Pemulihan data

Dalam komputasi, pemulihan data adalah proses mengambil data yang terhapus, tidak dapat diakses, hilang, rusak, atau diformat dari penyimpanan sekunder, media atau file yang dapat dipindahkan, ketika data yang disimpan di dalamnya tidak dapat diakses dengan cara biasa. Data paling sering diselamatkan dari media penyimpanan seperti hard disk drive (HDD) internal atau eksternal, solid-state drive (SSD), USB flash drive, pita magnetik, CD, DVD, subsistem RAID, dan perangkat elektronik lainnya. Pemulihan mungkin diperlukan karena kerusakan fisik pada perangkat penyimpanan atau kerusakan logis pada sistem file yang mencegahnya dipasang oleh sistem operasi host (OS).

Kegagalan logis terjadi ketika perangkat cakram keras berfungsi tetapi pengguna atau OS otomatis tidak dapat mengambil atau mengakses data yang tersimpan di dalamnya. Kegagalan logis dapat terjadi karena kerusakan pada chip teknis, kehilangan partisi, kegagalan firmware, atau kegagalan selama pemformatan/instalasi ulang.

Pemulihan data bisa menjadi tantangan yang sangat sederhana atau teknis. Inilah sebabnya mengapa ada perusahaan perangkat lunak khusus yang berspesialisasi dalam bidang ini.

Tentang

Skenario pemulihan data yang paling umum melibatkan kegagalan sistem operasi, kegagalan fungsi perangkat penyimpanan, kegagalan logis perangkat penyimpanan, kerusakan atau penghapusan yang tidak disengaja, dll. (biasanya, pada drive tunggal, partisi tunggal, sistem OS tunggal), dalam hal ini tujuan utamanya hanyalah menyalin semua file penting dari media yang rusak ke drive baru lainnya. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan Live CD, atau DVD dengan melakukan booting langsung dari ROM atau drive USB, bukan dari drive yang rusak tersebut. Banyak Live CD atau DVD menyediakan sarana untuk memasang drive sistem dan drive cadangan atau media yang dapat dipindahkan, dan untuk memindahkan file dari drive sistem ke media cadangan dengan manajer file atau perangkat lunak pembuat cakram optik . Kasus seperti ini seringkali dapat diatasi dengan mempartisi disk dan secara konsisten menyimpan file data berharga (atau salinannya) pada partisi yang berbeda dari file sistem OS yang dapat diganti.

Skenario lain melibatkan kegagalan tingkat drive, seperti sistem file atau partisi drive yang disusupi, atau kegagalan drive hard disk . Dalam kasus-kasus ini, data tidak mudah dibaca dari perangkat media. Tergantung pada situasinya, solusinya mencakup perbaikan sistem file logis, tabel partisi, atau catatan boot master, atau memperbarui firmware atau teknik pemulihan drive mulai dari pemulihan data yang rusak berbasis perangkat lunak, hingga pemulihan layanan rusak berbasis perangkat keras dan perangkat lunak. area (juga dikenal sebagai "firmware" drive hard disk), hingga penggantian perangkat keras pada drive yang rusak secara fisik yang memungkinkan ekstraksi data ke drive baru. Jika pemulihan drive diperlukan, drive itu sendiri biasanya gagal secara permanen, dan fokusnya adalah pada pemulihan satu kali, yaitu menyelamatkan data apa pun yang dapat dibaca.

Dalam skenario ketiga, file secara tidak sengaja " dihapus " dari media penyimpanan oleh pengguna. Biasanya, konten file yang dihapus tidak langsung dihapus dari drive fisik; sebaliknya, referensi ke data tersebut dalam struktur direktori akan dihapus, dan setelah itu ruang yang ditempati oleh data yang dihapus akan tersedia untuk penimpaan data di kemudian hari. Dalam benak pengguna akhir, file yang dihapus tidak dapat ditemukan melalui pengelola file standar, namun data yang dihapus secara teknis masih ada di drive fisik. Sementara itu, konten file asli tetap ada, seringkali berupa beberapa fragmen yang terputus, dan mungkin dapat dipulihkan jika tidak ditimpa oleh file data lainnya.

