Globalna awaria internetu: kilka realnych scenariuszy

Internet to globalny system łączący ogromną liczbę komputerów i pozwalający na wymianę danych między nimi. Czy możliwe jest by wszystkie z nich uległy awarii i przestały funkcjonować? Co mogłoby spowodować taką katastrofę?

Znaczenie dostępu do internetu systematycznie rośnie i ma coraz większy wpływ na funkcjonowanie biznesu. Transformacja cyfrowa lub popularyzacja aplikacji chmurowych, które nie mogą działać bez dostępu do globalnej sieci, powodują coraz większe uzależnienie firm od sprawnego funkcjonowania tego systemu telekomunikacyjnego.

A chyba każdemu użytkownikowi zdarzyły się problemy związane z brakiem dostępu do internetu wskutek awarii łączy kablowych lub bezprzewodowych. Najczęściej są to problemy lokalne i możliwe do względnie szybkiego usunięcia. Przypominają jednak jakie problemy mogą się pojawić, gdyby internet przestał funkcjonować.

Zobacz również:

Odpowiedź na pytanie, czy możliwa jest globalna awaria sieci, ma znaczenie. W niektórych przypadkach może bowiem pozwolić na przeciwdziałanie lub ograniczenie skutków potencjalnej katastrofy. Niestety doprowadzić do niej mogą zarówno czynniki, które są do przewidzenia, jak i takie, których sobie jeszcze nie wyobrażamy.

Dlaczego internet jest odporny na awarie

Infrastruktura internetu to największy, rozproszony system telekomunikacyjny jaki ludzie zbudowali w swojej historii. W rzeczywistości nie jest to sieć komputerowa, a system łączący wiele takich, niezależnie funkcjonujących sieci. Można powiedzieć, że internet to sieć łącząca sieci.

W powszechnym przekonaniu globalna awaria internetu nie jest możliwa. W rzeczywistości jednak jest tylko mało prawdopodobna.

Internet ma zdecentralizowaną infrastrukturę, ogromną liczbę redundantnych połączeń oraz systemów do backupu i odtwarzania danych. Składa się też z ogromnej liczby współpracujących sieci komputerowych i zmienia się w każdej sekundzie, gdy do internetu są podłączane lub odłączane pojedyncze urządzenia komputerowe lub ich zestawy.

„Podstawą architektury internetu jest radykalna decentralizacja, która istotnie zabezpiecza go przed globalną awarią. Dlatego też, z punktu widzenia teorii systemów, awaria taka jest bardzo mało prawdopodobna” mówi Paul Levinson, profesor z Fordham University zajmujący się teorią działania systemów.

Ale praktyczne scenariusze sytuacji, która mogłaby doprowadzić do globalnej katastrofy istnieją i wcale nie są wymysłem szalonych naukowców lub autorów książek science-fiction. Ich przykłady przedstawiono między innymi w artykule „Can the internet crash? How the unthinkable could happen” opublikowanym na portalu CIO.

Globalna katastrofa

Awaria globalna lub obejmująca duży obszar, np. kontynent wymagałaby jednoczesnego zablokowania połączeń udostępnianych przez firmy NSP (Network Service Providers), które obsługują szkielet sieci i zapewniają dostęp do internetu komercyjnym dostawcom usług. A każda firma NSP z reguły wykorzystuje wiele rozproszonych geograficznie, współpracujących centrów komunikacyjnych.

Jeśli nawet infrastruktura pojedynczego dostawcy sieci przestanie działać, to ruch może zostać przekierowany przy wykorzystaniu tysięcy innych dostępnych ścieżek połączeń. Fizycznie każda ścieżka jest obsługiwana przez zestaw różnych serwerów, kabli i urządzeń sieciowych. Uszkodzenie pojedynczego, lub nawet tysięcy takich elementów nie powoduje awarii internetu, co najwyżej może spowodować lokalne problemy.

Dlatego też zablokowanie działania internetu na świecie mogłaby wywołać tylko ogromna katastrofa powodująca fizyczne zniszczenie jego infrastruktury na bardzo dużym obszarze.

Dla użytkowników internetu w pewnym sensie dobrą wiadomością jest to, że katastrofa powodująca uszkodzenie infrastruktury wszystkich podstawowych dostawców sieci i zablokowanie działania globalnej sieci najprawdopodobniej wiązałaby się z zagrożeniem dla życia na całej naszej planecie. Najczęściej przychodzące do głowy potencjalne przyczyny to uderzenie w Ziemię dużej asteroidy lub światowa wojna z wykorzystaniem broni termojądrowej. Ale wówczas dostęp do internetu na pewno nie miałby dla ludzi pierwszoplanowego lub żadnego znaczenia.

Wybuchy na słońcu

Obecnie znamy jedno zjawisko naturalne, które może stworzyć realne, wcale nie teoretyczne zagrożenie dla działania internetu w skali globalnej. Są to wybuchy na Słońcu. Burze słoneczne zdarzają się stosunkowo często. Ich częstotliwość zmienia się zgodnie z cyklem aktywności Słońca, który powtarza się co około jedenaście lat. Słoneczne wybuchy mają różną moc, ale z reguły generują potężne impulsy elektromagnetyczne oraz wysyłają w przestrzeń ogromne strumienie naładowanych cząstek. Jeśli zdarzy się, że zjawisko takie mające duże natężenie dosięgnie Ziemi to skutkiem może być zniszczenie większości komputerów i innych urządzeń elektrycznych. W efekcie oznaczałoby to między innymi globalną awarię internetu.

