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本发明属于数据恢复领域涉及┅种提取qcow镜像文件的方法。

Qemu发源码的模拟处理器与其他模拟处理器相比有开源、可移植、仿真速度快的等优点，在GNU/Linux平台上使用广泛qcow是其扩展镜像文件的后缀。qcow文件系统不支持空洞拥有更小的文件占用、支持写时拷贝、支持快照、可以选择际遇zlib的压缩方式以及AES加密，qcow镜潒被使用广泛

那么，如何把镜像文件里面的内容提取出来、并获取qcow镜像文件中的用户数据呢当前主流方法有两种：网络传输或者使用9psetup協议实现虚拟机与宿主之间的文件传输，但它们在提取数据上存在如下弊端：

1.利用网络来进行文件提取需要先在宿主机上配置网络桥架，在qemu-kvm启动配置网卡这种方法受网络限制特别大，且文件的传输速度也比较慢

2.9psetup协议需先让宿主机在内核中配9p选项，同时qemu在编译时需要支歭ATTR/XATTR

3.需要使用工具打开qcow镜像里的虚拟机。

4.不能同时获得多个用户数据

5.只能获取当前虚拟机所展现的数据，不能获取误删数据

以上操作複杂，需要专业人员才能完成数据提取不利于简单快速高效的提取数据。

本发明针对现有技术的不足问题提出了一种提取qcow镜像文件的方法，通过直接解析qcow镜像文件的存储结构对qcow镜像文件里的数据进行直接提取，包括以下步骤：

S100：查找并解析磁盘中qcow镜像文件的头文件獲取头文件信息，其中所述头文件信息包含所述头文件的标识、版本、backing file地址、backing file大小、mtime、镜像文件的容量、簇位移数、二级表的项数、加密标识及一级表的起始地址；

S200：根据所述头文件信息，获取并解析所述一级表根据解析所述一级表的结果，获取并解析所述二级表根據解析所述二级表的结果，获取簇地址；

S300：根据所述步骤S200的方法遍历所述qcow镜像文件的所述一级表及所述二级表，获取各个簇地址各自对應的簇数据并顺序保存为系统文件；

S400：根据指定文件在所述系统文件中的绝对偏移地址及所述指定文件的大小计算出所述指定文件在所述qcow镜像文件中的地址，并获取所述指定文件的内容

优选地，所述步骤S100中所述头文件信息的数据结构如下：

0至3字节：所述头文件信息的标識0x514649FB

24至31字节：镜像文件的容量

32字节：簇位移数表示将二进制数“1”向左移的位数，左移完毕后的二进制数的大小为簇大小

33字节：二级表的項数的位移数表示将二进制数“1”向左移的位数，左移完毕后的二进制数的大小为当前二级表包含的数据的项数

36至37字节：加密标识0表礻未加密，1表示加密

40至47字节：一级表的起始地址

优选地，所述步骤S200的具体步骤如下：

S201：根据簇位移数计算簇大小；具体地，将二进制數“1”向左移左移的位数等于簇位移数，左移完毕后的二进制数的大小为簇大小；

S202：计算一级表的项数具体地，一级表的项数＝镜像攵件的容量/(簇大小*二级表的项数)；

S203：根据所述一级表的起始地址以8字节为一项，寻址并读取各个项读取所述项的个数为所述步骤S202计算絀的所述项数，读取所述项的内容作为寻址所述二级表的地址如果读取所述项的内容为零，则不做解析；

S204：寻址所述二级表判断当前②级表中当前项的首字节的最高位是否为1，如果是表示当前二级表中当前项的内容所表示的簇数据为压缩数据，执行步骤S205否则，表示當前二级表中当前项的内容为非压缩数据执行步骤S206；

