Mijn gereedschappen en werkwijze
Alleen leestoegang!
Ten eerst wil ik opmerken dat alles dat hier op deze pagina beschreven wordt ook ook van toepassing is op geheugen kaarten zoals SD cards. Alle beschreven herstel technieken zijn toepasbaar op deze kaarten.
Als eerste stap, bij een ogenschijnlijk intacte USB Stick zal ik kijken of hij benaderbaar is. Hiervoor sluit ik hem aan op mijn USB Stabilizer van DeepSpar Data Recovery Systems. Dit apparaatje zorgt ervoor dat er niet geschreven wordt naar de stick, dat deze niet 'ge-mount' wordt, geeft wat diagnostische data en stelt me in staat 'disk access' parameters te 'tweaken'. Middels dat laatste is het soms al mogelijk USB drives te detecteren die Windows niet detecteert. Een ander vaak voorkomend symptoom is dat dit soort sticks of geheugenkaartjes 'hangen' en ook Windows laten bevriezen.
Als ik op deze manier de USB Stick kan benaderen en lezen zal ik een sector-voor-sector kopie maken. Afhankelijk van de staat van de flash drive kan dit binnen een uur gedaan zijn, het kan ook dagen duren. Voordeel van de USB Stabilizer is dat deze dit process vrij autonoom kan afhandelen. Het detecteert bijvoorbeeld wanneer de stick 'unresponsive' is en kan op basis daarvan acties ondernemen om hem weer tot leven te wekken. Dan volgt daarna de logische recovery, die behandel ik verderop apart.
Maar ook als er slechts logische schade is of bij het uitlezen van gerepareerde sticks en kaartjes, gebruik ik altijd de USB Stabilizer omdat deze tevens als write-blocker fungeert.
Geen detectie, foutieve detectie
Geen of foutieve detectie? Dan is de tijd gekomen om de flash drive uit zijn vaak plastic, maar soms ook metalen omhulsel te pulken. Dat kan best een gedoe zijn en moet voorzichtig gebeuren. Dan volgt een visuele inspectie, op het oog en onder de microscoop.
Ik gebruik een digitale microscoop, volgens de echte pro's niet ideaal, maar ik red me er prima mee. Ze geven goede vergroting, voldoende werkruimte en stellen je in staat video en foto opnamen te maken. Dat laatste is handig wanneer een bevriend lab om hun mening wil vragen.
Verder gebruik voor diagnose een spanningsmeter welke je tussen de USB Stick en de DeepSpar USB Stabilizer plaatst zodat ik de stroom opname kan meten. Voor verdere metingen gebruik ik een simpele multimeter. Voor het snel vast stellen van sluitingen is 'freeze-spray' handig, maar op termijn zou ik hier graag een warmte camera voor hebben.
Indien er een referentie stick beschikbaar is als donor, dan vergroot dat de mogelijkheden. Een controller kan worden overgezet, NAND chips eveneens. probleem is echter dat een donor vaak niet voor handen is. Als je een jaar geleden een bepaald model, merk USB stick kocht, heb je kans dat het model dat nu in de winkel licht is opgebouwd uit totaal andere componenten. Zelfs al ziet het er aan de buitenkant identiek uit.
Voor de eigenlijke reparaties gebruik ik een gecombineerd soldeer en rework station. Voor solderen zijn de microscoop en goede flux e.d. noodzakelijk. Verder is het belangrijk dat je je werk goed kunt fixeren. Goede spullen waarmee je voldoende geoefend hebt zijn sowieso een must. Je moet bijvoorbeeld goed de warmte kunnen regelen op je soldeerbout en hot air station, en dan vallen de goedkope Gamma klasse tooltjes af.
Maar je moet ook weten welke temperatuur je het best gebruikt om bijvoorbeeld een NAND chip te verwijderen terwijl je risico op schade zo beperkt mogelijk houdt. Stel je hot air verkeerd af en je blaast zo de minuscule capacitors en diodes van de PCB. Daarom nogmaals de suggestie dat het zelf repareren van een USB Stick niet het ideale eerste projectje is.
Na repartie volgt dan weer meten om zeker te weten dat je niet zelf nieuwe problemen geïntroduceerd hebt.
Als de USB Stick in een staat te brengen is dat hij wordt gedetecteerd, dan wordt hij aangesloten op de DeepSpar, wordt een image gemaakt en volgt de logische recovery. Reparatie is dus puur bedoeld om de USB Stick in een staat te brengen waarin hij uitleesbaar is, niet voor verder gebruik.
Chip-off
Als een USB Stick niet leesbaar is en niet te repareren is blijft er een mogelijkheid over en dat is de NAND chip direct uitlezen. Het lezen of dumpen gebeurt middels een NAND reader. Als de chip in goede staat is, is dit 'straight forward'. Het kan ook zijn dat de chip slecht leesbaar is, zelfs te slecht om later softwarematig te ECC corrigeren. Dat corrigeren wordt normaal gedaan door de controller, maar omdat we de chip lezen zonder hulp daarvan, moeten we dat zelf doen net als veel andere taken.
We kunnen het lees resultaat soms verbeteren door te spelen met drempel waarden die bepalen welk voltage in een NAND cell we beschouwen als 1 dan wel 0. Middels de ECC kunnen we vast stellen of er verbetering optreedt: Minder ECC errors = een betere read.
