gzip压缩文件损坏修复原理和数据恢复方法

Posted 2022-08-07

接修复损坏的gzip压缩文件之原理篇，再次引用GZIP结构图：

已知修复一个损坏的gzip文件的关键环节在于找到下一个正常压缩包的起始点。根据结构图中的信息可知，每个压缩包的开始结构中有是否到达尾部标志、使用的哈夫曼树类型、以及3个哈夫曼树的树元素个数等。如果某个gzip文件中间有一个坏扇区，要找到坏扇区后的一个正常起点，仅需按位右移，一直移位到可以正常解压的某个位，就可能找到了正确的压缩包起始。而根据gzip文件的压缩作业窗口为32KB大小推算，这个遍历不会超过64KB即可找到。在内存中快速循环可以很快找到，但需要有明确的判断错误的方法。
首先可以明确的是结尾标志，应该为0(我们是从损坏的点向后查)。而哈夫曼树类型也大致应该是动态哈夫曼(0x02)，cl1的元素个数应该取值为257到286之间(包含边界)，cl2的元素个数应小于等于30，ccl的元素个数取值可为1-15(包含边界)。
其实，还可以参考的东西有，解开的哈夫曼树是否异常，或者通过规律性原则找到最后一个取值为256的值，但这些算法应该是较为麻烦的，有上面的算法连续校验几个压缩块就足够了。
具体方法是对gzip的源码做修改，进行遍历。因时间关系，未做成通用工程，仅快速修改了部分代码。大致的修改点为：

一，找到损坏点：

在unzip.c中，
error("invalid compressed data--format violated");
这一行前，获取当前解码字节位置即可。
?

二、遍历找到损坏点：

1、inflate.c文件中，改

if (nl > 286 || nd > 30)
#endif
return 1;

为：

if (nl > 286 || nd > 30||nl <257 || nd <1)
#endif
return 1;

2、inflate.c文件中，在int inflate_block(e)函数中
在如下代码前

bb = b;?
bk = k;

加入代码：

if ((t != 2) || (*e != 0))?
return 2;

3、inflate.c文件中，在int inflate_block(e)函数尾部
把if (t == 0) 与if (t == 1)的情况都直接返回错误值2。
?
4、inflate.c文件中，函数int inflate()中，改

if ((r = inflate_block(&e)) != 0)?
return r;?
end

为：

unsigned t;?????????? /* block type */?
register ulg b;?????? /* bit buffer */?
register unsigned k;? /* number of bits in bit buffer */?
while (inptr <= insize)?
?
??? unsigned int tptr = inptr;?
??? unsigned int tbk = bk;?
??? unsigned long tbb = bb;?
??? unsigned int twp = wp;?
??? long long tstart = *(long long*)(inbuf + tptr);?
??? if ((r = inflate_block(&e)) != 0)?
??? ?
??????? inptr = tptr;?
??????? bb = tbb;?
??????? bk = tbk;?
??????? wp = twp;?
??????? b = bb;?
??????? k = bk;?
??????? NEEDBITS(1)?
??????? DUMPBITS(1)?
??? ?
??? else?
??? ?
??????? printf("get by?www.datahf.net!"); //也可输出tstart,bb,bk 值，转载时请保留版权信息：www.datahf.net张宇?
??? ?
?

此4步完成后，试着调试这个错误的.gz文件，当然，也可以在代码中解释完头部结构后加一个seek，直接seek到损坏位置。
通常情况下，输出printf(“get by?www.datahf.net!”)这行代码时，已经找到了正确的起始位。
找到起始位后，也可以构造或拷贝一个正常的gzip文件头，再拼接好找到的位流，即可解压了。(如果位流不是字节对齐的，可能要全部做位移)。拼接后很多压缩文件就可以打开甚至于解压了，不过，有可能会报错，主要是尾部的校验和大小错，其实可以忽略。
如果拼接好了linux下，不能直接用“gzip –d”解压，因其crc有错误，会导致解压到99%后报错，然后把文件删除，换成管道命令即可：