サービス起動前である点や、ファイルのパーミッションの話から、OS やセキュリティソフトなど SQL Server 以外に原因がある可能性も考えられるので、イベントログなどから詳細に追っていくことになるかと思います。
イベントログに何が記録されていたか具体的に記述されていませんので具体的な話はできないのですが、何かは記述されていたようですし、そのあたりを切り口に調べていくことをお勧めします。
ファイル属性の変更は、Windows の標準機能の範囲ですとファイルシステムの監査で取れるかもしれません。(未確認)
http://technet.microsoft.com/ja-jp/library/dd560628(v=ws.10).aspx
ただし事前に設定が必要かもしれません。
いずれにせよ、Windows の話のような気がします・・・。
MCITP(Database Developer/Database Administrator)