Wanneer we de chip of chips hebben uitgelezen hebben we een dump. Een dump is a binaire blob en als zodanig niet te gebruiken. In tegenstelling tot de image file die we maken via de DeepSpar (en dus met medewerking van de flash controller) zal het scannen van de dump met file recovery software niets opleveren.
Middels gespecialiseerde software moeten we deze binaire blob omvormen tot een logisch image. Zoals gezegd dienen we daarvoor ECC error correctie toe te passen, de data decoderen (meestal gecodeerd middels een XOR sleutel) en vast stellen hoe de data over de NAND chip verspreid staan. In zo goed als alle NAND flash gebaseerde opslag apparaten zijn sector adressen virtueel en dynamisch. D.w.z. sector 0 zou zich ergens halverwege op de NAND chip kunnen bevinden. Wanneer we dat allemaal voor elkaar hebben kunnen we bestanden redden.
Ik gebruik de apparatuur en software van de Russische maker Soft Center (Flash Extractor).
Monoliths
Tot nu toe ben ik ervan uitgegaan dat we te maken hebben met een PCB met surface mounted componenten zoals controllers en NAND chips. Het kan echter ook zo maar zo zijn dat wanneer je de USB Stick open pulkt, je een zgn. monolith aantreft. Een monolith is een enkele chip waar alle componenten ingebakken zitten.
Reparatie is dan eigenlijk nooit een mogelijkheid, net zo min als het desolderen van een NAND chip. Dit maakt het dumpen van het NAND geheugen gecompliceerder. Om de NAND chip uit te lezen moeten allereerst de 'technological pins' worden bloot gelegd door voorzichtig een laagje materiaal van de achterkant van de monolith te verwijderen.
Wanneer deze pins bereikbaar zijn is het helaas niet zo dat we zoals bij een surface mounted chip, het geheel in een adapter kunnen plaatsen. In plaats daarvan moet de monolith pin voor pin worden verbonden met de reader middels 0.1 mm koperdraad. De volgende complicatie is dat de layout van deze pins niet standaard is. Het bepalen van deze layout middels een 'logic analyzer' is een kunst op zich die zeer tijdrovend is.
Al deze factoren dragen ertoe bij dat monolith recovery prijzen vaak niet op de website van een data recovery lab vermeld staan en ook vaak hoger zijn (aanzienlijk soms) dan recovery van een surface mounted NAND chip.
Logische recovery
Het uiteindelijke doel is altijd een logische clone of disk image bestand dat we kunnen analyseren middels file recovery tools. Ik gebruik hiervoor zelf geschreven software maar ook tools als ReclaiMe Pro, R-Studio en DMDE.
Mijn eigen software is voor die gevallen waarin de standaard software niet voldoet. Dit is met name bedoeld voor foto recovery van zwaar corrupte bestandssystemen. Het is daarom ook dat ik er soms in slaag bestanden te redden die anderen die aangewezen zijn op in de markt verkrijgbare tools geen succes hebben.
Tools op een rijtje
Al met al heb ik de loop van de afgelopen jaren aardig wat tools verzameld, allemaal met als doel, recovery van bestanden van USB Sticks en geheugen kaarten:
- Soldeer / hot air station
- Multimeter
- USB spanningsmeter
- Allerlei: pincetten, mesjes, tangetjes etc.
- DeepSpar USB Stabilizer
- SD Flash Doctor (antieke NAND reader) + software
- Flash Extractor (NAND reader) + software
- Diverse NAND adapters
- Yepkit YKUSH XS
- Digitale microscoop
- Altijd in huis hebben: de-soldeerdraad, verschillende diktes koperdraad, flux, soldeer-draad, watten-tips, IPA, freeze-spray
En ik vergeet vast nog wel wat. Toch is dit niet te vergelijken met tools die benodigd zijn voor het terughalen van data van harde schijven. Over het algemeen heb je voor dat soort tools veel meer ruimte nodig, terwijl mijn setup in zijn geheel op een bureau gehuisvest kan worden.
Kun jij mijn data terughalen?
Je bent altijd welkom me een mailtje te sturen en me uit te leggen wat er aan de hand is. Het is wrang dat hoewel sommige mensen graag hun gegevens van een kapotte USB Stick terug zouden hebben, dat prijzen van commerciële labs dit onmogelijk maken.
Als ik op basis van een probleem beschrijving denk te kunnen helpen kan ik een adres geven waarnaar je de USB Stick (of geheugenkaart) kunt opsturen. Een paar zaken vooraf:
- Als ik de bestanden kan terughalen stel ik die per download aan je beschikbaar.
- Ik stuur de USB Stick of de geheugenkaart niet retour tenzij ik de bestanden niet kan redden en je het mogelijk elders wilt proberen.
- De NAND chips van de Stick or geheugenkaart die ik niet terugstuur vernietig ik (dus de componenten die je gegevens bevatten).
- Ik behandel je data vertrouwelijk! Als je me niet op mijn woord wilt geloven, stuur dan je USB Stick of memory card niet op.
- Ik vraag een kostendekkende vergoeding. Een officieel lab vraagt al snel 600 Euro of meer. Een PC reparatie shop stuurt in veel gevallen de USB Stick of geheugenkaart naar een data recovery lab (Stellar bijvoorbeeld).