acquiring-disk-image-with-dd-and-dcfldd

name	acquiring-disk-image-with-dd-and-dcfldd
description	使用 dd 和 dcfldd 创建取证级逐位磁盘镜像，通过哈希验证保持证据完整性。
domain	cybersecurity
subdomain	digital-forensics
tags	["forensics","disk-imaging","evidence-acquisition","dd","dcfldd","hash-verification"]
version	1.0
author	mahipal
license	Apache-2.0

使用 dd 和 dcfldd 获取磁盘镜像

适用场景

• 需要为调查创建嫌疑驱动器的取证副本时
• 事件响应（Incident Response）期间，在分析前需要保全易失性磁盘证据时
• 法律执行或法律程序要求经过验证的逐位副本时
• 在对存储设备执行任何破坏性分析之前
• 从物理驱动器、USB 设备或存储卡获取镜像时

前置条件

• 基于 Linux 的取证工作站（SIFT、Kali 或任意 Linux 发行版）
• dd（预装于所有 Linux 系统）或 dcfldd（增强版取证工具）
• 已配置硬件写保护器或软件写保护
• 目标驱动器有足够存储空间（大于源设备）
• 取证工作站上的 root/sudo 权限
• SHA-256 或 MD5 哈希工具（sha256sum、md5sum）

工作流程

步骤 1：识别目标设备并启用写保护

# 列出所有已连接的块设备以识别目标
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,MOUNTPOINT,MODEL

# 验证设备详情
fdisk -l /dev/sdb

# 启用软件写保护（如果没有硬件写保护器）
blockdev --setro /dev/sdb

# 验证只读状态
blockdev --getro /dev/sdb
# 输出: 1（表示已启用只读）

# 或者，使用 udev 规则实现持久写保护
echo 'SUBSYSTEM=="block", ATTRS{serial}=="WD-WCAV5H861234", ATTR{ro}="1"' > /etc/udev/rules.d/99-writeblock.rules
udevadm control --reload-rules

步骤 2：准备目标位置并记录来源信息

# 创建案件目录结构
mkdir -p /cases/case-2024-001/{images,hashes,logs,notes}

# 记录源驱动器信息
hdparm -I /dev/sdb > /cases/case-2024-001/notes/source_drive_info.txt

# 记录序列号和型号
smartctl -i /dev/sdb >> /cases/case-2024-001/notes/source_drive_info.txt

# 预先对源设备进行哈希计算
sha256sum /dev/sdb | tee /cases/case-2024-001/hashes/source_hash_before.txt

步骤 3：使用 dd 获取镜像

# 带进度显示和错误处理的基本 dd 获取
dd if=/dev/sdb of=/cases/case-2024-001/images/evidence.dd \
   bs=4096 \
   conv=noerror,sync \
   status=progress 2>&1 | tee /cases/case-2024-001/logs/dd_acquisition.log

# 压缩镜像以节省空间
dd if=/dev/sdb bs=4096 conv=noerror,sync status=progress | \
   gzip -c > /cases/case-2024-001/images/evidence.dd.gz

# 使用 dd 进行部分获取（指定数量）
dd if=/dev/sdb of=/cases/case-2024-001/images/first_1gb.dd \
   bs=1M count=1024 status=progress

步骤 4：使用 dcfldd 获取（推荐的取证方法）

# 如果未安装则安装 dcfldd
apt-get install dcfldd

# 带内置哈希和分割输出的镜像获取
dcfldd if=/dev/sdb \
   of=/cases/case-2024-001/images/evidence.dd \
   hash=sha256,md5 \
   hashwindow=1G \
   hashlog=/cases/case-2024-001/hashes/acquisition_hashes.txt \
   bs=4096 \
   conv=noerror,sync \
   errlog=/cases/case-2024-001/logs/dcfldd_errors.log

# 将大型镜像分割成可管理的段
dcfldd if=/dev/sdb \
   of=/cases/case-2024-001/images/evidence.dd \
   hash=sha256 \
   hashlog=/cases/case-2024-001/hashes/split_hashes.txt \
   bs=4096 \
   split=2G \
   splitformat=aa

# 带验证的获取
dcfldd if=/dev/sdb \
   of=/cases/case-2024-001/images/evidence.dd \
   hash=sha256 \
   hashlog=/cases/case-2024-001/hashes/verification.txt \
   vf=/cases/case-2024-001/images/evidence.dd \
   verifylog=/cases/case-2024-001/logs/verify.log

步骤 5：验证镜像完整性

# 对获取的镜像进行哈希计算
sha256sum /cases/case-2024-001/images/evidence.dd | \
   tee /cases/case-2024-001/hashes/image_hash.txt

# 比较源和镜像的哈希值
diff <(sha256sum /dev/sdb | awk '{print $1}') \
     <(sha256sum /cases/case-2024-001/images/evidence.dd | awk '{print $1}')

