Dlaczego dane przechowywane na chipie NAND są nieodwracalne, jeśli zostaną złamane?

10

Wszystkie firmy zajmujące się odzyskiwaniem danych, bez względu na umiejętności, jednogłośnie twierdzą, że jeśli układ pamięci urządzenia ma tylko pęknięcie linii włosów, odzyskanie danych jest niemożliwe. Nie mało prawdopodobne, nie drogie, ale niemożliwe. Jedna firma stwierdziła nawet, że nawet FBI nie może odzyskać danych. Czy to prawda?

Dlaczego to? Trudno mi uwierzyć, że jeśli tylko niewielka część niezwykle popularnego układu ma małe pęknięcie, wszystkie dane zniknęły.

Pomyślałbym, że gdzieś utalentowana osoba byłaby w stanie załatać obszar układu i odzyskać część danych ...

Czy to ma coś wspólnego z opłatą? Wiem, że pamięć flash używa tranzystorów do przechowywania ich zer i jedynek w postaci ładunku elektrycznego. Jeśli układ jest pęknięty, czy tranzystory „zwarcie”, zamieniając je wszystkie na zera, coś w tym rodzaju? Czy dane zniknęły, a nie były niemożliwe do odzyskania?

Chcę tylko kilka świetnych filmów z wakacji. Myślałem, że zniknęli na dobre, potem dowiedziałem się o odzyskiwaniu danych, pomyślałem, że mam dużą szansę na ich odzyskanie, a potem zdałem sobie sprawę, że nie ma żadnej szansy, jeśli chip pamięci zostanie złamany.

Ile kosztuje pobieranie? Setki? Czy tysiące? Milion, jak mówi RedGrittyBrick? Gdyby trzymać kartę pamięci, czy za kilka lat cena takiego zaawansowanego wyszukiwania mogłaby spaść? A może to po prostu nierealne?

Mówimy tutaj o karcie SD o pojemności 256 MB.

Podejrzewam, że technologie odchodzą od kart SD, a bardziej od zintegrowanej pamięci, a wtedy dobroć wie, co jeszcze ... pamięć atomowa, pamięć DNA .. Nie widzisz dziś ludzi, którzy wychodzą z nowymi zaawansowanymi procedurami dotyczącymi kaset magnetofonowych, prawda? Czy powinienem po prostu ugryźć kulę i poddać się?

Ponadto nie jestem nawet hobbystą w tej dziedzinie, ale ogólnie interesuje mnie to, jak działają rzeczy, więc jeśli ktoś mógłby wyjaśnić po prostu problem, doceniłbym to.

Starkers
źródło
biorąc pod uwagę, że jest to kratownica bram w nanoskali, twoje maleńkie pęknięcie na włosach jest wielkim kanionem w tej skali ... bez nadziei
Paul Sullivan
Nie wiem o możliwościach FBI, ale jeśli informacje nadal tam są (i powinny tam być, przechowywane na pływających bramach, z wyjątkiem miejsc, w których występują obrażenia fizyczne), powinny być możliwe do odzyskania. Kosztem, który jest prawdopodobnie wygórowany. xkcd.com/538 Dlaczego? Czy masz bitcoiny o wartości 100 milionów dolarów na pękniętym układzie?
Spehro Pefhany
niezależnie od bezpośrednio uszkodzonego obszaru, chodzi o to, jak dostęp do otaczających obszarów ... pomyśl o tym, jak dostęp do bitów każdej ze stron (bez bezpośredniego obserwowania / sprawdzania eac bitów
Paul Sullivan
@PaulSullivan Prawdopodobnie możesz połączyć część działającego układu ze starym układem, aby pobrać wiersze informacji. Takie rzeczy są możliwe w przypadku młynów jonowych i tym podobnych. Po prostu bardzo drogi. Mogą ponownie łączyć poszczególne układy scalone.
Spehro Pefhany
Czy jesteś pewien, że faktyczny układ scalony w twoim „urządzeniu pamięci” jest fizycznie uszkodzony? Czasami (często?) Rzeczywisty zespół obwodów nie wypełnia całkowicie obudowy karty, więc na przykład uszkodzenie krawędzi może mieć charakter czysto kosmetyczny / mechaniczny. Uszkodzone kontakty powinny być również naprawialne.
JimmyB

Odpowiedzi:

14

Chcę tylko odzyskać niesamowite zdjęcia z wakacji.

Bądźmy szczerzy. Nie są dla ciebie warte 1 mln USD. Za takie pieniądze możesz kilka razy pojechać na te wakacje i odzyskać te same zdjęcia lub coś równie niesamowitego.

Myślałbym, że jakaś utalentowana osoba byłaby w stanie załatać obszar układu

Technologie użyte do produkcji pamięci flash nie nadają się do naprawy pękniętych układów scalonych. Podejście produkcyjne polega po prostu na testowaniu i odrzucaniu wadliwych matryc. Nie ma ustalonej technologii umożliwiającej dokonywanie napraw.

