La dégradation des données est la corruption progressive des données informatiques due à l'accumulation de défaillances non critiques dans un périphérique de stockage. Elle est également appelée pourriture des données, dégradation numérique ou dégradation des bits. Il en résulte une baisse de la qualité des données au fil du temps, même lorsqu'elles ne sont pas utilisées.
Manifestations
Stockages primaires La dégradation des données dans la mémoire vive dynamique (DRAM) peut survenir lorsque la charge électrique d'un bit se disperse, altérant potentiellement le code du programme ou les données stockées. La DRAM peut être altérée par les rayons cosmiques ou d'autres particules de haute énergie. Ce type de dégradation des données est appelé erreur transitoire. La mémoire ECC permet d'atténuer ce type de dégradation.
Stockages secondaires La dégradation des données résulte de la détérioration progressive des supports de stockage sur une période de plusieurs années, voire plus. Les causes varient selon le support.
Médias à semi-conducteurs Les EPROM, la mémoire flash et autres disques SSD stockent les données à l'aide de charges électriques, lesquelles peuvent se dissiper lentement en raison d'une isolation imparfaite. Les puces de contrôle flash modernes compensent cette fuite en testant plusieurs tensions de seuil inférieures (jusqu'à ce que la correction d'erreurs soit réussie), prolongeant ainsi la durée de vie des données. Les cellules multiniveaux, dont l'écart entre les niveaux de tension est beaucoup plus faible, ne peuvent être considérées comme stables sans cette fonctionnalité.
La puce elle-même n'est pas affectée ; la reprogrammer environ une fois par décennie permet donc d'éviter sa dégradation. Une copie intacte des données de référence est nécessaire pour la reprogrammation. Une somme de contrôle permet de s'assurer que les données embarquées ne sont pas endommagées et sont prêtes à être reprogrammées.
Les cartes SD, clés USB et SSD M.2 NVMe classiques ont tous une endurance limitée. La mise sous tension permet généralement de récupérer les données. Cependant, les taux d'erreur finissent par dégrader le support jusqu'à le rendre illisible. L'écriture de zéros sur un périphérique NAND dégradé permet de le remettre en état quasi neuf et de le rendre utilisable à nouveau. Les cycles de rafraîchissement ne doivent pas excéder 6 mois pour garantir la lisibilité de l'appareil.
Supports magnétiques Les supports magnétiques, tels que les disques durs, les disquettes et les bandes magnétiques, peuvent subir une dégradation des données à mesure que les bits perdent leur orientation magnétique. Une température élevée accélère ce processus. Comme pour les supports à semi-conducteurs, la réécriture est possible tant que le support lui-même n'est pas endommagé (voir ci-dessous). Les disques durs modernes utilisent la magnétorésistance géante et ont une durée de vie magnétique beaucoup plus longue, de l'ordre de plusieurs décennies. Ils corrigent également automatiquement les erreurs détectées par le système ECC grâce à la réécriture. Cependant, le recours à un servowriter peut compliquer la récupération des données si celles-ci deviennent irrécupérables.
Les disquettes et les bandes magnétiques sont mal protégées contre l'air ambiant. Dans des conditions chaudes et humides, elles sont sujettes à la décomposition physique du support de stockage.
Supports optiques Les supports optiques tels que les CD-R, DVD-R et BD-R peuvent subir une dégradation des données due à la détérioration du support de stockage. Ce phénomène peut être atténué en stockant les disques dans un endroit sombre, frais et peu humide. Des disques de « qualité archivistique » sont disponibles avec une durée de vie prolongée, mais ne sont pas pour autant permanents. Cependant, l'analyse de l'intégrité des données, qui mesure les taux de différents types d'erreurs, permet de prédire la dégradation des données sur les supports optiques bien avant que des pertes de données irréversibles ne surviennent.
Le colorant du disque et la couche de support sont tous deux potentiellement susceptibles de se dégrader. Les premiers colorants à base de cyanine utilisés sur les CD-R étaient connus pour leur faible stabilité aux UV. Les premiers CD souffraient également de bronzage, lié à la mauvaise qualité du vernis et à la défaillance de la couche réfléchissante en aluminium. Les disques plus récents utilisent des colorants plus stables ou les remplacent par un mélange inorganique. La couche d'aluminium est aussi souvent remplacée par un alliage d'or ou d'argent.
