طريقة غوتمان

طريقة غوتمان هي خوارزمية لمسح محتويات محركات الأقراص الصلبة للحاسوب بشكل آمن ، مثل الملفات . وقد ابتكرها بيتر غوتمان وكولين بلامب، وعُرضت في ورقة بحثية بعنوان " الحذف الآمن للبيانات من الذاكرة المغناطيسية والذاكرة ذات الحالة الصلبة" في يوليو 1996، وتتضمن كتابة سلسلة من 35 نمطًا على المنطقة المراد مسحها.

يفترض اختيار الأنماط أن المستخدم لا يعرف آلية التشفير المستخدمة في محرك الأقراص، لذا فهو يتضمن أنماطًا مصممة خصيصًا لثلاثة أنواع من محركات الأقراص. يمكن للمستخدم الذي يعرف نوع التشفير المستخدم في محرك الأقراص اختيار الأنماط المخصصة لمحركه فقط. أما محرك الأقراص ذو آلية التشفير المختلفة، فسيحتاج إلى أنماط مختلفة.

صُممت معظم أنماط طريقة غوتمان لأقراص MFM / RLL القديمة . وقد أشار غوتمان نفسه إلى أن محركات الأقراص الحديثة لم تعد تستخدم تقنيات التشفير القديمة هذه، مما يجعل أجزاءً من الطريقة غير ذات صلة. وقال: "منذ نشر هذه الورقة، تعامل البعض مع تقنية الكتابة فوق البيانات ذات 35 تمريرة الموصوفة فيها على أنها نوع من التعويذات السحرية لطرد الأرواح الشريرة أكثر من كونها نتيجة تحليل تقني لتقنيات تشفير محركات الأقراص". ^{[ 1 ] [ 2 ]}

منذ عام 2001 تقريبًا، تتضمن بعض تصميمات مُصنّعي محركات الأقراص الصلبة من نوع ATA وIDE و SATA دعمًا لمعيار ATA Secure Erase ، مما يُغني عن استخدام طريقة غوتمان عند مسح القرص بالكامل. ^{[ 3 ]} لا تنطبق طريقة غوتمان على ذاكرة USB: فقد أفادت دراسة أجريت عام 2011 أن 71.7% من البيانات ظلت متاحة. أما على محركات الأقراص الصلبة ذات الحالة الصلبة، فقد أسفرت عن استعادة ما بين 0.8% و4.3% من البيانات. ^{[ 4 ]}

تقوم وظيفة الحذف في معظم أنظمة التشغيل ببساطة بتحديد المساحة التي يشغلها الملف على أنها قابلة لإعادة الاستخدام (إزالة المؤشر إلى الملف) دون حذف أي من محتوياته فورًا. عند هذه النقطة، يمكن استعادة الملف بسهولة نسبية باستخدام العديد من تطبيقات الاستعادة. مع ذلك، بمجرد الكتابة فوق المساحة ببيانات أخرى، لا توجد طريقة معروفة لاستخدام البرامج لاستعادتها. لا يمكن القيام بذلك باستخدام البرامج وحدها لأن جهاز التخزين لا يُعيد سوى محتوياته الحالية عبر واجهته العادية. يدّعي غوتمان أن وكالات الاستخبارات تمتلك أدوات متطورة، بما في ذلك مجاهر القوة المغناطيسية ، والتي يمكنها، جنبًا إلى جنب مع تحليل الصور ، اكتشاف القيم السابقة للبتات في المنطقة المتأثرة من الوسائط (مثل القرص الصلب ). مع ذلك، يبدو هذا الادعاء غير صحيح استنادًا إلى أطروحة "إعادة بناء البيانات من محرك أقراص صلبة باستخدام مجهر القوة المغناطيسية". ^{[ 5 ]}

تتكون جلسة الكتابة فوق البيانات من مقدمة من أربعة أنماط كتابة عشوائية ، تليها الأنماط من 5 إلى 31 (انظر صفوف الجدول أدناه)، يتم تنفيذها بترتيب عشوائي، وخاتمة من أربعة أنماط عشوائية أخرى.

صُممت كل نمط من الأنماط من 5 إلى 31 مع مراعاة نظام تشفير محدد للوسائط المغناطيسية ، والذي يستهدفه كل نمط. تُكتب البيانات على القرص في جميع عمليات المسح، على الرغم من أن الجدول أدناه يُظهر فقط أنماط البتات لعمليات المسح التي تستهدف كل نظام تشفير على وجه التحديد. من المفترض أن تُخفي النتيجة أي بيانات على القرص، بحيث لا يُمكن استعادة أي بيانات إلا باستخدام أحدث تقنيات المسح الفيزيائي (مثل استخدام مجهر القوة المغناطيسية ).

