wieso kann man formatierte USB-Sticks wiederherstellen?

Also ich würde erstmal die Werbungs verifizieren mit einer Demoversion.

Ansich sollte es physikalische "Rückstände" geben, die ein forensisches 
Labor wiederherstellen kann, aber softwaretechnisch einen Datenträger, 
der nur 0 zurück liefert, wieder auszulesen grenzt für mich auch an 
Hokuspokus.

Ich glaube die Werbung war einfach mal wieder fachlich unter aller Sau.

Die gehen von einer Quick-formatierung aus, d.h. Partitionstabelle neu 
schreiben und den Speicherbereich, wo gesichert ist, wo welche Datei 
liegt leeren.

Dann sind die Daten noch alle da, nur halt namenlos, und mit 
Headerinformationen etc, kann man doch schon einiges wiederherstellen 
dann.

zweifler schrieb:

> Wenn ich einen USB-Stick formatiere (vollständig, nicht Quick-format),
> dann wird jede Speicherzelle als leer beschrieben.

Negativ. Beim normalen Formatieren unter Windows werden nur die 
Systembereiche neu geschrieben. Die restlichen Sektoren, also wo die 
eigentlichen Daten liegen, werden nur auf Lesbarkeit geprüft. Die 
Ausnahme sind Disketten, dort wird beim vollständigen Formatieren auch 
geschrieben.

Wenn du sicher löschen willst, dann benutze solche Tools wie z.B. 
Diskwipe, die den Datenträger komplett nullen oder mit Zufallsdaten 
überchreiben können.

Windows 7 löscht Flash-Speicher mittlerweile aber auch vollständig, wenn 
man den Haken "Schnellformatierung" rausnimmt. Dauert dann halt 
entsprechend lange. Habs eben mal probiert, nach der FAT ist das Ding 
komplett mit 0x00 gefüllt. (Mit Tiny Hexer das Laufwerk geöffnet) Da 
kann man auch beim besten Willen und mit CSI Equipment nix mehr lesen. 
Auch wenn urbane Legenden gerne was anderes behaupten.

Vielleicht wäre es langsam an der Zeit, diesen missverständlichen
Begriff "Formatieren" aus der Welt zu schaffen. Ursprünglich verstand
man darunter das sektorweise Schreiben von Synchronisations- und
Adressinformationen auf rotierende Datenträger wie Festplatten und
Disketten.

Heute werden Disketten praktisch nicht mehr verwendet, Festplatten
werden bereits vom Hersteller formatiert, und Flash-Disks rotieren
nicht. Somit ist eine Formatierung durch den Endbenutzer nicht mehr
erforderlich und meist auch gar nicht möglich.

Da aber der gemeine PC-User sich nur dann als Herr über seinen Rechner
fühlt, wenn er das Recht hat zu formatieren, werden ihm heute — vor
allem im Windows-Bereich — viele unterschiedliche andere Tätigkeiten als
"Formatieren" verkauft, die aber mit der ursprünglichen Bedeutung nichts
zu tun haben:

- Partitionierung des Datenträgers
- Überprüfung des Datenträgers
- vollständiges Beschreiben des Datenträgers mit Nullen
- (Neu-)Anlegen eines Dateisystems auf dem Datenträger

Eine Zeit lang existierte das "echte" Formatieren unter der Bezeichnung
"Low-Level-Formatierung" weiter. Aber auch Low-Level-Formatierung ist
heute meist nur nuch ein Beschreiben des Datenträgers mit Nullen. Die
User, die ihre Festplatte regelmäßig "low-level-formatieren", fühlen
sich dann als die wahren Cracks :)

Würde man die Dinge mit richtigen (und vor allem aussagekräftigen) Namen
nennen, würden viele Missverständnisse gar nicht erst auftreten.

Genauso ein dummes Beispiel ist die Unterscheidung zwischen "LCD-Fern-
sehern" und  "LED-Fernsehern", wobei mit letzterem üblicherweise ein
LCD-Fernseher mit LED-Hintergrundbeleuchtung gemeint ist :-/

... schrieb:
> mit 0xff zu füllen wäre wesentlich performanter.

