HDD vs. SSD: Risiken und Nebenwirkungen der Flash-Technologie Peter Böhret

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1 HDD vs. SSD: Risiken und Nebenwirkungen der Flash-Technologie Peter Böhret

2 Ihre Referenten heute Peter Böhret Geschäftsführer & VP Europe Kroll Ontrack GmbH Ihre Einwahldaten: Deutschland Frankfurt: München: Schweiz: Zürich : Österreich: Wien: Passcode:

3 Agenda Auswertung SSD Befragung HDD vs. SSD / Flash-Technologie Herausforderung für die Datenrettung Daten verschlüsseln Daten sicher löschen Überblick Datenrettungs-Services Fazit, Ausblick, Diskussion 3

4 Kroll Ontrack das Unternehmen

5 Kroll Ontrack Daten & Storage Portfolio Datenrettung Datenrettungs-Service Remote & On-Site Virtuelle Infrastrukturen Ontrack EasyRecovery - Datenrettungs-Software Sichere Datenlöschung Ontrack Eraser Software Ontrack Eraser Degausser Ontrack Erasing Services Daten Verfügbarkeit Ontrack PowerControls für Microsoft Exchange für Microsoft SharePoint für Microsoft SQL Archive & Tape Konsolidierung Datenmigration Medien & Datenkonvertierung Tape-Katalogisierung Tape-Deduplizierung 5

6 Kroll Ontrack Kundenumfrage SSD

7 Kroll Ontrack SSD Umfrage Teilnehmer Global» USA: 35%» APAC: 6%» EMEA: 59% Schneller Datenzugriff Geringerer Energieverbrauch Höhere Zuverlässigkeit vs. HDD Positive Erfahrung Storage-System erfordert SSD Möglichkeiten der Wiederherstellung 13% 12% 8% 2% 1% Warum SSD 83% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 7

8 Kroll Ontrack SSD Umfrage 2015 Der Einsatz von SSDs ist bei Servern von 12% in 2011 auf 20% in 2015 gestiegen Wiederherstellung 19% kein Versuch 20% waren Erfolgreich 33% 33% hatten schon einen oder mehrere Ausfälle von SSDs 33% 39% 39% sind von Datenverlust betroffen 61% konnten Ihre Daten nicht Wiederherstellen 8

9 Kroll Ontrack SSD Umfrage % Wachstum jedes Jahr bei SSD Datenrettungen seit 2011 Vernichtung durch Schreddern Aufbewahren der SSDs Datenlösch-Software Formatieren der SSDs Keine Aktion Software-Verschlüsselt + Löschung Weiss nicht Intern-Verschlüsselt + Löschung Does & Don ts Datenlöschung 0% 10% 20% 30% 40% 50% 9

10 HDD vs. SSD: Möglichkeiten und Herausforderungen

11 Das Innere einer Festplatte (HDD) Daten Daten Mikroskop-Ansicht magnetisierter Teilchen auf einer Platte Eine rotierende Festplatte ähnelt einem Plattenspieler mit einer oder mehreren Scheiben und einem Schreib-/Lese-Kopf Festplatten speichern Daten, in dem die hartmagnetische Beschichtung der Plattenoberfläche mit der aufzuzeichnenden Information magnetisiert wird und sequentiell ablegt In den meisten Fällen müssen die Festplatten zur Datenrettung im Reinraum bearbeitet werden 11

12 Arten von Datenverlust

13 HDD Roadmap HDD GAP Performance Increase:» CPU 8-10x» DRAM 7-9x» Network 100x» Bus 20x Performance GAP: Disk Drive 1.2x Capacity Roadmap:» Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR)» Bit Patterned Media (BPM)» Shingled Magnetic Recording (SMR) 13

14 Die Solid State Drive - SSD

15 Solid State Drive - SSD

16 Das Innere einer SSD Controller Chip Memory/Speicher Chips (entfernt) Anschluss Memory/Speicher Chips Solid State Drives enthalten keine beweglichen Teile Die Daten werden nicht sequenziell auf den Chips gespeichert. Zur Datenrettung müssen die Ingenieure die Daten wieder erneut zuordnen ein ähnlich komplexer Vorgang, wie bei einer RAID- Datenrettung Speichereinheiten sind Pages (4/8) KB + Blöcke 512KB 1MB 16

