Wie lösche ich auf einer SSD gespeicherte Dateien sicher?

Wie wäre es mit der Verschlüsselung des Volumes selbst? Die gelöschten Daten sind weiterhin vorhanden, sollten jedoch für niemanden ohne den entsprechenden Schlüssel unzugänglich sein.

Aufgrund der Art des NAND-Flash-Speichers können SSDs Daten nicht direkt überschreiben. Wenn Sie eine Datei vor dem Löschen wiederholt überschreiben, wird sie nicht sicher auf einer SSD gelöscht-die Daten werden nur an einer anderen Stelle auf dem NAND geschrieben.

Um zu verstehen, warum dies der Fall ist, muss erklärt werden, wie SSDs im Inneren funktionieren.

• NAND Flash ist unterteilt in Blöcke, die jeweils aus einem Satz von Seiten typischerweise 4 KB groß sind (plus Fehlerkorrekturcodes). Am moderne SSDs verwenden NAND mit Blöcken von 128 Seiten für eine Blockgröße von 512 KB, obwohl einige Laufwerke, insbesondere ältere, möglicherweise 256 KB oder kleinere Blöcke verwenden. Das folgende Diagramm nimmt 256 KB-Blöcke an, aber das Konzept ist unabhängig von der Blockgröße gleich.

^{Quelle - Courtesy Music Sorter bei Wikipedia, CC BY-SA 3.0}

• Jede Seite kann einzeln geschrieben werden, aber Seiten können nicht neu geschrieben werden, bis gelöscht, und Löschen kann nur in ganzen Blöcken gemacht werden. Dies bedeutet, dass die SSD die Daten auf den betroffenen Seiten immer dann ungültig markieren und an anderer Stelle, möglicherweise in einem anderen Block, neu schreiben muss, wenn Daten neu geschrieben werden. Zu einem geeigneteren Zeitpunkt, idealerweise, wenn das Laufwerk im Leerlauf ist und alle Seiten in einem Block als ungültig markiert sind, kann die SSD Blöcke löschen, die nicht mehr verwendet werden. Dieser Bereinigungsprozess wird als garbage collection bezeichnet.

• Damit die SSD weiß, welche Blöcke gelöscht werden können, ist die das Betriebssystem muss mitteilen, welche Blöcke keine gültigen Daten mehr enthalten. Dies geschieht mit dem Befehl ATA TRIM . Die SSD ist dann frei, diese unbenutzten Blöcke Müll zu sammeln.

SSDs versuchen, Schreibvorgänge gleichmäßig über den NAND zu verteilen, um einen vorzeitigen Fehler zu vermeiden, ein Prozess, der auf dem freien Speicherplatz des Laufwerks beruht.

• Jeder NAND-Block kann nur eine endliche Anzahl von Schreib - /Löschzyklen aufrechterhalten. Viele der heutigen Consumer-Grade SSDs verwenden 19-21nm NAND, wobei jeder Block für etwa 3.000 Zyklen gut ist, bevor er unbrauchbar wird, obwohl Enterprise-SSDs und mehrere High-End-Consumer-SSDs, die haltbarere Arten von NAND verwenden, im Handel erhältlich sind.

• In allen Fällen müssen SSDs jedoch Schreibvorgänge über das gesamte Laufwerk verteilen, um einen übermäßigen Verschleiß an einem einzelnen Block zu vermeiden, um einen vorzeitigen Ausfall des Laufwerks durch einen Prozess namens tragen nivellierung. Effiziente Verschleißnivellierung kann nur erreicht werden, wenn eine bestimmte Menge an Speicherplatz (Over-Provisioning) reserviert ist, um eine effiziente Garbage Collection nach Bedarf zu ermöglichen, auch wenn das Laufwerk fast voll ist.

• Unter extremen Bedingungen, unter denen die SSD aufgefordert wird, Daten schneller zu schreiben, als sie alte Blöcke löschen kann (häufig bei schreibintensiven Rechenzentrumslasten), kann es erforderlich sein, die Daten in einem Block in einen anderen Block umzuschreiben und dann den alten Block sofort zu löschen, um Platz für neue Daten zu schaffen, bevor sie hat eine Chance gehabt, Müllabfuhr durchzuführen.