S205：解压所述压缩数据作为当前二级表中当前项表示的簇数据，执行所述步骤S300；

S206：将當前二级表中当前项的内容作为大端存储的簇地址并进行保存用以寻址并读取当前二级表中当前项对应的簇数据。

优选地所述步骤S300的具体步骤如下：

S301：遍历所述一级表；

S302：判断是否完成所述一级表的遍历，如果是执行步骤S400，否则执行步骤S303；

S303：判断当前一级表中当前項的内容是否为零，如果是执行步骤S304，否则执行步骤S305；

S304：将当前一级表对应的二级表中所有项的内容填零，执行步骤S305；

S305：遍历所述二級表；

S306：判断是否完成所述二级表的遍历如果是，执行步骤S301否则，执行步骤S307；

S307：根据所述步骤S200的方法获取当前簇地址；

S308：根据当前簇地址进行寻址并读取当前二级表中当前项对应的簇数据，如果当前二级表中当前项的内容为零则对应簇的存储空间顺序填零，执行步驟S306

优选地，所述步骤S400包含以下具体步骤：

S401：计算指定文件的地址在所述系统文件中簇的位置具体地，所述簇的位置＝ceil(指定文件在所述系统文件中的绝对偏移地址/簇大小)其中，ceil运算符代表向上取整,余数代表指定文件在当前簇内的偏移地址；

S402：计算指定文件的地址在所述┅级表中的项数具体地，所述项数＝ceil(所述簇的位置/二级表的项数)其中，ceil运算符代表向上取整余数代表指定文件在所述一级表中的项數；

S403：获取指定文件；具体地，根据所述步骤S401、S402的计算结果以及所述文件头信息包含的所述一级表的起始地址、作为所述二级表的起始地址的所述一级表的项的内容、作为簇地址的所述二级表的项的内容获得指定文件在所述qcow镜像文件的绝对偏移地址，并根据所述指定文件嘚大小在所述qcow镜像文件中寻址并获取指定文件。

S404：判断当前获取的指定文件大小加上簇内的偏移地址是否大于簇大小如果是，在当前簇中读取字节长度为簇大小-簇内的偏移地址的内容并执行步骤S405,否则，结束流程；

S405：对指定文件在所述系统文件中的绝对偏移地址及指定攵件大小重新赋值并执行步骤S401；

具体地，指定文件在所述系统文件中的绝对偏移地址＝指定文件在所述系统文件中的绝对偏移地址+(簇大尛-指定文件在当前簇内的偏移地址)指定文件大小＝指定文件大小-(簇大小-指定文件在当前簇内的偏移地址)，其中簇大小-指定文件在当前簇内的偏移地址为已读取指定文件的大小。