17 Von Pages über Blocks zu Speicher-Chips = Page [kleinste Speichereinheit] 4 KB oder 8 KB Mögliche Zustände: > Frei > Belegt > Zum Löschen freigegeben > Defekt < Block [128 Pages = 1 Block] Mögliche Zustände: Frei Belegt Zum Löschen freigegeben Defekt < 0 Speicher-Chip [ n Blocks = 1 Chip ] Kleinste Einheit zum Löschen! n 17

18 NAND-Flash Typen Source: SAMSUNG SLC = Single Level Cell: langlebig; höchste Performance; teuer MLC = Multi Level Cell: erschwinglich - leseintensive Applikationen, z.b. Web Server emlc = Enterprise MLC: höhere Sicherheit bei mittleren Kosten - Datenbankanwendungen TLC = Triple Level Cell: günstig; hohe Speicherdichte, Consumer Electronics 18

19 Lebensdauer SSD Bsp: Server Datenbank Lebensdauer für Flash Chips Device abhängig und kalkulierbar: Capacity x Write Capacity Write Bandwidth SLC:» (1TB* /500MBps) = 6,3 Jahre emlc» (1TB*30.000/500MBps) ~ 2 Jahre MLC» (1TB*3.000/500 MBps) < 1 Jahr Source: Kurt Gercke, IBM Storage 19

20 Lebensdauer SSD Beispiel: Notebook Lebensdauer für Flash Chips Device abhängig und kalkulierbar: Capacity x Write Capacity Write Bandwidth Beispiel: Notebook 60GB/Tag MLC» (256GB*3.000/0,7 MBps) ~ 35 Jahre» Dies entspricht ca. 700 TB Daten! => Langzeittest von Techreport Source: Kurt Gercke, IBM Storage 20

21 Typische Datenverlust-Ursachen bei SSDs Anwender-Fehler / Umwelteinflüsse» Brand- oder Wasserschaden» Defekter Anschluss/Physikalischer Schaden» Gelöschte Daten» Viren Fehlerhafte elektronische Komponenten» Flash Controller» NAND Speicher Chips» Versorgungsspannungs-Regler Defekte im System» Gelöschte/korrupte Mapping Table» Gelöschte/korrupte Firmware 22

22 Verkauf von HDD vs. SSD HDD** SSD* in millions * Source: IHS isuppli, January 2013 ** Source: Coughlin Associates, May

23 Entwicklung der SSD Datenrettung 18,0% 16,0% 14,0% 12,0% 10,0% 8,0% % of SSDs Shipped % of SSD Recoveries 6,0% 4,0% 2,0% 0,0% SSD Drives Shipped Source: IHS isuppli, January 2013 HDD Drives Shipped Source: Coughlin Associates, May

24 Mythen SSD Technologie MYTHEN» Geringe Ausfallquote, da es keine beweglichen Teile gibt» Fehlerraten sind wesentlich geringer» SSDs oft gleichgesetzt mit geringer Haltbarkeit» Einsatz in Servern nur eingeschränkt möglich FAKTEN» Komplexer Aufbau, fehlende Standards bei SSDs» Langzeiterfahrungen sind gering (6+ Jahre)» NAND Flash besitzt eine begrenzte Anzahl von Schreibzyklen; Lese-Aktivität hat keine Auswirkung auf die Lebensdauer» Hybridlösungen sind der Quasi-Standard im RZ Bei sachgerechter Nutzung sind SSDs vergleichbar mit herkömmlichen Festplatten. SSD ist nicht schlechter, aber auch nicht besser! Es gibt aber vieles zu beachten! 25

25 SSD Datenrettung: Herausforderungen

26 Herausforderungen bei SSD-Datenrettung Die Herausforderung Proprietäre Soft- oder Hardware Werkzeuge werden benötigt Wear leveling und LRU-Automatismus (regelt die gleichmäßige Speichernutzung über alle Sektoren) Komplexe Konfigurationen (RAID-ähnlich) Das Fehlen standardisierter Konfigurationen Warum? Diese müssen von Spezialisten entwickelt werden. Die Algorithmen, die zur Datenspeicherung verwendet wurden müssen mühsam entziffert werden. Erschwert die Datenrettung ungemein, da eine Vielzahl von Daten-Block-Duplikaten vorliegen, die bewertet werden müssen Die einzelnen Memory Chips des Mediums erzeugen eine unzusammenhängende Datenstruktur, die sich schwer wieder zusammenfügen lässt Durch die große Anzahl an Firmware Versionen werden die oben beschriebenen Herausforderungen noch potenziert 27