• Das erzwungene Umschreiben eines Blocks ist weniger als ideal, da es die Leistung beeinträchtigt und dazu beiträgtverstärkung schreiben, wenn mehr Daten in den zugrunde liegenden NAND geschrieben werden als der tatsächliche Betrag, den das Laufwerk zum Schreiben angewiesen wird. Die hinzugefügte Überbereitstellung hilft, die Schreibverstärkung zu verringern, indem mehr Speicherplatz zum Umschreiben von Daten und zum Löschen alter Blöcke bereitgestellt wird. Aus diesem Grund sind High-End-Enterprise-SSDs wie die Samsung SSD 845DC PRO gibt es in Größen wie 200 GB und 400 GB, obwohl das Laufwerk tatsächlich 256 oder 512 GB NAND enthält. Siehe auch: Warum haben SSDs seltsame Größen?

• Samsungs SSD White Paper series bietet eine gründliche Erklärung des Innenlebens von SSDs. Schreiben und Löschen von NAND-Seiten und Blöcken und Garbage Collection wird in erklärt weißbuch 04.

Die einzige eine Möglichkeit, Daten auf einer SSD wirklich zu löschen, ist die Verwendung der ATA Secure Erase-Befehle.

• Secure Erase weist das Laufwerk an, alle gespeicherten Daten zu löschen, einschließlich Daten, die möglicherweise in den überbereiteten NAND-Regionen verbleiben. Alle Blöcke werden gelöscht, wenn dies erledigt ist, was zu einem makellosen Laufwerk führt.

• In Laufwerken mit Selbstverschlüsselungsfunktion kann das sichere Löschen einfach durch Löschen des Verschlüsselungsschlüssels implementiert werden. Da die Daten auf dem NAND eines verschlüsselten Laufwerks nicht lesbar sind ohne den Schlüssel müssen nicht alle Blöcke gelöscht werden, wie dies auf einem unverschlüsselten Laufwerk erforderlich wäre.

Wenn das SSD-Laufwerk die ATA-Sicherheitsmodus-Funktion unterstützt, ist eine Secure Erase-Funktion integriert, auf die Sie mit etwas wie Secure Erase zugreifen können sollten, hier dokumentiert und hier.

Selbst wenn Sie das gesamte Laufwerk überschreiben, können Sie nicht absolut sicher sein, da sowohl HDs als auch SSDs Ersatzsektoren enthalten, die ersetzt werden, wenn Fehler auftreten, oder im Fall von SSDs, um Verschleißnivellierung zu unterstützen.

Wenn Sie absolut sicher sein möchten, dass die Daten nicht mehr wiederherstellbar sind, müssen Sie das Laufwerk physisch über die Wiederherstellung hinaus zerstören. Überschreiben gibt Ihnen vernünftige Sicherheit auf HDs-auf SSDs, gibt es nicht wirklich eine Möglichkeit, auch das zu erreichen. Wenn sie füllen die während des gesamten Laufwerks ist es immer noch möglich, dass der Block, in dem sich die Daten befanden, zur Verschleißnivellierung auf einen Ersatzblock umgestellt wurde und später wieder erscheint.

Wie Sie dachten, ist es die einzige Möglichkeit, den gesamten freien Speicherplatz zu löschen, um sicherzustellen, dass alle Blöcke, die die Daten enthielten, gelöscht werden. Nun, abgesehen davon, dass wir die Seite aus dem Orbit nehmen...

Dies wird ziemlich zeitaufwendig sein und die Lebensdauer der Flash-Chips reduzieren, wenn Sie einen Multi-Pass-Shred verwenden.

Die andere Möglichkeit, die gelöschten Daten zu speichern, besteht darin, sie zunächst verschlüsselt mit einem verschlüsselten Dateisystem wie Truecrypt zu speichern.