Verkürzt die Festplattenverschlüsselung auf einem SSD-Laufwerk die Lebensdauer?

Ich gehe davon aus, dass bei einer Bereitstellung der Festplattenverschlüsselung jedes Mal, wenn der Computer hoch- und heruntergefahren wird, zusätzliche Schreibvorgänge erforderlich sind. Kann eine Lösung zur vollständigen Festplattenverschlüsselung die erwartete Lebensdauer der Festplatte, auf der sie bereitgestellt wird, verringern, da davon ausgegangen wird, dass Solid-State-Festplatten eine geringere durchschnittliche Kapazität für Schreibvorgänge vor dem Ausfall aufweisen?

Wenn meine Annahmen falsch sind, dann ist dies vermutlich ein strittiger Punkt. Danke im Voraus.

Stellen Sie sich Verschlüsselung als Adapter vor. Die Daten werden einfach vor dem Schreiben codiert oder vor dem Lesen decodiert. Der einzige Unterschied besteht darin, dass irgendwann (normalerweise beim Initialisieren des Laufwerks / Treibers) ein Schlüssel übergeben wird, der für die Verschlüsselung / Entschlüsselung verwendet werden soll.

Hier ist eine (grobe) Grafik, die ich zusammengefügt habe, um das Grundmuster zu zeigen:

Wie Sie sehen, müssen keine zusätzlichen Lese- oder Schreibvorgänge ausgeführt werden, da das Verschlüsselungsmodul die Daten verschlüsselt, bevor sie auf die Platten geschrieben und entschlüsselt werden, bevor sie an den Prozess gesendet werden, der den Lesevorgang ausgeführt hat.

Die tatsächliche Position des Verschlüsselungsmoduls kann variieren. Dies kann ein Softwaretreiber oder ein Hardwaremodul im System (z. B. Controller, BIOS, TPM-Modul) oder sogar im Laufwerk selbst sein. In jedem Fall befindet sich das Modul „in der Mitte des Kabels“ zwischen der Software, die die Dateivorgänge ausführt, und den tatsächlichen Daten auf den Platten des Laufwerks.

Kurze Antwort:
Wenn der Festplattencontroller keine Komprimierung verwendet, ist die Antwort von Synetech korrekt und die Verschlüsselung ändert nichts. Wenn der Controller die Komprimierung verwendet, verkürzt die Verschlüsselung wahrscheinlich die Lebensdauer der Festplatte (im Vergleich zu einer identischen Festplatte, bei der keine Verschlüsselung verwendet wird).

Lange Antwort:
Einige SSD-Controller verwenden die Komprimierung, um die Datenmenge zu minimieren, die auf die eigentlichen Flash-Chips geschrieben wird, und um die Leseleistung zu verbessern (SandForce-Controller sind ein hervorragendes Beispiel, möglicherweise gibt es andere). Dies funktioniert am besten, wenn die auf die Festplatte geschriebenen Daten leicht komprimierbar sind. Textdateien, ausführbare Dateien, unkomprimierte Bilder (z. B. BMP) und ähnliches können in der Regel ziemlich stark komprimiert werden, während bereits komprimierte oder verschlüsselte Dateien kaum komprimiert werden können, da die Daten für den Komprimierungsalgorithmus im Controller nahezu zufällig aussehen .

Tom's Hardware hat genau dies auf einer Intel SSD 520 getestet, die unter http://www.tomshardware.com/reviews/ssd-520-sandforce-review-benchmark,3124-11.html zu finden ist

Im Grunde messen sie die Schreibverstärkung (das Verhältnis der in Flash geschriebenen Datenmenge und der an das Laufwerk gesendeten Datenmenge) des Laufwerks, wenn vollständig komprimierbare Daten und vollständig zufällige Daten geschrieben werden. Für vollständig zufällige Daten beträgt die Schreibverstärkung 2,9 *. Dies bedeutet, dass für jede auf die Festplatte gesendete Datenmenge 2,9 GB in Flash geschrieben werden. Der Artikel stellt fest, dass dies ungefähr die gleiche Zahl zu sein scheint, die auf Laufwerken gemessen wird, die keine Komprimierung verwenden. Für vollständig komprimierbare Daten liegt das Verhältnis bei 0,17, was ziemlich viel niedriger ist.

