专业硬盘低格工具：快速清除所有数据，实现安全初始化设置

说到要把一个硬盘彻底清空,让它恢复到像刚出厂时一样，很多人会想到格式化，但通常我们在电脑里点的“格式化”，哪怕是选择“完全格式化”，其实也未必能真正、彻底地擦除所有数据，对于那些需要处理涉密电脑、转让旧电脑或者硬盘有严重坏道需要修复的用户来说，就需要用到更底层、更彻底的清零方法，这就是所谓的“低级格式化”，简称“低格”。

（来源：根据数据恢复领域的技术常识，高级格式化主要清除文件索引，而低级格式化则针对物理扇区进行重写）

在过去,低级格式化是一个物理层面的操作，它会重新划分硬盘的磁道和扇区，这个过程中会用特定的数据模式（比如全零）对整个硬盘的每一寸存储空间进行覆盖写入，这样一来，之前存储的任何数据都会被新写入的数据完全替换掉，几乎没有恢复的可能，从而达到安全擦除的目的，这个过程也会重新标记出硬盘上无法正常读写的坏扇区，并将它们隔离起来，不再用于存储数据，这在某种程度上也算是一种对硬盘的“修复”或“初始化设置”。（来源：基于早期硬盘（如IDE硬盘）工作原理的普遍技术描述）

这里必须强调一个非常重要的点：我们今天使用的现代硬盘（无论是机械硬盘HDD还是固态硬盘SSD）的情况已经大不相同了，硬盘制造商明确警告，不要对现代硬盘执行传统意义上的、由用户发起的低级格式化操作，这是因为现代硬盘在出厂时就已经完成了物理层面的格式化，其扇区划分是精密和固定的，硬盘内部有一个叫做“固件”的系统来管理这些扇区，并自动处理坏道重映射等操作。（来源：西部数字、希捷等主流硬盘制造商官方技术文档中的普遍建议）

如果用户强行对现代硬盘进行旧式的低格,不仅起不到好的效果，反而可能损坏硬盘的固件管理信息，导致硬盘性能下降甚至彻底报废，更重要的是，这种方式对于固态硬盘（SSD）是极其有害的，SSD的存储单元有擦写寿命限制，一次全盘的低级格式化会产生巨大的写入量，会严重消耗SSD的寿命，而且由于SSD的工作原理（磨损均衡、垃圾回收等），这种操作也无法保证能有效擦除所有曾经存储过数据的内存块。（来源：基于固态硬盘（SSD）闪存存储特性及磨损均衡机制的技术共识）

对于现代硬盘,如何实现“安全初始化设置”和“彻底清除所有数据”的目标呢？答案是利用现代硬盘本身支持的“安全擦除”指令，这可以看作是针对现代硬盘的、安全且标准的“低级格式化”替代方案。

（来源：美国国家标准与技术研究院NIST特别出版物800-88《媒体清理指南》中推荐的针对存储设备的数据清除方法）

对于机械硬盘（HDD），最有效的方法是执行“写零覆盖”，也就是使用工具，向硬盘的每一个可寻址扇区连续写入数字“0”或其他随机数据模式，通常建议多次覆盖（如DoD 5220.22-M标准建议3次覆盖）以应对极端的数据恢复手段，但对于大多数情况，一次完整的全盘写零覆盖就已经能非常安全地清除数据了，这个过程由软件控制，通过标准的ATA指令与硬盘通信，不会破坏硬盘的底层物理结构。

（来源：基于数据安全清除标准如DoD 5220.22-M, Gutmann方法等的普遍实践）

对于固态硬盘（SSD），最推荐的方法是使用由硬盘制造商提供的“ATA安全擦除”指令，这个指令会向SSD的主控制器发送一个命令，主控制器会利用其内部电容储存的电量，瞬间对所有闪存存储单元施加一个高电压，将其一次性重置为初始状态（通常表现为全“1”状态），这个过程速度快（通常几分钟内完成），对闪存磨损极小（NAND闪存块的一次块擦除操作），并且能确保所有数据（包括已删除但未清空的“垃圾”数据）都被彻底清除，因为控制器是直接操作物理存储单元。

（来源：ATA/ATAPI命令集标准中关于SECURITY ERASE UNIT命令的定义及SSD主控工作原理）

要实现上述操作,用户不需要寻找名称里带有“低级格式化”的工具，而应该寻找具备“磁盘擦除”、“安全擦除”或“数据销毁”功能的软件，很多硬盘制造商（如希捷的SeaTools、西部数据的Data Lifeguard Diagnostic）会提供官方的免费工具，这些工具通常包含针对本品牌硬盘的“完全擦除”功能，像Parted Magic、DBAN（Darik's Boot and Nuke）这类第三方开源工具也非常强大和知名，它们支持多种擦除算法和标准，可以用于不同品牌的硬盘。

（来源：希捷SeaTools、西部数据Data Lifeguard Diagnostic、DBAN等知名磁盘工具软件的官方功能介绍）

使用这些工具时,通常需要创建一个可启动的U盘，然后从U盘启动电脑来运行擦除程序，这是因为你无法在正在运行的操作系统内擦除该系统所在的硬盘，操作界面虽然可能是英文的，但步骤一般比较清晰：选择要擦除的硬盘，选择擦除方法（Quick Erase, Full Erase, DoD 3-pass等），然后确认执行，整个过程可能需要几个小时到几十个小时，取决于硬盘的容量和选择的擦除方式。

（来源：基于DBAN、Parted Magic等工具的实际使用流程说明）

虽然“低级格式化”这个词听起来很专业、很彻底，但它已经不适合用于现代的存储设备，要实现安全、彻底地清除数据并初始化硬盘，正确的做法是放弃寻找所谓的“专业硬盘低格工具”，转而使用支持现代ATA标准的“安全擦除”工具，根据你的硬盘类型（HDD或SSD）选择正确的擦除方法，才能既达到数据安全销毁的目的，又避免对硬盘造成不必要的损害，在执行任何彻底擦除操作之前，务必备份重要数据，因为一旦开始，数据将不可恢复。