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USB-Memory-Stick (USB-Speichermodul) FAQ - Teil1: Hardware

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USB-Memory-Stick (USB-Speichermodul) FAQ - Teil1: Hardware

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USB-Memory-Stick (USB-Speichermodul) FAQ - Teil 3: Betriebssysteme und USB-Memory-Stick

USB-Memory-Stick (USB-Speichermodul) FAQ - Teil 2: Software

Zum Teil 1: Hardware
Zum Teil 3: Betriebssysteme auf USB-Stick

Das Flash-Speichermodul mit USB-Anschluß hat seinen Siegeszug angetreten. Die Technik ist zwar nicht mehr neu und seit dem Ende der 16-bit-Varianten von Windows halten sich die Probleme auch in Grenzen. Aber trotzdem werden zahlreiche Fragen immer wieder gestellt. Hier finden Sie die wichtigsten Antworten.

Inhalt

• Warum sehe ich meinen USB-Stick nicht im Explorer?
• Kann ich meinen USB-Stick in mehrere Partitionen aufteilen?
• Wie kann ich meinen USB-Stick formatieren?
• Mit welchem Filesystem soll ich meinen USB-Stick formatieren?
• (Booten und Betriebssysteme siehe Teil 3)
   
• Wie kann ich die Daten auf meinem USB-Stick verschlüsseln?
• Wie kann ich Daten auf meinem USB-Stick retten?
• Kann ich Dateien auf dem USB-Stick normal benutzen?
• Kann ich Programme vom USB-Stick starten?
• Ich habe zwei gleiche USB-Sticks. Warum kann ich immer nur einen nutzen?
   
• Kann ich einen USB-Stick auch ohne Rechner auslesen?
  
• Wie kann ich verhindern, dass beim Stecken die nervige Auswahlliste hochkommt?
• Ich habe alle Dateien auf meinem USB-Stick gelöscht - trotzdem kann ich nichts mehr darauf speichern. Warum?
• Mein USB-Stick ist schreibgeschützt - wie bekomme ich das weg?
• Welche Sicherheitsprobleme haben USB-Sticks?
   
• Welche Entwicklungstendenzen gibt es bei USB-Sticks?
• Literaturhinweise/Links

Warum sehe ich meinen USB-Stick nicht im Explorer?

Selbst wenn ein USB-Stick korrekt funktioniert heißt das nicht, dass er auch unter seinem Laufwerksbuchstaben anzusprechen ist. Nach [12] enthalten neuere Windows-Versionen hier eine Inkonsistenz: Eigentlich speichert Windows die Volume-Zuordnungen in der Registry unter HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\MountedDevices. Das gilt aber nicht für Netzwerkfreigaben, die so Wechsellaufwerke verdrängen können:

• Unterstellen wir, dass die Platte in drei Partitionen eingeteilt ist (C:, D:, E:) und das DVD-Laufwerk den Buchstaben F: hat.
• Die erste Netzwerkfreigabe wurde mit G: angelegt, wird aber von Windows nicht an der angegebenen Stelle in der Registry eingetragen.
• Steckt man jetzt einen USB-Stick, erhält er ebenfalls den Buchstaben G: und ist hinter der Netzwerkfreigabe nicht zu sehen.

Abhilfe:

• Zwischen lokalen Laufwerken und Netzwerkfreigaben genügend Buchstaben freilassen und z.B. mit H: (für Home-Verzeichnis auf dem Server) anfangen.
• Die Laufwerksbuchstaben mit USBDLM selber verwalten. [18]

Kann ich meinen USB-Stick in mehrere Partitionen aufteilen?

Mein USB-Stick hat eine so große Kapazität, dass ich ihn gerne in mehrere Partitionen (mehrere Laufwerksbuchstaben) aufgeteilt hätte. Das wird für Festplatten ja öfter empfohlen. Geht das?

Ob Windows das unterstützt liegt an einem einzigen Bit im USB Device Descriptor. Damit unterscheidet Windows zwischen Wechselmedien und lokalen Datenträgern. USB-Sticks werden gewöhnlich als Wechselmedien erkannt und dürfen deshalb nur eine Partition besitzen. Externe Festplatten dagegen behandelt Windows als lokale Datenträger und unterstützt deshalb mehrere Partitionen. Diese Begrenzung kann man zwar mit dem Linux-FDISK umgehen, das Ergebnis unter Windows ist allerdings undefiniert. [19]

Wie kann ich meinen USB-Stick formatieren?

