מצבי כישלונ של מכשירים אלקטרוניים לאחסון נתונים בתשתית קריטית

מבוא

מכשירים אלקטרוניים לאחסון נתונים הם הבסיס השקט של תשתיות קריטיות מודרניות.ממערכות בקרה ופיקוח ובקרה (SCADA) שמנהלות רשתות חשמל לרשומות הבריאות האלקטרוניות (EHR) בבתי חולים, אחסון נתונים אמין חיוני להמשכיות מבצעית, בטיחות וביטחון. מכשירים אלה - כולל כונן דיסק קשיח (HDDs), כונן מוצק של מדינת דחפים (SSDs), ומערך זיכרון -operates תחת תנאים תובעניים וכפוף לשיטות אבטחה אלה אינם יכולים רק להטמיעו שיטות אבטחה חיוניות למנגנוני אבטחה ופעולות אבטחה ופעולות אבטחה ופעולות אבטחה קטסטרופלריות בלבד;

מצבי כישלון נפוצים

כשלי אחסון נתונים נובעים ממשחק מורכב של מתחים פיזיים, לוגיים וסביבתיים, בעוד שמצבי הכישלון הספציפיים משתנים על ידי טכנולוגיה, הם יכולים להיות מסווגים באופן רחב להשפלה חומרה, שחיתות, גורמים סביבתיים, וטעויות אנושיות.

חומרה Degradation

רכיבי חומרה במכשירי אחסון כפופים לרכיבה לאורך זמן.ב-HDDs, מנגנוני הכישלון העיקריים כוללים ללבוש ללבוש, סטייקה (הפצה בין ראשי קריאה/כתיבה ו-platters), וכישלון מנוע ספין-מרכיבי אופניים בגובה של 30% מגובה על מחזור אחסון וקירור (perates Recarer משותף שבסופו של דבר יכול לגרום להפחתה של המשחק:0: כישלונות הזרועות של דבר מופעלות של דבר גורם שלילי) עבור תאים פיזיים (FLT/FD) לעתים קרובות יותר גבוה יותר ויותר)

תוכנה

כישלונות לוגיים הם בדיוק מסוכנים כמו אלה פיזיים. באגים של חברות תוכנה יכולים לגרום לדחפים להיות בלתי מגיבים או להשחית נתונים במעבר.ההתקפה הידועה לשמצה "Stuxnet" הוכיחה כיצד קוד זדוני יכול לכוון בקרים לוגיים הניתנים להגדרה מחדש (PLCs) ומחסן האחסון המשויכים שלהם, אך התקפות דומות יכולות להשחית את קושחית ה-C של מערכת הקבצים על HDDs.

גורמים סביבתיים

תשתיות קריטיות פועלות לעתים קרובות בסביבות קשות שבהן הטמפרטורה, הלחות, הרטט וההתערבות האלקטרומגנטית (EMI) נשלטות בצורה גרועה.FLT:0 Thermal RunawayFLT:1 הוא סיכון מסוים במערךי SSD: כמו תאים מחממים, זרמי דליפות מוגברת, ומייצרים יותר חום וכשלים גבוהים של 2019 יכולים לגרום לשחית של גלימות חיבור ונפיחות, בעוד שברשותם של מערכות אבטחה קצרות-HD, כמו אלקטרוניקה.

טעויות אנושיות

למרות האוטומציה, השגיאה האנושית נותרה גורם מוביל לכישלון אחסון נתונים בתשתיות קריטיות.ההגדרה של מערך RAID - כגון שימוש בסוגי כונן לא מתאימים או הגדרת סדרי עדיפויות לא נכונות - יכול להוביל לאובדן נתונים במהלך בנייה מחדש של ניתוק תאונות של קבצים קריטיים במערכת או מחיצות, לעתים קרובות במהלך תחזוקה, הוא נושא משותף נוסף.

