良いフラッシュに悪いことが起こったとき
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Flashbackが復旧事業に参入した当初、その業務のほとんどは故障したチップの交換に集中していました。しかし、時が経つにつれ、ベンダーが同一ドライブモデルの異なる製造ロットごとに異なる部品を調達するようになり、これはますます困難になっていきました。また、一部のドライブに暗号化技術が導入されるようになり、事態はさらに複雑化しました。そのため、Flashbackはドライブのメモリを直接読み取る必要があり、その結果、フラッシュメモリ業界全体にわたるチップを読み取るための膨大な数の手段が必要になりました。
Flashback が「暗号化」に言及する場合、この状態は一般にユーザーには知らされないことに注意してください。共同創業者兼副社長のラッセル・チョジック氏によると、例えばサンディスクは 2006 年頃からすべてのフラッシュ ドライブのデータを暗号化しています。自己暗号化ハード ドライブと同様に、コントローラーはフラッシュ メモリに進むときにすべてのデータを暗号化します。ただし、暗号化をロックするためのパスワードは使用されていないため、データはメディアから取得されるときに復号化されます。そのため、PCB が破損した場合、Flashback はコントローラーとメモリ チップを新しいボードに移行しようとします。「ただし、コントローラー チップが壊れると、データを復元することはほぼ不可能になります。コントローラーは、データの復号化方法に関するすべての情報を保持しています。その情報を失うと、かなり…まあ、大きな問題が発生します。」
フラッシュタイプ
これらの濃い灰色のチップはTSOP48（48ピン）です。長年、USBフラッシュドライブ、SSD、SDカード、CFカードで標準的に使用されていましたが、最近では他のフォーマットに取って代わられつつあります。下の写真はTLGAチップの裏面です。側面のピンの代わりに、TGLAチップの裏面にはパッドがあることに注目してください。TLGAはあらゆる種類のフラッシュメモリに広く採用されており、最近のiPhoneにも搭載されています。
復旧作業中、FlashbackはTSOP48チップをリーダーソケットに実装していましたが、TLGAは基板にハンダ付けする必要がありました。当然のことながら、これにより分析とデータ取得ははるかに困難になりました。スマートフォンの普及によりフラッシュメモリはより新しく小型のパッケージに押し上げられ、従来の「モノリシック」フォーマットは比較するとシンプルに見えてしまうほどですが、それでも状況は改善していません。
フラッシュの種類（続き）
これらの SD カードと LaCie USB ベースのサムドライブもモノリス チップです。ほとんどのフラッシュ カードにはコントローラ チップとメモリ チップが別々に搭載されていますが、モノリスでは両方のコンポーネントが 1 つの小さなパッケージに収められています。言うまでもなく、このようなデバイスの故障はさまざまな箇所で発生する可能性があります。コントローラ自体に障害が発生した場合、技術者は、カード リーダーやカメラ/スマートフォンに接続する通常のアクセス ピン以外の手段でデータにアクセスできます。この写真では、トレースが部分的に露出した LaCie ドライブを示しています。復旧技術者は、トレース上の黒いはんだマスクを除去し、ロジック アナライザに接続する必要があるポイントを見つけなければなりません。すべてのポイントが特定されると、この記事で後述する画像と同様にカードを配線できます。
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Flashbackは、このマスクを除去するために、驚くほどありふれた方法、つまり研磨剤とバフホイールを使用しています。同じ目的で化学薬品を使うことも可能ですが、Chozick氏によると、Flashbackではゆっくりと丁寧にバフ研磨する方がうまくいくそうです。研磨すると、フラッシュ製品の非常に微細な配線を傷つけてしまう可能性が高くなります。Chozick氏にLaCieドライブの配線を実際にやってみないかと尋ねましたが、技術者が丸一日かかる作業だと知り、考えを変えました。
フラッシュドライブの一般的な障害
ハードドライブの損傷写真は誰もが見たことがあるでしょう。その多くは、ヘッドクラッシュによって磁気媒体に円形の溝が刻まれているものです。SSDやフラッシュメモリ製品の場合、Flashbackが検出する損傷はほぼ全て目に見えません。稀にPCBに焼け跡が残っている場合もありますが、コントローラーの故障やヒューズの焼損は目に見える痕跡を残しません。そのため、技術者はドライブ全体をくまなく検査し、抵抗器を一つ一つテストするという、試行錯誤を繰り返しながら、長く骨の折れる作業を行わなければなりません。それに比べると、ここに示したようなきれいなコネクタの破損は、修理技術者にとっては容易な作業です。
摩耗についてはどうですか?