Wie Disketten und Festplatten müssen USB-Sticks formatiert werden, d.h. sie werden mit einiger Verwaltungsinformation versehen. Wie Disketten werden USB-Sticks gewöhnlich formatiert ausgeliefert. Manchmal muss man sie aber von Hand formatieren - etwa wenn man seinen USB-Stick immer ohne Abmeldung abzieht, weil das schon immer funktionierte.

Die Memory-Sticks enthalten im Auslieferzustand womöglich einige Dateien. Also vor dem Formatieren erst mal nachsehen und nach Möglichkeit sichern!

• Die einfachste Methode benutzt das Kontextmenü des Windows Explorers: USB-Stick (Wechseldatenträger) markieren, rechte Maustaste drücken, "Formatieren" wählen.
• Beliebt ist für diesen Zweck ein HP USB Storage Tool.
• Recht gut eignen sich zum formatieren auch Linux-Live-CDs wie Knoppix oder Ubuntu. (Genauere Beschreibung folgt.)

Logisch, dass ich sowieso und sicher auch HP & Co. jede Gewährleistung beim Einsatz auf den USB-Sticks anderer Hersteller ablehnen.

Ein wesentlicher Faktor ist auch, ob der USB-Stick als Superfloppy oder wie eine Festplatte formatiert wird. Der Unterschied macht sich vor allem beim Zusammenspiel mit dem BIOS beim Booten bemerkbar.

Mit welchem Filesystem soll ich meinen USB-Stick formatieren?

Im Prinzip kann man wohl jedes Filesystem benutzen, das alle zu benutzenden Rechner verwenden können.

• FAT16 ist wohl auch hierfür tot.
• FAT32 ist die Universallösung, denn praktisch jedes Betriebssystem kann damit umgehen - Windows sowieso, auch Mac und Linux/Unix. Aber viele Möglichkeiten der Betriebssysteme gehen so verloren, weil sie das Filesystem nicht unterstützt. Beispiele: Eigentümer der Datei und Dateiattribute jenseits von Archiv/nur lesen/System/versteckt.
• NTFS ist dann eine Möglichkeit, wenn ausschließlich neuere Windows-Rechner mit dem USB-Stick arbeiten sollen. Dann kann man auch die Windows-eigene Komprimierung aktivieren (Explorer: Kontextmenü für Ordner/Eigenschaften/Erweiterte Attribute/Inhalt komprimieren). Die Option "Inhalt verschlüsseln" im gleichen Fenster ist aber nur dann eine gute Idee, wenn der USB-Stick ausschließlich an diesem einen Rechner benutzt werden soll - etwa wenn man abends seine Datensicherung mit heim nehmen will.
• Andere Filesysteme haben dann ihre Berechtigung, wenn so spezielle Eigenschaften eines Filesystems oder Betriebssystems genutzt werden sollen. In einer reinen Mac-Umgebung ist das sicher kein Problem.

Wie kann ich die Daten auf meinem USB-Stick verschlüsseln?

Wenn man seine sensibelsten Daten schon am Schlüsselbund herumträgt, sollte man sie auch gegen unbefugten Zugriff schützen. Neben den sonst auch möglichen Verfahren wie Dateipasswörtern liefern viele Hersteller von USB-Sticks eigene Programme für diesen Zweck mit. Gewöhnlich dokumentieren die Hersteller aber nicht, wie die Verschlüsselung arbeitet, also wie gut der Schutz ist. Alternativen sind Programme wie Easy Crypto Deluxe.

Manche Dateisysteme wie NTFS bieten Verschlüsselungsmethoden an. Ich habe aber keine Informationen, ob sich so geschützte Daten auch auf anderen Rechnern wieder lesen lassen. Ein Artikel zum generellen Verstecken von Dateien unter Windows XP findet sich unter [4].

Warnung: Welche Freeware-Utility würde wohl jemand programmieren, der möglichst zentral Passwörter einsammeln will? Am besten eines, dem die Nutzer ihre Passwörter zur sicheren Verwahrung anvertrauen...

Wie kann ich Daten auf meinem USB-Stick retten?

Bei einem Rechnerfehler gingen mir Daten auf meinem USB-Stick verloren. Oder: Ich habe versehentlich Daten auf meinem USB-Stick gelöscht. Gibt es Chancen, diese Daten doch noch zu retten?