Istilah "pemulihan data" juga digunakan dalam konteks aplikasi forensik atau spionase, di mana data yang telah dienkripsi, disembunyikan, atau dihapus, bukan dirusak, dipulihkan. Terkadang data yang ada di komputer dienkripsi atau disembunyikan karena alasan seperti serangan virus yang hanya dapat dipulihkan oleh beberapa ahli forensik komputer.

Kerusakan fisik

Berbagai macam kegagalan dapat menyebabkan kerusakan fisik pada media penyimpanan, yang mungkin disebabkan oleh kesalahan manusia dan bencana alam. Substrat logam atau lapisan pewarna pada CD-ROM mungkin tergores; hard disk dapat mengalami banyak kegagalan mekanis, seperti head crash, kegagalan PCB, dan motor rusak; pita bisa pecah begitu saja.

Kerusakan fisik pada hard drive, meskipun terjadi head crash, tidak berarti akan terjadi kehilangan data secara permanen. Teknik yang digunakan oleh banyak perusahaan pemulihan data profesional biasanya dapat menyelamatkan sebagian besar, jika tidak seluruh, data yang hilang saat kegagalan terjadi.

Tentu saja, ada pengecualian untuk hal ini, seperti kasus di mana kerusakan parah pada piringan cakram keras mungkin terjadi. Namun, jika hard drive dapat diperbaiki dan image atau klon lengkap dibuat, maka struktur file logis dapat dibangun kembali dalam banyak kasus.

Sebagian besar kerusakan fisik tidak dapat diperbaiki oleh pengguna akhir. Misalnya, membuka hard disk drive di lingkungan normal dapat menyebabkan debu di udara mengendap di piringan dan tersangkut di antara piringan dan kepala baca/tulis . Selama pengoperasian normal, kepala baca/tulis melayang 3 hingga 6 nanometer di atas permukaan pelat, dan rata-rata partikel debu yang ditemukan di lingkungan normal biasanya berdiameter sekitar 30.000 nanometer. Ketika partikel debu ini terjebak di antara kepala baca/tulis dan piringan, partikel tersebut dapat menyebabkan benturan kepala baru yang semakin merusak piringan dan dengan demikian mengganggu proses pemulihan. Selain itu, pengguna akhir umumnya tidak memiliki perangkat keras atau keahlian teknis yang diperlukan untuk melakukan perbaikan ini. Akibatnya, perusahaan pemulihan data sering kali dipekerjakan untuk menyelamatkan data penting dengan perusahaan yang lebih bereputasi menggunakan ruang bersih bebas debu dan listrik statis kelas 100 .

Teknik pemulihan

Memulihkan data dari perangkat keras yang rusak secara fisik dapat melibatkan berbagai teknik. Beberapa kerusakan dapat diperbaiki dengan mengganti bagian-bagian pada cakram keras. Ini saja mungkin membuat disk dapat digunakan, namun mungkin masih ada kerusakan logis. Prosedur pencitraan disk khusus digunakan untuk memulihkan setiap bit yang dapat dibaca dari permukaan. Setelah gambar ini diperoleh dan disimpan pada media yang dapat diandalkan, gambar tersebut dapat dianalisis dengan aman untuk mencari kerusakan logis dan mungkin memungkinkan sebagian besar sistem file asli direkonstruksi.