השפעה על תשתיות קריטיות

כשל של מכשיר אחסון יחיד יכול להיות השלכות מרחיקות לכת בהתאם למגזר.כאן אנו בודקים שלושה מגזרים קריטיים שבהם אמינות האחסון היא דבר חשוב.

Power Grids

רשתות חשמל מודרניות מסתמכות על נתונים בזמן אמת מיחידות מדידה (PMUs), מונים חכמים ומערכות פיקוח.אחסון מכשירים נתונים תפעוליים, רשומות תקלות וקבצי תצורה חיוניים ליציבות הרשת.FLT:0Storage כשל במערכת ניהול אנרגיה (EMS) SDFLT:1 יכול לגרום לאובדן מודעות מצבית, שעלולה להוביל לאחסון שחור של קיבולת של קיבולת של כמה שעות לחץ דם שחור ב , לדוגמה, 000 של מערכת לחץ כבד של מערכת לחץ דם שחור, אשר היה קשה יותר, אשר היה מעורב לאחרונה, אשר היה מעורב לאחרונה, 000 לחץ דם שחור, 000 כישלונות, 000 כישלונות תחת לחץ דם כהה יותר, 000.

רשתות תחבורה

(העתקה, בקרת התנועה האווירית ומערכות ניווט ימיות תלויים כולם באחסון לא רצוני של נתונים ביקורתיים בטיחותיים.ברשתות רכבת, מעקב אחר בקרים במעגלים ומערכות אחסון של תבניות אותות ותצורה של נתיבים על אמצעי תקשורת מוצקים של המדינה.כישלון יכול לגרום למדינות אותות לא נכונים או פעולות מצב מוזנחות (ב-2020), מפעילת מעקה מרכזית בבריטניה חווה עיכוב נרחב לאחר ששחיתות בזירת האחסון של מערכות ה-FILOC) משפיעה על 300 יחידות זיכרון מחוברות (R) על גבי כלי רכב: 0-Flock)

מתקנים רפואיים

בתי חולים ומרפאות מסתמכים על אחסון עבור רשומות חולים, הדמיה רפואית (PACS), תוצאות מעבדה, ונתוני ניטור בזמן אמת. כשל אחסון במערכת בריאות אלקטרונית (EHR) יכול לשבש את זרימת העבודה הקלינית, לעכב טיפולים קריטיים, ולסכן את בטיחות המטופל.ב-2021, רשת בית חולים בארה"ב גדולה סבלה מ-36 שעות לאחר כישלון בקר גרם למחסן להיות נגיש; גיבוי של מערכות הדמיה של DRAM, כך שתועדות ב- DRAM, כך שברשותה, כך שברשותה, כך שברשותה, כך שברשותה, כך שמערכת הדמיה של מערכות DRAM של מערכות הדמיה של DRAM של מערכת DRAM של מערכות הדמיה של DLT של מערכת DRAM, לאחר כישלון של מערכות הדמיה של 3 שעות אבטחה דיגיטלית, לאחר כישלון של מערכת DRAM, לאחר כישלון בקר, לאחר כישלון בקר, לאחר כישלון של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של מערכות הדמיה של אבטחה של מערכות אבטחה של אבטחה של מערכות DRAM, לאחר כישלון של מערכת אחסון של מערכות הדמיה של מערכת אחסון של אבטחה של אבטחה של מערכת אחסון של מערכות DRAM, לאחר כישלון של מערכות DRAM, לאחר כישלון של מערכת אחסון של מערכת אחסון של מערכת אחסון של מערכת אחסון של מערכת אבטחה של מערכת אחסון של מערכת אבטחה של מערכת DRAM, לאחר

אסטרטגיות מייגציה

בהתחשב בסכומים הגבוהים, ארגונים ניהול תשתיות קריטיות חייבים לאמץ גישה שכבתית לאמינות האחסון.אסטרטגיות חייבות לטפל בחומרה, בתוכנה, סביבתית וסיכון פרו-תרבותי.