Unter Windows sind Löschen und Löschen zwei unterschiedliche Dinge: Wer den Papierkorb leert, markiert die entsprechenden Verwaltungsinformationen als ungültig und den Speicherplatz der entsprechenden Dateien als frei. Die Informationen sind aber noch auf dem Datenträger und dort werden sie erst bei anderer Gelegenheit überschrieben. Deshalb gelten zwei Regeln:

1. Nichts mehr auf dem Datenträger ablegen! Also nix mehr damit machen, auch auf keinen Fall auf dieser Partition z.B. Programme installieren, bis:
2. Mit spezialisierter Software wie z.B.
   • PC Inspector File Recovery,
   • Disk Investigator oder
   • Recovery Manager
   versuchen, die Daten doch noch vom Datenträger zu kratzen.

Kann ich Dateien auf dem USB-Stick normal benutzen?

Ja - mit einer Einschränkung: Wenn Sie den USB-Stick abziehen, so lange darauf noch Dateien geöffnet sind, sind Datenverluste wahrscheinlich. Bei Dateien auf Ihrer Festplatte mault das Betriebssystem, wenn Sie z.B. eine geöffnete Datei verschieben wollen; am Abziehen des USB-Sticks kann Sie das Betriebssystem nicht hindern. Ihr Mailarchiv von Outlook sollten Sie hier also nicht ablegen, wenn Outlook bei Ihnen den ganzen Tag offen ist. Ein Programm zum Abmelden von Wechselmedien bietet die Zeitschrift c't unter Softlink 0316208.

Kann ich Programme vom USB-Stick starten?

Heute bestehen die meisten Windows-Programme auf einer Installation. Nur wenige Programme lassen sich also einfach so von einem Wechselmedium aus starten. Selbst wenn sich ein Programm direkt starten läßt, kann es unerwünschte Nebenwirkungen haben, z.B. Winzip: Es zieht bestimmte Dateitypen an sich und trägt sich in Kontextmenüs ein. Dem normalen Nutzer eines Rechners tut man also keinen Gefallen, denn nach Abziehen des USB-Sticks fehlt das Programm.

Wer z.B. oft in Internet-Cafes seine Mails liest, wird einen Mail-Client mögen. Den liefert z.B Pearl mit. Andere Hersteller liefern wohl auch Programmpakete mit.

Programme, die ohne Installation unter Windows laufen

Diese Liste wurde mittlerweile so umfangreich, daß ich sie auf eine eigene Seite ausgelagert habe.

Ich habe zwei gleiche USB-Sticks. Warum kann ich immer nur einen nutzen?

Eigentlich sollte dieses Problem nicht auftreten, denn nach USB-Standard für Massenspeichergeräte sollten zwei USB-Geräte auch immer unterschiedliche Seriennummer haben. Aber offensichtlich halten sich nicht alle Hersteller daran - immerhin bedeutet das, dass sie jedes Gerät an einer Stufe des Herstellungsprozesses individuell behandeln müssen.

Wie Windows auf diesen Regelverstoß reagiert, ist immer wieder unterschiedlich. Mal lässt sich nur das zuerst eingesteckte Gerät ansprechen, mal stürzt Windows mit einem Blue Screen ab. Bestätigen lässt sich das Problem mit dem kostenlosen Tool USBDeview.

Abhilfe:

• Wenigstens eines der Geräte nicht mehr benutzen.
• In der Registry unter
  HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/UsbFlags/
  den Key
  GlobalDisableSerNumGen=0
  setzen. Dann versucht Windows nicht mehr, Massenspeichergeräte wieder zu erkennen.
• Dieser Mechanismus lässt sich auch auf bestimmte Gerätemodelle, erkenntlich an Vendor- und Product-ID, beschränken, siehe [18].

Kann ich einen USB-Stick auch ohne Rechner auslesen?

Ja: Einige MP3- und Multimediaspieler mit Festplatte wie der Medion MD 95200 beherrschen USB-OTG (On The Go). Damit kann man dann z.B. auch im Urlaub die Bilder aus der Kamera sichern. Voraussetzung ist allerdings, dass die Kamera sich als Wechseldatenspeicher ansprechen läßt und nicht auf ihrem eigenen USB-Treiber besteht. [10]

Wie kann ich verhindern, dass beim Stecken die nervige Auswahlliste hochkommt?

Diese Message-Box ist die Voreinstellung des Autorun-Mechanismus. Den kann man entweder nutzen oder abschalten:

• MSDN beschreibt, wie man mit einer Datei namens autorun.inf im Wurzelverzeichnis beim Stecken des USB-Sticks bestimmte Funktionen auslöst.
• Der Autorun-Mechanismus lässt sich abschalten, indem man in der Registry die Keys HKLM\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion \Policies\Explorer\NoDriveTypeAutoRun oder HKCU\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion \Policies\Explorer\NoDriveTypeAutoRun auf 255 (hex FF) setzt. Allerdings setzt das den Autorun-Mechanismus komplett außer Betrieb, auch für CDs und DVDs. Das lässt sich schwer vermeiden, weil Windows keinen eigenen Laufwerkstyp für USB-Laufwerke besitzt.