Perbaikan perangkat keras

Kesalahpahaman yang umum terjadi adalah bahwa papan sirkuit cetak (PCB) yang rusak dapat dengan mudah diganti selama prosedur pemulihan dengan PCB yang sama dari drive yang sehat. Meskipun hal ini jarang berhasil pada drive hard disk yang diproduksi sebelum tahun 2003, hal ini tidak akan berfungsi pada drive yang lebih baru. Papan elektronik pada drive modern biasanya berisi data adaptasi khusus drive (umumnya peta sektor buruk dan parameter penyetelan) dan informasi lain yang diperlukan untuk mengakses data pada drive dengan benar. Papan pengganti sering kali memerlukan informasi ini untuk memulihkan semua data secara efektif. Papan pengganti mungkin perlu diprogram ulang. Beberapa produsen (Seagate, misalnya) menyimpan informasi ini pada chip EEPROM serial, yang dapat dilepas dan ditransfer ke papan pengganti.

Setiap hard disk drive memiliki apa yang disebut area sistem atau area layanan ; bagian drive ini, yang tidak dapat diakses langsung oleh pengguna akhir, biasanya berisi firmware drive dan data adaptif yang membantu drive beroperasi dalam parameter normal. Salah satu fungsi dari area sistem adalah untuk mencatat sektor-sektor yang rusak dalam drive; pada dasarnya memberi tahu drive di mana ia bisa dan tidak bisa menulis data.

Daftar sektor juga disimpan di berbagai chip yang terpasang pada PCB, dan bersifat unik untuk setiap hard disk drive. Jika data pada PCB tidak sesuai dengan yang disimpan pada platter, maka drive tidak akan melakukan kalibrasi dengan benar. Dalam kebanyakan kasus, kepala drive akan berbunyi klik karena tidak dapat menemukan data yang cocok dengan apa yang disimpan di PCB.

Kerusakan logis

Akibat pemulihan data yang gagal dari cakram keras.

Partisi dan sistem berkas rusak, kesalahan media

Dalam beberapa kasus, data pada hard disk drive tidak dapat dibaca karena kerusakan pada tabel partisi atau sistem file, atau kesalahan media (yang terputus-putus). Dalam sebagian besar kasus ini, setidaknya sebagian dari data asli dapat dipulihkan dengan memperbaiki tabel partisi atau sistem file yang rusak menggunakan perangkat lunak pemulihan data khusus seperti Testdisk ; perangkat lunak seperti ddrescue dapat menyimpan gambar media meskipun ada kesalahan yang terputus-putus, dan gambar data mentah ketika ada kerusakan pada tabel partisi atau sistem file. Jenis pemulihan data ini dapat dilakukan oleh orang-orang yang tidak memiliki keahlian dalam perangkat keras drive karena tidak memerlukan peralatan fisik khusus atau akses ke piringan.

Terkadang data dapat dipulihkan menggunakan metode dan alat yang relatif sederhana; kasus yang lebih serius memerlukan intervensi ahli, terutama jika ada bagian file yang tidak dapat dipulihkan. Pengukiran data adalah pemulihan bagian file yang rusak menggunakan pengetahuan tentang strukturnya.

Data yang ditimpa

Setelah data ditimpa secara fisik pada hard disk drive, biasanya diasumsikan bahwa data sebelumnya tidak dapat dipulihkan lagi. Pada tahun 1996, Peter Gutmann, seorang ilmuwan komputer, mempresentasikan makalah yang menyarankan data yang tertimpa dapat dipulihkan melalui penggunaan mikroskop gaya magnet . Pada tahun 2001, ia mempresentasikan makalah lain dengan topik serupa. Untuk mencegah pemulihan data jenis ini, Gutmann dan Colin Plumb merancang metode scrubbing data yang tidak dapat diubah, yang dikenal sebagai metode Gutmann dan digunakan oleh beberapa paket perangkat lunak penggosok disk.

Kritik besar pun menyusul, terutama terkait dengan kurangnya contoh nyata mengenai sejumlah besar data yang tertimpa yang dapat dipulihkan. Meskipun teori Gutmann mungkin benar, tidak ada bukti praktis bahwa data yang tertimpa dapat dipulihkan, sementara penelitian telah menunjukkan dukungan bahwa data yang tertimpa tidak dapat dipulihkan. 