Wybuchy na Słońcu generują potężne fale elektromagnetyczne i strumienie naładowanych cząstek. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center

Wybuchy na Słońcu generują potężne fale elektromagnetyczne i strumienie naładowanych cząstek. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center

W niedalekiej historii miało to już miejsce. Opis skutków jakie wywołał słoneczny wybuch w roku 1859 jest dostępny, oczywiście między innymi w internecie. Choć w XIX wieku nie było jeszcze komputerów i internetu, ale prezentowane informacje dają pewne wyobrażenie jakie mogłyby być efekty we współczesnym wypełnionym elektroniką świecie.

Zabezpieczenie komputerów oraz innych urządzeń elektronicznych i elektrycznych przed skutkami ekstremalnie silnych impulsów elektromagnetycznych jest możliwe. Rozwiązania takie są na przykład opracowywane w laboratoriach wojskowych w celu zabezpieczenia sprzętu przed impulsami generowanymi podczas wybuchów bomb (jądrowych, termojądrowych lub elektromagnetycznych). Ale ich powszechne zastosowanie byłoby trudne i kosztowne, a w efekcie jest mało realne. Na razie pozostaje więc tylko mieć nadzieję, że tego typu scenariusz globalnej katastrofy internetu nie stanie się rzeczywistością.

Wrażliwe połączenia kablowe

Najbardziej narażonym na awarię elementem infrastruktury internetowej są obecnie podmorskie kable światłowodowe łączące różne kontynenty. Aktualnie jest ich ponad 400 i regularnie zdarzają się awarie spowodowane na przykład podmorskimi trzęsieniami ziemi, a czasami błędami ludzkimi (np. uszkodzenia przez kotwice statków). Dotyczą one jednak pojedynczych kabli i nie powodują całkowitego zerwania połączeń.

Czasami są to sytuacje kuriozalne. W 2011 roku 75-letnia kobieta z Gruzji poszukująca złomu przecięła łopatą kabel światłowodowy na ok. 5 godzin odcinając od internetu całą Armenię i część Gruzji.

W 2017 roku całkowita długość wszystkich działających podmorskich kabli światłowodowych wynosiła ponad 1,1 mln km. Długość pojedynczych połączeń to od 131 km do nawet 20 tys. km.

Potencjalne uszkodzenie wszystkich lub większości podmorskich, międzykontynentalnych łączy kablowych nie zatrzyma działania samego internetu, ale przestałby on funkcjonować globalnie co spowodowałoby ogromne utrudnienia w komunikacji i dostępie do wielu usług.

A ponieważ liczba kabli jest względnie mała, atak terrorystyczny lub militarny, choć trudny, jest możliwy i mógłby mieć dramatyczne skutki. Bo operacja odtworzenia zniszczonej infrastruktury byłaby bardzo kosztowna i długotrwała.

Można tu przypomnieć, że na początku 2017 roku przedstawiciele NATO publicznie ujawnili, że rosyjskie okręty podwodne istotnie zwiększyły swoją aktywność w obszarze gdzie położone są kable łączące Europę i Północną Amerykę. „Rosjanie ewidentnie zainteresowali się elementami podmorskiej infrastruktury telekomunikacyjnej wykorzystywanej przez państwa należące do NATO” powiedział wówczas Andrew Lennon, dowódca sił podwodnych tej organizacji. W przypadku międzynarodowego konfliktu uszkodzenie takiej infrastruktury byłoby ważnym celem w działaniach militarnych.

Podatności serwerów DNS

W 2015 roku organizacja ICANN opublikowała raport w którym informuje o podatności internetowego systemu adresowego na awarię, która może istotnie zwiększyć problemy wywołane np. przez uszkodzenie podmorskich kabli komunikacyjnych lub serwerów DNS najwyższego poziomu (root servers).

Paradoksalnie problem jest związany z redundancją internetowej infrastruktury, która zwiększa jego odporność na awarie, ale w niektórych przypadkach może spowodować poważne problemy.

„Jeśli znacząca część internetu ulegnie awarii przez stosunkowo długi, np. kilkudniowy okres, to system automatycznego wyszukiwania alternatywnych ścieżek komunikacyjnych może zostać istotnie zaburzony wskutek odtworzenia i dostarczenia działającym systemom DNS list adresów zawierających wymieszane aktualne i nieaktualne dane” napisano w raporcie. Techniczne szczegóły są skomplikowane i można je znaleźć w publikacji ICANN.

Oprócz tego, choć serwery DNS najwyższego poziomu są dobrze zabezpieczone przed awariami, ale jest ich tylko 13. Gdyby wszystkie przestały działać wskutek fizycznego uszkodzenia lub ataku wirusowego, efektem byłby paraliż globalnej sieci.

A ponieważ liczba tych wrażliwych punktów sieci jest stosunkowo niewielka, więc realizacja jakiegoś nowego pomysłu na skuteczne zaatakowanie systemu DNS mogłaby wywołać globalną katastrofę. Trzeba zauważyć, że efektywne ataki na pojedyncze serwery DNS niższego poziomu są przeprowadzane dość często przy wykorzystaniu różnych technik stale rozwijanych przez cyberprzestępców. Ale blokada całej globalnej sieci miałaby również dla nich negatywne skutki, więc nie jest to scenariusz prawdopodobny. Chyba że pojawi się jakiś genialny, szalony haker, który z frustracji, dla sławy lub z innych pobudek opracuje wirusa wykorzystującego architekturę internetu do zablokowania działania sieci.

Nie jesteśmy w stanie przeanalizować wszystkich parametrów i elementów składających się na infrastrukturę internetu. Dlatego niektórzy specjaliści uważają, że jeśli dojdzie do awarii globalnej sieci to zostanie ona spowodowana przez czynniki, których obecnie nie możemy przewidzieć.