Безопасность файловой системы FAT

Свойства безопасности информации. Файл и каталог как основные структурные единицы файловой системы. Версии системы FAT, ее структура. Смысл файловых операций в FAT, защита файлов. Отказоустойчивость системы, ее основные характеристики. Отличия FAT и NTFS.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 29.05.2015
Размер файла 30,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ, СТАТИСТИКИ И ИНФОРМАТИКИ

ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Реферат на тему:

Безопасность файловой системы FAT

Выполнили студенты группы ДКБ - 301:

Семенченко Иван, Горбачев Александр,

Толкачев Сергей

Руководитель: Бойченко Александр Викторович

Москва 2014

Понятие информационной безопасности

Информационная безопасность - это защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, чреватых нанесением ущерба владельцам или пользователям информации и поддерживающей инфраструктуры. Информационная безопасность не сводится исключительно к защите информации. Субъект информационных отношений может пострадать (понести убытки) не только от несанкционированного доступа, но и от поломки системы, вызвавшей перерыв в обслуживании клиентов. Более того, для многих открытых организаций (например, учебных) собственно защита информации не стоит на первом месте.

Под безопасностью информации понимается такое ее состояние, при котором исключается возможность просмотра, изменения или уничтожения информации лицами, не имеющими на это права, а также утечки информации за счет побочных электромагнитных излучений и наводок, специальных устройств перехвата (уничтожения) при передаче между объектами вычислительной техники.

Защита информации - это совокупность мероприятий, направленных на обеспечение конфиденциальности и целостности обрабатываемой информации, а также доступности информации для пользователей.

Существуют несколько свойств безопасности информации:

· Конфиденциальность - сохранение в секрете критичной информации, доступ к которой ограничен узким кругом пользователей (отдельных лиц или организаций).

· Целостность - свойство, при наличии которого информация сохраняет заранее определенные вид и качество.

· Доступность - такое состояние информации, когда она находится в том виде, месте и времени, которые необходимы пользователю, и в то время, когда она ему необходима.

Цель защиты информации является сведение к минимуму потерь в управлении, вызванных нарушением целостности данных, их конфиденциальности или недоступности информации для потребителей.

Целью защиты информации является сведение к минимуму потерь в управлении, вызванных нарушением целостности данных, их конфиденциальности или недоступности информации для потребителей.

Файловая система

Файловая система (англ. file system) - порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т.п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов.

Основной структурной единицей любой файловой системы является файл и каталог.

Файл - минимальная структурированная именованная последовательность данных. Каталог (папка) является своеобразной объединяющей структурой для расположенных на диске файлов. Каталог может содержать в себе файлы и другие (вложенные) каталоги. Каталоги и файлы образуют на диске древовидную иерархическую структуру - дерево каталогов. Единственный каталог не входящий ни в одну из директорий называется корневым каталогом.

Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

· именование файлов;

· программный интерфейс работы с файлами для приложений;

· отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

· организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;

· содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).

В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме "только чтение".

FAT

FAT (англ. File Allocation Table - "таблица размещения файлов") - классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты всё ещё широко используется для флеш-накопителей. Используется в дискетах, и некоторых других носителях информации. Ранее использовалась и на жестких дисках.

Версии системы FAT

Существует четыре версии FAT - FAT8, FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются разрядностью записей в дисковой структуре, то есть количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет, FAT16 - для дисков малого объёма. На основе FAT была разработана новая файловая система exFAT (extended FAT), используемая преимущественно для флеш-накопителей.

Изначально FAT не поддерживала иерархическую систему каталогов. Все файлы располагались в корневом каталоге. Это оказалось неудобно и к тому же малый размер корневого каталога ограничивал количество файлов на диске. Каталоги были введены с выходом MS-DOS 2.0.

В различных операционных системах также были внедрены различные расширения FAT. Например, в DR-DOS имеются дополнительные атрибуты доступа к файлам; в Windows 95, Linux - поддержка длинных имён файлов (LFN) в формате Unicode (Virtual FAT - VFAT); в OS/2 - расширенные атрибуты всех файлов.

