Các ông lớn công nghệ từ lâu đã phải chiến đấu với một hiện tượng siêu kỳ lạ từ ngoài không gian, khiến bộ não của các thiết bị điện tử chúng ta bị "loạn code": bức xạ vũ trụ đó các bạn ơi!
Các hạt tích điện cực nhỏ li ti được bắn ra từ những ngôi sao xa xôi ngoài Hệ Mặt trời, bay về Trái đất và "đâm" vào các thiết bị xung quanh chúng ta mỗi ngày. Không hình không tiếng nhưng lại cực mạnh, đủ gây ra hiện tượng hiếm hoi mà đến giờ giới khoa học vẫn chưa giải thích được hết: bit flip (tạm hiểu là bit "đi lạc" đó).
Bit flip là cái gì mà "xịn" vậy?
Máy tính, điện thoại và mọi thiết bị điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản: trạng thái bật/tắt của những đơn vị tính toán nhỏ nhất - bit. Mọi thao tác của bạn đều được dịch thành dãy nhị phân các bit biểu diễn bằng "0" và "1" - thứ ngôn ngữ duy nhất máy tính hiểu được.
Bit flip xảy ra khi một bit bất kỳ trong chương trình đột ngột đổi trạng thái - từ "0" thành "1" hoặc ngược lại - do tác động từ môi trường ngoài tầm kiểm soát của phần mềm. Bức xạ vũ trụ và sự dao động về công suất hoặc nhiệt độ là những nguyên nhân tự nhiên phổ biến nhất, theo trang tin công nghệ Ars Technica.
"Bit flip đang càng ngày càng phổ biến vì các chip ngày càng nhỏ và tiết kiệm pin hơn: chương trình cần càng ít năng lượng để thiết lập trạng thái một bit, thì bức xạ vũ trụ cũng cần càng ít năng lượng để vô tình thay đổi bit ấy" - TS John Cook, chuyên gia bảo mật dữ liệu, chia sẻ trên blog cá nhân.
Tỉ lệ sai sót tí xíu nhưng hậu quả "khủng bố"
Tỉ lệ sai sót 1/tỉ bit nghe có vẻ không đáng lo, nhưng với máy móc thì đây là sự khác biệt giữa hoạt động mượt mà và... thảm họa luôn ấy chứ! Trật 1 bit có thể khiến thiết bị không làm tốt việc của nó, hoặc tệ hơn là làm những việc mà lẽ ra nó không được phép làm.
Ví dụ cái vụ "drama" trong cuộc bầu cử ở Bỉ năm 2003 nè. Tại một điểm bỏ phiếu ở thủ đô Brussels, một ứng viên nhận được 4.096 phiếu bầu... từ trên trời rơi xuống do máy tính tự cộng thêm vào kết quả Vụ này chỉ lộ vì tổng số phiếu người này nhận được còn nhiều hơn số cử tri tại đơn vị bầu cử luôn!
Sau khi loại trừ lỗi phần mềm và gian lận, nhà chức trách kết luận bit flip do bức xạ vũ trụ là lời giải thích hợp lý duy nhất. Dù không có bằng chứng "cứng", suy đoán này hoàn toàn có cơ sở: con số 4.096 đúng bằng 2^12, nghĩa là bit thứ 13 trong dãy nhị phân bằng cách nào đó đã bị "bật" từ 0 sang 1.
Từ xe hơi đến tim người đều dính "bão" bit flip
Năm 2009, Toyota phải triệu hồi hơn 9 triệu xe trên toàn thế giới vì lỗi tăng tốc đột ngột không theo ý muốn, trong khi người lái không thể dùng phanh vì toàn bộ điều khiển đều đã được máy tính hóa. Lần này hậu quả không còn chỉ là con số: nhiều vụ tai nạn xảy ra dẫn đến chết người
Một người đi tù sau khi điều khiển Toyota lao vào người đi đường nhưng sau đó được xóa án vì chứng minh được tai nạn nằm ngoài tầm kiểm soát, theo podcast của Radiolab. Khi các chuyên gia điều tra, họ phát hiện nhiều lỗi được báo cáo đều xuất phát từ sự kiện bit flip, theo Business Insider.
TS Marie Moe ở Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU) từng có trải nghiệm "hú hồn" với bit flip năm 2016, khi nó khiến máy điều hòa nhịp tim cô mang theo đập mạnh bất thường - cảm tưởng có thể nhìn thấy từng cơn co thắt của tim từ bên ngoài lồng ngực - khi cô đang ngồi trên máy bay cách mặt đất hàng chục km
Khi chuyến bay hạ cánh tại sân bay Amsterdam 20 phút sau, xe cứu thương đã đợi sẵn để chuyển Moe đến bệnh viện. Một kỹ thuật viên chuyên về máy tạo nhịp tim tìm ra vấn đề: dữ liệu trong chiếc máy tính tí hon của thiết bị này bằng cách nào đó đã bị hỏng, dù không thể giải thích tại sao.
Nhưng với Moe, một nhà nghiên cứu an ninh mạng, kẻ tình nghi hàng đầu đến từ ngoài không gian: các hạt nhỏ hơn nguyên tử va vào nhau trong bầu khí quyển Trái đất cho đến khi một trong số chúng va phải máy tạo nhịp tim của cô ngay giữa chuyến bay. Vụ va chạm gây mất cân bằng điện và làm thay đổi bộ nhớ thiết bị.
Máy bay cũng không "thoát"
Bức xạ vũ trụ tăng dần theo độ cao, vì bầu khí quyển đã giúp che chắn chúng ta phần nào. Năm 2008, một máy bay của hãng Qantas Airways khi bay ngang qua khu vực Tây Úc đã đột ngột giảm độ cao hai lần trong vòng 10 phút khiến hàng chục hành khách bị thương.