Solid-state drive (SSD) menimpa data secara berbeda dari hard disk drive (HDD) yang membuat setidaknya beberapa datanya lebih mudah dipulihkan. Kebanyakan SSD menggunakan memori flash untuk menyimpan data dalam halaman dan blok, direferensikan oleh alamat blok logis (LBA) yang dikelola oleh lapisan terjemahan flash (FTL). Ketika FTL memodifikasi suatu sektor, ia menulis data baru ke lokasi lain dan memperbarui peta sehingga data baru muncul di LBA target. Hal ini membuat data pra-modifikasi tetap ada, dengan kemungkinan beberapa generasi, dan dapat dipulihkan oleh perangkat lunak pemulihan data.

Data hilang, terhapus, dan terformat

Terkadang, data yang ada di drive fisik (Hard disk Internal/Eksternal, Pen Drive, dll.) hilang, terhapus, dan diformat karena keadaan seperti serangan virus, penghapusan tidak disengaja, atau penggunaan SHIFT+DELETE secara tidak sengaja. Dalam kasus ini, perangkat lunak pemulihan data digunakan untuk memulihkan/memulihkan file data.

Sektor buruk logis

Dalam daftar kegagalan logis hard disk, bad sector logis adalah kesalahan paling umum yang menyebabkan data tidak dapat dibaca. Kadang-kadang dimungkinkan untuk menghindari deteksi kesalahan bahkan dalam perangkat lunak, dan mungkin dengan pembacaan berulang dan analisis statistik memulihkan setidaknya beberapa data tersimpan yang mendasarinya. Terkadang pengetahuan sebelumnya tentang data yang disimpan dan deteksi kesalahan serta kode koreksi dapat digunakan untuk memulihkan data yang salah sekalipun. Namun, jika drive fisik yang mendasarinya terdegradasi cukup parah, setidaknya perangkat keras di sekitar data harus diganti, atau bahkan mungkin perlu menerapkan teknik laboratorium pada media perekam fisik. Masing-masing pendekatan tersebut semakin lama semakin mahal, dan oleh karena itu semakin jarang dicari.

Pada akhirnya, jika media penyimpanan fisik akhir telah mengalami gangguan yang cukup parah, pemulihan tidak dapat dilakukan dengan cara apa pun; informasi tersebut telah hilang secara permanen.

Pemulihan data jarak jauh

Pakar pemulihan tidak selalu harus memiliki akses fisik ke perangkat keras yang rusak. Ketika data yang hilang dapat dipulihkan dengan teknik perangkat lunak, seringkali mereka dapat melakukan pemulihan menggunakan perangkat lunak akses jarak jauh melalui Internet, LAN atau koneksi lain ke lokasi fisik dari media yang rusak. Prosesnya pada dasarnya tidak berbeda dengan apa yang dapat dilakukan sendiri oleh pengguna akhir.

Pemulihan jarak jauh memerlukan koneksi yang stabil dengan bandwidth yang memadai. Namun, hal ini tidak berlaku jika akses ke perangkat keras diperlukan, seperti dalam kasus kerusakan fisik.

Empat fase pemulihan data

Biasanya, ada empat fase pemulihan data yang berhasil, meskipun hal itu dapat bervariasi tergantung pada jenis kerusakan data dan pemulihan yang diperlukan.

Fase 1

Perbaiki drive hard disk

Hard drive diperbaiki agar dapat berjalan dalam beberapa bentuk, atau setidaknya dalam kondisi yang sesuai untuk membaca data darinya. Misalnya, jika kepala buruk maka perlu diubah; jika PCB rusak maka perlu diperbaiki atau diganti; jika motor spindel rusak, piringan dan kepala harus dipindahkan ke drive baru.

Fase 2

Gambar drive ke drive baru atau file image disk

Ketika hard disk drive rusak, pentingnya mengeluarkan data dari drive adalah prioritas utama. Semakin lama drive yang rusak digunakan, semakin besar kemungkinan terjadinya kehilangan data lebih lanjut. Membuat image drive akan memastikan bahwa ada salinan sekunder data di perangkat lain, sehingga aman untuk melakukan prosedur pengujian dan pemulihan tanpa merusak sumbernya.