Aus welchem Grund?

Peter II schrieb:
> eventuell inverter der stick ja alle bits?

Was verstehst Du in diesem Zusammenhang unter invertieren?

In den üblichen USB-Sticks dürfte MLC-Flash zum Einsatz kommen. 
MLC-Flash kann pro Zelle nicht nur zwei (0 oder 1) sondern mehrere 
Zustände einnehmen, d.h. mehr als 1 Bit je Zelle speichern. Der 
Controller im USB-Stick wird die zu speichernden Daten mit etwas 
Redundanz anreichern (zwecks Fehlerekennung/-korrektur), kodieren und 
dann die Flashzellen entsprechend beschreiben.

Ob der Stick komplett mit Einsen oder Nullen beschrieben wird, dürfte 
vom Aufwand egal sein. In keinem der beiden Fälle werden nach dem 
beschreiben alle Speicherzellen des Sticks im gleichen Zustand sein.

J.-u. G. schrieb:
> Was verstehst Du in diesem Zusammenhang unter invertieren?

Vielleicht was er schrieb? 0xff bitweise invertiert ergibt 0x00 ;)

Michael Köhler schrieb:
> Vielleicht was er schrieb? 0xff bitweise invertiert ergibt 0x00 ;)

Ja, die logische Operation "invertieren" ist mir durchaus bekannt:)

Aber was bedeutet das physikalisch im Falle von MLC-Flash? Angenommen 
eine Flash-Zelle kann die vier Widerstandswerte 1kOhm, 10kOhm, 100kOhm, 
und 1MOhm annehmen, d.h. zwei Bits pro Zelle speichern. Wie könnte jetzt 
ein logisches Byte, z.B. 0xa9 invertiert bzw. nicht invertiert 
gespeichert werden. Und was würde das vom Aufwand/Geschwindigkeit her 
für einen Unterschied machen?

Mal ne blöde Frage: Kommt bei Flash kein RLL mehr zum Einsatz? Ich frage 
mich bei Festplatten immer, wie man eigentlich nur 0en oder 1en erhalten 
möchte, wenn der Controller in jedem Falle durch die RLL-Codierung IMMER 
Flusswechsel schreibt...

Yalu X. schrieb:
> Aber auch Low-Level-Formatierung ist
> heute meist nur nuch ein Beschreiben des Datenträgers mit Nullen.

Einige SCSI-Platten könnten sich tatsächlich noch Formatieren lassen.
Bei denen kann man (in Grenzen) dann auch die Sektorgröße ändern.
Ich glaube, IBMs AIX war mal glücklich über Platten mit 528 Byte pro
Sektor, weil sie dann ihr eigenes ECC drüber gelegt haben.

Peter II schrieb:
> es ist doch egal wie es gespeichert ist, der controller könnte einfacher
> jedes byte was er liest oder schreibt invertieren.

Angenommen der Controller soll ein Byte speichern. Zu den angelieferten 
8 Bit wird er denn noch das ein oder andere Bit an Redundanz hinzufügen, 
das Ganze kodieren (z.B. BCH-Code) und anhand des sich ergebenden 
Musters bestimmte Ladungen auf bestimmte Flashzellen verteilen. Eine 
eventuelle Invertierung wäre damit Bestandteil des Codes.

Peter II schrieb:
> Wenn man also 0 schreibt dann wird in in den Flash 0xFF geschrieben,

0xFF ist doch nur ein abstraktes logisches Konstrukt. Eine Flashzelle 
kann damit nicht beschrieben werden, die möchte definierte Ladungsmengen 
sehen um einen definierten Zustand (Widerstandswert) einzunehmen. Der 
Controller kodiert logische Zustände in Ladungsmengen pro Flashzelle.

Verschiedene Kodierungen des gleichen logischen Bytes (eine Invertierung 
wäre ja im Vergleich zur Nichtinvertierung nichts weiter als eine andere 
Kodierung) würden demnach nur zu einer anderen Verteilung der 
Widerstandswerten der beteiligten Flashzellen führen.