Supports papier Les supports papier, tels que les cartes et les bandes perforées, peuvent littéralement se décomposer. La bande perforée en Mylar est une autre solution qui ne repose pas sur la stabilité électromagnétique. La dégradation des livres et du papier d'impression est principalement due à l'hydrolyse acide des liaisons glycosidiques de la molécule de cellulose, ainsi qu'à la oxydation ; la dégradation du papier est accélérée par une humidité relative élevée, une température élevée, ainsi que par l'exposition aux acides, à l'oxygène, à la lumière et à divers polluants, notamment divers composés organiques volatils et le dioxyde d'azote.
Médias en continu La dégradation des données se produit lors de la transmission de médias en continu, ce qui entraîne des problèmes de qualité des données.
Exemple L'une des manifestations de la dégradation des données est l'inversion aléatoire d'un ou de quelques bits sur une longue période. Ce phénomène est illustré par plusieurs images numériques ci-dessous, chacune composée de 326 272 bits. La photo originale est affichée en premier. Sur l'image suivante, un seul bit a été modifié, passant de 0 à 1. Sur les deux images suivantes, deux et trois bits ont été inversés. Sous Linux, la différence binaire entre les fichiers peut être révélée à l'aide de la commande (par exemple : ).
Causes Cette détérioration peut être causée par divers facteurs qui affectent la fiabilité et l'intégrité des informations numériques, notamment des facteurs physiques, des erreurs logicielles, des failles de sécurité, des erreurs humaines, des technologies obsolètes et des incidents d'accès non autorisé.
La plupart des disques, contrôleurs de disques et systèmes de niveau supérieur sont sujets à un faible risque de panne irrécupérable. Avec l'augmentation constante des capacités de stockage, de la taille des fichiers et du volume de données stockées, la probabilité d'une dégradation des données et d'autres formes de corruption de données non corrigées et non détectées s'accroît.
Les contrôleurs de disque de bas niveau utilisent généralement des codes de correction d'erreurs (ECC) pour corriger les données erronées.
Des systèmes logiciels de niveau supérieur peuvent être utilisés pour atténuer le risque de telles défaillances sous-jacentes en augmentant la redondance et en mettant en œuvre des contrôles d'intégrité, des codes de correction d'erreurs et des algorithmes d'autoréparation. Le système de fichiers ZFS a été conçu pour résoudre bon nombre de ces problèmes de corruption de données. Le système de fichiers Btrfs inclut également des mécanismes de protection et de récupération des données, tout comme ReFS.
Atténuation Il n'existe aucune solution permettant d'éliminer complètement le risque de dégradation des données, mais diverses mesures permettent de l'atténuer. L'une d'elles consiste à répliquer les données sous forme de sauvegardes. Les données originales et les copies de sauvegarde sont ensuite auditées afin de détecter toute anomalie due à des erreurs du support de stockage, par le calcul de sommes de contrôle ou par comparaison avec d'autres copies. C'est le seul moyen de détecter proactivement les défauts latents, qui pourraient autrement passer inaperçus jusqu'à l'accès effectif aux données. Les systèmes de stockage actuels, tels que ceux basés sur le RAID, intègrent déjà de telles mesures. Idéalement, et notamment pour les données devant être conservées numériquement, les répliques devraient être réparties sur plusieurs sites administratifs fonctionnant de manière autonome et utilisant divers matériels et logiciels, ce qui accroît la résistance aux pannes, aux erreurs humaines et aux cyberattaques.
Voir aussi Effet de falaise Intégrité des bases de données Curation de données Préservation des données Nettoyage de données Pérennité numérique Détérioration des disques Détection et correction d’erreurs Pourriture des liens Préservation des médias Le format d’archive RAR propose une fonction de récupération optionnelle. Le format de fichiers de récupération PAR2.
Références
Sources
Catégorie:Jargon informatique