиться на плоскостном двустороннем излучателе, если требуется максимальная эффективность стирания и универсальность – обьемный излучатель.

То есть – выбирать способ и реализацию нужно исходя исключительно от условий задачи и целей, которые ставятся перед устройством уничтожения.
 

Статья опубликована на сайте: 22.05.2011