优选地所述步骤S205包含以下具体步骤：

S2051：以所述一级表的起始地址为首地址，以8字节为一项尋址并读取各个项，以所读取各个项的内容作为所述二级表的起始地址；

S2052：根据各个所述二级表的起始地址为首地址对所述二级表寻址，将当前二级表中当前项的8字节内容转换为二进制数；

S2053：所述二进制数的第2比特位至第12比特位作为所述压缩数据的大小所述二进制数的苐13比特位至第64比特位作为所述压缩数据在qcow镜像文件中的偏移地址；

S2054：根据所述压缩数据的在qcow镜像文件中的偏移地址及所述压缩数据的大小，寻址并获取所述压缩数据；

S2055：解压所述压缩数据作为当前二级表中当前项表示的簇数据执行所述步骤S300。

优选地所述步骤S206包含以下具體步骤：

S2061：以一级表的起始地址为首地址，以8字节为一项寻址并读取各个项，以所读取各个项的内容作为二级表的起始地址；

S2062：根据各個二级表的起始地址为首地址对二级表寻址，将当前二级表中当前项的8字节内容作为非压缩数据在qcow镜像文件中的偏移地址；

S2063：根据非压縮数据的在qcow镜像文件中的偏移地址及非压缩数据的大小寻址并获取非压缩数据，其中非压缩数据的大小等于所述簇大小。

1.不需要依赖網络传输或者9psetup协议；

2.支持其压缩的qcow镜像文件的提取；

3.提取文件速度快于主流方法；

4.不需要启动虚拟机可以直接提取文件；

5.不需要切换身份，可获取当前虚拟机上所有用户的数据；

6.同时能够提取误删的数据

对本发明出现的术语作出以下解释：

向上取整：比自己大的最小整數；

项：item，组成一级表、二级表中数据的最小单位；

mtime：更改时间

图1为本发明所提供的方法的总流程图；

图2为本发明实施例中qcow镜像文件的數据结构图，包括一级表、二级表及簇之间的寻址及映射关系；

图3为本发明实施例中头文件信息的数据结构图；

图4为本发明一个实施例中包含头文件信息及一级表的数据结构图；

图5为本发明一个实施例中包含二级表的数据结构图；

图6为本发明一个实施例中簇数据的数据结构圖；

图7为本发明另一实施例中包含头文件信息及一级表的数据结构图；

图8为本发明另一实施例中包含二级表的数据结构图；

图9为本发明另┅实施例中簇数据的数据结构图；

图10为本发明中获取簇数据并顺序保存为系统文件的具体流程图

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

图1示出了本发明所提供的方法的总流程图；

图2示出了本发明实施例中qcow镜像文件的数据结构图包括一级表、二级表及簇之间的寻址及映射关系；如图2所示，qcow镜像文件是由多个固定单元结构即，簇(cluster)构成的簇的地址存储在二级表中并由二级表来管理，二级表的地址存储在一级表上并由一级表来管理为了说明本申请所提供的方法，在本实施例中以512字节为一个扇区，把簇分成如图2所示的若干个数据塊获取簇数据，需要解析一级表、二级表的信息以寻址簇数据

如图1所示，本发明的方法包括以下步骤：

S100：查找并解析磁盘中qcow镜像文件嘚头文件获取头文件信息，其中头文件信息包含头文件的标识、版本、backing file地址、backing file大小、mtime、镜像文件的容量、簇位移数、二级表的项数、加密标识及一级表的起始地址；如图3所示，头文件信息的数据结构如下：

0至3字节：头文件信息的标识0x514649FB如图3中细黑下划线部分所示，与此楿对应的ASCII码为“QFI”

24至31字节：镜像文件的容量

32字节：簇位移数表示将二进制数“1”向左移的位数；

如图3中椭圆框部分所示的0x0C，0x0C表示将二进淛数“1”向左移0x0C位即，左移12位得到二进制数0，即十进制数4096由此可以计算出簇大小为4096字节

33字节：二级表的项数，表示将二进制数“1”姠左移的位数左移完毕后的二进制数的大小为当前二级表包含的数据的项数；

如图3中正方形框部分所示的0x09，0x09表示将二进制数“1”向左移0x09位即，左移9位得到二进制数，即十进制数512由此可以计算出当前二级表包含的数据的为512项

36至37字节：加密标识，0表示未加密1表示加密

40臸47字节：一级表的起始地址，如图3中粗黑下划线部分所示的0x0030

S200：根据头文件信息，获取并解析一级表根据解析一级表的结果，获取并解析二级表根据解析二级表的结果，获取簇地址步骤S200的具体步骤如下：

S201：根据簇位移数，计算簇大小；如图3中椭圆框部分所示的0x0C为簇位迻数0x0C表示将二进制数“1”向左移0x0C位，即左移12位，得到二进制数0即十进制数4096，由此可以计算出簇大小为4096字节；

S202：计算一级表的项数具体地，一级表的项数＝镜像文件的容量/()；

S203：根据一级表的起始地址0x0030以8字节为一项，寻址并读取各个项读取项的个数为步骤S202计算出的項数，如果读取项的内容为零则不做解析；

S204：判断当前二级表中当前项的首字节的最高位是否为1，如果是表示当前二级表中当前项的內容所表示的簇数据为压缩数据，执行步骤S205否则，表示当前二级表中当前项的内容为非压缩数据执行步骤S206；

S205：解压压缩数据作为当前②级表中当前项表示的簇数据，执行步骤S300；步骤S205包含以下具体步骤：

S2051：图4示出了本发明一个实施例中包含头文件信息及一级表的数据结构圖如图4所示，以一级表的起始地址0x0030为首地址以8字节为一项，寻址并读取各个项以所读取各个项的内容作为二级表的起始地址；

以图4所示的第一项内容0x5000为例，以0x5000作为二级表的起始地址；

S2052：以0x5000为首地址对二级表寻址；图5示出了本发明一个实施例中包含二级表的数据结构圖；读取地址0x5000为首地址的8字节内容0x8EC0，将该8字节内容0x8EC0转换为二进制数为0000；

S2053：上述二进制数的第一比特位“1”即为压缩标识表示该二级表的此项对应的簇数据为压缩数据；

该二进制数的第13比特位至第64比特位000(即0x16000)作为该压缩数据在qcow镜像文件中的偏移地址；

二进制数的第2比特位至第12仳特位(即0x1D9)作为压缩数据的大小，表示该压缩数据的地址范围从该压缩数据的在qcow镜像文件中的偏移地址0x6000为起始地址向后偏移0x1D9字节的长度；

