Le macOS d'Apple utilise deux types de FS : HFS+, une extension de leur HFS hérité utilisé sur les anciens ordinateurs Macintosh. Et Apple File System APFS, un format utilisé par les Mac modernes depuis 2017, exécutant macOS 10.14 et versions ultérieures. Dans un précédent article, on a présenté les systèmes de fichiers de manière générale, et dans un autre les systèmes de fichiers de Windows.

Systèmes de fichiers HFS+

Pour son système d'exploitation Mac OS, Apple a développé son propre système de fichiers Le Hierarchical File System (HFS). A l'origine, il a été conçu à pour les disquettes et disques durs. Mais, il peut également utilisable pour des périphérique en lecture seule, comme les CD-ROM. Le système de fichiers HFS+ est une version améliorée du HFS.

Le système de fichiers HFS utilise des arbres B pour enregistrer et localiser les fichiers. Les volumes sont divisés en secteurs, généralement d'une taille de 512 octets, puis ils sont regroupés en blocs d'allocation, dont le nombre dépend de la taille du volume entier. Les informations concernant les blocs d'allocation libres et utilisés sont conservées dans le Fichier d'Allocation. Tous les blocs d'allocation attribués à chaque fichier en tant qu'extensions sont enregistrés dans le fichier de débordement d'extensions. Enfin, tous les attributs de fichier sont répertoriés dans le fichier Attributs. La fiabilité des données est améliorée grâce à la journalisation par HFS+, qui permet de suivre toutes les modifications apportées au système et de le remettre rapidement en état de fonctionnement en cas d'événements imprévus. Parmi les autres fonctionnalités prises en charge figurent les liens physiques vers les répertoires, le chiffrement des volumes logiques, le contrôle d'accès, la compression des données, etc.

Systèmes de fichiers APFS

Le système de fichiers Apple vise à résoudre les problèmes fondamentaux présents dans son prédécesseur et a été développé pour fonctionner efficacement avec les stockages flash et les disques SSD modernes. Ce format 64 bits du système de fichiers utilise la méthode de copie sur écriture (CoW) pour augmenter les performances, ce qui permet de copier chaque bloc avant que les modifications ne soient appliquées. Ils offre ainsi de nombreuses fonctionnalités d'intégrité des données et d'économie d'espace. Tous les contenus et métadonnées sur les fichiers, les dossiers ainsi que d'autres structures APFS sont conservés dans le conteneur APFS. Le Superblock du conteneur stocke des informations sur le nombre de blocs dans le conteneur, la taille du bloc, etc. Les informations sur tous les blocs alloués et libres du conteneur sont gérées à l'aide de structures Bitmap. Chaque volume du conteneur possède son propre superbloc de volume qui fournit des informations sur ce volume. Tous les fichiers et dossiers du volume sont enregistrés dans l'arborescence B des fichiers et dossiers, tandis que l'arborescence B des étendues est responsable des références-étendues au contenu du fichier (début du fichier, sa longueur en blocs).

Comparaison entre HFS+ et APFS

1. Structure du système et recherche de fichiers

HFS+ : Utilise un fichier catalogue unique sous forme d'arbre (B-Tree). Lorsqu'un fichier est supprimé ou que le disque est corrompu, la structure reste relativement simple à reparcourir. Un logiciel de récupération peut facilement retrouver la liste des dossiers, les noms originaux des fichiers et leurs emplacements.

APFS : Fonctionne avec un système d'allocation dynamique d'objets répartis sur l'ensemble du volume. Les métadonnées sont constamment déplacées et fragmentées. Si la table principale est corrompue, reconstituer l'arborescence d'origine (noms de fichiers et dossiers) est nettement plus complexe.

2. Suppression accidentelle et Copy-on-Write (CoW)

HFS+ : Quand vous supprimez un fichier, seul son lien dans le catalogue est effacé. Tant que de nouvelles données ne sont pas écrites par-dessus, le fichier reste intact sur le disque et un simple balayage brut (RAW recovery / carving) permet de le récupérer très facilement.

APFS : Utilise la technologie Copy-on-Write. Lorsqu'un fichier est modifié ou supprimé, APFS crée immédiatement un nouvel état des métadonnées et libère les blocs de l'ancien. Cette gestion dynamique réutilise extrêmement vite les blocs d'indexation effacés, ce qui réduit considérablement les chances de retrouver les métadonnées d'origine.

3. L'impact critique des SSD et du TRIM

Sur HFS+ (conçu pour les HDD) : Le TRIM est exécuté de manière moins immédiate. Vous aviez généralement une fenêtre de temps raisonnable pour débrancher le disque et lancer un logiciel de récupération.

Sur APFS (optimisé pour les SSD) : APFS exécute le TRIM de manière très agressive et quasi instantanée sur les SSD. Dès qu'un fichier est jeté de la corbeille, la commande TRIM demande au SSD de vider physiquement les puces mémoire. Résultat : Les données sont remplacées par des écrits à zéro en quelques secondes, rendant toute récupération matérielle ou logicielle impossible.

4. Le chiffrement (FileVault)

HFS+ : Le chiffrement est appliqué au niveau du volume entier (CoreStorage). Si le disque est endommagé mais que vous avez le mot de passe, vous pouvez déchiffrer le volume global puis récupérer les données.

APFS : Le chiffrement est intégré au cœur même du système de fichiers (Multi-Key Encryption), géré par les puces de sécurité d'Apple (T2 ou Apple Silicon). Si les métadonnées de chiffrement contenues dans le conteneur APFS sont corrompues, l'accès à la totalité des données est perdu, même en connaissant le mot de passe de l'utilisateur.

5. L'atout majeur d'APFS : Les Snapshots (Clichés instantanés)

C'est la seule catégorie où APFS surpasse nettement HFS+ : APFS crée automatiquement des "snapshots" légers du système de fichiers (notamment lors des mises à jour système ou avec Time Machine).

Si vous effacez par erreur des fichiers mais qu'un snapshot a été généré quelques heures plus tôt, vous pouvez remonter dans le temps et restaurer le volume dans son état exact, sans même avoir besoin d'un logiciel spécialisé. HFS+ ne possède pas cette fonctionnalité.

Verdict

HFS+ est le grand gagnant pour la récupération de données de disque Mac "traditionnelle" : Ses structures de données prévisibles et sa tolérance à la suppression de fichiers en font un système très flexible pour les experts en laboratoire et les logiciels de récupération (comme Disk Drill, R-Studio ou PhotoRec).

APFS privilégie la sécurité et la vitesse au détriment de la récupérabilité : Il est remarquablement robuste contre la corruption accidentelle (grâce au Copy-on-Write), mais si une perte de données survient sur un SSD sous APFS, les chances de récupération sont extrêmement faibles en raison du TRIM et du chiffrement natif. La seule vraie protection sous APFS reste la présence de sauvegardes régulières (Time Machine / Cloud).