Fabryka krzemu zdolna do produkcji układów scalonych kosztuje 1 miliard dolarów. Każda instalacja zdolna do naprawy układów scalonych prawdopodobnie będzie podobnie droga - wymagałaby dużego zużycia, aby była ekonomiczna. Po prostu nie ma takiego popytu, większość ludzi uważa, że ​​kopiowanie zdjęć na kilka dysków twardych o wartości 50 USD jest tańsze i łatwiejsze niż nadzieja na uratowanie ich przez technikę science fiction.

Twoja utalentowana osoba może potrzebować sprzętu wartego miliony dolarów, uniwersyteckiego zestawu laboratoriów badawczych, dużego zespołu doktorantów oraz lat lub dziesięcioleci finansowania.

i odzyskaj niektóre dane.

Niektóre dane mogą nadal znajdować się w nieuszkodzonych częściach układu, ale konwencjonalne pobieranie prawdopodobnie będzie całkowicie zależeć od uszkodzonych części.

Mówimy tutaj o karcie SD o pojemności 256 MB.

Wyobraź sobie, że pod mikroskopem badane są po dwa miliony pojedynczych ziaren piasku pojedynczo. Taka jest skala zadania. Ziarna piasku są oczywiście znacznie większe niż tranzystory. Tranzystory w układach pamięci flash są zdecydowanie za małe, aby je zobaczyć.

czy za kilka lat uważasz, że cena tak zaawansowanego wyszukiwania może spaść?

Za kilkaset lat?

Czy powinienem po prostu ugryźć kulę i poddać się?

Chyba że jesteś miliarderem, który nie ma nic więcej do roboty, kto mógłby dopasować to do jakiegoś większego planu.

RedGrittyBrick
źródło
Wiesz, ta trudna odpowiedź sprawia, że ​​czuję się trochę lepiej. Inne odpowiedzi pozostawiły mnie trochę w czyśćcu. 1 mln USD, co? Nie miałem pojęcia A zanim cena będzie mogła spaść, będę (1) długo martwy i (2) dane zostaną całkowicie zepsute. Taki niewielki kawałek obrażeń. Ledwo go widać (choć idzie on przez układ scalony) ..
Starkers
Nie sądzę, że będzie to milion dolarów. Drogie, tak, ale myślę, że sprzęt istnieje. Niektóre wstępne badania znajdują się tutaj: ee.ucl.ac.uk/lcs/previous/LCS2009/NEMS/Konopinski.pdf
RJR
Więcej tutaj postępowanie.spiedigitallibrary.org/... (tylko streszczenie)
RJR
@RJR fascynujący artykuł, ale niestety myślę, że to tylko utrwala punkty RedGrittyBrick. Nie zdziwiłbym się, gdyby była to procedura o wartości 1 miliona dolarów.
Starkers
@RJR w dużym stopniu komplikacje w odzyskiwaniu danych z pamięci flash są spowodowane przez chip kontrolera (myślę) robiącego różnego rodzaju sprytne rzeczy, takie jak równoważenie obciążenia. Z kartą SIM jest to o wiele bardziej podstawowe, ponieważ nie ma równoważenia obciążenia. Dane użytkownika są zapisywane raz, a następnie odczytywane na zawsze. Karty SIM przechowują również około 16 kB, z czego 16 000. to karta SD o pojemności 256 MB. Pobieranie z karty SIM jest o wiele prostsze, a nawet niemożliwe! (Wydaje mi się, że konkluzja artykułu wydaje się pełna nadziei, ale spekulacyjna)
Starkers
4

Pomyślmy o skali problemu. Chipy krzemowe są bardzo delikatne, podobnie jak bardzo cienkie druty łączące, które przechodzą od układu do pinów / padów. Są również podatne na uszkodzenia środowiska. Dlatego matryce i płytki są obsługiwane w czystych pomieszczeniach itp.

Przyjmujemy za pewnik tanie, niezawodne, szczelne dla środowiska opakowanie na wióry. Dojście do tego etapu zajęło sporo czasu. Wspominam o tym, ponieważ myślę, że pomaga zrozumieć, że IC to nie tylko plastikowe pudełko wokół niezniszczalnej kości. Pakowanie wiórów to wielka sprawa i zapewnia dużo ochrony, której tak naprawdę potrzebuje matryca.

Będzie
źródło
2

Chip jest dużą obudową do płytki krzemowej o szerokości kilku mm i szerokości kilku włosów. Pęknięcie oznacza ugięcie nacisku i bezpośrednie uszkodzenie drutów łączących lub mikroskopijnie małych śladów i połączeń na waflu.

