太牛了！大神用示波器恢復(fù)軟盤里的游戲

又到了考（bao）驗(yàn)（lu）閱（nian）歷（ling）的時(shí)候了。

在80年代90年代，可是有不少寶貴的代碼數(shù)據(jù)，都是存儲(chǔ)在這樣的載體之中的，比如DOS版的仙劍1。

辣么，如果現(xiàn)在有一張存儲(chǔ)古早代碼的軟盤到了你手里，你該如何解開其中的歷史秘密？要知道，在今天，你可能連讀取軟盤的設(shè)備都很難找到……

要是再磕了碰了，那就更完蛋了。

最近，vsftpd作者、Google Project Zero創(chuàng)始人Chris Evans大佬就遇到了這樣的難題：

在和Phil Pemberton一起恢復(fù)存儲(chǔ)在軟盤中的幾個(gè)古早游戲代碼時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，部分軟盤出現(xiàn)了不同程度的損壞，以致于直接用Greaseweazle這樣的設(shè)備是無法讀取的。

怎么辦？大佬決心要搞出一個(gè)船新的方案，搶救寶貴歷史代碼。

設(shè)備也簡單，就用萬能的示波器。

沒錯(cuò)，就是那種用來測試電路、顯示波形的儀器。

恢復(fù)出來的游戲代碼竟然還能玩，而且界面顯示清晰：

這波操作，看得網(wǎng)友直呼：數(shù)據(jù)考古不要太酷。

▍手敲0和1，100%恢復(fù)古早代碼

軟盤通常以模擬信號(hào)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

這里面存儲(chǔ)的模擬信號(hào)，用的是最原始的FM調(diào)制（頻率調(diào)制）。

也就是說，它所存儲(chǔ)的信號(hào)0和1，分別會(huì)以不同的波形頻率表示。

△這代表的是00101100

以下面這段波形為例，單位周期下，在信號(hào)為0時(shí)，輸出的頻率是比較慢的；而當(dāng)信號(hào)變成1時(shí)，頻率就會(huì)突然變快。

因此，只需要找到周期規(guī)律，就能判斷一個(gè)周期里，信號(hào)代表的是0還是1。

但也不能僅僅看峰值來判斷信號(hào)是否為1。例如，在這個(gè)周期里，就出現(xiàn)了一個(gè)“假峰值”，然而人工解讀的結(jié)果還是0。

因?yàn)檫@個(gè)峰值其實(shí)是一個(gè)噪音，信號(hào)的整體趨勢(shì)仍然是下降的，波形的頻率本質(zhì)上并沒有變化。（但信號(hào)為1時(shí)，波形會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)完整的周期，起始點(diǎn)和終點(diǎn)的值是非常接近的）

有網(wǎng)友給出了簡單的判斷方法：一個(gè)周期過去，如果信號(hào)值變化很大，則代表0；如果信號(hào)值幾乎不變，則代表1。

據(jù)Chris Evans介紹，代表0的正弦波信號(hào)，是8μs一個(gè)周期；而代表1的正弦波信號(hào)，則是4μs一個(gè)周期。

這種情況下，用Greaseweazle等“現(xiàn)代設(shè)備”直接讀取數(shù)據(jù)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題。

如果軟盤中的數(shù)據(jù)，由于各種外部原因（時(shí)間久遠(yuǎn)、使用次數(shù)過多）出現(xiàn)了損壞，那么僅憑機(jī)器，是無法從這些帶有大量噪音的數(shù)據(jù)中完成解讀的。

△就像這樣，有一個(gè)扇區(qū)出現(xiàn)了問題

但人卻可以輕易看出這些數(shù)據(jù)中的“規(guī)律”，從而判斷信號(hào)的狀態(tài)。

因此，用示波器將軟盤中傳輸?shù)哪M信號(hào)展示出來，再由人工進(jìn)行解讀，會(huì)是個(gè)更好的方法。

于是Evans和Pemberton將示波器直接連上了軟盤驅(qū)動(dòng)器的測試點(diǎn)，看看軟盤到底都輸出了些什么信號(hào)。

其中，輸入信號(hào)會(huì)呈現(xiàn)一正一負(fù)兩個(gè)波形，用來消除一部分噪聲。

從各種“年代久遠(yuǎn)”的軟盤解讀出的信號(hào)來看，難怪Greaseweazle這些設(shè)備讀不出來……（連人也得仔細(xì)分辨一會(huì)兒）

接下來，就是處理這些神奇的波形了。

為了更好地處理噪音、繪制信號(hào)圖像，Evans和Pemberton還用上了Audacity來處理模擬信號(hào)。

Audacity是一個(gè)免費(fèi)開源的音頻分析和編輯工具，能夠快速放大和檢查波形，還具有多功能低通濾波器，以及直接繪圖的功能。

另外，Audacity也支持CSV文件的導(dǎo)入。

Evans和他的小伙伴還利用這樣的音頻工具搞出了新的衍生玩法……

比如將速度放慢100倍，聽一聽軟盤記錄的聲音?；謴?fù)出來的數(shù)據(jù)，效果還不錯(cuò)。

但上面這些，還只能用于數(shù)據(jù)比較正常的信號(hào)。

對(duì)于軟盤本身有輕微損壞的信號(hào)，想要恢復(fù)就變得更困難了。

▍軟盤壞了怎么辦？

要是軟盤上有劃痕，這部分的信號(hào)就會(huì)變得非常難以辨認(rèn)。

這是Evans和Pemberton還原的其中一個(gè)凹痕的信號(hào)，顯然中間那部分，信號(hào)振幅（圖中信號(hào)的強(qiáng)度）丟失得非常厲害，還自帶噪音。

其中一種方法是，多用幾種不同的軟盤驅(qū)動(dòng)器試試。

先用MF504C軟盤驅(qū)動(dòng)器過濾一下噪音：

好像效果不大。

換上另一個(gè)TEAC軟盤驅(qū)動(dòng)器后，顯示的信號(hào)更加給力了，但強(qiáng)度還是很?。?/p>

用肉眼分辨的話，難度還是太高了。

鑒于此，Evans和Pemberton又換上了TEC軟盤驅(qū)動(dòng)器，效果好多了，峰值也變得清晰可辨。

除此之外，應(yīng)對(duì)這類信號(hào)振幅丟失的情況，還有另一種方法：手工繪制修復(fù)。

由于峰值缺失得實(shí)在太厲害，只能通過人為修復(fù)，繪制部分峰值信號(hào)，來解決強(qiáng)度過低的問題。

但無論如何，這些信號(hào)都可以被修復(fù)。

據(jù)作者介紹，上面這些辦法100%可以恢復(fù)軟盤中的數(shù)據(jù)。

除非真的出現(xiàn)了不可抗力。

例如，軟盤的一部分被損壞得很徹底：

這種情況下，軟盤數(shù)據(jù)就徹底沒辦法恢復(fù)了。

所以，家里有“上古寶物”的小伙伴，一定要保護(hù)好自己的軟盤！

編輯：jq