Структура системы FAT

В файловой системе FAT смежные секторы диска объединяются в единицы, называемые кластерами. Количество секторов в кластере равно степени двойки (см. далее). Для хранения данных файла отводится целое число кластеров (минимум один), так что, например, если размер файла составляет 40 байт, а размер кластера 4 кбайт, реально занят информацией файла будет лишь 1 % отведенного для него места. Во избежание подобных ситуаций целесообразно уменьшать размер кластеров, а для сокращения объёма адресной информации и повышения скорости файловых операций - наоборот. На практике выбирают некоторый компромисс. Так как емкость диска вполне может и не выражаться целым числом кластеров, обычно в конце тома присутствуют т. н. surplus sectors - "остаток" размером менее кластера, который не может отводиться ОС для хранения информации.

Пространство тома FAT32 логически разделено на три смежные области:

· Зарезервированная область. Содержит служебные структуры, которые принадлежат загрузочной записи раздела (Partition Boot Record - PBR, для отличия от Master Boot Record - главной загрузочной записи диска; также PBR часто некорректно называется загрузочным сектором) и используются при инициализации тома;

· Область таблицы FAT, содержащая массив индексных указателей ("ячеек"), соответствующих кластерам области данных. Обычно на диске представлено две копии таблицы FAT в целях надежности;

· Область данных, где записано собственно содержимое файлов - то есть текст текстовых файлов, кодированное изображение для файлов рисунков, оцифрованный звук для аудиофайлов и т.д. - а также т. н. метаданные - информация относительно имен файлов и папок, их атрибутов, времени создания и изменения, размеров и размещения на диске.

В FAT12 и FAT16 также специально выделяется область корневого каталога. Она имеет фиксированное положение (непосредственно после последнего элемента таблицы FAT) и фиксированный размер в секторах.

Если кластер принадлежит файлу, то соответствующая ему ячейка в таблице FAT содержит номер следующего кластера этого же файла. Если ячейка соответствует последнему кластеру файла, то она содержит специальное значение (FFFF16 для FAT16). Таким образом, выстраивается цепочка кластеров файла. Неиспользуемым кластерам в таблице соответствуют нули. "Плохим" кластерам (которые исключаются из обработки, например, по причине не читаемости соответствующей области устройства) также соответствует специальный код.

При удалении файла первый знак имени заменяется специальным кодом E516 и цепочка кластеров файла в таблице размещения обнуляется. Поскольку информация о размере файла (которая располагается в каталоге рядом с именем файла) при этом остаётся нетронутой, в случае, если кластеры файла располагались на диске последовательно и они не были перезаписаны новой информацией, возможно восстановление удалённого файла.

Таблица FAT

Следующая важная структура тома FAT - это сама таблица FAT, занимающая отдельную логическую область. Она определяет список (цепочку) кластеров, в которых размещаются файлы и папки тома. Между кластерами и индексными указателями таблицы имеется взаимно однозначное соответствие - N-й указатель соответствует кластеру с тем же номером. Первому кластеру области данных присваивается номер 2. Значение индексного указателя соответствует состоянию соответствующего кластера.

Файловые записи

Непосредственно после окончания последней таблицы FAT следует область данных, содержащая файлы и папки. Каталог FAT (папка, директория) является обычным файлом, помеченным специальным атрибутом. Данными (содержимым) такого файла в любой версии FAT является цепочка 32-байтных файловых записей (записей каталога). Каталог не может штатно содержать два файла с одинаковым именем. Если программа проверки диска обнаруживает искусственно созданную пару файлов с идентичным именем в одном каталоге, один из них переименовывается.

Смысл файловых операций в FAT

Форматирование тома - таблица индексных указателей обнуляется, за исключением первых трех (FAT [0] и FAT [1] зарезервированы, а FAT [2] содержит запись, соответствующую файлу метки тома, либо, при отсутствии её - метку EOC) и записей поврежденных кластеров; записи корневого каталога обнуляются (за исключением файла метки тома, если она есть), в остальном область данных не затрагивается.