Pomyśl o tym jak o kawałku lodu. Najmniejszy zakręt i PĘKNIĘCIE. Płytki krzemowe nie są zaprojektowane pod kątem integralności strukturalnej pod ciśnieniem.

Podczas gdy druty łączące są możliwe do naprawy, uszkodzenie płytki jest praktycznie niemożliwe.

Przechodzień
źródło
1
Nie sądzę, że „naprawa” układu jest tym samym, co odzyskiwanie danych. Powiedziano mi, że wystarczająco zdeterminowana osoba może użyć skaningowego mikroskopu elektronowego do ręcznego badania pływających bram. Możesz nie być w stanie odzyskać wszystkich danych, ale w niektórych przypadkach nawet niewielka ilość danych jest zła. Dlatego niektóre organizacje wymagają całkowitego zniszczenia nośników elektronicznych, a nie tylko ich wymazania lub częściowego zniszczenia.
helloworld922
1
Czuję tutaj problem kwantowy. Czy bezpośrednie sondowanie pływającego węzła wiązką elektronów nie spowodowałoby zmiany jego stanu?
Sean Boddy
@ helloworld922 pamięć flash nie jest jak pamięć magnetyczna, ponieważ to, co dostajesz po zamontowaniu, system plików, i-węzły, bloki danych itp. są zasadniczo emulowane przez kontroler pamięci flash, wyodrębniając fizyczną pamięć od tego, co zwykle uważa się za warstwa „fizyczna” i warstwy logiczne. Dwa poziomy abstrakcji logicznej. Wynika to z różnicy w działaniu nand, w jaki sposób kontroler radzi sobie z błędnymi bajtami / blokami odzyskiwania, wyrównaniem zużycia itp.
Passerby
@ helloworld922 Nawet wtedy fizyczne uszkodzenie wafla, nawet niewielka rysa lub kawałek kurzu, nie mówiąc już o pęknięciu, które powoduje wiele mikropęknięć, uszkadza ogromny procent pamięci flash. Sprawi, że wszelkie odzyskane dane będą nie do odróżnienia od śmieci. To nie jest godne zaufania odzyskiwanie. Pomyśl o płatkach śniegu. Malutki, mikroskopijny. Najmniejsza przerwa w strukturze krystalicznej i już nigdy nie wiadomo, jak ten wzór wyglądał.
Passerby
@ helloworld922 Wreszcie mówimy o pamięci flash, która we wspólnych rozmiarach występuje w GIGABYTES. Piekło, Terrabytes. Mówimy 8589934592 bitów w jednym gigabajcie. Zdeterminowany facet z SEM umrze na starość, próbując odzyskać pojedynczy dokument tekstowy o pojemności 1 kb na dysku flash 4 GB. Uszkodzony flash jest we wszystkich PRAKTYCZNYCH terminach niemożliwy do odzyskania.
Passerby
2

Myślę, że jest to kwestia możliwości - jak wskazują powyższe odpowiedzi, pęknięty układ scalony może być elektrycznie niefunkcjonalny i prawdopodobnie uszkodzony, jeśli byłby wtedy włączony.

Wiele strojów do odzyskiwania danych opiera się na sprytnym (ish) oprogramowaniu - to znaczy, że urządzenie nadal działa i wystarczy uzyskać do niego dostęp na bardzo niskim poziomie, aby drażnić dane i ponownie złożyć je w coś użytecznego.

Istnieją jednak etapy poniżej, w zależności od tego, ile czasu i pieniędzy chcesz przeznaczyć na problem.

Jakiś czas temu w Hackaday była historia, w której facet faktycznie usunął ROM z gameboya i odczytał bity za pomocą mikroskopu i oprogramowania do przetwarzania obrazu, aby odczytać ustawione / nieuzbrojone bity. To nie jest zbyt obciążające dla starego układu ROM, ponieważ widoczna jest fizyczna zmiana, choć wymagająca znacznego wysiłku i pewnej ręki. W przypadku nowoczesnego układu flash gęstość jest szalona, ​​a zmiana może być niewidoczna. Powiedziałbym jednak, że nie jest to niemożliwe, po prostu niezwykle trudne. Dzięki odpowiedniej technologii możesz bezpośrednio sondować matrycę chipa i prawdopodobnie odczytać niektóre dane, w zależności od uszkodzenia.

Najprawdopodobniej praca ta wykracza poza zakres / budżet większości ludzi. Domyślam się, że FBI, MiB lub ktokolwiek mógłby to zrobić, jeśli uznaliby to za stosowne, ale zgaduję również, że nie wyjawiliby tego faktu publicznie, ani że mogą być sklasyfikowane lub powiązane z innymi niejawnymi zdolnościami .

