Вчені з Університету Флориди та Університету електрокомунікацій в Японії виявили, що звукові хвилі, спрямовані з відстані до 6 метрів, можуть негативно впливати на роботу підводних дата-центрів. Зокрема, це призводить до зниження швидкості відгуку додатків і пропускної здатності систем зберігання даних RAID. Під час експериментів порушення в роботі файлової системи були зафіксовані вже через 2 хвилини безперервного акустичного впливу. У деяких випадках жорсткі диски можуть бути безповоротно знищені.
Модулі підводних центрів обробки даних (ЦОД) використовують навколишню воду для відведення тепла, що знижує експлуатаційні витрати на підтримку охолодження серверів та іншого обладнання. Microsoft експериментує з цією технологією в рамках ініціативи Project Natick, компанія Subsea Cloud вже надає комерційні рішення, а китайська Highlander має намір зробити такі об’єкти масовими.
Дослідження показали, що підводні ЦОД можуть бути вразливими перед атаками з використанням звукових хвиль. З відстані до 6 метрів можна завдавати акустичного удару, що негативно впливають на жорсткі диски (HDD) у RAID-масивах. Вчені моделювали атаки як на системи, оснащені тільки HDD, так і на гібридні платформи з твердотільними накопичувачами на основі флеш-пам’яті (SSD) і HDD. З’ясувалося, що вплив звукових хвиль, що досягає резонансу, призводить до вібрації головок читання-запису і пластин дисків, що негативно впливає на продуктивність диска. Руйнівний ефект таких вібрацій зростає зі зростанням інтенсивності звуку.
Для випробувань сервер Supermicro, оснащений масивом зберігання даних RAID 5, поміщали в металевий корпус у двох варіантах: критий лабораторний резервуар для води та випробувальний стенд на відкритій воді, в цьому випадку на озері в кампусі Університету Флориди. Звук відтворювався з підводного динаміка.
Дослідники виявили, що пропускна здатність масивів RAID 5 знижувалася під час впливу звукових хвиль різної частоти, наприклад, ішлося про 2, 3,7, 5,1-5,3 і 8,9 кГц. Ймовірно, це пов’язано з тим, що компоненти всередині жорстких дисків і сервера мають різні резонансні частоти. Порушення в роботі файлової системи були зафіксовані вже через 2,4 хвилини безперервного акустичного впливу. Це призводило до зростання затримок доступу до бази даних на 92,7% і, як наслідок, знижувало надійність системи. Деякі жорсткі диски можуть бути безповоротно знищені.
Здійснювати подібні атаки можна з модулів, що підключаються до човнів або підводних апаратів. Ба більше, підводні ЦОД уразливі не тільки до цілеспрямованих атак, а й до випадкових впливів звукових хвиль, які у великій кількості присутні в океані. Щоб пом’якшити загрозу, дослідники розглянули кілька методів.
Один із них полягає у використанні звукопоглинальних матеріалів для ослаблення вібрації, викликаної звуком. Але побічним ефектом стало підвищення температури сервера під час виконання робочих навантажень. До того ж, зловмисник міг подолати цей захист, збільшивши гучність звуку. Деяку ефективність показало використання машинного навчання для розпізнавання нетипової поведінки накопичувачів і оперативного перенесення навантажень на інші вузли.
Тим часом компанія Subsea Cloud заявляє про можливість розміщення дата-центрів на глибині до 3 км. Ймовірно, тільки дуже цілеспрямований зловмисник спробує дістатися туди.