PCのハードディスクで写真が破損するのはなぜですか？

私はプロの写真家ではありませんが、写真をとても大切にしています。撮影してから数か月または数年後にそれらを調べると、明らかな理由もなく腐敗したものが表示されることがあります。私はしばしば、灰色の領域、特定のポイントから始まる色の変更、完全に表示できない写真などを取得します。PCでWindowsとLinux OSの両方を使用しています。

なぜこれが起こり、最も重要なことは、これを避ける方法ですか？

2つの主な原因があります。1つ目はデータの劣化です。磁気メディア（ハードディスクなど）に保存されているビットは、時間の経過とともに磁気の向きが失われ、ビットが破損する可能性があります。過酷な条件（高温多湿）では、物理メディア自体が劣化し始める可能性があります。SSDなどのソリッドステートメディアの場合、メカニズムは異なりますが、結果は似ています。

より一般的な発生は、サイレントデータ破損です。これにより、データの書き込みまたは読み取り中にエラーが発生します。前のリンクの画像は極端な例ですが、単一の反転ビットが画像を破損することがよくあります。

これらの問題には2つの解決策があり、バックアップをローテーションすると仮定すると、バックアップだけでは役に立ちません。より複雑で技術的なアプローチは、データ整合性メカニズムが組み込まれたファイルシステム（ZFSやbtrfsなど）を使用することですが、より単純なアプローチは、バックアップ間の各ファイルのハッシュを計算して変更を検出することです。

ハードディスクが故障するため、これがどのように起こるかについてあまり心配するつもりはありません。この世界の他のものと同じように、それらは完璧ではありません。ファイルを失うことは決してない状態にはなりません。

しかし、あなたがすることができ、あなたが失うことはありません状態に到達写真を -あなたは、別のハードドライブ上の複数のコピーを持つ別の物理的な位置に少なくとも1つを含むことにより、これを行います。別の場所から写真を取得できるので、1つのディスクが故障しても問題ありません。

これが発生する理由に対する答えは、ドライブの種類、ファイルの種類、ファイルシステム、および使用されているオペレーティングシステムによって異なるため、この質問に完全に答えることはできません。

しかし、これを回避する方法に関して、他の答えはバックアップを持っていることに関係しています-ただし、このようなファイルの破損では、ファイルの特定のコピーが破損したことを特定し、これをバックアップにコピーしないようにする方法が必要です。ファイルの2つの破損したコピーで終わるのは非常に簡単です。技術的な答えは、チェックサムを使用してこれらを比較し、破損したファイルを識別することです。

これを回避する最善の方法は、すべての冗長性とファイルの整合性を処理するオンラインストレージサービスを使用することです。

写真ファイルはこの点で特別なものではありません。コンピューター上のファイルが破損する可能性があります。JPEGは、他の多くのファイルタイプよりも明らかな方法で破損を表示する可能性が高いので、気づくかもしれません（@alldayremixの回答に関する@pipeのコメントを参照）。

ファイルはさまざまな方法で破損する可能性があり、（SSD以外の）ハードドライブを磁石に近づけすぎると、CDとDVDが徐々に腐敗し、ファームウェアまたはソフトウェアの電気的干渉とバグが転送中のファイルを破損する可能性があります。他の理由もありますが、より詳細に説明したい場合は、よりコンピューター関連のスタックに問い合わせることをお勧めします。

それについて何ができるかという点で、私が思いつくことができる最良の答えは、ハッシュを計算し、写真の複数のコピーを保持することです。この目的のために、この問題に対処するための無料のオープンソースのプログラム、Archiverifyを作成しました。

ハッシュを計算し、ハッシュを画像とともに保存し、実行時にファイルをハッシュと比較することで機能します。ファイルのコピーが複数ある限り、破損したコピーを正常なコピーから自動的に更新できます（両方が同時に破損しないと仮定）。