Удаление файла - первый символ файловой записи и всех ассоциированных LFN-записей заменяется кодом 0xE5; занимаемые файлом кластеры помечаются в таблице FAT как свободные, а в области данных не затрагиваются.

Создание файла или каталога командой "Создать" контекстного меню - создается файловая запись для нового "пустого" файла с именем по умолчанию (например, "Новая папка") и размером, определяемым типом файла; сам файл, если имеет ненулевой размер (что верно для практически всех "пустых" файлов, кроме каталогов и текстовых документов) записывается в области данных в выделенные ему кластеры; в таблице FAT создается соответствующая кластерная цепочка. После присвоения файлу действительного имени (не по умолчанию) первоначально созданная файловая запись помечается как удаленная и создается новая.

Переименование файла - создается новая запись с обновленным именем; старая запись помечается как удаленная.

Сохранение файла из приложения (не из командной строки) - создается запись, содержащая все поля, кроме размера и начального кластера файла; после завершения сохранения файла создается новая запись, содержащая все поля, а прежняя удаляется.

Копирование файла - в новом местоположении создается идентичная файловая запись (возможно, за исключением некоторых временных отметок, см. выше), файлу выделяется первый свободный кластер и содержимое файла копируется в новое место, причём происходит копирование текущего кластера, поиск следующего свободного и заполнение таблицы FAT.

Перемещение файла (между разными томами) - копирование с последующим удалением файла из исходного местоположения.

безопасность файловая система файл

Перемещение файла (в пределах тома) - кластерная цепочка не затрагивается, файловая запись копируется без изменения в новый каталог, после чего удаляется из прежнего.

Поиск свободного кластера по таблице индексных указателей для выделения новому файлу начинается в общем случае не с начала области данных (то есть с кластера 2), а с последнего выделенного какому-либо файлу кластера, номер которого сохраняется в структуре FSInfo. Другими словами, если файлу 1 был отведен кластер 30, а файлу 2 - кластер 31, после чего файл 1 был удален, то при создании нового файла 3 он, скорее всего, будет физически размещен начиная с кластера 32.

Отказоустойчивость системы

Поскольку система FAT хранит данные о файлах и данные о свободном месте на диске в одной таблице, то операция записи файла, традиционно состоящая из двух этапов (добавление занимаемого блока в перечень занятых и исключение этого же блока из списка свободных) происходит в FAT в одно действие. Благодаря этому система FAT обладает врождённой устойчивостью к сбоям, то есть сбой (например, питания) в момент выполнения операции чтения или записи в большинстве случаев не приведёт к разрушению файловой системы. Однако в данном случае речь идёт именно о целостности файловой системы, а не самих файлов.

Характеристики

FAT12

FAT16

FAT32

Разработчик

Microsoft

Полное название

File Allocation Table (Таблица размещения файлов)

(12-битная версия)

(16-битная версия)

(32-битная версия)

Представлена

1980 (Microsoft Disk BASIC)

Ноябрь 1987 (MS-DOS 3.31)

Август 1996 (Windows 95 OSR 2)

Идентификатор тома

0x01 (MBR)

0x04, 0x06, 0x0E (MBR)

0x0B, 0x0C (MBR) EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 (GPT)

Структуры

Содержимое каталога

Таблица

Размещение файлов

Линейный список

Сбойные блоки

Тегирование кластера

Ограничения

Размер файла

32 MiB

2 GiB

4 GiB

Количество кластеров

4084

65 524

268 435 445 (228?12)

Длина имени файла

8.3 или 255 символов при использовании LFN

Размер тома

32 MiB

2 GiB 4 GiB (64 Кб на кластер, поддерживается не везде)

2 TiB 8 TiB (2 Кб на сектор)

Возможности

Сохраняемые даты

Создания, модификации, доступа

Диапазон дат

1 января 1980 - 31 декабря 2107

Дополнительные данные

Изначально не поддерживаются

Атрибуты файлов

Только для чтения, скрытый, системный, метка тома, подкаталог, архивный

Разграничение прав доступа

Нет

Прозрачное сжатие

Отдельные утилиты (Stacker, DoubleSpace, DriveSpace)