سلسلة الأنماط هي كالتالي:

البتات المشفرة الموضحة بالخط العريض هي ما يجب أن يكون موجودًا في النمط المثالي، على الرغم من أن البت التكميلي موجود بالفعل في بداية المسار بسبب التشفير.

انتقد دانيال فينبرغ، من المكتب الوطني للبحوث الاقتصادية ، وهو منظمة بحثية أمريكية خاصة غير ربحية، ادعاء غوتمان بأن وكالات الاستخبارات قادرة على قراءة البيانات المُعدّلة، مشيرًا إلى افتقار هذا الادعاء للأدلة. ووجد فينبرغ أن غوتمان استشهد بمصدر غير موجود، ومصادر أخرى لا تُثبت فعليًا إمكانية استعادة البيانات، بل مجرد ملاحظات ناجحة جزئيًا. كما أن تعريف "العشوائية" يختلف تمامًا عن التعريف الشائع: إذ يتوقع غوتمان استخدام بيانات شبه عشوائية ذات تسلسلات معروفة للطرف المُسترجع، وليس بيانات غير قابلة للتنبؤ، مثل مولد أرقام شبه عشوائية آمن تشفيرًا . ^{[ 6 ]}

مع ذلك، تعتبر بعض إجراءات الأمن الحكومية المنشورة القرص الذي تمت الكتابة عليه لا يزال حساسًا. ^{[ 7 ]} تخلق العوامل البشرية والقيود المحتملة في برامج الكتابة فوق البيانات خطرًا متبقيًا لا يُعتبر مقبولًا في أعلى مستويات الأمان.

وقد رد غوتمان نفسه على بعض هذه الانتقادات وانتقد أيضاً كيفية إساءة استخدام خوارزميته في خاتمة لورقته البحثية الأصلية، حيث ذكر ما يلي: ^{[ 1 ] [ 2 ]}

منذ نشر هذه الورقة البحثية، تعامل البعض مع تقنية الكتابة فوق البيانات المكونة من 35 دورة، والموصوفة فيها، وكأنها تعويذة سحرية لطرد الأرواح الشريرة، بدلاً من كونها نتيجة تحليل تقني لتقنيات تشفير محركات الأقراص. ونتيجة لذلك، يروجون لتطبيق هذه التقنية على محركات أقراص PRML وEPRML، مع أنها لن تُحدث فرقًا يُذكر عن عملية مسح بسيطة ببيانات عشوائية. في الواقع، لا جدوى من إجراء عملية الكتابة فوق البيانات الكاملة المكونة من 35 دورة لأي محرك أقراص، لأنها تستهدف مجموعة من السيناريوهات التي تشمل جميع أنواع تقنيات التشفير (الشائعة الاستخدام)، والتي تغطي كل شيء وصولاً إلى طرق MFM التي يزيد عمرها عن 30 عامًا (إذا لم تفهم هذه العبارة، فأعد قراءة الورقة البحثية). إذا كنت تستخدم محرك أقراص يستخدم تقنية التشفير X، فكل ما عليك فعله هو إجراء الدورات الخاصة بهذه التقنية، ولن تحتاج أبدًا إلى إجراء جميع الدورات الـ 35. بالنسبة لأي محرك أقراص PRML/EPRML حديث، فإن بضع دورات من المسح العشوائي هي أفضل ما يمكنك فعله. كما جاء في الورقة البحثية، "إنّ عملية تنظيف جيدة باستخدام بيانات عشوائية ستؤدي إلى نتائج جيدة قدر الإمكان". كان هذا صحيحاً في عام 1996، ولا يزال صحيحاً حتى الآن.

تعرض تصريح غوتمان لانتقادات لعدم إدراكه أن PRML/EPRML لا يحل محل RLL، حيث يزعم النقاد أن PRML/EPRML هي طريقة للكشف عن الإشارات وليست طريقة لترميز البيانات. كما زعمت شركة كاليرون البولندية لاستعادة البيانات أن منشور غوتمان يحتوي على المزيد من الأخطاء الواقعية والافتراضات التي لا تنطبق على الأقراص الفعلية. ^{[ 8 ]}

• بقاء البيانات
• استعادة البيانات
• الطب الشرعي الرقمي

• الحذف الآمن للبيانات من الذاكرة المغناطيسية والذاكرة ذات الحالة الصلبة ، ورقة غوتمان الأصلية