Bit2Watt: Новий метод кібератак на дата-центри, що загрожує енергетичній стабільності
Створення потужних дата-центрів для систем штучного інтелекту (ШІ) вже саме по собі є надзвичайно складним завданням. Ці об’єкти створюють колосальне навантаження на енергетичні мережі, але, як з’ясувалося, це лише верхівка айсберга. Дослідники з Китаю виявили, що користувачі хмарних сервісів можуть генерувати штучні обчислювальні навантаження, здатні вивести з ладу як самі дата-центри, так і енергосистеми, до яких вони підключені.
Джерело зображення: NASA / unsplash.com
Китайські науковці розробили концепцію атаки під назвою Bit2Watt. Ця схема дозволяє зловмиснику, який маскується під легітимного клієнта хмарних сервісів, запускати на графічних процесорах (GPU) дата-центру спеціально розроблені шкідливі обчислювальні завдання. Ці завдання можуть завдати шкоди як самому дата-центру, так і пов’язаним з ним системам електропостачання. Про подібні ризики раніше попереджали експерти з Microsoft, Nvidia, OpenAI та Meta✴. Зокрема, фахівці з Microsoft, Nvidia та OpenAI зазначали, що коливання споживання енергії, спричинені різкими змінами навантаження на GPU, можуть резонувати з критичними частотами енергосистеми, призводячи до фізичних пошкоджень інфраструктури.
Під час тренування моделей ШІ, коли десятки тисяч графічних процесорів одночасно змінюють рівень споживання енергії, можуть виникати перепади потужності на десятки мегават. Такі стрибки виходять за межі можливостей багатьох енергетичних мереж.
Схема Bit2Watt перетворює цей потенційно небезпечний сценарій на зброю. Шкідливі робочі навантаження на GPU можуть викликати перепади показників електромережі з частотою до 6000 Гц. Це призводить до таких негативних наслідків, як стрибки напруги, гармонійні спотворення та погіршення демпфування. В одному зі сценаріїв, описаних дослідниками, сумарний коефіцієнт гармонійних спотворень сягнув 46,8%, що означає, що майже половина електричного струму витрачалася на непродуктивну роботу. Одночасно тепловиділення обладнання зросло на 20%. Коефіцієнт демпфування став негативним (-0,27), що свідчить про те, що захисні механізми електромережі почали посилювати проблему. З спрацюванням систем захисту та різким відключенням ресурсів дата-центру можуть виникнути додаткові проблеми: раптове зникнення потужного споживача може спричинити каскадний збій у всій електромережі, призводячи до відключення до 80% її потужності.
Атака залишається майже непомітною, оскільки системи моніторингу хмарних провайдерів можуть сприймати її як звичайне, легітимне навантаження. Це означає, що захист має бути комплексним, поєднуючи кібербезпеку з фізичним моніторингом для виявлення небезпечних обчислювальних патернів. Крім того, схема Bit2Watt відкриває шлях до супутньої атаки Watt2Bit. Коли шкідливі механізми створюють електричне та теплове навантаження на обладнання, виникає збій типу “відмова в обслуговуванні”, який створює можливість для прихованої передачі даних шляхом модуляції потужності. Як доказ концепції, дослідники успішно відновили тестову послідовність даних довжиною 50 бітів.
Порада від Soft Portal:
Ця інформація є надзвичайно важливою для користувачів хмарних сервісів та адміністраторів дата-центрів. Розуміння потенційних загроз, таких як Bit2Watt, допоможе вжити необхідних заходів безпеки для захисту критично важливої інфраструктури від кіберта фізичних атак, що можуть мати серйозні наслідки для енергетичної стабільності.