「NTFS：让你的硬盘更安全、更高效！」NTFS文件系统详解，

NTFS（New Technology File System）是一种现代的文件系统，是Windows操作系统中最常用的文件系统之一。它是一种高效、可靠、安全的文件系统，支持大容量存储、文件加密、压缩、权限控制等功能。本文将详细介绍NTFS文件系统的结构、$Boot文件、$MFT元文件、文件记录、属性的属性头和属性体分析、MFT偏移地址计算以及遍历分区文件列表的思路。

一、NTFS文件系统的结构

NTFS文件系统由三个主要部分组成：引导扇区、文件记录和元文件。引导扇区包含启动代码和分区表，文件记录存储文件的数据和元数据，元文件存储文件系统的元数据。

引导扇区：NTFS文件系统的引导扇区包含了启动代码和分区表。启动代码是用来启动操作系统的程序代码，分区表则记录了分区的信息，包括分区的起始位置、大小、分区类型等。

文件记录：NTFS文件系统中的文件记录是用来存储文件的数据和元数据的。每个文件记录都包含了文件的属性信息、文件名、文件数据等。文件记录的大小是固定的，通常为1KB或4KB。

元文件：NTFS文件系统中的元文件是用来存储文件系统的元数据的。元数据包括文件系统的信息、文件记录的信息、磁盘空间的分配情况等。元文件通常包括$MFT（文件记录表）、$Bitmap（位图）、$LogFile（日志文件）等。

二、$Boot文件

$Boot文件是NTFS文件系统中的一个特殊文件，它包含了文件系统的一些基本信息，如文件系统版本、簇大小、分区大小等。$Boot文件的大小为512字节，它的结构如下：

其中，Jump指令是用来跳转到启动代码的，OEM ID是用来标识文件系统的，Bytes Per Sector表示每个扇区的字节数，Sectors Per Cluster表示每个簇包含的扇区数，Reserved Sectors表示保留扇区的数量，Media Descriptor表示磁盘介质类型，Sectors Per Track表示每个磁道的扇区数，Number of Heads表示磁头的数量，Hidden Sectors表示隐藏扇区的数量，Total Sectors表示分区的总扇区数，MFT Start Cluster表示$MFT元文件的起始簇号，MFT Mirror Start Cluster表示$MFT镜像文件的起始簇号，Clusters Per MFT Record表示每个$MFT记录占用的簇数，Clusters Per Index Block表示每个索引块占用的簇数，Volume Serial Number表示卷序列号，Checksum是用来校验$Boot文件的。

三、$MFT元文件

$MFT元文件是NTFS文件系统中的一个特殊文件，它存储了文件系统中所有文件记录的信息。$MFT元文件的大小通常为1024个簇，每个簇的大小为$Boot文件中定义的簇大小。$MFT元文件的结构如下：

其中，文件头包含了文件的一些基本信息，如文件名、文件属性等。文件记录则包含了文件的属性信息、文件名、文件数据等。每个文件记录的大小是固定的，通常为1KB或4KB。每个文件记录都有一个唯一的标识符，称为文件记录号（File Record Number，简称FRN）。$MFT元文件中的第一个文件记录是$MFT本身，它的文件记录号为0。

四、文件记录

NTFS文件系统中的文件记录是用来存储文件的数据和元数据的。每个文件记录都包含了文件的属性信息、文件名、文件数据等。文件记录的大小是固定的，通常为1KB或4KB。文件记录的结构如下：

其中，文件头包含了文件的一些基本信息，如文件名、文件属性等。文件记录则包含了文件的属性信息、文件名、文件数据等。每个文件记录都有一个唯一的标识符，称为文件记录号（File Record Number，简称FRN）

五、MFT偏移地址计算

在NTFS文件系统中，每个文件记录都有一个唯一的标识符，称为文件记录号（File Record Number，简称FRN）。要访问某个文件记录，需要先找到该文件记录在$MFT元文件中的偏移地址。计算偏移地址的公式如下：

$MFTOffset = MFTStartCluster * ClusterSize + FRN * RecordSize

其中，MFTStartCluster是$MFT元文件的起始簇号，ClusterSize是簇的大小，FRN是文件记录号，RecordSize是文件记录的大小。

六、属性的属性头分析

NTFS文件系统中的文件记录包含了多个属性，每个属性都有一个属性头和一个属性体。属性头包含了属性的一些基本信息，如属性类型、属性长度、属性标志等。属性头的结构如下：

其中，Type表示属性的类型，Length表示属性的长度，Non-Resident表示属性是否为非驻留属性，NameLength表示属性名的长度，NameOffset表示属性名的偏移量，Flags表示属性的标志，AttributeID表示属性的标识符。

七、属性的属性体分析

NTFS文件系统中的文件记录包含了多个属性，每个属性都有一个属性头和一个属性体。属性体包含了属性的具体内容，如文件数据、文件名、文件属性等。属性体的结构因属性类型而异，下面以常见的属性类型为例进行介绍。

1. $STANDARD_INFORMATION属性

$STANDARD_INFORMATION属性包含了文件的一些基本信息，如创建时间、修改时间、访问时间、文件属性等。$STANDARD_INFORMATION属性的结构如下：

其中，CreationTime表示文件的创建时间，LastAccessTime表示文件的最后访问时间，LastWriteTime表示文件的最后修改时间，FileAttributes表示文件的属性，如只读、隐藏、系统等。

2. $FILE_NAME属性

$FILE_NAME属性包含了文件的名称、大小、创建时间、修改时间、访问时间等信息。$FILE_NAME属性的结构如下：

其中，ParentDirectory表示文件所在的父目录的FRN，CreationTime表示文件的创建时间，LastAccessTime表示文件的最后访问时间，LastWriteTime表示文件的最后修改时间，FileSize表示文件的大小，Flags表示文件的标志，如只读、隐藏、系统等，FileNameLength表示文件名的长度，FileName表示文件名。

3. $DATA属性

$DATA属性包含了文件的数据。$DATA属性的结构如下：

其中，Non-Resident表示数据是否为非驻留属性，DataRuns表示数据的运行列表，Data表示数据的内容。

4. $INDEX_ROOT属性

$INDEX_ROOT属性包含了目录的索引信息。$INDEX_ROOT属性的结构如下：

其中，Type表示索引的类型，CollationRule表示排序规则，BytesPerIndexRecord表示每个索引记录的大小，ClustersPerIndexRecord表示每个索引记录占用的簇数，IndexEntriesOffset表示索引记录的偏移量，IndexEntriesLength表示索引记录的长度，IndexEntries表示索引记录的内容。

八、遍历分区文件列表的思路

要遍历NTFS文件系统中的所有文件，需要先找到$MFT元文件的起始簇号和大小，然后读取$MFT元文件的内容，解析每个文件记录，获取文件的属性信息、文件名、文件数据等。具体的遍历思路如下：

**1. 读取$Boot文件，获取簇大小和$MFT元文件的起始簇号。 **

2. 计算$MFT元文件的大小，读取$MFT元文件的内容。

3. 解析$MFT元文件中的每个文件记录，获取文件的属性信息、文件名、文件数据等。

4. 如果文件是目录，则遍历目录下的所有文件。

5. 如果文件是非驻留属性，则读取DataRuns列表，获取数据的位置和大小，读取数据。

6. 如果文件是索引属性，则读取IndexEntries列表，获取索引记录的位置和大小，解析索引记录，获取文件的属性信息、文件名、文件数据等。

7. 重复步骤3-6，直到遍历完整个分区。

总结

本文详细介绍了NTFS文件系统的结构、$Boot文件、$MFT元文件、文件记录、属性的属性头和属性体分析