第12讲---GPT型磁盘分区表恢复.docx

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1、 任务6 GPT型磁盘分区表的恢复一、教学分析任务名称任务6 GPT型磁盘分区表的恢复课程名称数据备份与恢复课程性质专业核心课所属专业信息安全管理课程类型理实一体先修课程信息安全技术与实施后续课程计算机取证技术与应用授课方式线上线下混合、工单任务、虚拟仿真、小组合作授课学时2学时授课时间2022.3.30、2022.3.31授课地点理实一体化教室4103、4405、15-201授课班级信安2002、信安2003、信安2004、信安2005授课教师高灵霞、廖艳授课教材国家“十二五”规划教材数据恢复技术、1+X证书制度试点教学用书数据备份与恢复内容分析本次课的内容为项目三修分区、现数据（磁盘分区表

2、恢复），任务6 磁盘分区表的恢复。GPT分区模式使用GUID分区表，是源自EFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。与普遍使用的主引导记录(MBR)分区方案相比，GPT提供了更加灵活的磁盘分区机制。若分区表操作破坏，分区数据就会丢失，恢复分区表势在必行。通过分区表恢复数据技术中培养学生锲而不舍，坚韧不拔的工匠精神，做到“君子博学而参省乎己，则知明而行无过矣”。学情分析知识技能基础1.通过项目三任务4的学习，学生已经了解全局唯一标识（GPT）磁盘分区结构，掌握了结构组成及分区参数信息的提取，因此具备了坚实的理论支撑和技能支持。2.通过学情调研测试，发现有5名学生对GPT型磁盘，分区表参数计算方

3、法回答错误，说明对GPT型分区表结构分析有待进一步提高。认知实践能力1.通过项目三任务4：GPT型磁盘分区结构分析，学生能够利用磁盘编辑工具Winhex，在模拟仿真环境下实现GPT分区结构遍历，做到了仿真验证。2.通过课前调研了解了GPT型磁盘结构组成及分区遍历。但是测试显示，学生通过GPT分区表参数反向技术能力不足，需要加强指导训练。学习特点1.学生喜欢通过互联网获取知识，实践操作有获得感，成就感。2.学生的学习动力有待激发，可通过课堂思政和生活中的案例激发学习兴趣。3.学生学习能力和主动性有差距，课前进行合理分组，发挥学生帮带作用。教学目标素质目标1.在GPT型磁盘分区表恢复中注重工作流程

4、和操作规范，培养学生锲而不舍的探究精神；2.逐步养成热爱劳动的良好习惯。知识目标1.学生了解GPT型磁盘结构组成；2.学生理解GPT型磁盘GPT头、分区表参数信息；3.学生掌握GPT型磁盘GPT头和分区表的恢复方法。能力目标1.学生能够灵活利用磁盘管理理工具进行GPT型故障磁盘的虚拟磁盘模拟；2.学生能够依据GPT型磁盘GPT头和分区表的恢复方法进行磁盘分区数据的恢复。教学重点及解决措施教学重点：掌握GPT型磁盘GPT头和分区表的恢复方法，能够利用磁盘编辑工具Winhex，恢复磁盘分区数据 解决措施：1. 课前布置任务，学生查阅资料，巩固GPT型GPT头和分区表参数信息，理解磁盘分区数据恢复方

5、法；2. 课中教师引导，构建虚拟仿真环境，小组合作，对GPT型故障磁盘模拟，进行磁盘结构分析；3. 课后要求学生仿真实验，强化技能，并安排学生到数据恢复与计算机取证研究中心进行实战，拓展能力。教学难点及解决方案教学难点：分区表校验和与GPT头校验和的计算解决措施：1.课前推送视频学习，自主学习GPT型磁盘分区表恢复；2.课中仿真实验中，加强验证，并提醒注重工作流程和操作规范；3.课后要求学生练习巩固，多实战。二、教学策略教学资源 中国大学MOOC学习网址：http:/www.icourse163.org/learn/preview/cqcet-1002526030?tid=1463444550

