مسح البيانات

عدد عمليات الكتابة فوق الملفات المطلوبة

هذا ليس هو الحال مع محركات الأقراص الصلبة الحديثة:

كذلك، يمكن أحيانًا استعادة البيانات الموجودة على الأقراص المرنة عن طريق التحليل الجنائي حتى بعد الكتابة فوق الأقراص مرة واحدة بأصفار (أو أصفار وواحدات عشوائية).

إضافةً إلى ذلك، ويبدو أن التحليل الإضافي الذي أجراه رايت وآخرون يشير كذلك إلى أن عملية استبدال واحدة هي كل ما هو مطلوب بشكل عام.

ومن ناحية أخرى، بحسب "دليل تنظيف بيانات محركات الأقراص" الصادر عن مركز أبحاث التسجيل المغناطيسي بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو (الذي أصبح الآن مركز أبحاث الذاكرة والتسجيل ) (صفحة 8): "تقوم خاصية المسح الآمن بمسح البيانات على محرك الأقراص مرة واحدة فقط. وقد أصدرت وكالة الأمن القومي الأمريكية موافقةً على ضمان المعلومات لعملية الكتابة فوق البيانات في دورة واحدة، بعد أن أظهرت الاختبارات الفنية التي أُجريت في مركز أبحاث الذاكرة والتسجيل أن عمليات الكتابة فوق البيانات المتعددة على نفس المسار لا تُؤدي إلى مسح إضافي." المسح الآمن ميزة مُدمجة في محركات الأقراص الصلبة الحديثة ومحركات الحالة الصلبة، حيث تقوم بالكتابة فوق جميع البيانات الموجودة على القرص، بما في ذلك القطاعات المُعاد تعيينها (القطاعات التي بها أخطاء).

وفي السياق ذاته، حتى إمكانية استعادة بيانات القرص المرن بعد الكتابة فوقه محل خلاف. يستشهد مقال غوتمان الشهير بمصدر غير موجود ومصادر لا تُثبت الاستعادة فعليًا، بل مجرد ملاحظات ناجحة جزئيًا. كما يحتوي مقال غوتمان على الكثير من الافتراضات التي تُشير إلى عدم فهمه الكافي لكيفية عمل محركات الأقراص الصلبة، وخاصة عملية معالجة البيانات وتشفيرها. يختلف تعريف "العشوائي" كذلك اختلافًا كبيرًا عن التعريف الشائع: يتوقع غوتمان استخدام بيانات شبه عشوائية ذات تسلسلات معروفة للطرف المُسترجع، وليس بيانات غير قابلة للتنبؤ مثل مولد أرقام شبه عشوائية آمن تشفيرًا.

في هذا الإطار، بحسب المنشور الخاص الصادر عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) لعام 2014 ، رقم 800-88، الإصدار 1، القسم 2.4 (صفحة 7): "بالنسبة لأجهزة التخزين التي تحتوي على وسائط مغناطيسية، فإن عملية الكتابة فوق البيانات مرة واحدة بنمط ثابت مثل الأصفار الثنائية عادةً ما تعيق استعادة البيانات حتى لو تم تطبيق أحدث التقنيات المخبرية لمحاولة استرجاع البيانات." ويوصي المنشور بالمسح المشفر كآلية أكثر عمومية.

الكتابة فوق القرص بالكامل

ومن ناحية أخرى، رغم وجود الكثير من برامج الكتابة فوق البيانات، فإنّ البرامج القادرة على مسح البيانات بالكامل هي وحدها التي توفر الحماية الكاملة من خلال إتلاف البيانات من جميع أجزاء القرص الصلب. أما برامج الكتابة فوق البيانات التي لا تستطيع الوصول إلى القرص الصلب بأكمله، بما في ذلك المناطق المخفية/المقفلة مثل منطقة الحماية المضيفة (HPA) وتراكب تكوين الجهاز (DCO) والقطاعات المعاد تعيينها، فتقوم بمسح جزئي للبيانات، تاركةً بعضها سليماً. وبمسح القرص الصلب بالكامل، يُزيل مسح البيانات خطر بقاء بعض البيانات.

