Schleichende Datenkorruption Was ist Bit Rotting / Data Rot / Silent Corruption?

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Der deutsche Begriff für Bit Rotting, Data Rot oder Silent Corruption lautet „schleichende Datenkorruption“. Durch spontanes Kippen einzelner Datenbits auf einem Massenspeichermedium geht die Integrität der dort gespeicherten Daten verloren. Bit Rotting hat verschiedene Ursachen und tritt auf unterschiedlichen Speichermedien wie Festplatten, Flash-Speichern oder optischen Datenträgern auf. Obwohl sich einzelne Bits nur relativ selten spontan verändern, kann Data Rot schwerwiegende Folgen haben.

Alternative Begriffe für Bit Rotting sind „Data Rot“, „Data Rotting“, „Silent Corruption“, „Bit Decay“ oder „Data Decay“. Ins Deutsche übersetzt bedeutet Silent Corruption „schleichende Datenkorruption“. Manchmal werden die Begriffe „schleichender Datenverfall“ oder „Bit-Verfall“ verwendet.

Silent Corruption beschreibt das Phänomen, dass einzelne Datenbits auf einem Massenspeichermedium spontan kippen und sich unbeabsichtigt verändern. Solche spontanen Veränderungen treten zwar nur relativ selten auf, sind aber aufgrund der großen gespeicherten Datenmengen ein ernst zu nehmendes Problem für die generelle Integrität der Daten und können schwerwiegende Folgen haben. Schon ein einzelnes gekipptes Bit kann eine komplette Datei unbrauchbar machen oder ihren Inhalt verfälschen. Unter Umständen verhindert Silent Corruption zum Beispiel, dass sich vor längerer Zeit erstellte Backups wieder einspielen lassen.

Bit Rotting hat verschiedene Ursachen und tritt auf unterschiedlichen Speichermedien wie Festplatten, Flash-Speichern oder optischen Datenträgern auf. Je mehr Daten gespeichert sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass einzelne Dateien von Data Rotting betroffen sind. Durch das Erzeugen von Prüfsummen, regelmäßige Integritätsprüfungen und Redundanzen der gespeicherten Daten lässt sich Silent Corruption erkennen und beheben. Besonders widerstandsfähige Dateisysteme wie ZFS, Btrfs oder ReFS integrieren Mechanismen wie Data Scrubbing zum Schutz vor Data Rotting.

Von Silent Corruption betroffene Speichermedien und Ursachen

Data Rot tritt auf ein einzelnes Bit betrachtet recht selten auf, wird aber umso wahrscheinlicher, je mehr Daten auf einem Datenträger gespeichert sind. Grundsätzlich sind fast alle Speichermedien von Bit Rotting betroffen. Die Ursachen können sehr unterschiedlich sein. Bei herkömmlichen Festplatten können beispielsweise Verschleiß, extreme Temperaturen oder elektromagnetische Strahlungseinflüsse das Kippen einzelner Bits auslösen. Auf Flash-basierten Speichermedien wie Solid State Drives (SSD) ist der Elektronenverlust in den Speicherzellen eine mögliche Ursache für Data Rot. Optische Datenträger wie CDs, DVDs oder Blu-rays erleiden schleichende Datenkorruption zum Beispiel durch die Alterung des verwendeten Datenträgermaterials oder durch externe mechanische Einwirkungen.

Schutzmaßnahmen gegen Silent Corruption

Um Silent Corruption vorzubeugen, ist es wichtig, spontane Veränderungen einzelner Bit-Werte zu erkennen. Dies lässt sich durch das Generieren und regelmäßige Auswerten von Prüfsummen realisieren. Wird ein Bitfehler erkannt, ist der Originalzustand der Datei durch eine zuvor erstellte Kopie wiederherstellbar. Einige Prüfsummenverfahren erlauben sogar ein direktes Korrigieren des gekippten Bits, ohne dass eine Datenkopie vorhanden sein muss.

Moderne, besonders widerstandsfähige Dateisysteme wie ZFS, ReFS oder Btrfs haben Mechanismen zur Erkennung und Behebung von Bit Rotting implementiert. Sie erzeugen automatisch Prüfsummen und Redundanzen, führen im Hintergrund Integritätstests beim Lesen und Schreiben der Daten durch und beheben erkannte Fehler automatisch im laufenden Betrieb.

Ein häufig angewandtes Verfahren ist das Data Scrubbing. Data Scrubbing sucht im Hintergrund nach Fehlern und repariert diese automatisch mit redundanten Kopien der Daten.

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