Edytuj, aby dodać: analogią może być zepsuty rekord; Możesz wyczyścić dźwięk z porysowanej płyty za pomocą sprytnego przetwarzania, ale zepsutego nie można odtworzyć na gramofonie. Nie oznacza to, że nie możesz usunąć danych, tylko że stało się to o wiele trudniejsze.

John U
źródło
1

Dane mogą nadal tam być, problem polega na tym, że nie ma (rozsądnego) sposobu na uzyskanie sygnału elektrycznego do lub z komórek danych. Kiedy łamiesz chip, łamiesz druty. Minimalna wielkość elementów w wielu układach produkowanych obecnie wynosi około 20 nm = 200 angstremów. Podejrzewam, że jeśli (a) miałeś mikroskop elektronowy, (b) dokładnie wiedziałeś, jak producent ułożył układ (co oznacza każdy drut i jakie sygnały należy wysłać, skąd wziąć dane), oraz (c) Miałeś lutownicę na bazie mikroskopu elektronowego lub mikromanipulator z końcówką o szerokości zaledwie kilku atomów, możesz żmudnie i skrupulatnie naprawić wszystkie zerwane połączenia.

Ale chociaż firmy zajmujące się odzyskiwaniem danych (te z superduperem) mogą mieć mikroskopy elektronowe, wątpię, aby miały (b) dowolny dostęp do układu producenta lub (c) mikromanipulator, którego można by faktycznie użyć do naprawy. Mówimy też o potencjalnej potrzebie naprawy tysięcy połączeń, więc nawet gdyby ktoś był w stanie to zrobić, prawdopodobnie pobrałby dziesiątki lub setki tysięcy dolarów.

Wędrująca logika
źródło
1

Problem polega nie tyle na tym, że komórki pamięci flash (bity) są uszkodzone, co na uszkodzeniu elektroniki adresowania i odczytu. Pamięć flash nie przypomina zapisu, taśmy, płyty CD itp., Gdzie głowica odczytu / zapisu jest oddzielna od nośnika zapisu. W takim przypadku uszkodzenie nośnika powoduje po prostu pewne nieczytelne dane, resztę można nadal dokładnie odczytać, umieszczając głowicę odczytu / zapisu nad „dobrą” częścią nośnika. Pamięć flash ma jednak „głowicę odczytu / zapisu” (przewody wyboru wierszy i kolumn, dekodery, wzmacniacze czujników itp.) Zintegrowane na tym samym kawałku krzemu, co nośnik zapisu (tranzystory z pływającą bramą). W wyniku uszkodzenia matrycy ogromne sekcje stają się całkowicie niedostępne z powodu uszkodzonego okablowania. Okablowanie jest zbudowane na wielu warstwach układu i jest bardzo małe. I są miliony drutów. Jeśli matryca zostanie złamana na pół, próba naprawy uszkodzeń zajmie miesiące w bardzo drogim sprzęcie, co jest skomplikowane, ponieważ nie zakłóca danych. Pamiętaj, że pamięć flash pochodzi bezpośrednio od usuwalnej przez UV pamięci EPROM, więc po odklejeniu układu nie można wystawiać go na działanie promieni UV (światło słoneczne itp.), Aby dane zostały zachowane. Ponadto niektóre techniki stosowane do badania i naprawy układu, takie jak trawienie wiązką jonową, mogą również zakłócać zmagazynowany ładunek w bramach pływających. nie można go wystawiać na działanie promieni UV (światło słoneczne itp.), aby dane zostały zachowane. Ponadto niektóre techniki stosowane do badania i naprawy układu, takie jak trawienie wiązką jonową, mogą również zakłócać zmagazynowany ładunek w bramach pływających. nie można go wystawiać na działanie promieni UV (światło słoneczne itp.), aby dane zostały zachowane. Ponadto niektóre techniki stosowane do badania i naprawy układu, takie jak trawienie wiązką jonową, mogą również zakłócać zmagazynowany ładunek w bramach pływających.

alex.forencich
źródło
0

Teoretycznie jest to możliwe w przypadku układów o niskiej gęstości <500 MB, IIRC niedawno pojawił się przypadek, w którym ktoś przechowywał klucze RSA na starym pendrive 32 MB i zatrzasnął go na pół, gdy drzwi frontowe zostały wbite. Aby odszyfrować pliki, zamknęłyby się do dekady, ale na szczęście udało się odzyskać wystarczającą ilość spójnych danych z fragmentów papieru i dwóch 16 MB nieznacznie uszkodzonych układów Flash, aby zgadnąć, co to 1024-bitowy klucz, a przy użyciu metody łączonej siły brutalnej odzyskali pliki w mniej niż miesiąc.

Mogę tylko założyć, że powodem przechowywania ich na tak starym dysku była integralność danych, gdyby był to bardziej nowoczesny dysk o pojemności wielu GB, nie byłoby nadziei na odzyskanie.

Zagadka
źródło