python - 使用 Python 就地重写文件

Question

它可能取决于每个操作系统，也取决于硬件，但是在 Python 中有没有办法要求对文件的写操作“就地”发生，即 在同一个地方 原始文件，即如果可能的话在磁盘上的相同扇区？

示例:假设 sensitivedata.raw，一个 4KB 的文件必须被加密:

with open('sensitivedata.raw', 'r+') as f:  # read write mode
    s = f.read()
    cipher = encryption_function(s)  # same exact length as input s
    f.seek(0)
    f.write(cipher)  # how to ask this write operation to overwrite the original bytes?

示例 2:用相同大小的空字节内容替换文件，以避免反删除工具恢复它(当然，要正确地做到这一点，我们需要多次传递，使用随机数据而不仅仅是空字节，但这里只是给出一个想法)

with open('sensitivedata.raw', 'r+') as f:
    s = f.read()
    f.seek(0)
    f.write(len(s) * '\x00')  # totally inefficient but just to get the idea
os.remove('sensitivedata.raw')

PS:如果它真的很大程度上取决于操作系统，我主要对 Windows 情况感兴趣

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附带问题:如果在 SSD 的情况下不可能，这是否意味着如果您一生中一次将敏感数据作为明文写入 SSD(例如:明文密码、加密私钥或其他任何东西等)，那么无法确定这些数据是否真的被删除了？即唯一的解决方案是 100% 删除磁盘并用随机字节填充多次？对吗？

Answer 1

这是一个不可能强加的要求。虽然在大多数旋转磁盘驱动器上，这会自动发生(没有理由将新数据写入其他地方，因为它可以直接覆盖现有数据)，SSD 不能这样做(当他们声称这样做，他们在欺骗操作系统)。

SSD 不能重写 block ；他们只能删除一个 block ，或写入一个空 block 。 “重写”的实现是写入一个新 block (如果没有足够的新数据，则从原始 block 读取以填充 block )，然后(最终，因为它相对昂贵)删除旧 block 以使其它可用于将来写入。

更新解决附带问题:唯一真正安全的解决方案是让您的驱动器通过伐木机运行，然后用磨石碾碎剩余部分。 :-) 实际上，在大多数情况下，SSD 的漏洞窗口应该相对较短；删除扇区的成本很高，因此即使是不支持 TRIM 的 SSD 通常也会在后台执行此操作，以确保 future (便宜的)写入操作不会被(昂贵的)删除操作阻止。仔细想想，这并没有那么糟糕。当然，在逻辑上删除数据后，数据会在一段时间内可见。但是在您也将其删除之前它在一段时间内是可见的，所以这一切所做的就是将漏洞窗口延长(秒、分钟、小时、天，具体取决于驱动器)；错误首先在于将敏感数据存储到永久存储；即使使用极端的(woodchipper + millstone)解决方案，其他人也可能在您想到加密/销毁数据之前偷偷溜进来并复制数据。