Прозрачное шифрование

Сторонние утилиты или клоны DOS

Отличия FAT и NTFS

Если говорить о накладных расходах на хранение служебной информации, FAT отличается от NTFS большей компактностью и меньшей сложностью. В большинстве томов FAT на хранение таблицы размещения, содержащей информацию обо всех файлах тома, расходуется менее 1 Мбайт. Столь низкие накладные расходы позволяют форматировать в FAT жесткие диски малого объема и флоппи-диски. С другой стороны, в NTFS служебные данные занимают больше места, чем в FAT, - отчасти из-за того, что каждый элемент каталога занимает 2 Кбайт (впрочем, это имеет и свои преимущества, так как содержимое файлов объемом 1500 байт и менее может полностью храниться в элементе каталога).

Система NTFS не может использоваться для форматирования флоппи-дисков. Не стоит пользоваться ею для форматирования разделов объемом менее 50 Мбайт. Относительно высокие накладные расходы приводят к тому, что для малых разделов служебные данные могут занимать до 25% объема носителя.

Безопасность

Разделы FAT не обеспечивают локальной безопасности. Именно по этой причине для серверов Windows NT по умолчанию запрещается локальный вход для всех учетных записей, не обладающих привилегиями администратора или оператора сервера. Однако для разделов FAT могут устанавливаться общие права, связанные с общим доступом к каталогам в сети. Такая защита не помешает пользователю с локальным входом получить доступ к файлам своего компьютера, но, по крайней мере, она предотвращает неразрешенный сетевой доступ даже для файлов, находящихся в разделах FAT.

Используя файловую систему FAT, можно использовать разрешения для доступа к общим папкам, чтобы их контролировать. Можно указать, какие пользователи могут читать, записывать, создавать или изменять файлы и папки внутри папок, предоставленных в общее пользование.

Защита файлов

Файловая система FAT для каждого файла в томе сохраняет имя файла, его размер, дату последнего изменения и собственно информацию. Система NTFS, кроме перечисленного, также выдает список контроля доступа (access control list, ACL), который определяет степень доступа к файлам и папкам системы, имеющуюся у пользователя.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Особенности и принцип действия файловой системы NTFS - одной из самых сложных и удачных из существующих на данный момент файловых систем. Функции файловой системы NTFS: разреженные файлы, журнал изменений, компрессия файлов и каталогов, жесткие связи.

    реферат [17,4 K], добавлен 24.12.2010

  • Основные возможности файловой системы NTFS. Введение механизма транзакции. Модель распределения дискового пространства. Объектная модель безопасности NT. Количество файлов в корневом и некорневом каталогах. Структура и атрибуты файла в системе NTFS.

    реферат [19,8 K], добавлен 23.10.2011

  • Определение файловой системы. Виртуальные и сетевые файловые системы. Структура и версии системы FAT. Определение максимального размера кластера. Драйверы файловой системы, файлы и каталоги. Способы доступа к файлам, находящимся на удаленном компьютере.

    доклад [29,2 K], добавлен 11.12.2010

  • Основное назначение файловой системы как эффективное решение задачи. История создания и общая характеристика файловой системы FAT. Характеристика файловых систем FAT16 и FAT32 и их сравнение. Альтернативная файловая система NTFS и её сравнение с FAT32.

    реферат [27,2 K], добавлен 01.12.2014

  • Иерархическая структура файловой системы Unix. Согласованная обработка массивов данных, возможность создания и удаления файлов, буферный кэш. Защита информации, трактовка периферийных устройств как файлов. Внутренняя структура файловой системы Unix.

    реферат [102,2 K], добавлен 23.03.2010

  • Операционная система - программа, которая загружается при включении компьютера. Способы реализации интерфейса и классификация операционных систем. Организация файловой системы, типы файлов и их наименования. Понятие каталога, атрибуты файловой системы.

    реферат [16,6 K], добавлен 25.02.2011

  • Понятие файла, его сущность и особенности, общие сведения и характеристика файловых систем. Классификация файлов, их разновидности и отличительные черты. Содержание и структура файловой системы FAT, ее элементы и предназначение. Особенности FAT32.

