深究NTFS文件系统

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科创17
2022-07-18 · TA获得超过5918个赞
知道小有建树答主
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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

结构类型有两种

这些元文件名都是以 $ 开头的

• 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”

每个MFT的属性都可以分成两部分: 属性头 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
  •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 的数据
  •缺点:访问速度较

一个属性分为 属性头 属性体 用同一种颜色的浅深区分

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

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。

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

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)

部分图片源自 https://www.jianshu.com/p/8471b7f4152a ,侵删

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