Fase 3

Pemulihan logis file, partisi, MBR, dan struktur sistem file

Setelah drive dikloning ke drive baru, sebaiknya coba ambil data yang hilang. Jika drive gagal secara logika, ada beberapa alasan yang menyebabkannya. Dengan menggunakan klon, dimungkinkan untuk memperbaiki tabel partisi atau master boot record (MBR) untuk membaca struktur data sistem file dan mengambil data yang disimpan.

Fase 4

Perbaiki file rusak yang diambil

Kerusakan data dapat terjadi ketika, misalnya, sebuah file ditulis ke sektor pada drive yang rusak. Ini adalah penyebab paling umum dari kegagalan drive, artinya data perlu direkonstruksi agar dapat dibaca. Dokumen yang rusak dapat dipulihkan dengan beberapa metode perangkat lunak atau dengan merekonstruksi dokumen secara manual menggunakan hex editor.

Pulihkan cakram

Sistem operasi Windows dapat diinstal ulang pada komputer yang sudah memiliki lisensi. Penginstalan ulang dapat dilakukan dengan mengunduh sistem operasi atau dengan menggunakan "restore disk" yang disediakan oleh produsen komputer. Eric Lundgren didenda dan dijatuhi hukuman penjara federal AS pada bulan April 2018 karena memproduksi 28.000 disk pemulihan dan bermaksud mendistribusikannya dengan harga masing-masing sekitar 25 sen untuk memudahkan bengkel komputer.

Daftar perangkat lunak pemulihan data

Dapat di-boot

Pemulihan data tidak selalu dapat dilakukan pada sistem yang sedang berjalan. Akibatnya, boot disk, live CD, live USB, atau jenis distro live lainnya berisi sistem operasi minimal.

• BartPE : varian ringan dari sistem operasi Microsoft Windows XP atau Windows Server 2003 32-bit, mirip dengan Lingkungan Pra-Instalasi Windows, yang dapat dijalankan dari live CD atau drive USB langsung. Dihentikan.
• Finnix : Live CD berbasis Debian dengan fokus pada ukuran kecil dan cepat, berguna untuk penyelamatan komputer dan data
• Disk Drill Basic : mampu membuat drive USB Mac OS X yang dapat di-boot untuk pemulihan data
• Knoppix : berisi utilitas untuk pemulihan data di Linux
• SpinRite : alat pemulihan data berbasis FreeDOS untuk hard disk dan perangkat penyimpanan magnetik
• SystemRescueCD : live CD berbasis Arch Linux, berguna untuk memperbaiki sistem komputer yang tidak dapat di-boot dan mengambil data setelah sistem crash
• Lingkungan Pra-Instalasi Windows (WinPE): DVD Boot Windows yang dapat disesuaikan (dibuat oleh Microsoft dan didistribusikan secara gratis). Dapat dimodifikasi untuk boot ke salah satu program yang terdaftar.

Pemeriksa konsistensi

• CHKDSK : pemeriksa konsistensi untuk sistem DOS dan Windows
• Disk First Aid : pemeriksa konsistensi untuk Mac OS 9
• Disk Utility : pemeriksa konsistensi untuk Mac OS X
• fsck : pemeriksa konsistensi untuk UNIX
• gparted : GUI untuk GNU parted, editor partisi GNU, yang mampu memanggil fsck