# 如果使用分割镜像，验证每个段
sha256sum /cases/case-2024-001/images/evidence.dd.* | \
   tee /cases/case-2024-001/hashes/split_image_hashes.txt

# 重新对源进行哈希以确认未发生变化
sha256sum /dev/sdb | tee /cases/case-2024-001/hashes/source_hash_after.txt
diff /cases/case-2024-001/hashes/source_hash_before.txt \
     /cases/case-2024-001/hashes/source_hash_after.txt

步骤 6：记录获取过程

# 生成获取报告
cat << 'EOF' > /cases/case-2024-001/notes/acquisition_report.txt
DISK IMAGE ACQUISITION REPORT
==============================
Case Number: 2024-001
Date/Time: $(date -u +"%Y-%m-%d %H:%M:%S UTC")
Examiner: [Name]

Source Device: /dev/sdb
Model: [from hdparm output]
Serial: [from hdparm output]
Size: [from fdisk output]

Acquisition Tool: dcfldd v1.9.1
Block Size: 4096
Write Blocker: [Hardware/Software model]

Image File: evidence.dd
Image Hash (SHA-256): [from hash file]
Source Hash (SHA-256): [from hash file]
Hash Match: YES/NO

Errors During Acquisition: [from error log]
EOF

# 压缩日志以归档
tar -czf /cases/case-2024-001/acquisition_package.tar.gz \
   /cases/case-2024-001/hashes/ \
   /cases/case-2024-001/logs/ \
   /cases/case-2024-001/notes/

核心概念

概念	定义
逐位副本（Bit-for-bit copy）	包括未分配空间和松弛空间在内的源完整副本
写保护器（Write blocker）	防止向证据介质写入的硬件或软件机制
哈希验证（Hash verification）	通过比较源和镜像的加密哈希来证明完整性
块大小（Block size，bs）	影响速度的传输块大小；取证通常使用 4096 或 64K
conv=noerror,sync	读取错误时继续，并用零填充以保持偏移对齐
证据监管链（Chain of custody）	证明证据未被篡改的文档记录链
分割镜像（Split imaging）	将大型镜像分割成较小文件以便存储和传输
原始/dd 格式（Raw/dd format）	不含元数据容器开销的逐位镜像格式

工具与系统

工具	用途
dd	用于原始镜像的标准 Unix 磁盘复制工具
dcfldd	美国国防部计算机取证实验室（DoD）增强版 dd，带哈希功能
dc3dd	来自 DoD 网络犯罪中心的另一个取证 dd 变体
sha256sum	用于完整性验证的 SHA-256 哈希计算工具
blockdev	将块设备设为只读模式的 Linux 命令
hdparm	驱动器识别和参数报告工具
smartctl	用于驱动器健康和识别的 S.M.A.R.T. 数据获取工具
lsblk	块设备枚举和识别工具

常见场景

场景：获取嫌疑笔记本电脑硬盘 通过 Tableau T35u 硬件写保护器连接驱动器，识别为 /dev/sdb，使用带 SHA-256 哈希的 dcfldd，分割为 4GB 段用于 DVD 归档，验证哈希匹配，在案件记录中记录文档。

场景：对受损工作站的 USB 闪存驱动器进行镜像 使用 blockdev --setro 进行软件写保护，使用包含 MD5 和 SHA-256 双重哈希的 dcfldd 获取，镜像足够小可存为单个文件，验证后存储在加密的案件驱动器上。

场景：通过网络进行远程获取 使用 dd 通过 netcat 或 ssh 管道进行远程获取：ssh root@remote "dd if=/dev/sda bs=4096" | dd of=remote_image.dd bs=4096，在两端独立计算哈希以验证传输完整性。

场景：从故障驱动器获取 首先使用 ddrescue 恢复可读扇区，然后使用带 conv=noerror,sync 的 dd 用零填充空缺，在错误日志中记录哪些扇区不可读。

输出格式

获取摘要:
  源:       /dev/sdb (500GB Western Digital WD5000AAKX)
  目标:     /cases/case-2024-001/images/evidence.dd
  工具:     dcfldd 1.9.1
  块大小:   4096 bytes
  耗时:     2h 15m 32s
  已复制:   500,107,862,016 字节
  错误:     0 个坏扇区
  源 SHA-256:  a3f2b8c9d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0c1d2e3f4a5b6c7d8e9f0a1
  镜像 SHA-256: a3f2b8c9d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0c1d2e3f4a5b6c7d8e9f0a1
  验证结果: 通过 - 哈希匹配