VIS

Disk 0 und 2 nicht zwangsweise gleich (vermutlich)

• -beide Fälle 50% der Gesamtkapazität nutzbar
• 10 braucht mindestens 4 vs. 01 mindestens 3 Platten

Raid 10 ist 01 vorzuziehen:

• bessere Ausfallsicherheit
• schnellere Rekonstruktion nach einem Plattenausfall (einfacher eine Platte im Sub-Array zu spiegeln statt die Blöcke erneut per Striping über das gesamte Sub-Array zu verteilen)

• Verteilung(striping): bit interleaving
• Paritätsinformation auf zusätzlicher Platte (nicht mehr wie bei Raid2 20-40% overhead)
• bei Ausfall einer Plattte Rekonstruktion der Daten möglich
• Performance: geringfügig besser als Raid-2 wegen bitweiser Verarbeitung aber immernoch schlecht

Verwendung bei wenigen großen Dateien bspw. Bildverarbeitung

• Verteilung(striping): sector interleaving
• Paritätsinformation auf zusätzlicher Platte
• große Lese- und Schreibzugriffe parallel möglich
• I/O-Request-Verarbeitungszeit: sehr gut für Lesen etwas besser als Raid-3 für schreiben
• Paritätsplatte bleibt Flaschenhals

• Verteilung(striping) der Daten (sector interleaving) und Paritätsinformation zur Verbesserung der Performance
• Ziel: Verteilen der Last auf Paritätsplatte, Schreibzugriffe können parallel erfolgen
• Datendurchsatz: gut für Lesen und Schreiben
• I/O-Request-Verarbeitungszeit: sehr gut für Lesen und Schreiben

Verwendung für Transaktionsorientierte Anwendungen, Datenbanken

• Verwendung zweidimensionaler Parität ähnlich Kreuzsicherungsverfahren
• kann zwei gleichzeitige Plattencrashes tolerieren
• recht äufwandige Elektronik
• Schreiben ist langsam

• 1. Hardware-Fehler -> betreffen physische Teile des Systems
•     Software-Fehler  -> betreffen logische Teile des Systems
• 2. Transiente Fehler -> vorübergehende evtl. nicht wiederholbare Fehler - Behebung durch erneute Ausführung der Operation
•     Permanente Fehler -> dauerhaft und leicht erkennbar
• 3. Einzelfehler -> betreffen einzelne Komponenten und sind unabhängig von der Funktion anderer Systemteile
•     Mehrfachfehler -> betreffen mehrere Komponenten des Systems gleichzeitig ->> durch Fehlerfortpflanzung oder gemeinsame Fehlerquellen hervorgerufen

Zeitredundanz

• Berechnungen werden mehrfach durchgeführt
• transiente Hardware-Fehler erkennbar
• keine Erkennbarkeit von Konstruktionsmängeln und permanenten Hardwarefehlern

Informationsredundanz

• Daten werden mehrfach gespeichert oder übertragen oder Prüfinformationen gebildet
• transiente Fehler werden toleriert

Funktionelle Redundanz

• Hinzufügen speziell entworfener Komponenten
• Tolerierung von Konstruktionsmängeln
• Selbsttest-Koomponente
• N-Version-Programming: Schutzziel Diversität
• --> N (mind. 3 ) verschiedene Versionen eines Programms, Mehrheitslogik vergleich Ergebnisse zur Laufzeit: TripleModularRedundancy
• ----- sehr gute Verfügbarkeit, sehr hohe Integrität
• --> N (mind. 2) Versionen eines Programms von 2 konkurrierenden Teams entwickelt und gegenseitig untersucht, ein optimiertes Programm auf Zielsystem
• ----- sehr gute Verfügbarkeit, sehr gute Vertraulichkeit (Schutz vor Trojanern und verdeckten Kanälen)