6、课程资源（微课、PPT、动画、作业、测试、讨论）自主学习，个性化学习 中国大学慕课堂慕课堂二维码： 全程教学管理、实时采集数据，记录学生的学习行为，学生成绩评定和调整教学策略。 动画课件辅助学习，帮助理解，攻克教学难点。 企业案例工学结合，以工单任务，引出本次课的任务，提高学习兴趣。虚拟仿真通过虚拟故障磁盘验证数据恢复的效果，降低实训成本,优化设计方案。企业级实训基地通过数据恢复与计算机取证研究中心，推动产教融合，提供技术交流服务技术论坛技术论坛“硬盘基地”：学习数据备份与恢复的新技术,新应用，拓展视野。 QQ 群师生交流，答疑解惑，企业导师分享案例与经验。 教学策略 本次课以“德技并修”为逻

7、辑起点，秉承“学生为主体、教师为主导”的育人理念，以GPT型磁盘分区表恢复工单任务为驱动，实施“德育”与“专业”双线育人模式，“博学、审问、慎思、明辨、笃行”为学生学习的阶梯线，“模-诊-练-验-战”为课堂实施的教学线，双线并举，以大国工匠之魂，探磁盘分区数据恢复之魄，涵养学生新时代精神，敢于创造的思想观念，追求进步的责任感与使命感，锐意进取的精神状态，实现知识目标和价值目标的协调统一，尽职履责捍卫国家数据安全，护航国家迈入数字经济蓝海。三、教学整体设计四、教学实施.1. 课前准备环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图测学情模场境【检测学情】1. 查阅资料，了解GPT型磁盘分区表破坏现象、原

8、因，预防措施2. 课程教学平台，自主探究GPT型磁盘分区表恢复过程3. 在慕课堂完成课前测、在线讨论【模拟场境】4. 通过虚拟磁盘技术模拟训练场境1.查资料：慕课堂推送学习资料，布置资料查询任务。2.答疑惑：慕课堂平台讨论区答疑，聚焦学生疑点。 3.课前测：慕课堂平台推送课前检测题单。4.模场境：依据教学内容，学情分析，通过虚拟磁盘技术模拟训练场环境。1.知任务：登录慕课堂，下载学习资料，查看课前和课中任务。2.互合作：小组协作，完成课前查询资料，上传慕课堂。3.勤自学：在中国大学MOOC平台，自主探究磁盘扩展分区结构，分析扩展分区表参数信息。 4.先预习：完成课前测题单，在讨论区师生、 生生

9、交流。1.教师以“模”为策略，引出课堂任务。2.学生通过查阅资料，线上自主探究GPT型磁盘分区表恢复策略，结合课前测，完成专业知识考核，引导学生“博学”。3.教师通过课前测过程性评价结果。依据教学目标、结合学情，模拟训练场境，确定教学重难点给出解决方案。2. 课中探究环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图析任务（5分钟）【分析任务】1. 提出GPT型磁盘分区表破坏现象和原因、预防措施（1） 现象 磁盘分区无法读取（2） 原因病毒、不断操作、误分区（3） 预防措施 操作规范、做好备份2. 引出工单任务-GPT型磁盘分区表恢复任务1.做引导：提问学生GPT型磁盘分区表破坏现象和原因、预防措施，进

10、行归纳总结。2.展场境：打开工单任务，展示虚拟仿真场境。 3.引任务：引出GPT型磁盘分区恢复任务。1.答问题：小组活动，头脑风暴，回答GPT型磁盘分区表破坏现象和原因、预防措施。3.明任务：跟随教师思路，打开工单任务熟悉任务需求3.想思路：小组活动，讨论GPT型磁盘分区结构的特点，分区恢复思路1.通过讨论，熟悉GPT型磁盘分区表破坏原因及破坏现象。2.“诊”知识要点，理解磁盘分区结构的重要性，明确任务需求。探真知（40分钟）【探索真知】1. 巩固GPT型磁盘结构组成2. 分析GPT头，GPT分区表结构 （1）GPT头结构 （2）分区表结构3. 探究GPT型分区表恢复方法第1步：计算分区的起始