Ich habe alle Dateien auf meinem USB-Stick gelöscht - trotzdem kann ich nichts mehr darauf speichern. Warum?

Löschen bedeutet nicht, dass die Daten wirklich gelöscht werden - sie werden in den Papierkorb verschoben! Gut möglich, dass Sie den Papierkorb Ihres Rechners regelmäßig löschen. Probieren Sie das aber auch mal, während der USB-Stick angeschlossen ist...

Mein USB-Stick ist schreibgeschützt - wie bekomme ich das weg?

Immer wieder höre ich Klagen, USB-Sticks könnten an einem bestimmten Rechner nicht mehr beschrieben werden. Insbesondere scheint das beim Formatieren zu passieren. Eine definitive Lösung habe ich dafür auch nicht, es sei denn den Schreibschutz-Schalter am USB-Stick :-)

Eine häufige Ursache für solche Probleme scheint zu sein, dass viele ihren USB-Stick nicht abmelden, ehe sie ihn abziehen. Windows speichert viel Verwaltungsinformation im Cache und schreibt manches erst später auf das Speichermedium. Folglich gibt es Zeiten, in denen die Verwaltungsinformation auf dem Massenspeicher inkonsistent ist. Das Abmelden stellt sicher, dass alle Daten auch auf den Massenspeicher (sprich USB-Stick) geschrieben werden.

Mögliche Maßnahmen:

In der Registry kann man per USB angeschlossene Massenspeichergeräte schreibschützen: Der Schlüssel HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\StorageDevicePolicies kann einen DWort-Eintrag "WriteProtect" enthalten.

• Wert 0 = Schreibschutz ist nicht aktiviert
• Wert 1 = Schreibschutz ist aktiviert

Welche Sicherheitsprobleme haben USB-Sticks?

Auf den ersten Blick erscheint als Gefahr nur, daß der USB-Stick in die falschen Hände geraten könnte. Auf den zweiten Blick rücken die USB-Sticks ein generelles Sicherheitsproblem des USB ins Blickfeld: Die Daten lassen sich nur noch sehr schwer einsperren. [7]

Bislang reichte es, wenn ein Rechner weder Diskettenlaufwerk noch CD-Brenner enthielt, das Gehäuse abgesperrt war und das Netzwerk nicht jeden Rechner rein ließ. Per USB und Memory-Stick/Festplatte/WLAN kann man nicht nur Daten aus dem Rechner holen, sondern auch viele Sicherheitsmechanismen aushebeln - spätestens wenn der Rechner von USB booten kann.

Da wird noch mancher IT-Verantwortliche ins Schwitzen kommen, denn Memory-Sticks lassen sich ohne eigene Treiber nutzen und USB weglassen geht auch nicht: Wie sollen Tastatur oder Maus sonst angeschlossen werden, nachdem der PS/2-Anschluß mehr oder weniger ausgestorben ist?

In [9] werden zwei Wege beschrieben, die aber nur unter Windows XP funktionieren und auch dann nur, wenn die Systempartition mit NTFS formatiert ist und der Benutzer mit eingeschränkten Rechten arbeitet. Der Mechanismus beruht darauf, die Plug&Play-Steuerdateien für USB-Massenspeicher unzugänglich zu machen. Dafür ist nicht der Sicherheitskontext des aktuellen Nutzers maßgeblich - der hätte in diesem Fall keine Rechte, Treiber zu installieren. Vielmehr benutzt Windows hier seinen eigenen Sicherheitskontext System. Sofern noch kein passender Treiber installiert wurde, löscht von der Kommandozeile aus

cals %windir%\inf\usbstor.inf /D System /E

die Zugriffsrechte auf die Installationsinformationen. Wer es genauer wissen will, sollte entweder in der c't oder bei Microsoft weiterlesen.

Eine Alternative ist, nicht das Installieren des Treibers, sondern das Nutzen von USB-Geräten einzuschränken. Wenn man in der Registry den Schlüssel HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\StorageDevicePolicies\WriteProtect auf das DWord 1 setzt, können per USB keine Daten mehr den Rechner verlassen [14].

Natürlich gibt es auch schon Programme für diesen Zweck, z.B. das USB Port Admintool von WDW Consulting.

Einen anderen Ansatz benutzen die Microsoft Software Restriction Policies. Damit lässt sich verhindern, dass nicht freigegebene Programme gestartet werden.