    реферат [276,4 K], добавлен 04.04.2009

  • Файловая система как "пространство", в котором размещаются файлы. Типы файлов, их логическая организация. Файловая система FAT32: структура и кластеры. Структура файловой системы NTFS, ее каталоги. Сравнительная характеристика систем FAT32 и NTFS.

    статья [436,0 K], добавлен 14.05.2010

  • Порядок, определяющий организацию, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах. Классификация файловых систем. Основные функции файловой системы Linux. Нарушения целостности файловой системы при некорректном завершении работы.

    презентация [405,2 K], добавлен 10.10.2011

  • Организация, хранение и именование данных на носителях информации в компьютерах с помощью файловой системы. Логические диски в ОС Windows. Корневой каталог. Характеристики файла. Понятия кластера и дефрагментации. Логическая структура носителя информации.

    презентация [1,2 M], добавлен 04.12.2016

  • Общая организация файловой системы. Виртуальные страницы. Команды для работы с ФС. Способы организации файлов. Системные вызовы управления процессами. Алгоритм работы планировщика процессов. Мультипрограммный режим работы ОС. Структура ядра системы.

    курсовая работа [645,3 K], добавлен 23.03.2015

  • Классификация файловых систем. Их характеристики и области применения. Структура раздела FAT. Компоненты системной области логического диска: загрузочная запись, зарезервированные сектора, таблицы размещения файлов, корневой каталог. Файловые атрибуты.

    реферат [103,1 K], добавлен 01.06.2015

  • Распространенные файловые системы. Обзор файловой системы FAT. Имена файлов в FAT. Файловая система FAT 32. Файловая система HPFS: суперблок, запасной блок, преимущества и недостатки. Файловая система NTFS. Устранение ограничения. Сравнение систем.

    реферат [31,5 K], добавлен 27.10.2007

  • Понятие сектора. Обобщенная структура диска с FAT. Расчет емкости диска с ФС FAT. Требования к файловой системе высокого уровня. Структура тома NTFS. MFT – главная файловая таблица. Номера кластеров, адреса, отрезки. Резидентные атрибуты файловой записи.

    презентация [68,4 K], добавлен 20.12.2013

  • Понятия файлов и каталогов. Область внешней памяти, группа файлов на одном носителе. Древовидная структура файлов на диске. Имя и местонахождение файла. Маршрут или путь по файловой системе. Запись имени файла в DOSе. Шаблоны. Структура каталога.

    лабораторная работа [15,2 K], добавлен 30.09.2008

  • Переход от коротких имен файлов к длинным. Особенности кэширования диска. Логическая организация файла. Его физическая организация. Права доступа к файлу. Общая модель файловой системы. Отображаемые в память файлы. Современные архитектуры файловых систем.

    презентация [85,4 K], добавлен 18.02.2010

  • Проектирование программного обеспечения. Схема начального формирования каталога файлов, вывода на экран каталога файлов, удаления файлов, сортировки файлов по имени, дате создания и размеру методом прямого выбора. Управление каталогом в файловой системе.

    курсовая работа [804,0 K], добавлен 08.01.2014

  • Изучение основных правил проектирования операционных систем. Структура файловой системы. Компоненты, обеспечивающие способы организации, поиска и управления информацией. Краткий обзор специальных и обыкновенных файлов. Основные команды системы UNIX.

    методичка [36,4 K], добавлен 02.12.2009

  • Функции ОС по обслуживанию файловой системы. Комплекс операций над файлами и папками, дисками в Windows 98. Форматирование жесткого диска. Работа в текстовом процессоре Microsoft Word: создание текстового документа с таблицей списка учебной группы.

    контрольная работа [17,7 K], добавлен 02.12.2013

  • Понятие и физическая структура диска, описание способности системы хранить данные. Рассмотрение особенностей файловой системы FAT16. Выявление связи между размером кластера и потерями дискового пространства. Пример создания программы файлового обмена.

    курсовая работа [146,1 K], добавлен 26.10.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.