以前、レベリングアルゴリズムの改善と大容量化、そして製造プロセスの縮小化の間で、耐久性を巡る綱引きが繰り広げられていることについて記事を書きました。特に、数年間稼働しているフラッシュドライブや小型SSDに、摩耗の兆候が現れ始めるのではないかと懸念していました。
幸いなことに、チョジック氏によると、Flashbackが受け取るSSDのほとんどは1年未満で、NANDの摩耗が現れるまでにはまだ時間がかかっていないとのことです。実際、実際に摩耗が発生するケースは極めて稀です。しかし、USBフラッシュドライブ、特に低レベルのレベリングアルゴリズムを搭載した古いタイプのものは、摩耗が少し一般的です。技術者がチップの読み取りは問題なく行えますが、データをチェックするとECCビットエラーが多すぎてデータを抽出できません。後ほど表示される画像にある4つの赤い点はECCの問題を示しています。深刻な摩耗の問題の場合は、その逆で、おそらく4つの緑の点が現れるでしょう。
チョジック氏によると、技術者が一度分析を行った後、例えばはんだパッドの洗浄のためにチップを取り外し、再び持ち込むと、追加の読み取りによってデータがさらに悪化するというケースを目にしたことがあるという。つまり、摩耗は確かに危険なものだが、一部の人が恐れるような、常に迫り来る危機ではないのだ。
熱くなろう
多くの場合、はんだリワークステーションを用いてチップをPCBから取り外す必要があります。この工程で最初に使用されるツールの一つが熱風です。この画像では、技術者がUSBドライブからTLGAチップを取り外しています。技術者は温度と空気圧を制御し、チップを取り外し可能な状態になるまではんだ付け箇所を溶かします。これらのリワークステーションには、はんだごて、フラックス、抵抗計、その他の診断機器も備えられています。これらのステーションは、約5,000平方フィート（約460平方メートル）のFlashback社のメインラボに複数設置されています。
メモリの削除
このSSDのコントローラは壊れてしまったため、Flashbackの技術者がドライブの分解作業に着手しました。各メモリチップには、データの追跡と再構成を容易にするために、手作業で番号が付けられています。
「どのコンポーネントが故障しているのか正確には分からないこともあります」とチョジック氏は語る。「このタイプのドライブで、このファームウェアの不具合が見られる、ということだけが分かります。あるいは、このタイプのドライブではよくある不具合なので、修理を始めるにはチップを取り外す必要があります。当然ながら、お客様は急いでいることが多いので、何が故障したのか、なぜ故障したのか、正確な原因が分からないことも少なくありません。しかし、このコントローラーでは読み取りが不可能で、暗号化もされていないということは分かっているので、チップを取り出し、読み取り、再構築を始めることができます。」
チップを引き抜く
熱処理を受けるデバイスは、フラッシュドライブや SSD だけではありません。Flashback のラボには、プールで最後の息を引き取ったこの HTC Evo Android ベースのスマートフォンのように、携帯電話が次々と持ち込まれています。フラッシュデータ復旧サービスは数百ドルから数千ドルかかるため、この携帯電話のコンテンツは、よくある子供や猫の動画ではなかったことは間違いありません。Chozick 氏によると、亡くなった友人や愛する人の最後の写真が入った携帯電話が持ち込まれることは珍しくないそうです。また、犯罪捜査の一環として携帯電話が持ち込まれることも定期的にあります。犯人はいわば、決定的な証拠を踏みつぶそうとするかもしれませんが、フラッシュメモリが無傷であれば、通常、データを取り出して裁判官や陪審員に提出することができます。
Evoは発売から数年が経ちました。Samsung GalaxyシリーズやHTCの他の機種など、最近のスマートフォンには、SDカードのようにメモリモジュールにコントローラが組み込まれたeMMCテクノロジーが搭載されているものが多くあります。これにより、データの取り出しがかなり容易になります。
ハードドライブとフラッシュメモリ
ハードディスクのサービスエリアには、ドライブが相互通信するために必要な情報が格納されています。ヘッドがデータを読み書きチャネルに変換できるようにするには、不良セクターの位置、ヘッドの数、オン／オフになっているヘッドの有無などの情報をデバイスが保持している必要があります。この情報は、ユーザーがアクセス可能な領域とは別の特別なサービスエリア（プラッター上）に格納されています。
フラッシュメモリの場合、メーカーはサービスエリアのためのスペースも確保しています。サービスエリアには、エラー訂正コード、特定のセクターにビットエラーがあるかどうか、それらのセクターの位置など、あらゆる情報が含まれています。
ハードドライブは主に512バイトのセクターで構成されていますが、フラッシュメモリは通常528バイトのセクターを使用します。このうち512バイトがデータ、16バイトがサービスエリアです。SSDは最終的に、ユーザーがアクセスできる512バイトのサイズに変換されます。しかし、Flashbackで生データを読み取ると、技術者は両方のデータ領域を取得します。データ領域とサービスエリアが混在するため、結果として得られるダンプは、データ、サービスエリア、データ、サービスエリアが交互に繰り返されるように見えます。技術者がイメージを再構成して実用的な情報にするには、サービスエリア部分をすべて削除する必要があります。
画像: http://commons.wikimedia.org/wiki/File%3ADisassembled_HDD_and_SSD.JPG。 Rochellesinger 著、en.wikipedia [CC-BY-SA-2.5]、ウィキメディア コモンズより。
近づいてみる
技術者は、フラッシュチップとその壊れやすい内部構造を詳細に目視検査しなければならない場合があります。この作業に最適なツールは、Vision EngineeringのMantis顕微鏡です。1台あたり約2,000ドルの費用がかかりますが、復旧作業員はハンズフリーで、最大20倍の倍率で回路を3D（単一の観察レンズを通して投影される2つの光路）で検査できます。Mantisの自然な操作感と快適な操作性により、技術者は従来の接眼レンズ式顕微鏡では見逃してしまう可能性のある問題を発見できます。また、分解・修理におけるはんだ付け作業にも非常に役立ちます。
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