תגית: Redundancy

רדיונדנסיות ברמות מרובות - החליק, מערך ואתר - הוא קו ההגנה הראשון של תצורה RAID (במיוחד RAID 6 או RAID 10) הגנה מפני כשלים חד-מנועיים או כפולים.עם זאת, FLT:0RAID אינו גיבויFLT:1; הוא מספק זמינות רק במהלך בנייה מחדש.ארגונים צריכים גם להשתמש באספקת חשמל מחוסמת, חם-spram, ומניעים ללא יכולת גבוהה יותר (ptrastrascons) כדי להבטיח למערכות הגנה על ידי צמיגים (plasticial) ו-pRM (pRM) ל-pRMFRMIFRM) באופן משמעותי).

תחזוקה רגילה ו ניטור

ניטור פרואקטיבי של פרמטרים בריאותיים אחסון - כגון SMART (Self-Monitoring, Analysis ודיווח טכנולוגיה) תכונות, לכתוב גורם להעצמה, וטמפרטורה - יכול לחזות כישלונות שבועות מראש:0 ;0) תחליף מוקדם תחליף חלופיים FLT:1 הוא עלות יעילות כאשר התראות מודגשות.

בקרת הסביבה

שמירה על טמפרטורה יציבה ולחות בתוך טווחים מכובדים של היצרן מרחיבה את תוחלת החיים של מכשיר האחסון.בהגדרות תעשייתיות, להשתמש במתחים חתומות עם קירור פעיל או חימום כפי שנדרש.עבור יישומים תחבורה, FLT:0industrial-class כונן מוצק-מדינה מוצק (iSSDs)FLT:1 עם טווחי טמפרטורה תפעול רחב יותר (-40C ל +85 ° C) וציפוי הם מומלצים אלקטרו מגנטיים עבור זיהומים מתקדמים.

גיבוי נתונים ושיקום אסון

אסטרטגיית גיבוי עוקבת אחר כלל 3-2-1: שלושה עותקים של נתונים, בשני סוגי מדיה שונים, עם עותק אחד של האתר.עבור תשתיות קריטיות, לשקול גיבויים בלתי-מוגדרים שלא ניתן לשנות או למחוק על ידי כופר.FLT:0 Air-gapped גיבויsroved Air-gappedbacksearFLT:1 לספק את ההגנה הגבוהה ביותר, אך יש לבחון באופן קבוע עבור תוכניות שיקום אסון צריך לכלול נהלים ברורים עבור שחזור ממערכות אחסון מגיבויים מ-אווירה לאחר שעות לאחר שעות לאחר זמן קריטיות (RTO).

מדדי אבטחה

מכשירים אחסון הם וקטור להתקפות סייבר.נתוני הצפנה בכל מקרה באמצעות הצפנה ברמת חומרה (למשל, AES-256 עם TCG Opal או IEEE 1667 סטנדרטים) יישום בקרת גישה קפדנית למניעת עדכוני קושחה בלתי מורשים. לסרוק באופן קבוע עבור קוד זדוני אשר מכוון במיוחד בקרים אחסון - כמה איומים מתקדמים (APTs) משתמשים בקושחה כדי לשמור על התמדה. מסגרת אבטחת סייבר מספקת גישה מובנית לשילוב של אבטחה משולבת, בנוסף לשימוש בפרוטוקולים.

מצבי כישלון מתעוררים

ככל שטכנולוגיית האחסון מתפתחת, מצבי כישלונות חדשים מתעוררים.הבנתם מסייעת לתשתיות קריטיות מוכחות בעתיד.