27 Es waren einmal 10 Hersteller. Graphic Source: Chris Ritter, Buzzfeed.com 28

28 SSD Hersteller Wenige Chip Hersteller aber > 200 SSD Hersteller SSD kann jeder: Controller, Chip, Firmware, 29

29 Herausforderungen bei Verschlüsselung Verschlüsselungsform Verschlüsselung mit Verschlüsselungs- Software wie z.b. Truecrypt, Safeboot, SafeGuard, Bitlocker,.. Verschlüsselung beim Speichervorgang auf der SSD durch den SSD Controller (Self-encrypted drive (SED); AES hardware Encryption) Chancen und Risiken Der Masterschlüssel ist in Ihrer Hand - auch bei einer physikalischen Beschädigung und einer anschließenden Datenrettung kann unter Verwendung des Schlüssels auf die Daten zugegriffen werden Die Daten werden verschlüsselt abgelegt aber den Masterschlüssel kennt nur der Hersteller dies beutet, dass bei einer Beschädigung des Datenträgers die Daten oft nicht wiederherstellbar sind! 30

30 Daten sicher löschen

31 Herausforderung Datenlöschung Eine Untersuchung von Nonvolatile Systems Laboratory zeigte, dass herkömmliche Löschmethoden von Festplatten, angewendet auf SSDs, wie das Überschreiben oder Nutzen des Secure Erase Befehls unzuverlässig waren. Es wurden Datenmengen zwischen 10MB und 1000MB gefunden. 32

32 Herausforderung Datenlöschung Retired Block: Eine einzige defekte Speicherzelle führt zur Markierung eines Blocks als BAD! Ein Block hat 128 Pages 1 Page 4 or 8 KB => Maximal 1 MB an Daten! 33

33 Herausforderung Datenlöschung Sicheres Löschen der Daten ist wichtig! - Aber wie? Löschansatz Löschen durch herkömmliche Lösch-Software Löschen durch Verwenden der Secure Erase Funktion Löschen durch Enhanced Secure Erase Funktion (ATA8) Physikalisches Schreddern der SSD Kryptografisches Löschen Problematik Überschreiben der SSDs löscht nicht komplett (siehe Research) Nicht gelöscht werden Bad Blocks, Firmware, Smart Data Sicher! wird aber nicht von allen Flash-Contr. unterstützt Sicher! Wiederverwertung nicht möglich! Sicher! Setzt Verschlüsselung voraus 34

34 Herausforderung Datenlöschung Empfehlung von Kroll Ontrack für sensible Daten: Benutzen Sie Software Encryption vom ersten Tag an. Löschen Sie die Daten durch: Cryptographic Erase indem sie den Encryption Key löschen Benutzen Sie physikalische Zerstörung Schreddern! Wenn Sie nicht sicher sind, ob alle Daten gelöscht sind => nutzen Sie den Lösch-Verifikations-Service von Kroll Ontrack 35

35 Wie bleibt Kroll Ontrack am Ball?

36 Forschung und Entwicklung Eigenes Forschungs- & Entwicklungs-Team, das weltweit arbeitet Just In Time (JIT) Development Team bei Bedarf verfügbar, wenn individuelle kundenspezifische Software-Lösungen und Tools entwickelt werden Langjährige Partnerschaften mit führenden Storage Herstellern 37

37 Ausblick, Fazit, Diskussion

38 Eignung von SSDs im Servereinsatz Ungeeignet Hochlastszenarien Massive Schreibprozesse durch: Transaktions- Server, Datenbank Server Mehrere hundert bis tausende GB pro Tag Bedingt Applikations- Server Wenige hundert GB pro Tag Geeignet Systemlaufwerke Ausliefernde-Server wie z.b. Web-Server, File-Server, Media Server VM Hosts, Small Business Server Kleiner hundert GB pro Tag 39

39 Ausblick IDC

40 Ausblick und Fazit Die SSD-Technology wird weiterhin wachsen Egal wie gut oder sicher eine Technologie ist ein Datenverlust kann immer passieren Bereiten Sie sich gut vor nehmen Sie das Thema Datenrettung in Ihren Desaster Recovery Plan auf» Seien Sie umsichtig bei der Wahl Ihres Datenretters Besteht globale und 24-h Erreichbarkeit? Wie sieht es mit der Datensicherheit und dem Datenschutz aus? 41

41 Welche Fragen haben Sie? Bitte senden Sie Ihre Fragen per Chat an den WebEx Host 43

42 SSD Tools 44

43 SSD Tools 45