あるいは、裏で定期的にハッシュとチェックを行う有料のストレージ/バックアップサービスが利用可能であると確信しています。

上記のように複数の理由があります。ファイルの断片や物理的な劣化を破損させるのは、時間の経過に伴う自然な摩耗です。写真やその他のファイルがひどく破損している場合は、コンピューターウイルスの兆候である可能性があります。最初の2つの方法でファイルを破損したくない場合は、SSDに投資してください。SSDはすぐに劣化せず、10倍高速です。（クイックウイルススキャンも行うことをお勧めします。）

なぜこれが起こり、最も重要なことは、これを避ける方法ですか？

Security.SEでこの質問をする必要があります。

破損を避けるために、バックアップを作成する必要があります。

情報技術では、バックアップ、またはバックアッププロセスとは、データ損失イベント後に元のデータを復元するために使用できるように、コンピューターデータのコピーとアーカイブを指します。動詞の形式は2語でバックアップしますが、名詞はバックアップです。

CD-RやDVD-Rなどの書き込み可能なデジタル光学メディアは、日光でも破損する可能性があります。これを回避するには、二重バックアップ戦略のようなものを使用することがあります。しかし、最近では、Instagramやその他のオンラインサービスなど、写真をバックアップするための美しいオンライン方法があります。たとえば、Googleドライブの背後には大量のデータセンターがあります。写真はすべて、これらのデータセンターでホストされているサーバー上のGoogleファイルシステム（GoogleFSまたはGFS）に保存されます。このファイルシステムは、データの損失からユーザーを保護するためにGoogleによって設計されました。写真は、雷、津波、地震などによる地域の災害によるデータ損失から保護するために、3つの異なる地理的場所の3つの見本に保存されます。

複数のオンラインサービス（megaupload、dropbox、wuala、4sharedなど）を同時に使用してみてください。

その後、写真がまったく変更または破損されていないという安心感を得るために、チェックサムを使用してデータの整合性を検証します。

チェックサムは、送信または保存中に発生した可能性のあるエラーを検出するための、デジタルデータのブロックからの小さなデータです。

最善の方法は、そのようなタスクに暗号化を使用することです。SHA-256やSHA-512などの最新の安定したハッシュ関数を使用します。MD5などの古いアルゴリズムは現在、安全ではないと見なされています。現代の攻撃者は、同じmd5sumでデータを偽造する可能性があります。

完了すると、最も洗練された専用の攻撃者（国民国家支援攻撃など）でも簡単に壊れない分散バックアップシステムが得られます。

• 内部に同一のデータを含む2つのDVDコピー：

     1. Photo1.jpg
     2. Photo2.jpg
     3. Photo3.jpg
   ...
   999. Photo999.jpg
  1000. SHA256SUM
  

  このSHA256SUMには次のようなものが含まれます。

  e5347dce99eb8cf694cf708d4a17d83abb3ec378241b5878c0abdab045859b24  Photo1.jpg
  b497a12b608def869a0429d7e6bbbd112bd413256201647a5aff6773de3b7bd9  Photo2.jpg
  b15b0d99bf8135286f444fc62bcf70278a89e60650252ab2bd3b6fffd40c4255  Photo3.jpg
  ...
  209732fbdb499f0cad6fd3311b45185667bbb40e501106997d3ac2c49cb30a7e  Photo999.jpg
  

  ライン209732fbdb499f0cad6fd3...は、写真の一意のハッシュです。写真の一部が破損すると、このハッシュが別のハッシュに変更されるため、このリストに対してハッシュをテストして、写真の整合性が保たれていることを落ち着かせることができます。

• 第二に、このすべての写真とこのSHA256SUMハッシュファイルは、たとえばdropboxなどにアップロードされます。

これで、写真のコピーが5つありました。2つのオフライン、2つのオンライン、現在のハードドライブに1つ。

スキームは、もちろんより堅牢なものに進化する可能性があります。あなたの想像力はあなたの切り札です。

古いカメラと最新の画像ビューアーとの間のjpeg規格が多少異なるため、写真が破損しているように見えることも否定できません。ソフトウェアは、暫定版の標準のみに準拠している場合があります。古いビューアー（古いコンピューター）を試してください。