ללבוש-Leveling Exhaustion ב- SSDs

אלגוריתמים מתקדמים של לבישת להפיץ פעולות אפילו על פני תאי פלאש.עם זאת, תחת עומסי עבודה חמורים מאוד - מקורם בהיסטוריונים SCADA - מאגר בלוקים ניתן מותשים, המוביל לכישלון מוקדם.FLT:0Over-provisioning FLT:1 (הספקות נוספת לא בשימוש על ידי המארח) יכול להפחית את זה, אבל מערכות רבות אינן מגדירות כראוי טכנולוגיות חדשות כגון מיקום (Z) אבל גם תכונות מתקדמות יותר מאשרות על ידי שימוש לרעה של אבטחה (Creative Control Zones) אלא גם על ידי שימוש לרעה של נתונים חדשים).

רנסמום ומופתים Cryptographic Attacks

רנססום המצפין את נפח האחסון ישירות הוא איום גובר על החברה האירופית הגדולה סבלה מתקפת כופר שמוצפנת את קושחה של מערך אחסון מרובים, המחייבת תוקפים שלמים של הבקרים.FLT:0 Backup-to-disk-to-disktance FLT:1 כי הם תמיד פגיעים במיוחד.

bit Rot and Silent Data Corruption

שחיתות נתונים שקטה בשל קרינה רקע או פגמים בתקשורת נפוצה יותר מאשר רבים נניח. A 2018 Google מחקר שגיאות DRAM מצא כי כ 8% של DIMMs ניסיון לפחות שגיאה אחת נכונה בשנה, בעוד שגיאות בלתי ניתנות לתיקון מתרחשות בקצב נמוך אך לא שלילי. עבור NAND פלאש, עלייה בשיעורי שגיאות bit (ER) כפי תאים יכולים להוביל דפי unreadable אם קודים תיקון SEC (C) הם לא מספיקים, בדיקות אבטחה, ותכונות אחסון נמוכות יותר.

הפרקטיקה הטובה ביותר לחוסנות

ארגונים צריכים להטמיע אמינות אחסון במסגרת החוסן הכוללת שלהם.המלצות מפתח כוללות:

• (FLT:0)Conduct קבוע מצב כשל ניתוח אפקטים (FMEArea)FLT:1 על תת-מערכת אחסון, עדכון רשומות סיכון עבור כל סוג של מכשיר ותצורה.
• (FLT:0) אנליזות חיזוי חיזוי אנליזה של AnalyticsFLT:1, באמצעות למידת מכונה על נתוני בריאות כדי לחזות כישלונות עם דיוק גדול יותר מאשר התראות המבוססות על הסף.
• (ב) ⁇ :0) ,100 מקדחות שיקום רבעוניים 1:1 מגיבויים כדי להבטיח הן חומרה והן תוכנה יכולים לעמוד ב- RTOs.
• (ב) ,0) אנשי סגל מרש"פ 1 (FLT) על טיפול במכשיר המתאים, הליכים סגורים ותגובה מקרית ספציפית לכישלונות אחסון.
• (FLT:0) כלי ניטור מאובחנים של ספק-אגנוסטיים (FLT:1) שיכולים להתאים את בריאות האחסון עם מדדים אחרים (למשל, איכות כוח, תעבורת רשת).
• (FLT:0) Review ועדכון מפרט רכש 1FLT) כדי לדרוש תכונות כמו הגנה על אובדן חשמל, טווח טמפרטורה רחב, ודירוגי סיבולת גבוהים עבור מכשירים פרוסים בתפקידים קריטיים.
• (FLT:0Engage with IndustryBuildsFLT:1, כגון איגוד התעשייה של אחסון (SNIA) ומכון מהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) להנחיות עדכניות על אמינות אחסון בתשתית קריטית.

מסקנה

מצבי הכישלון של מכשירים אלקטרוניים לאחסון נתונים בתשתיות קריטיות הם מגוונים ומתפתחים.הירידה של חומרה רגילה של ללבוש ולחץ סביבתי, שחיתות תוכנה מ באגים או קוד זדוני, וטעויות אנושיות מהוות סיכון משמעותי.ההשלכות של כשל רק מעבר לאובדן נתונים לפרסומות תפעוליות, סכנות בטיחות, ופצצות אבטחה יעילות יותר ויותר.