איך שהעולם משתנה - סקטורים  של 4K

כל עולמנו, החל בפיזיולוגיה של היונקים, כלה בתפיסתנו הבסיסית (כמו למשל, התמצאותנו במרחב), היגיון האנושי, חוקי הפיזיקה וחוקי החברה, מתבססים על תנאי מחייה על כדור הארץ שהיו קיימים for ever. הנה למשל, כוח הַכְּבִידָה. מה היינו עושים אם זה היה משתנה יום אחד? היקף ההשלכות היה אדיר. כך גם בתחומים אחרים המבוססים על הנחות יסוד מסוימות.

קצת יותר מצומצם אם כי חשוב לנו מאוד: עולם הדיסקים הקשיחים ומערכות ההפעלה. גם הוא עולם המושתת על הנחות יסוד מקובלות. אחת מהן היא הפורמט הסטנדרטי של הדיסקים הקשיחים (והדיסקים האופטיים). הפורמט המסורתי שקיים מזה כ-30 שנה, מחלק אותם לסקטורים, שהם חלקים של הטרקים (מסלולים מעגליים). כל סקטור מסוגל לאחסן כמות קבועה של מידע: 512 בייטים בדיסקים מגנטיים, או 2048 בדיסקים אופטיים, לכל סקטור. בגיאומטריה, סקטור הוא חלק מעיגול, בצורה של פרוסת עוגה. בדיסקים, הסקטור הוא קטע מטבעת קונצנטרית. כיוון והטבעות הפנימיות קטנות מן החיצוניות, נוצר מצב קשה לטיפול בו כתוצאה מכך שבכל סקטור כמות קבועה של ביטים הצפיפות היחסית של הטבעות החיצוניות הייתה נמוכה מזו של הפנימיות. בדיסקים המיוצרים מאז שנות התשעים אחסון המידע נעשה על ידי כתיבת ביטים אזורית, כלומר שמחלקים את הדיסק לאזורים (zones) שכל אחד כולל מספר קטן של טרקים שכנים. כל אזור חולק לסקטורים כך שהגודל הפיזי שכל הסקטורים כמעט זהה. במצב זה המכונה ZBR, לאזורים אשר בשולי הפלטה (שם הטבעות, כאמור, גדולות יותר) יש מספר רב יותר של סקטורים לטרק.
אשר למבנה הלוגי, כל סקטור פיזי מורכב מכותרת, שדה המידע ו-ECC או קוד לתיקון שגיאות. כלומר, בנוסף למידע המשתמש שמערכת ההפעלה כותבת  אל הדיסק (בשדה המידע), יש בכל סקטור נתונים המשמשים למנגנוני הדיסק לשם זיהוי וסנכרון פנימיים.
הגודל הסטנדרטי של 512 בייטים לדיסקים המגנטיים נקבע עוד בשנת 1956, על ידי חברות התוכנה והחומרה המובילות דאז, ובתיאום עם IDEMA, האיגוד ליצרני ציוד וחומרים לכונני דיסקים. לאחר שהתקן נקבע, החלו חוקרים לנסות ולהגדיר דרכי יישום

ותקנים שיתמכו בסקטורים של יותר מ-512 בייט, כדי להתכונן להגברה עתידית של קיבולות האחסון. אבל לא רק קיבולת האחסון היא סיבה לשינוי בתקן. הגדלת שדה המידע יכול גם לייעל את השטח המנוצל למידע ב 5 עד 13%, ובכך גם לשפר את יכולות ה-ECC. אם זכור לכם, מתישהו החלו להופיע דיסקים למוצרי צריכה (נגנים ניי-דים, מצלמות וידיאו דיגיטאליות וכו')

עם דיסקים קשיחים קטנים ("1.8) וסקטורים של 4,096 בייט (4K). פורמט זה נועד תחילה לדיסקים חיצוניים למטרות אחסון בלבד. למרות שהתאריך הרשמי שהוחלט ב-IDEMA למעבר בין הפורמט של 512 ל-" Advanced Format" של 4,096 בייט היה אמור להיות הראשון לינואר 2011, השנה ראינו שסיגייט, WD וטושיבה כבר החלו לייצר אותם.
תקן ה-Advanced Format משתמש למעשה באותם חישובים מתמטיים כמו בחלוקה לסקטורים של 512 בייטים, אבל משלב שמונה סקטורים לשדה מידע אחד. כתוצאה מכך, ניתן להגדיל את שדה ה-ECC מ-50 ל-100 ביטים ולהכניס בו אלגוריתמים חזקים יותר. כך, משתפרת היכולת לאתר ולתקן שגיאות במידע שהדיסק מסוגל לעבד, גם מעבר לשגיאה באורך ה-50 בייט הקשורה לפורמט המסורתי של 512 בייט לסקטור. או כפי שנאמר על ידי חבר מועצת IDEMA עוד ב-2005: "הגברת הצפיפות בדיסקים המגנטיים החדישים תדרוש קוד לתיקון שגיאות חסון יותר".