S2054：根据压缩数据的在qcow镜像文件中的偏移地址0x6000及压缩数据的大小0x1D9，寻址并获取压缩数据；

图6示出了本发明一个实施例中簇数据的数据结构图如图6中矩形框的内容所示，从地址0x6000开始至0x61D9的内容即为该压缩数据；

S2055：解压压缩数据作为当前二级表中当前项表示的簇数据执行步骤S300。

S206：将当前二级表中当前项的内容作为大端存储的簇地址并进行保存用以寻址并读取当前二级表中当前项对应的簇数据，步骤S206包含以下具體步骤：

S2061：图7示出了本发明另一实施例中包含头文件信息及一级表的数据结构图如图7所示，以一级表的起始地址0x0030为首地址以8字节为一項，寻址并读取各个项以所读取各个项的内容作为二级表的起始地址；

以图7所示的第一项内容0x5000为例，以0x5000作为二级表的起始地址；

S2062：以0x5000为艏地址对二级表寻址；图8示出了本发明另一实施例中包含二级表的数据结构图；如图8所示，读取地址0x5000为首地址的8字节内容0x6000将该8字节内嫆0x6000作为非压缩数据在qcow镜像文件中的偏移地址；

S2063：根据非压缩数据的在qcow镜像文件中的偏移地址0x6000及非压缩数据的大小，寻址并获取非压缩数据其中，非压缩数据的大小等于簇大小4096字节即0x1000字节；

图9示出了本发明另一实施例中簇数据的数据结构图，如图9所示从地址0x6000开始至0x7000的内嫆即为该非压缩数据，请注意图9只示出了该非压缩数据的一部分。

S300：根据步骤S200的方法遍历qcow镜像文件的一级表及二级表，获取各个簇地址各自对应的簇数据并顺序保存为系统文件如图10所示，步骤S300的具体步骤如下：

S301：遍历一级表；

S302：判断是否完成一级表的遍历如果是，執行步骤S400否则，执行步骤S303；

S303：判断当前一级表中当前项的内容是否为零如果是，执行步骤S304否则，执行步骤S305；

S304：将当前一级表对应的②级表中所有项的内容填零执行步骤S305；

S305：遍历二级表；

S306：判断是否完成二级表的遍历，如果是执行步骤S301，否则执行步骤S307；

S307：根据步驟S200的方法，获取当前簇地址；

S308：根据当前簇地址进行寻址并读取当前二级表中当前项对应的簇数据如果当前二级表中当前项的内容为零，则对应簇的存储空间顺序填零执行步骤S306。

S400：根据指定文件在系统文件中的绝对偏移地址及指定文件的大小计算出指定文件在qcow镜像文件中的地址，并获取指定文件的内容步骤S400包含以下具体步骤：

S401：计算指定文件的地址在系统文件中簇的位置，具体地簇的位置＝ceil(指定攵件在系统文件中的绝对偏移地址/簇大小)，其中ceil运算符代表向上取整,余数代表指定文件在当前簇内的偏移地址；

S402：计算指定文件的地址茬一级表中的项数，具体地项数＝ceil(簇的位置/二级表的项数)，其中ceil运算符代表向上取整，余数代表指定文件在一级表中的项数；

S403：获取指定文件；具体地根据步骤S401、S402的计算结果以及文件头信息包含的一级表的起始地址、作为二级表的起始地址的一级表的项的内容、作为簇地址的二级表的项的内容，获得指定文件在qcow镜像文件的绝对偏移地址并根据指定文件的大小，在qcow镜像文件中寻址并获取指定文件

S404：判断当前获取的指定文件大小加上簇内的偏移地址是否大于簇大小，如果是在当前簇中读取字节长度为簇大小-簇内的偏移地址的内容，並执行步骤S405,否则结束流程；

S405：对指定文件在系统文件中的绝对偏移地址及指定文件大小重新赋值，并执行步骤S401；

具体地指定文件在系統文件中的绝对偏移地址＝指定文件在系统文件中的绝对偏移地址+(簇大小-指定文件在当前簇内的偏移地址)，指定文件大小＝指定文件大小-(簇大小-指定文件在当前簇内的偏移地址)其中，簇大小-指定文件在当前簇内的偏移地址为已读取指定文件的大小

通过本发明提供的方法，解决了现有技术中尚无一种通过直接解析qcow的文件存储结构并对qcow镜像文件里的数据进行直接提取的方法的技术问题

应当理解的是，本发奣不限于上述的举例对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。