Peter II schrieb:
> Damit bekommt man die gleichen
> Daten aber intern sie sie invertiert gespeichert.

Wie gesagt, Invertierung ist in diesem Zusammenhang ein rein logisches 
Konzept. Was die physische Speicherung in den Zellen betrifft ist das 
völlig unerheblich.

Peter II schrieb:
> (ob das sinn macht
> kann icht sagen aber es würde gehen)

Meiner Meinung nach ist das Eine so gut wie das Andere.

Peter II schrieb:
> es ging ja nur um das ziel wenn das BS alles 0 in den Flash schreibe,
> das er intern aber nur löscht also 0xFF, damit können dann die Zellen
> ohne zu löschen beschrieben werden.

Dann erkläre mir bitte anhand eines Flashspeichers, der 100 Byte 
speichern kann, den Unterschied zwischen Löschen, 100 mal 0x00 schreiben 
und 100 mal 0xFF schreiben.

Peter II schrieb:
> ist es nicht so das nach dem Löschen alles auf 0xFF steht, dann kann
> man nur noch bits (bei SLC) auf 0 setzen.

Ich glaube wir reden aneinander vorbei. 0xFF ist ein rein logisches 
Konstrukt. Physiche Speicherzellen (weder SLC noch MLC) können damit 
nichts anfangen.

Angenommen (rein hypothetisch) der Flashcontroller soll 1 Byte (8 Bit) 
speichern. Zum Zwecke der Fehlererkennung/-korrektur werden 4 Bit als 
Redundanz hinzugefügt, also insgesamt 12 Bit. Nehmen wir weiterhin an, 
eine MLC-Speicherzelle kann anhand ihres Widerstandes 4 Zustände 
einnehmen z.B. 1kOhm, 10kOhm, 100kOhm, 1MOhm. Zum Speichern der 8+4 Bits 
benötigen wir also 3 Zellen. Soll jetzt 0x00 gespeichert werden, würden 
die 3 Zellen die Zustände [10k 1M 100k] (willkürliches Beispiel) 
einnehmen. Während sie im Falle 0xFF [1k 1k 10k] einnehmen würden.

Peter II schrieb:
> wenn also überhall 0 drin steht, dann kan man ohne löschen keine
> weiteren Daten reinbekommen,

Was verstehst Du unter "löschen"?

Peter II schrieb:
> wenn jetzt aber schon 0xFF drin stehen,
> könnte man einfach ohne löschen die Daten reinschreiben.

Völlig egal was vorher drinnen stand, der Controller muß anhand seiner 
Kodierung die elektrischen Ladungen so auf die Zellen verteilen, dass er 
später beim Lesen wieder eindeutig das ursprüngliche Bitmuster 
rekonstruieren kann.

Peter II schrieb:
> warum gibt es dann bei Festplatten die Trim Funktionaltität, diese teilt
> dem Kontroller mit welche Bereicht leer sind,

Genau, der Controller weiß dann, welche Bereiche ungültige Daten 
enthalten.

Der Schreibzugriff auf den Flash erolgt bei SSDs in recht großen 
Einheiten (lt. Wikipedia 4096Byte).

Angenommen, der Controller möcht etwas in einer solchen Einheit 
speichern, die aber bereits halb voll mit gültigen Daten ist. Dann muß 
zunächst der Inhalt der Speichereinheit in den internen Pufferspeicher 
des Controllers eingelesen werden. Dann werden die neuen Daten 
hinzugefügt und abschließend alte und neue Daten wieder ins Flash 
geschrieben.

Wenn der Controller jedoch weiß, das die Speichereinheit keine gültigen 
Daten enthält (und das wird ihm mittels TRIM mitgeteilt), kann er sich 
das lesen und sichern des alten Inhalts sparen.

Die TRIM Funktion hilft dem Controller also auf logischer Ebene, seine 
Arbeit schneller und speicherzellenschonender zu erledigen, weil "alte" 
Daten nicht mehr ständig mitgeschleppt werden müssen.