כאמור, מרכיבים רבים של מערכות מחשב יוצאות מתוך הנחה שהדיסק הקשיח מקונפג בסקטורים של 512 בייטים. זה כולל תוכנה וחומרה: לוחות אם, מערכות הפעלה, מנועי מסד נתונים, כלי חלוקה והעתקה של דיסקים, כלים לגיבוי ולמערכת הקבצים, כמו גם אפליקציות ימצאו את עצמן ללא תועלת אלא אם הפורמט החדש יתמוך בתאימות לפורמט הישן.
הפורמט של דיסקים מקונפגים עם סקטורים פיזים של 4,096 בייט שיכילו firmware של 512 בייט מכונה Advanced Format 512e (או 512emulation drives )

המרה
ההמרה של הפורמט הפיזי של 4,096 למצב וירטואלי של 512 בייט שקוף לישות הניגשת לדיסק. פקודות הקריאה והכתיבה נשלחות אל הדיסק באותה תצורה כמו בדיסקים המסורתיים. עם זאת, במהלך תהליך הקריאה, הדיסק בפורמט מתקדם מעלה את כל הסקטור הגדול של 4,096 בייט, המכיל את המידע של כל שמונת הסקטורים בני ה- 512 בייט ובתכם גם המקטע הנדרש לזיכרון פנימי של הדיסק. ה-emulation firmware מייצאת ומגדירה מחדש את המידע המבוקש כגוש של 512 בייט, לפני שהיא שולחת את המידע למערכת המחשב המארחת. התהליך כמעט ואינו מוריד את הביצועים.

הפנימי, לבצע אינטגרציה של המידע החדש אל תוך המידע שכבר קיים, ולאחר מכן לשכתב את כל הסקטור של 4,096  בייט למצע הדיסק. פעולה מורכבת זו מכונה RMW או Read-Modify-Write. בשל מורכבותה היא זקוקה בדרך כלל להשלמתה, לסיבובים נוספים של הדיסק הקשיח  - מה שמשפיע בצורה הניתנת לתחושה על ידי המשתמש. ניתוחי ביצועים שבוצעו על ידי IDEMA ויצרני הדיסקים מראים כי בין 5 ל-10% מכל פעולות הכתיבה אל הדיסק במחשב אישי טיפוסי דורשות RMW ומעכבות את תפקוד הדיסק.
התיקון להתאמת הכלים והאפליקציות שמדברות עם הדיסק הקשיח יהיה מסוגל לצמצם את בעיות הביצועים עם הדיסקים בפורמט החדש. היות וההערכות לסקטורים אלו או אחרים נעשית בעת יצירת הפרטישנים, יש להשתמש כבר בכלים מתאימים לחלוקת הדיסק.
נוכל להעריך כי בתקופת ההסתגלות הראשונה ניתקל בתוכנות רבות שלא יצליחו לתפקד בסביבה זו. ראו דוגמה במאמר משבוע שעבר בעניין חוסר הסתגלות של חלק ממוצרי יצרן מערכת ההפעלה לסביבת דיסקים הגדולים מ 2TB. כבר היום אנו יכולים למצוא תוכנות שחזור רבות, חופשיות ומסחריות, שאינן מסוגלות לטפל בדיסקים מסוג זה.
האם אפליקציות יתחילו להוציא גרסאות או תוספות להתאמתן לפורמט המתקדם? האם נצטרך להיפרד לשלום מאלו שלא יתאימו? האם (סביר מאוד) נצטרך להיפרד מכמה דולרים טובים כדי לקבל את העדכונים לפורמט החדש?
מה שכן, יש לנו חשש סביר שתוכנות מסחריות נפוצות בתחום שחזור הנתונים לא יועילו בפורמט החדש. מי שמתבסס עליהן בעבודת היום יום ואין בידיו את בסיס הידע שמאחורי המקצוע יאבק קשה כדי להשיג תוצאות.
יש רק דרך אחת להיות מוכן לשינויים קיומיים כגון זה, והיא לעולם לא להסתמך על המוכר והידוע.....
 מי יודע אם מחר לא ישנו לנו את החשמל מ-220W למשהו אחר? מי יודע אם מחר תזרח השמש?