Strukturelle Redundanz

• System oder Teile davon werden mehrfach ausgelegt
• Tolerierung von permanenten Hardwarefehlern
• RN-Redundanz: jede der N Komponenten wird ver-R-facht
• R+N-Redundanz: N gleichartige Komponenten werden R redundante Komponenten hinzugefügt -> Jede der R Komponenten kann eine beliebige der N Komponenten ersetzen
  

Statische Redundanz: Alle Komponenten sind ständig in Betrieb

Dynamische Redundanz: Redundante Komponente wird erst bei Ausfall in Betrieb genommen 

      ->Failover Zeit

1. Fehlererkennung
2. Rekonfiguration
3. Wiederanlauf

• erzeugt meist niedrigere Verfügbarkeit als statische R
• redundante Komponenten können im fehlerfreien Betrieb für andere Aufgaben verwendet werden
• höhere MTTF, da redundante Komponenten sich nicht abnutzen

Überdeckungsgrad (coverage factor)

Anzahl der durch FT-Maßnahmen tolerierbaren Fehler/ Anzahl der überhaupt spezifizierten Fehler

Schutz vor Mehrfachfehlern 

• Ausfall der redundanten Komponente (enthält gleichen Fehler)
• Schutz vor gegenseitiger Fehlerfortpflanzung(Diversität) z.b. geograph. getrennte Aufstellung, Hard- und Software verschiedener Hersteller

Gesamtverfügbarkeit richtet sich nach schwächster Stelle

• Produkt der Einzelverfügbarkeiten
• z.B. TripleModularRedundancy: Vergleichslogik nur einmal vorhanden
  • single-point-of-failure ->>selbst hochverfügbar auslegen

MTTF / (MTTF + MMTR)

Ausfallrate: λ = 1 / MTTF

Reperaturrate: μ = 1 / MTTR

MTTF = mittlere Zeit bis zum Ausfall

MTTR = mittlere Reperaturzeit

 

Expansionsfaktor: c / n  -> meist 1 in unseren Beispielen

c: Anzahl Chiffrezeichen

n: Anzahl Klartextzeichen

aka Permutationen
= Veränderung der Anordnung von Schriftzeichen

• Spalten-Transposition
• "freie" Permutationen

= Systematische Ersetzung von Schriftzeichen

• Schema von Polybios
• Caesar-Chiffre
• Vigenere-Chiffre
• Vernam-Chiffre

Kombination von Transpositionen und Substitutionen

-> Vorläufer moderner symm. Kryptographie bei der Permutationen und Substitutionen (meist) iterativ angewendet werden

Höchstmaß an

• Vollständigkeit
• Avalanche 
• Nichtlinearität
• Korrelationsimmunität

weitere Kriterien

• gute Implementierbarkeit
• Längentreue
• Schnelligkeit

Eine Funktion besitzt dann den Avalanche-Effekt, wenn die Änderung eines Input-Bits im Mittel die Hälfte aller Output-Bits ändert

Wird durch Änderung eines Input-Bits jedes Output-Bit mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% verändert, so erfüllt die Funktion das strikte Avalanche-Kriterium.

striktes Avalanche-Kriterium erfüllt -> F stets vollständig

Jedes Output-Bit y_jhängt linear von den Input-Bits x_i ab.

Wenn wenigstens ein Output-Bit linear von den Input-Bits abhängt ist die Funktion partiell linear.

Eine Funktion ist dann vollständig, wenn jedes Bit des Outputs von jedem Bit des Inputs abhängt.

Eine Funktion ist dann k-korrelationsimmun, wenn man aus Kenntnis einer beliebigen Menge von k Eingangswerten keine Information über den resultierenden Ausgangswert erhalten kann und umgekehrt.

Bedeutung: Jede Teilmenge der Output-Vektoren, die Rückschlüsse auf Teilmengen der Input-Vektoren zulässt, verringert den Aufwand für das vollständige Durchsuchen des Schlüsselraumes.