NTFS文件系统比FAT32复杂多了,小明我上课听得一头雾水。
接下来来详细介绍NTFS文件系统
NTFS文件系统原名为New Tecnology File System(这个称呼有点直接(・∀・)),是现在绝大多数电脑磁盘分区使用的文件系统
其具有以下特点:
–安全性较高,NTFS文件系统有日志容错功能,所以安全性比FAT文件系统高。
–NTFS文件系统可以给文件设置访问权限
–文件压缩和文件加密(EFS加密右键高级设置)
–磁盘配额
–NTFS文件系统支持大分区(在MBR磁盘最大支持2T ,在GPT磁盘支持的分区更大)
–NTFS文件系统支持大文件(大于4G)
–NTFS下可创建超过2TB的磁盘(注:硬盘可创建超过其本身大小的虚拟磁盘,但是需要选择动态扩展而不是固定大小。其文件类型是vhdx。)
接下来演示以下NTFS文件的压缩功能(文件系统本身支持的,不借助压缩软件)
右键属性,点击常规中的高级,勾上压缩内容以便节省磁盘空间


可以发现文件占用空间变小了,且其属性图标发生了变化,多了两个小箭头

NTFS的结构类型
结构类型有两种


可以注意到分区末尾均有备份DBR。
NTFS的DBR扇区
查找NTFS DBR快速方法:十六进制查找EB5290


介绍一下一些特殊概念:
1)15是代表介质描述符,F8代表硬盘介质
2)1C-1F代表隐含扇区数,是针对于主分区而言的隐含扇区,隐含扇区是NTFS分区前的物理扇区数,如果NTFS分区是在磁盘内,则和该扇区在磁盘位置数值一样,如NTFS分区是在扩展分区内,则是表示在该分区内相对偏移扇区。
3)28-2F是文件系统扇区总数,其是8个字节,要用数据解析器的64bit位查看,其与NTFS实际扇区数可能有出入(NTFS的一种特点),但是硬盘的DPT(分区表项)写的分区总扇区数与其相同
4)30-37表示MFT起始簇号,MFT是NTFS的第0个元文件,38-3F表示MFTMirr的起始簇号,它是NFTS的第1个元文件,是MFT的镜像,紧跟在MFT后面,40是MFT项的大小,即其所占用的空间,一般是2个扇区(计算方法,选中40(数值为0xF6)查看数据解释器8 bit(±)为-10,利用公式个扇区)
5)44表示每个索引块大小簇数****(待补充)
NTFS文件系统有16个元文件
这些元文件名都是以$开头的


值得注意的是,元文件文件名和序号是严格对应,在NTFS分区内按序号排列。
我们可以通过DBR扇区的$MFT起始簇号或者直接点击$MFT跳转到MFT元文件

可以看到$MFT字样,向下多次滑可以依次看到
$MFTMir、$LogFile、$Volume(当我们卷标显示时,要用unicode编码(点击Winhex查看字符集选择unicode可以看到“新加卷”字样,因为NTFS是用Unicode编码,FAT32是用ASCII编码)、$AttrDef等,但是$Root是不可见的
首先介绍MFT表
MFT表特点
• 以明文“FILE”开头
• 每个MFT项都占用1024字节,即两个扇区
• NTFS文件系统中的所有文件,都有一个MFT项记录相应的数据
• 每个MFT项占用的两个扇区,最后两个字节是一个修正值,这个修正值和MFT项中的更新序列号相同,如果系统发现不同,就会认为这个MFT项错误,会把开头标志明文“FILE”改成“BAAD”
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NTFS主文件分配表(MFT头)
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MFT头的数据结构