Mittlerweile wurde auch der entgegengesetzte Fall bekannt [16]: Programme auf dem Rechner kopieren im Hintergrund alle Daten vom USB-Stick. Sicherheitsrelevante Informationen wie Passwörter sollten also nur verschlüsselt auf einem USB-Stick gespeichert werden.

Welche Entwickungstendenzen gibt es bei USB-Sticks?

Innerhalb von zwei Jahren haben USB-Sticks praktisch alle wiederbeschreibbaren Medien unterhalb der DVD+/-RW verdrängt. Kein moderner Rechner hat mehr ein Diskettenlaufwerk. Wer sprich noch von LS-Laufwerken oder anderen firmenspezifischen Produkten? Wiederbeschreibbare CDs sind vielleicht noch für den tragbaren CD-Spieler interessant. USB-Sticks dienen häufig als Datenspeicher für MP3-Player oder Miniaturkameras. Andere Anwendungsfälle sind Boot-Datenträger für Wartungszwecke oder Laptop-Ersatz ("Rechner stehen überall rum"). 1-GB-Sticks sind mittlerweile handelsüblich.

Viele USB-Sticks enthalten mittlerweile Zusatzfunktionen. MP3-Player, Radio mit Aufnahmefunktion oder Kamera machten den Anfang. Eine recht reizvolle Möglichkeit sind mit Hardware unterstützte Verschlüsselungsfunktionen. So bekommt man neben dem Haustür- und Schreibtischschlüssel z.B. auch Passwörter an den Schlüsselbund.

Auf diesen Zug stiegen Anfang 2005 zwei Industriegruppen auf, die USB-Sticks zum universellen Hilfsmittel machen wollten:

• U3 auf der CES in Las Vegas von den Flashspeicher-Spezialisten M-Systems und SanDisk präsentiert, will eine offene Applikationsplattform entwickeln: USB-Stick einen beliebigen Windows-Rechner stecken, mit gewohnter Arbeitsoberfläche arbeiten - ohne Installationsarbeiten. In letzter Zeit scheint das Engagement aber durchaus zu leiden.
• Schon ein Jahr früher startete die USB Flash Drive Alliance (UFDA) um die Firmen Samsung Semiconductor, Genesys Logic, Kingston Technology, Lexar Media und PNY Technologies. Davon blieb aber nicht mal die Website übrig.

Literatur und Links

[2] Kniffler, Annette: Booten vom USB-Stick: So klappt's.

In: PC-Welt 6/2003, S. 124

[3] Vahldiek, Axel; Schmidt, Jürgen: Hols vom Stöckchen - Notfall-System vom USB-Stick booten

In: c't 13/03, S. 208

[4] Ibelshäuser, Oliver: Unsichtbare Dateien in unsichtbaren Laufwerken.

In: PC professionell 9/03, S. 143ff

[7] Hill, Jürgen: Sicherheitsrisiko USB - Datenschützer schlagen Alarm

In: Computerwoche online vom 23.01.04

[9] Vahldiek, Axel: Stick-Stopp. USB-Speichermedien unter Windows XP blockieren

In: c't 12/2004, S. 206 (Softlink 0412206)

[10] Hansen, Sven; Nonhoff-Arps, Peter: Musikexpress - MP3-Spieler aller Klassen

In: c't 26/2004, S. 142ff

[11] Thole, Silke: Mail- oder Sicherheitssoftware macht USB-Stick zum mobilen Minicomputer.

In: VDI-Nachrichten Nr. 5/2005 vom 4. Februar 2005, S. 18

[12] Violka, Karsten: Festplatten-ABC. Laufwerksbuchstaben unter Windows XP und Windows 2000 bändigen

In: c't 9/2005, S. 184ff

[14] Hohmann, Robert: Portwart - USB-Geräte gezielt sperren

In: c't 4/2006, S. 216f (Soft-Link 0604216)

[15] Chip Online: USB-Probleme/FAQ (nicht mehr online?)

[16] Handelsblatt vom 25.09.06: Hacker-Tool klaut Daten von USB-Sticks

[17] Windeck, Christof: Bus-Störer - Probleme mit USB-Geräten lösen

In: c't 1/07, S. 94f

[18] Siebers, Uwe; Nefzger, Wolfgang: USB Troubleshooting. USB-Sticks und USB-Festplatten entwanzen.

In: PC Magazin 5/08, S. 110ff. Enthält noch zahlreiche weitere Hinweise, die ich anderweitig noch nicht fand. Und für diesen FAQ halte ich seit Jahren die Augen offen :-)

[19] FAQ Speichermedien

In: c't 15/08, S. 166

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