إضافةً إلى ذلك، يمكن لمسح البيانات كذلك تجاوز نظام التشغيل. لا تضمن برامج الكتابة فوق البيانات التي تعمل من خلال نظام التشغيل مسحًا كاملًا دائمًا، لأنها لا تستطيع تعديل محتويات القرص الصلب التي يستعملها نظام التشغيل في الوقت الحالي. لهذا السبب، تُقدم الكثير من برامج مسح البيانات بتنسيق قابل للتشغيل، حيث يتم تشغيلها من قرص مضغوط حي يحتوي على جميع البرامج اللازمة لمسح القرص.

النفايات الإلكترونية وأمن المعلومات

وفي السياق ذاته، تُشكّل النفايات الإلكترونية تهديدًا أمنيًا محتملاً للأفراد والدول المُصدِّرة. إذ يُمكن إعادة فتح محركات الأقراص الصلبة التي لم تُمسح بياناتها بشكل صحيح قبل التخلص من الحاسوب، مما يُعرِّض معلومات حساسة للخطر. ويمكن لأي شخص الوصول إلى أرقام بطاقات الائتمان، والبيانات المالية الخاصة، ومعلومات الحسابات، وسجلات المعاملات الإلكترونية. كما يقوم المجرمون المنظمون في غانا عادةً بالبحث في محركات الأقراص عن معلومات لاستخدامها في عمليات الاحتيال المحلية.

إضافةً إلى ذلك، تم اكتشاف عقود حكومية على أقراص صلبة عُثر عليها في أغبوغبلوسي.

أهمية

في هذا الإطار، تحتوي أصول تكنولوجيا المعلومات عادةً على كميات كبيرة من البيانات السرية. غالبًا ما تُخزَّن أرقام الضمان الاجتماعي، وأرقام بطاقات الائتمان، وتفاصيل الحسابات المصرفية، والسجل الطبي، والمعلومات المصنفة على محركات الأقراص الصلبة لأجهزة الكمبيوتر أو الخوادم. وقد تنتقل هذه البيانات، عن غير قصد أو عن قصد، إلى وسائط تخزين أخرى مثل الطابعات، ووحدات تخزين USB، ووحدات الفلاش، وملفات Zip، و Jaz، و REV.

عوامل التمييز

وفي هذا الصدد، تستعمل برامج مسح البيانات تطبيقًا يمكن الوصول إليه من القرص لكتابة مزيج من الأصفار والآحاد وأي حرف أبجدي رقمي آخر ، يُعرف كذلك باسم "القناع"، على كل قطاع من قطاعات القرص الصلب. يتم تعزيز مستوى الأمان عند استخدام أدوات إتلاف البيانات البرمجية بدرجة كبيرة من خلال اختبار الأقراص الصلبة مسبقًا للتأكد من خلوها من أي خلل في القطاعات، وضمان سلامة القرص بنسبة 100%. لم يعد عدد عمليات المسح ضروريًا مع إضافة ميزة "التحقق" التي تفحص جميع قطاعات القرص وتتحقق من وجود الأحرف المطلوبة، أي أن عملية مسح واحدة من نوع AA تكفي لملء كل قطاع قابل للكتابة على القرص الصلب. هذا يجعل أي عملية مسح إضافية غير ضرورية، بل وأكثر ضررًا، خاصةً في حالة الأقراص الصلبة الكبيرة متعددة التيرابايت.

التشفير

من جهة ثانية، في الوقت الحالي، تستطيع حلول التشفير المخصصة للأجهزة/البرامج الثابتة إجراء تشفير AES كامل 256 بت بسرعة تفوق سرعة كتابة البيانات في إلكترونيات القرص. تُعرف الأقراص التي تتمتع بهذه الخاصية باسم أقراص التشفير الذاتي (SEDs)؛ وهي موجودة في أغلب أجهزة الكمبيوتر المحمولة الحديثة المخصصة للمؤسسات، ويتزايد استخدامها في المؤسسات لحماية البيانات. يؤدي تغيير مفتاح التشفير إلى جعل جميع البيانات المخزنة على قرص SED غير قابلة للوصول، وهي طريقة سهلة وسريعة للغاية لتحقيق مسح كامل للبيانات. ينتج عن سرقة قرص SED خسارة في الأصول المادية، ولكن تظل البيانات المخزنة غير قابلة للوصول بدون مفتاح فك التشفير غير المخزن على قرص SED، بافتراض عدم وجود هجمات فعالة ضد AES أو تطبيقه في أجهزة القرص.

وفي هذا السياق، عند تطبيق التشفير، يعمل مسح البيانات كمكمل لعملية تمزيق التشفير، أو ممارسة "حذف" البيانات عن طريق حذف مفاتيح التشفير أو الكتابة فوقها فقط.