Die normale Nutzung wird wahrscheinlich irgendwo dazwischen enden, es sei denn, die Daten sind verschlüsselt. Die Lebensdauervorhersagen in diesem Artikel sind etwas akademisch, zeigen jedoch, dass die Verschlüsselung die Lebensdauer einer SSD mit einem SandForce-Controller definitiv beeinträchtigen kann. Der einzige Weg, dies zu umgehen, wäre, wenn der Controller selbst die Verschlüsselung durchführen kann, nachdem die Komprimierung stattgefunden hat.

* Der Artikel gibt nicht an, warum 2.9 als normaler Wert angesehen wird, und ich habe ihn nicht wirklich recherchiert. Eine logische Erklärung könnte sein, dass die meisten SSDs MLC NAND verwenden, was ein bisschen fehleranfällig ist (Bit-Flips in anderen Teilen von Löschblöcken können beim Schreiben auftreten, wenn ich mich richtig erinnere). Um dies zu korrigieren, werden Daten wahrscheinlich an mehrere Stellen geschrieben, sodass eine Wiederherstellung oder Korrektur immer möglich ist.

Die vollständige Festplattenverschlüsselung erhöht nicht die Datenmenge, die auf eine Festplatte geschrieben wird, abgesehen von den Metadaten, die die Verschlüsselungsschicht zusammen mit dem Dateisystem speichern muss (was vernachlässigbar ist). Wenn Sie 4096 Bytes verschlüsseln, werden 4096 Bytes geschrieben.

Die Antwort hängt davon ab, was Sie unter "vollständiger Festplattenverschlüsselung" verstehen.

Wenn Sie einfach meinen, dass alle Dateien und Metadaten des Dateisystems auf der Festplatte verschlüsselt sind, sollte dies keine Auswirkungen auf die Lebensdauer der SSD haben.

Wenn Sie jedoch ein traditionelleres Verfahren meinen, bei dem der gesamte Inhalt der Festplatte, einschließlich des nicht verwendeten Speicherplatzes, verschlüsselt wird, wird die Lebensdauer möglicherweise erheblich verkürzt.

SSD-Geräte verwenden "Wear Leveling", um die Schreibvorgänge über das Gerät zu verteilen und so zu vermeiden, dass einige Abschnitte vorzeitig abgenutzt werden. Sie können dies tun, weil moderne Dateisystemtreiber der SSD spezifisch mitteilen, wann die Daten in einem bestimmten Sektor nicht mehr verwendet werden ("verworfen" wurden), sodass die SSD diesen Sektor auf Null zurücksetzen und fortfahren kann, einen beliebigen Sektor zu verwenden hat die geringste Verwendung für das nächste Schreiben.

Bei einem herkömmlichen Festplattenverschlüsselungsschema bleibt keiner der Sektoren ungenutzt. Diejenigen, die Ihre Daten nicht enthalten, sind immer noch verschlüsselt. Auf diese Weise weiß ein Angreifer nicht, welcher Teil Ihrer Festplatte Ihre Daten enthält und welcher Teil nur zufälliges Rauschen ist, wodurch die Entschlüsselung erheblich erschwert wird.

Um ein solches System auf einer SSD zu verwenden, haben Sie zwei Möglichkeiten:

1. Lassen Sie das Dateisystem weiterhin Verwerfungen durchführen. An diesem Punkt sind die Sektoren, in denen Ihre Daten nicht vorhanden sind, leer, und ein Angreifer kann sich nur auf Ihre Daten konzentrieren.
2. Verbieten Sie dem Dateisystem das Ausführen von Discards. In diesem Fall ist Ihre Verschlüsselung immer noch stark, kann jedoch keine signifikante Abnutzungskorrektur durchführen, sodass sich die am häufigsten verwendeten Bereiche Ihrer Festplatte abnutzen, möglicherweise deutlich vor dem Rest der Festplatte.