11、扇区和尾部扇区。第2步：分区表的修复第3步：分区表校验码的计算与写入。第4步：GPT头校验码的计算与写入。第5步：查看磁盘分区恢复效果第6步：做好分区表备份和GPT头的部分。1.巩结构；提问GPT型磁盘结构组成，巩固磁盘结构原理。a. 保护MBR （0号扇区）b. GPT头 （1号扇区）c. 分区表 （2-33号扇区）d. 分区区域 （34号扇区-）e. 分区表备份f. GPT头备份 （最后1个扇区）2.讲方法：分析GPT头结构，介绍校验码计算方法。 （1）展示GPT头结构，强调分区表校验码与GPT头的校验码。（2）介绍校验码CRC计算工具的使用。3.析结构：分析分区表结构分区表位于GPT磁盘

12、的233号扇区，一共占用32个扇区，能够容纳128个分区表项，每个分区表项大小为128字节。提问1：分区表记录分区扇区信息？提问2：分区起始扇区偏移位置，所占字节数？4.总方法：讨论总结GPT分区表恢复方法强调数据恢复后，应具备的职业道德，保护用户数据、不泄密，不做非法盈利。1.知结构：小组活动，积极讨论回答GPT结构组成特点，认知保护MBR，GPT，分区表结构重要性。2.学方法；查看GPT头结构，记录分区校验码和GPT校验码的位置信息。学习CRC校验码形成方案。3.共探索：共同探索分区表位置，每个分区表项重点计算参数，起始扇区，扇区总数。（1）学生能够指出分区表记录磁盘分区起始扇区和结束扇区

13、。（2）分区起始扇区偏移位置在20H，尾部扇区在28H，所在字节数8个字节。（3）分区GUID标识符，用来区分每个分区，不能雷同。4.优方案：小组合作，思考GPT分区表恢复方法，优化方案。 1.引导学生通过GPT型磁盘结构“审问”，理解重难点知识。2.通过虚实结合，引导学生掌握GPT型分区结构。共同探究修复分区表恢复方法。3.通过分区恢复方法的技能引导，培养学生、勇于探索、发现问题，解决问题的能力，通过分区表和GPT头的备份，使学生具备数据安全备份保护意识。通过查看数据恢复结果，使学生具备数据恢复工程师的不泄密、保护用户隐私的职业道德意识。练技术（35分钟）【演练技术】1. 采用虚拟磁盘技术，

14、进行磁盘磁盘创建，搭建实验环境2. 利用磁盘编辑工具Winhex对GPT型磁盘分区表进行恢复，展现磁盘数据1.做引导：引导学生采用虚拟磁盘技术，搭建实验环境。2.指导向：巡回指导，启发学生自己探究解决问题 （1）能够搜索磁盘的每个分区，记录分区起始扇区、分区容量以及分区的结尾扇区。 （2）能够完成分区表中分区信息的写入。 （3）能够采用工具完成分区表和GPT头校验和的计算。并进行写入磁盘。3. 练匠技：在学生仿真实践，启发引导中，提出【“论从事什么劳动，都要以勤学长知识、以苦练精技术、以创新求突破，努力成为知识型、技能型、创新型劳动者。】 练匠技，提醒学生操作时要执着，锲而不舍，不断探究知识点

15、与技能点的契合，注意安全操作规范，反复检查，逐步养成热爱劳动的良好习惯。【育人案例】国家西部信息安全产业基地： 五一劳动奖章获得者朱星海：发扬工匠精神 护航信息安全：大学毕业后潜心于信息安全领域，在广袤的数据海洋中发扬工匠精神，带领团队从事底层数据恢复核心技术研发，数据恢复产品技术水平获得行业认可并达到国际国内领先水平。1.定计划：学生小组活动，采用虚拟磁盘技术，搭建实验环境，共同制定实施计划。2.做仿真：学生个人训练，组内成员相互帮助，完成GPT型磁盘分区表仿真实践。 3.现匠心：在仿真实践中体会锲而不舍不断探究的工匠精神和热爱劳动。4.记流程：记录实践流程，完善任务工单内容，并积极配合教师