الامتثال التنظيمي

ومن ناحية أخرى، تُطبَّق معايير صناعية صارمة ولوائح حكومية تُلزم المؤسسات بتقليل مخاطر الكشف غير المصرح به عن البيانات السرية للشركات والهيئات الحكومية. تشمل اللوائح في الولايات المتحدة قانون HIPAA (قانون قابلية نقل التأمين الصحي والمساءلة)؛ وقانون FACTA (قانون المعاملات الائتمانية العادلة والدقيقة لعام 2003)؛ وقانون GLB (قانون غرام-ليتش-بليلي)؛ وقانون ساربينز-أوكسلي (SOx)؛ ومعايير أمن بيانات صناعة بطاقات الدفع (PCI DSS) وقانون حماية البيانات في المملكة المتحدة. قد يؤدي عدم الامتثال إلى غرامات وتشويه سمعة الشركة، فضلاً عن المسؤولية المدنية والجنائية.

القيود

من جهة ثانية، قد لا تنجح عملية مسح البيانات بشكل كامل على وسائط التخزين القائمة على ذاكرة الفلاش، مثل محركات الأقراص الصلبة (SSD) ومحركات أقراص USB المحمولة، حيث يمكن لهذه الأجهزة تخزين بيانات متبقية لا يمكن الوصول إليها بتقنية المسح، كما يمكن استرجاع البيانات من رقائق ذاكرة الفلاش الفردية داخل الجهاز. لا يعمل مسح البيانات عن طريق الكتابة فوق البيانات إلا على محركات الأقراص الصلبة التي تعمل وتكتب في جميع قطاعاتها. لا يمكن عادةً الكتابة فوق القطاعات التالفة، ولكنها قد تحتوي على معلومات قابلة للاسترداد. مع ذلك، قد تكون القطاعات التالفة غير مرئية لنظام التشغيل، وبالتالي لبرنامج المسح. يمنع تشفير القرص قبل الاستخدام هذه المشكلة. كما يمكن اختراق عملية مسح البيانات التي تتم بواسطة البرامج من خلال البرامج الضارة.

الحفاظ على الأصول والبيئة

إضافةً إلى ذلك، يُعدّ مسح البيانات بديلاً عن التدمير المادي والإزالة المغناطيسية لإزالة جميع بيانات القرص بشكل آمن. فالتدمير المادي والإزالة المغناطيسية يُتلفان الوسائط الرقمية، مما يستلزم التخلص منها ويساهم في زيادة النفايات الإلكترونية ، فضلاً عن تأثيرهما السلبي على البصمة الكربونية للأفراد والشركات. أما محركات الأقراص الصلبة، فهي قابلة لإعادة التدوير بنسبة تقارب 100%، ويمكن جمعها مجاناً من الكثير من شركات إعادة تدوير محركات الأقراص الصلبة بعد تنظيفها.

اختراق البيانات

إضافةً إلى ذلك، أدى ازدياد تخزين البيانات الحساسة، إلى جانب التطور التكنولوجي السريع وقصر العمر الافتراضي لأصول تكنولوجيا المعلومات، إلى ضرورة مسح البيانات نهائيًا من الأجهزة الإلكترونية عند إخراجها من الخدمة أو تجديدها. كما أن اختراق الشبكات وسرقة أجهزة الكمبيوتر المحمولة وفقدانها، فضلًا عن فقدان الوسائط المحمولة الأخرى، باتت مصادر شائعة لانتهاكات البيانات.

من جهة ثانية، بنك كومباس (21-03-2008): قرص صلب مسروق يحتوي على مليون سجل عميل.

من جهة ثانية، هيئة أوكلاهوما للشركات (21 مايو 2008): خادم تم بيعه في مزاد علني يعرض أكثر من 5000 رقم ضمان اجتماعي للخطر.

كذلك، إذا لم يتم مسح البيانات عند إخراج القرص من الخدمة أو فقدانه، فإن المؤسسة أو المستعمل يواجه احتمال سرقة البيانات واختراقها، مما يؤدي إلى سرقة الهوية، وفقدان سمعة الشركة، وتهديدات للامتثال التنظيمي، وتداعيات مالية. تنفق الشركات مبالغ طائلة لضمان مسح بياناتها عند التخلص من الأقراص. تشمل حوادث سرقة البيانات البارزة ما يلي:

من جهة ثانية، وزارة المالية، واللجنة الانتخابية الأسترالية، والوكالة الوطنية للتأمين ضد العجز (2017-11-02) - سجلات 50,000 أسترالي و5000 موظف حكومي اتحادي.