2)14-15代表第一个属性的偏移地址,图上写的是0x0038,转向38块,可以发现这是10属性的开头。
3)16-17代表着文件或目录的状态,00:文件被删除,01:文件正常,02:目录被删除,03:目录正常
4)18-1B、1C-1F分别代表MFT项的逻辑长度(有效长度 )和物理长度(占用长度),单位是字节,可以看到图中物理长度是0x00 00 04 00字节=1024字节=2个扇区。
5)2C-2F代表MFT项的索引号****(待补充)
MFT属性
每个MFT的属性都可以分成两部分:属性头和属性体
MFT属性的分类
•常驻属性:直接在MFT项中记录属性体,例如10 30
•优点:直接在MFT项中记录属体,访问速度快
•缺点:只能记录少量的数据
•非常驻属性:在MFT之外的区域记录属性体,例如80
•优点:用簇流记录文件存储的数据区域,可以记录很大的数据
•缺点:访问速度较慢
属性类型
一个属性分为属性头和属性体,用同一种颜色的浅深区分
常驻属性的数据结构
常驻属性的属性头
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
其中注意以下几点:
1)00-03是指属性类型
2)04-07是指整个属性的总字节数
3)08代表属性类型(0常驻 or 1非常驻)
4)10-13代表属性体的字节数(与实际颜色块字节数可能不同,因为颜色块是8字节为一块划分的)
5)14-15代表属性体偏移的字节数,是相对于属性头开头位置的偏移量,亦即代表属性头的字节数
MFT中10属性体

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MFT中30属性体
MFT中30属性,最小为\x68(104)字节,最大为\x268(616)字节,可容纳255个Unicode字符的文件名

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
其中
38-3B:类型依照加法原则
40:文件名的长度为一个字节,因此文件名最大长度为FFh=255字节
41:文件命名类型 有 00 01 02 03
非常驻属性的数据结构



其中28-2F是属性体占用总空(字节数),亦即数据总大小
80属性
80属性是存储文件数据内容
80属性有两种类型,一种是常驻80属性,一种是非常驻80属性
常驻属性头比较小,体比较大;
非常驻属性头比较大,体比较小
这在winhex很容易辨认
当文件大小不超过1024字节(一个扇区)是在一个簇里存,此时80属性为常驻属性;
当文件大于1024字节会变成簇流(非常驻)存储方式。
常驻80属性的属性体就是数据内容,可用winhex直接复制到新文件显示。
非常驻的属性体是簇流存储地址
LCN(logical cluster number):整个文件卷的相对位置,单位(簇)。
VCN(virtual cluster number):文件内部的相对位置,单位(簇)。
每个运行列表中第一个字节的低4位表示运行簇大小(filesize)的len,高4位表示起始簇(start)的len。如果一个运行列表后面的第一个字节是00,说明运行列表结束,后面的数值暂时不用管;如果不是00,则是下一个运行列表开始。
①常驻


②非常驻-->一个运行列表

0x00~0x3F 是属性头;运行列表在橘黄色框中,0x40开始,可以得到运行列表 33 40 BC 00 00 00 0C。
分析如下:
首先0x33,低4位是3,表示紧随其后的3Byte 0xBC40作为运行簇大小(簇个数),即文件所占总大小;高4位是3,表示簇大小之后的3个Byte 0x0C0000 是起始簇,即文件起始,这里是说的是LCN。
划重点!!!
通过该处簇总个数与28-2F的属性体占用总空间大小,可推算出一个簇的大小
公式为
NTFS中一个簇包含的扇区=
(数据总大小(字节)/512)/簇总个数
③非常驻-->多个运行列表

分析如下:
第一个运行列表,首先是0x31,低4位是1,表示紧接着的1Byte(03)是运行簇大小;高4位是3,表示紧接着3Byte(65 9A 00)是起始簇,这里说的是LCN;
第二个运行列表,首先是0x11,低4位是1,表示紧接着的1Byte(01)是运行簇大小;高4位是1,表示紧接着3Byte(13)是起始簇,这里说的是VCN。
注意,只有第一个运行列表的起始簇说的是LCN,从第二个运行列表开始每个运行列表的起始簇都说的是VCN。想要得到LCN需要按下面的公式计算:
第n个运行列表的LCN = 第一个运行列表的起始簇(LCN) + 第二个运行列表的起始簇(VCN) +...+第n个运行列表的起始簇(VCN)
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