16、过程考核评价。 （1）完成磁盘分区信息的写入 （2） 完成磁盘分区表的恢复（3） 完成分区表和GPT头的校验和的计算和写入。A.分区表校验和的写入 B .GPT头校验和的写入 1.教师加强指导，学生“慎思”，寻找问题解决方法。2.课中“练”，通过仿真实践，锻炼学生采用虚拟磁盘技术，利用分区表原理，对磁盘分区结构进行分析，为GPT型磁盘分区表恢复打下坚实的技能基础。3.教师过程性评价学生完成情况，在实践中引导学生坚韧不拔，不断探究，逐步养成热爱劳动的良好习惯，达自省。验成效（10分钟）【检验成果】检验学生成效，总结经验1.做总结：总结GPT型磁盘在所有分区丢失，磁盘数据丢失，但底层数据存在，归纳

17、分区表恢复的过程。2.指不足：引导学生发现各小组汇报的特色亮点，指出改进和不足之处。3.引评价：给出评价细则，组织学生进行项目积分的组间互评，小组自评。 1.展成果：以小组单位，展示对GPT型磁盘分区丢失后恢复分区的过程，分享技术经验。2.做评价：根据讨论和汇报情况完成小组自评和互评。1.师生共“验”，展示对GPT型磁盘分区丢失后恢复分区的成果，分享经验，促进小组之间相互学习，取长补短，达成共同进步。2.提高学生表达能力，增加自信，通过“明辨”，拓展思路，学习其他同学好的想法。3.教师引导学生梳理知识点，巩固知识和技能，提高学生总结概括能力。 3. 课后拓展环节（用时）内容教师活动学生活动设计

18、意图仿故障【模仿故障】做仿真，模拟GPT型磁盘分区丢失现象，搭建实验环境，进行分区表重建，恢复分区数据1.布任务：布置任务，协助学生模拟GPT型磁盘分区表恢复实验仿真。2.做改进：检查学生任务工单，分析学情完善教学策略1.做仿真：小组活动，通过虚模拟GPT型磁盘分区表恢复实验，进行仿真验证2.传成果：完善任务工单，上传学习通通过数据恢复与计算机取证研究中心进行数据恢复训练，强化实战能力。1.教师和学生遵守“坚韧不拔”的职业素养。2.通过仿真，模拟磁盘故障，拓展技能，“笃行”。3.通过数据恢复与计算机取证研究中心进行数据恢复训练提升能力，强化实“战”。4.形成终结性评价考核结果，以小组互评，教师

19、评价的方式，达成课程培养目标。强实战【强化实战】到数据恢复与计算机取证研究中心进行数据恢复实战1.勤组织：组织学生到数据恢复与计算机取证研究中心，观摩学习或参与磁盘恢复实战2.协指导：协同数据恢复大赛指导教练对学生进行现场指导。1.先观摩：学生小组活动，认真观摩学习磁盘恢复技术、积极参与实战。2.强实战：积极参加数据恢复大赛学生团队，争取通过选拔。五、考核评价评价方式课程实施动态的“五元评价”考核体系，全过程数据采集，过程与结果考核相结合，达到个性化增值评价。教学效果通过课堂师生共同操作恢复实体磁盘分区数据，学生操作热情高，效果较好，百分之92的同学掌握了GPT型磁盘分区表破坏的恢复技术，以及

20、恢复中的安全操作要点。特色创新利用数据恢复与计算机取证研究中心的客户故障磁盘制作镜像备份硬盘，模拟职场情境，提高学生综合职业技能。反思改进不足：利用真实故障镜像磁盘，加强了硬盘恢复应用的实物感，但磁盘采购成本较高，制作镜像盘花费时间较长。改进：结合虚拟磁盘技术，制作故障模拟系统平台。4附件1：任务工单 任务名称任务4.4.2 GPT型磁盘分区表恢复学 时2班 级学生姓名小 组成 员小组任务成 绩个人任务成 绩使用工具Winhex, 虚拟机磁盘精灵学习场地实训机房日 期任务需求：用户的一块数据备份硬盘，容量30GB，在Windows Vista系统下使用，被用做GPT磁盘，分两个区，第一个分区作