إضافةً إلى ذلك، هانافورد (17 مارس 2008): اختراق يكشف عن 4.2 مليون بطاقة ائتمان وخصم.

وعلى صعيد آخر، Lifeblood (2008-02-13): تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة المفقودة على معلومات شخصية بما في ذلك تواريخ الميلاد وبعض أرقام الضمان الاجتماعي لـ 321000.

من جانب آخر، كلية الطب بجامعة فلوريدا، جاكسونفيل (2008-05-20): صور ومعلومات تعريفية لـ 1900 شخص على جهاز كمبيوتر تم التخلص منه بشكل غير صحيح.

وفي السياق ذاته، حلول أنظمة البطاقات (19-06-2005): اختراق بيانات بطاقات الائتمان يكشف عن 40 مليون حساب.

المعايير

إضافةً إلى ذلك، ينبغي أن يزود برنامج مسح البيانات المستعمل بشهادة تحقق تُشير إلى إتمام عملية الكتابة فوق البيانات بنجاح. كما ينبغي أن يلتزم برنامج مسح البيانات بمتطلبات مسح المناطق المخفية، وتوفير سجل بالعيوب، وقائمة بالقطاعات التالفة التي لم يُمكن الكتابة فوقها.

من جهة ثانية، سمحت نسخة عام 1995 من دليل تشغيل البرنامج الوطني للأمن الصناعي (DoD 5220.22-M) باستخدام تقنيات الكتابة فوق البيانات لمسح بعض أنواع الوسائط عن طريق كتابة جميع المواقع القابلة للعنونة بحرف، ثم مكمله، ثم حرف عشوائي. أُزيل هذا البند في تعديل أُجري عام 2001 على الدليل، ولم يُسمح به مطلقًا لوسائط البيانات السرية للغاية، ولكنه لا يزال مُدرجًا كتقنية من قِبل الكثير من مُزودي برامج مسح البيانات.

ومن ناحية أخرى، يمكن أحيانًا استعادة البيانات من قرص صلب تالف. مع ذلك، إذا تضررت أقراص القرص الصلب، مثلاً بثقب القرص (والأقراص الداخلية)، فلا يمكن استعادة البيانات نظريًا إلا بتحليل كل قرص على حدة باستخدام تقنيات الطب الشرعي الرقمي المتقدمة.

وفي هذا السياق، توجد الكثير من المعايير الحكومية والصناعية الخاصة بالكتابة فوق البيانات باستخدام البرامج. ويُعدّ عدد مرات الكتابة فوق البيانات عاملاً أساسياً في تلبية هذه المعايير. كما تشترط بعض المعايير وجود طريقة للتحقق من إزالة جميع البيانات من القرص الصلب بالكامل، وعرض نمط الكتابة فوق البيانات. وينبغي أن يشمل مسح البيانات الكامل المناطق المخفية، والتي عادةً ما تكون قطاعات DCO وHPA والقطاعات المعاد تعيينها.

دعم الأجهزة

في هذا الإطار، يمكن نشر برامج مسح البيانات عبر الشبكة لاستهداف أجهزة كمبيوتر متعددة بدلاً من مسح كل جهاز على حدة. على عكس برامج الكتابة فوق البيانات المستندة إلى نظام DOS والتي قد لا تتعرف على جميع مكونات الشبكة، يدعم برنامج مسح البيانات المستند إلى نظام Linux بيئات الخوادم وشبكات التخزين (SAN) المتطورة، مع دعم أجهزة Serial ATA و SAS و Fibre Channel، إلى جانب القطاعات المعاد تعيينها. يعمل البرنامج مباشرةً مع أحجام قطاعات مثل 520 و524 و528، مما يلغي الحاجة إلى إعادة تهيئة القطاع إلى حجم 512 أولاً. وقد تفوقت بيئة WinPE الآن على Linux كبيئة مفضلة نظرًا لسهولة إضافة برامج التشغيل إليها. كما يُسهّل ذلك عملية مسح البيانات من الأجهزة اللوحية وغيرها من الأجهزة المحمولة التي تتطلب بيئات UEFI خالصة بدون بطاقات شبكة مثبتة أو تفتقر إلى دعم بروتوكول UEFI.