Pemulihan data

• CDRoller : memulihkan data dari cakram optik
• EaseUS Data Recovery Wizard: Utilitas pemulihan file Windows dan Mac oleh EaseUS
• Disk Drill Basic : aplikasi pemulihan data untuk Mac OS X dan Windows
• dvdisaster : menghasilkan data koreksi kesalahan untuk cakram optik
• SecurDisc dari Nero AG : Fitur "Keandalan Data" menghasilkan data redundan dan checksum di sisa ruang cakram optik.
• GetDataBack : program pemulihan Windows
• Pemulihan Partisi Hetman : solusi pemulihan drive data
• IsoBuster : memulihkan data dari cakram optik, stik USB, flash drive, dan hard drive
• Guru Pemulihan Data Mac : Program pemulihan data Mac OS X yang berfungsi pada stik USB, media optik, dan hard drive
• MiniTool Partition Wizard : untuk Windows 7 dan lebih baru; termasuk pemulihan data
• Norton Utilities : seperangkat utilitas yang memiliki komponen pemulihan file
• PhotoRec : program multi-platform tingkat lanjut dengan antarmuka pengguna berbasis teks yang digunakan untuk memulihkan file
• Pulihkan File Saya : perangkat lunak berpemilik untuk Windows 2000 dan yang lebih baru—FAT, NTFS, dan HFS
• Kotak Alat Pemulihan : alat freeware dan shareware ditambah layanan online untuk berbagai program Windows 2000 dan yang lebih baru
• Recuva : perangkat lunak berpemilik untuk Windows 2000 dan yang lebih baru—FAT dan NTFS
• Stellar Data Recovery untuk Mac : utilitas pemulihan data untuk Mac OS
• Stellar Data Recovery untuk Windows : utilitas pemulihan data untuk Windows
• Stellar Photo Recovery : utilitas pemulihan foto untuk Mac OS dan Windows
• TestDisk : gratis, sumber terbuka, multi-platform. memulihkan file dan partisi yang hilang
• TuneUp Utilities : rangkaian utilitas yang memiliki komponen pemulihan file untuk Windows XP dan versi lebih baru
• Pemulihan File Windows : utilitas baris perintah dari Microsoft untuk memulihkan file yang terhapus untuk Windows 10 versi 2004 dan yang lebih baru

Forensik

• Yang terpenting : program pemulihan file baris perintah sumber terbuka, awalnya dikembangkan oleh Kantor Investigasi Khusus Angkatan Udara AS dan Pusat Studi dan Penelitian Keamanan Sistem Informasi NPS
• Perangkat Forensik : oleh AccessData, digunakan oleh penegak hukum
• Arsitektur Forensik Komputer Terbuka : Program sumber terbuka untuk Linux
• Toolkit Pemeriksa : seperangkat utilitas untuk membantu analisis forensik sistem UNIX setelah pembobolan
• The Sleuth Kit : juga dikenal sebagai TSK, seperangkat alat analisis forensik yang dikembangkan oleh Brian Carrier untuk sistem UNIX, Linux dan Windows. TSK menyertakan browser forensik Otopsi.

Alat pencitraan

• Clonezilla : kloning disk bebas, pencitraan disk, pemulihan data, dan disk boot penerapan
• dd : alat kloning bita-ke-bita yang umum ditemukan pada sistem mirip Unix
• ddrescue : alat sumber terbuka yang mirip dengan dd tetapi dengan kemampuan untuk melewati dan kemudian mencoba kembali blok buruk pada perangkat penyimpanan yang gagal
• Proyek Pemulihan Team Win : sistem pemulihan sumber terbuka dan gratis untuk perangkat Android

Lihat juga

• Cadangan
• Ruangan bersih
• Perbandingan sistem file
• Forensik komputer
• Perlindungan data berkelanjutan
• Penghancuran kripto
• Arkeologi data
• Kurasi data
• Pelestarian data
• Data hilang
• Deteksi dan koreksi kesalahan
• Ukiran berkas
• File tersembunyi dan direktori tersembunyi
• Pembatalan penghapusan
• Daftar perangkat lunak pemulihan data
• Daftar perangkat lunak penghapus data

Bacaan lebih lanjut

• Tanenbaum, A. & Woodhull, AS (1997). Sistem Operasi: Desain dan Implementasi, edisi ke-2. New York: Dewan Prentice.
• Data recovery di Curlie (dari DMOZ)