Cuộc điều tra của Cục An toàn giao thông vận tải Úc cho thấy trước khi máy bay có hành vi bất thường, hệ thống lái tự động đã tính toán sai góc và kích hoạt việc chúc mũi máy bay xuống để cân bằng.
Dù báo cáo nhận xét "không có đủ bằng chứng để khẳng định liệu một hạt ion hóa làm thay đổi dữ liệu máy tính có thể đã kích hoạt chế độ này hay không", đây là lý giải khả dĩ nhất sau khi các nguyên nhân khác được đánh giá từ "ít khả năng" đến "rất ít khả năng" xảy ra. "Không cách gì khẳng định chắc chắn rằng các tia vũ trụ là thủ phạm của một sự cố cụ thể, bởi chúng không để lại dấu vết gì" - BBC giải thích.
Vậy có phải chúng ta đang "ngồi trên đống lửa"?
"Trong một thế giới mà các phương tiện tự hành ngày càng phổ biến, làm thế nào để chứng minh tai nạn giao thông xảy ra là do bức xạ vũ trụ?" - TS Paolo Rech của ĐH Trento (Ý) đặt vấn đề.
Rech và các cộng sự đang tiến hành thí nghiệm bắn các hạt nơtron với cường độ gấp 100 triệu lần tần suất tự nhiên vào thiết bị điện tử và theo dõi hiện tượng bit flip xảy ra. "Thay vì chờ đợi nhiều tháng hoặc hàng năm trời, bạn có thể tạo ra lỗi bit flip trong vài giây hoặc vài phút" - ông giải thích.
Thí nghiệm còn chỉ ra một mối nguy tiềm tàng khác: Về mặt lý thuyết, các hệ thống máy tính trọng yếu như ngân hàng hay quân sự có thể bị tấn công bit flip bằng máy gia tốc hạt bắn thẳng vào chúng, dù điều này cực kỳ tốn kém và không dễ thực hiện.
Khoan đã, không cần lo lắng quá đâu!
Vậy bit flip có phải hiểm họa lơ lửng trên đầu nhân loại? Theo các chuyên gia thì không có quá nhiều lý do để bi quan, nhất là khi giới công nghệ và khoa học đã biết về bức xạ vũ trụ từ những năm 1960 rồi.
Các sự cố nêu trên xảy ra trong thời kỳ chuyển giao giữa công nghệ analog và kỹ thuật số, khi ảnh hưởng của tia vũ trụ lên đồ điện tử còn chưa được nghiên cứu kỹ. Ngày nay, bit flip vẫn là rủi ro tiềm ẩn nhưng nhân loại đã có sự chuẩn bị tốt hơn. Có khoảng 50 trạm giám sát nơtron đang hoạt động trên thế giới để cảnh báo sớm nếu phát hiện bất thường.
Các công ty trong lĩnh vực vũ trụ, quốc phòng, hàng không và điện tử tiêu dùng cũng như các nhà sản xuất chip, công nghiệp ôtô, truyền thông, cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin... đều đã nhận thức được tác động của tia vũ trụ và đã làm việc với các nhà nghiên cứu để thực hiện biện pháp an toàn và giảm thiểu rủi ro, theo TS Bhuva.
Ngày nay, rủi ro từ bức xạ vũ trụ được quản lý tốt đến mức người dùng gần như không còn ý thức được sự tồn tại của chúng. Nếu không có sự kiểm soát này, "các thiết bị điện tử mà chúng ta dùng hằng ngày đã đối mặt với đủ loại vấn đề" - ông giải thích.
Nhà phân tích công nghệ Avi Greengart nói với Business Insider rằng ông đã tư vấn cho nhiều công ty và tia vũ trụ chưa bao giờ xuất hiện trong nội dung thảo luận. Bit flip là một dạng rủi ro phải "đúng nơi, đúng thời điểm" mới có thể gây họa, mà cơ hội để các tia vũ trụ thay đổi trạng thái các bit trong thiết bị điện tử của chúng ta là rất thưa thớt và ngẫu nhiên.
Cho đến nay, rất ít thảm họa lớn đã được ghi nhận là do tia vũ trụ gây ra, ít nhất là theo khả năng hiểu biết hiện tại của nhân loại. Ngay cả trong những trường hợp đang bị nghi vấn, không ai dám nói chắc rằng bức xạ vũ trụ thật sự là nguyên nhân mà chỉ dừng lại là một lời giải thích hợp lý.
GS Bhuva cũng cho rằng bit flip không phải là rắc rối mà hầu hết chúng ta trải nghiệm thường xuyên, nếu có trải qua thì chưa chắc đã nhận ra. Một thiết bị điện tử có thể "giở chứng" trong giây lát do bit flip, nhưng hẳn ai cũng sẽ xem đó như một trục trặc ngẫu nhiên không dính dáng tới vũ trụ. Dù gì thì đồ điện tử mà không hư hỏng lặt vặt thì mới là lạ, không phải sao?
Bonus: Vì sao chúng ta không thể "trốn" được?
Máy tính chỉ hiểu các chỉ dẫn logic "1" và "0" - để biểu thị "có" hoặc "không". Việc "có" có thể được chuyển thành "không" một cách âm thầm và ngẫu nhiên vào bất kỳ lúc nào là một viễn cảnh đáng sợ khi con người ngày càng phụ thuộc và giao nhiều nhiệm vụ cho máy tính.
Nguồn: soha.vn