21、为工具备份区，第二个分区是数据备份区，用户把一些重要数据放在该分区。因为一次突然断电，用户再次启动计算机后发现备份盘的两个盘符都不见了，两个分区内的数据无法访问。如图中的“磁盘2”所示。现需将数据进行恢复。任务目的：（1） 学生具备磁盘系统的识别能力，分区的搜索、参数计算能力（2） 学生能够掌握GPT型磁盘分区结构，具备恢复GPT头、GPT分区表能力（3） 全面提升分析、计划、实施和监控数据备份与恢复任务的能力查阅资料了解GPT型磁盘分区表破坏现象、原因，防护措施计划与决策（1） 根据任务需求，提供采用提供可行的解决方案（2） 学生能够添加GPT型磁盘，模拟实验环境，检验是否与真实相符（3）

22、学生根据GPT型磁盘结构信息，恢复磁盘分区数据任务实施1. 知识链接（1） GPT型磁盘结构i. 保护MBR （0号扇区）ii. GPT头 （1号扇区）iii. 分区表 （2-33号扇区）iv. 分区区域 （34号扇区-）v. 分区表备份vi. GPT头备份 （最后1个扇区）（2） GPT头结构（3） 分区表结构分区表位于GPT磁盘的233号扇区，一共占用32个扇区，能够容纳128个分区表项，每个分区表项大小为128字节。因为每个分区表项管理一个分区，所以Windows系统允许GPT磁盘创建128个分区。（4） GPT分区表恢复方法 GPT头备份和分区表备份都在，用户的数据分区也没有遭受破坏，

23、那么恢复数据就变得很容易了。方法1：创建保护MBR扇区，通过GPT头备份和分区表备份系统自动识别。 创建保护MBR的方法是用WinHex打开该硬盘，在第一个扇区内填写磁盘签名、类型为“EE”的保护分区及结束标志“55 AA”，而不能用磁盘管理将磁盘转换为GPT磁盘的方式创建保护MBR。参考方法2：总体思路：修复分区表-修复GPT头（重点计算CRC校验和）第1步：搜索每个分区的起始扇区和结束扇区，并记录。 第2步：创建一个1G的GPT虚拟磁盘，1个主分区即可。将2号扇区的分区表项128字节，复制到损坏磁盘的相应位置，增加3个分区表项。修改每个分区的起始扇区和结束扇区。 第3步：复制分区表2-33

24、号扇区到文件，对文件进行计算CRC校验和。将校验和写入1号扇区GPT头的相应位置。 第4步：将1号扇区GPT头的CRC校验和清零，复制GPT头92字节到文件，对文件进行计算CRC校验和。将校验和写入1号扇区GPT头的相应位置。 第5步：保存磁盘数据，通过磁盘管理工具对磁盘分离再附加，查看恢复结果。2任务实施（1）使用磁盘管理工具创建虚拟磁盘32G，初始化为GPT磁盘 （2）将磁盘分区为3个主分区类型NTFS，大小大约（8G，4G，4G） 并向各个分区存放不同文件或文件夹数据。（3）通过磁盘管理工具，将3个主分区依次删除。并将磁盘分离后附加，查看计算机系统是否存在分区信息。（4）搜索每个分区的起

25、始扇区和结束扇区，并记录。 分区信息起始扇区分区容量分区尾部扇区 分区一： 分区二： 分区三 （5）创建一个100MB的GPT虚拟磁盘，1个主分区即可。将2号扇区的分区表项128字节，复制到损坏磁盘的相应位置，增加3个分区表项。修改每个分区的起始扇区和结束扇区。 （6）复制分区表2-33号扇区到文件，对文件进行计算CRC校验和。将校验和写入1号扇区GPT头的相应位置。 （7）将1号扇区GPT头的CRC校验和清零，复制GPT头92字节到文件，对文件进行计算CRC校验和。将校验和写入1号扇区GPT头的相应位置。 （8）保存磁盘数据，通过磁盘管理工具对磁盘分离再附加，查看恢复结果。 归纳1：GPT型磁盘结构由哪些组成？ 归纳2：GPT型磁盘隐藏了哪两个分区？ 归纳3：GPT头和分区表的CRC校验码如何计算？任务评估1. 请根据自己任务完成的情况，对自己的工作进行自我评估，并提出改进意见。（1）（2）2. 教师对学生工作情况进行评估，并进行点评（1）（2）3总结 考核评价自我评价共10分，分值标准：0 10组内互评共20分，分值标准：0 20小组互评共20分，分值标准：0 20教师评价共50分，分值标准：0 50总分