הבטחת אבטחה

מזה כחודש אנו מקבלים פניות רבות במייל לגבי הדיסקים ש-"מוחקים את עצמם".
חלק מן הפונים מקווים שהמוצר יחסוך להם את דמי השירות של איון מידע מסווג בצ'יף (12 ש"ח). חלק אחר חושש מאוד מהעלמות בלתי רצונית/רצויה של מידע חשוב.
ביולי השנה השיקה טושיבה דיסק קשיח SED, או Self Encrypting Drive, עם "יכולת למחוק את המידע שבו אחרי ניתוק מערכות האחסון מן החשמל". החברה מודיעה כי יכולת המחיקה תופיע גם בגרסאות העתידיות של הדיסקים שלה. ואותם דיסקים מיועדים למחשבים שולחנים ונישאים. מעבר למחשבים האישיים, טושיבה גם מעוניינת להוסיף את הפיצ'ר בהתקני האחסון של מדפסות ומכונות צילום, המעבדות מסמכים חסויים בסביבה של הדמיה דיגיטלית, על מנת למחוק את המידע החסוי לפני הסילוק או מחזור הדיסקים. מטרה נעלה, אלא שלא מדובר בדיוק בהעלמת המידע, אלא בהצפנתו. הדיסקים יכילו מודולים של חומרה שיתאימו למאפיין המחיקה. הטכנולוגיה מבוססת על ביטול התוקף של מפתח הצפנת הדיסק ברגע שזרם החשמל במערכת הדיסק מופסק. הפיצ'ר פועל בהתאם לספציפיקציות האחסון Opal להגנת המידע מפני גניבה ואובדן.
והשאלה המתבקשת: "האם אחרי מחיקה עצמית המובטחת של הדיסק, ניתן יהיה עדיין לשחזר את המידע במעבדה?"
תשובה: אם יהיה הדיסק תקין, אין סיבה נראית לעין שלא ניתן יהיה לשחזר באמצעות כלי השחזור הקניינים של צ'יף.
 

לכל קוראינו במעגל ידידי צ'יף הרחב והמתרחב

חג שמח, שנה טובה ומתוקה

תכלה שנה וקללותיה, תחל שנה וברכותיה!
 

הפורצים בינינו

מדי שנה מנצלת חברת אבטחה מרמת גן את ועידת ההאקרים DEFCON בלאס ווגאס, כדי לתשאל את הבאים אליה. הודות לתשובותיהן ניתן לצייר המגמות החמות בקהילת הפורצים והשפעתן על אסטרטגיות האבטחה הארגוניות בעולם. השבוע פורסמו תוצאות הסקר השנתי האחרון (2010), המראות כי 73% מן הנשאלים מוצאים במהלך פעילויותיהם ובכשלושה רבעים מן הפעמים, רשתות מחשוב שלא הוגדרו כראוי, ועל כן מהוות  מטרות קלות לניצול. כ-58% מן הנשאלים משערים כי הסיבה לנפיצות הגדולה של רשתות עם הגדרות מרושלות  היא שאין לאנשי המחשבים בהן כל מושג מה לחפש בתחום האבטחה בעת בדיקת מצב הגדרות רשתותיהם.
עוד מסיק הסקר כי הרשתות הארגוניות מוזנחות בעקבות חוסר זמן ותקציב לבדיקות אבטחה (בכ-18% מן המקרים), או כתוצאה מבדיקות שאינן עולות על הפרות של נהלי אבטחה תקינים (14%), או -ב-11% מן המקרים- מפני שגורמי האיום משתנים כל כך מהר שלא ניתן לטפל בהם בזמן. מתוך שלושת הטיעונים הנ"ל נראה כי רק הראשון בעל משקל אמיתי ומתקשר למדיניות של עיגול פינות באבטחה (כפי שמוכר לנו גם בתחום השרידות) כדי לחסוך בכסף. מי שמחליט על מדיניות כזו, אין לא כנראה כל מושג בקשר לעלות האמיתית של כשל אבטחתי.
לגבי בדיקות האבטחה שאינן מצליחות להתיישר עם נהל תקין, הן באמת בזבוז כסף. ולגבי התירוץ האחרון - נוף איומים משתנה במהירות- סימן שגם הארגון צריך להזדרז, להגביר את תדירות הבדיקות והסריקות.
אבל, כמו בכל קהילה מקצועית הטרוגנית, בקהילת הפורצים והנפרצים פורחות האגדות - חלקן מבוססות יותר, חלקן פחות. השנה רומז הסקר על אגדת "קונספירציית העל של ההאקרים". הכיצד? - מסתבר ש11% מן ה-Black hat hackers  (העושים שימוש לרעה בפרצות) וכ-46% מאלו הפועלים בצורה בלתי חוקית אך במטרה טובה (Grey Hat), למעשה עובדים בתחום האבטחה בעבור ארגונים ותאגידים. הסוקרים גם מצאו כי-"פחות מ-30% מן הנשאלים מונעים על ידי הרצון לתקן מערכות פגומות". 43% מן הנסקרים מאמינים כי השתלת נוכל בין אנשי צוות ה-IT בחברות היא מתודולוגיית פריצה מוצלחת. ואף על פי כן, קשה להאמין שקיימת קונספירציה של עלית ההאקרים העל. בתוך עמנו אנו חיים, הגיוני יותר שהרשתות פשוט מוזנחות.
 

קישורים

● אפקט הדומינו (סרטון על איכות הסביבה) - תודה למיכל ט.

● יהיה בסדר: הסטנדפיסט-עולה-חדש בנג'י לוביט, כבר מפורסם בקרב הישראלים ממוצא אנגלו-סקסי, ובקרוב יפרוץ לתודעה הציבורית.

● כתבה ב-זי די נט: כנראה שבשביל להיות האקר לא צריך להיות גאון, רק צריך לשנוא את מייקרוסופט ועוד (האתר microsoft.com מותקף בין 7,000 ל-9,000 פעמים בשנייה!)