> Meines Wissen gibt es eine Unterschied zwischen Löschen und Schreiben.
> Es muss vor den Schreiben immer gelöscht werden.

Nein, eigentlich nicht. Es ist lediglich eine sprachliche Konvention das 
mit "Löschen" gemeint ist, dass die Speicherzelle in einen 
physikalischen Zustand gebracht wird, der eine logische "0" 
repräsentiert und "Schreiben" oder "Programmiern" bedeutet dann 
entsprechend, die Zelle wird in einen physikalischen Zustand gebracht, 
der die logische "1" repräsentiert. Wie diese physikalischen Zustände 
tatsächlich aussahen ist von der Art der Flashzelle und der 
Implementierung abhängig.

http://de.wikipedia.org/wiki/Flash-Speicher#Speichern_und_Lesen

Martin Schwaikert schrieb:

> Mal ne blöde Frage: Kommt bei Flash kein RLL mehr zum Einsatz? Ich frage
> mich bei Festplatten immer, wie man eigentlich nur 0en oder 1en erhalten
> möchte, wenn der Controller in jedem Falle durch die RLL-Codierung IMMER
> Flusswechsel schreibt...

Flusswechsel bei Flash?

J.-u. G. schrieb:
> Nein, eigentlich nicht.

Jein würde ich sagen... beim EEProm ist es z.B. so, dass 0xFF der 
"gelöschte" Zustand ist, und man dann jede 1 zu einer 0 machen kann auch 
ohne löschen. Von 0 auf 1 geht aber nicht, man muss die Zelle einmal 
komplett "löschen", irgendwo gab es dazu mal eine diskussion wie man auf 
diese weise einen Löschzyklen schonenden Zähler realisieren kann ;)

J.-u. G. schrieb:

>> Meines Wissen gibt es eine Unterschied zwischen Löschen und Schreiben.
>> Es muss vor den Schreiben immer gelöscht werden.
>
> Nein, eigentlich nicht. Es ist lediglich eine sprachliche Konvention das
> mit "Löschen" gemeint ist

Der Unterschied zwischen Löschen und Schreiben ist bei NAND-Flash wie in 
Sticks und SSDs sehr signifikant. Gelöscht wird in recht grossen 
Blöcken, beispielsweise 512KB. Da hinein kann dann inkrementell in 
kleinen Blöcken wie beispielsweise 4KB geschrieben werden. Löschen und 
Schreiben sind also völlig getrennte Vorgänge.

NOR-Flashs sind eine etwas andere Baustelle, sind aber nicht in 
Flash-Massenspeichern wie Sticks zu finden, sondern beispielsweise als 
Programmspeicher von Mikrocontrollern, oder als externes serielles 
DataFlash (wie Atmel AT45).

Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/NAND-Flash

Also ist es bei NAND-Flash und EEProm so, dass eine Zelle leicht von 
Zustand A in Zustand B gebracht werden kann, aber nur mit hohem Aufwand 
wieder zurück von B nach A? OK, dass war mir bisher so nicht bewusst.

Wie sieht das denn bei MLC aus? Die können ja 4 (neuerdings wohl auch 
schon 8) Zustände einnehmen. Welche Übergänge sind denn hier aufwändig 
und welche nicht?

J.-u. G. schrieb:

> Also ist es bei NAND-Flash und EEProm so,

Obacht: Ich hatte nur darauf hingewiesen, dass man zwischen NAND- und 
NOR-Flash unterscheiden sollte, nicht aber behauptet dass sie sich in 
der Frage Erase/Write völlig anders verhalten würden.

PS: Nach der technischen Erklärung, weshalb Erase-Blöcke so gross sind, 
suche ich auch noch.

A. K. schrieb:
> Obacht: Ich hatte nur darauf hingewiesen, dass man zwischen NAND- und
> NOR-Flash unterscheiden sollte, nicht aber behauptet dass sie sich in
> der Frage Erase/Write völlig anders verhalten würden.

Keine Bange, hatte ich so auch nicht verstanden.

Danke, das leuchtet ein.