Antifragilität in der IT und Security – Eine Einführung

Nassim Nicholas Taleb hat den Begriff „Antifragilität“ geprägt und dieser ist in vielen Bereichen des Lebens relevant.

Wie sieht der Alltag der Informatiker aus?

Ich erkläre …

Einführung

Um Antifragilität nach Nassim Nicholas Taleb zu verstehen, muss man wissen was fragil und was robust ist und wie es sich davon abgrenzt:

Fragil

Fragil sind alle Gegenstände, die zerbrechlich sind und bei falscher Nutzung schnell kaputtgehen z. B. das Ölgemälde, der Porzellan-Teller, die Konzertgitarre oder die Smartphoneglas, …

Wir bemühen uns, die Gegenstände ordnungsgemäß ohne Erschütterungen zu transportieren und müssen Temperatur und Luftfeuchtigkeit beachten, damit die fragilen Gegenstände nicht an Glanz verlieren.

Robust

Robuste Gegenstände halten große Belastungen aus z. B. ein dicker Edelstahlstab aus Metall. Diesen kannst Du durch die Gegend werfen oder auf diesen eintrampeln, ohne dass der Stab bricht. Du kannst den Stab jahrelang verwenden, weil er nicht rosten kann. Trotzdem bricht der Stab, wenn Du Tonnen an Druck ausübst oder diesen in Chemikalien badest.

Ist robust gleich weniger fragil?

Antifragil

Das Gegenteil von fragil ist robust? Nein es ist Antifragil!

Gäbe es ein Paket mit einem antifragilen Gegenstand, dann müsste auf dem Paket stehen „Bitte misshandeln“ stehen. Antifragil ist z.B. die körperliche Fitness: Beim Krafttraining entstehen Mikroverletzungen in den Muskeln. Der Körper reagiert mit Reparatur und macht die Muskeln stärker.

Antifragilität ist Nassim Nicholas Taleb Idee – Createive Commons BY

Antifragilität ist ein faszinierendes Konzept, das über bloße Widerstandsfähigkeit hinausgeht. Es beschreibt Systeme oder Menschen, die nicht nur mit Stress, Unsicherheit oder Chaos umgehen können, sondern stärker und besser werden.

Antifragile Systeme profitieren von Volatilität, Fehlern und Herausforderungen. Sie nutzen Störungen als Treibstoff für Wachstum und Anpassung.

Beispiele aus dem Alltag – Hier sind einige alltägliche Situationen, in denen Antifragilität sichtbar wird:

  • Immunsystem: Kinder, die draußen spielen und mit Keimen in Kontakt kommen, entwickeln oft ein robusteres Immunsystem. Kleine Infektionen trainieren die Abwehrkräfte.
  • Finanzmärkte: Einige Investoren oder Unternehmen profitieren von Marktunsicherheiten, indem sie flexibel reagieren oder gezielt Risiken eingehen (z. B. durch Optionen oder Diversifikation).
  • Lernen durch Fehler: Menschen, die aus Rückschlägen lernen und sich weiterentwickeln, sind antifragil. Fehler sind für sie keine Niederlagen, sondern Wachstumsimpulse.
  • Bücher schreiben oder Kunst schaffen: Kreative Prozesse leben von Experimenten, Rückschlägen und Kritik. Wer sich davon inspirieren lässt, wird besser.

Beispiele aus der Informatik:

Fragil

Einzelnen Computer

Schnell ist es passiert und der Kaffee ist über dem Computer gelaufen. Alles kaputt. Computer sind fragil: Sie mögen keinen starken Elektroschocks, grobe Misshandlung des Displays oder der Anschlüsse oder die Hardware stirbt von alleine nach ein paar Jahren.

Desktop / App Anwendung, die abstürzt

Software ist unglaublich komplex zu schreiben. Jeder Punkt, Komma oder Buchstabe im Quellcode entscheidet darüber, ob eine Software funktioniert oder nicht. Bei unerwarteten Eingaben stürzt die Software ab, weil der Entwickler etwas vergessen hat.

Bitte nicht vertippen

Transaktionen

Wenn Geld von einem Konto auf ein anderes Konto überwiesen werden soll, dann scheitern die Systeme schnell: Der Empfänger hat einen Fehler oder einen der vielen Netzwerkgeräte verabschiedet sich ins Nirvana, wenn die Transaktion durchläuft.

RAID0-Systeme

Super schnelle Speicher wie RAID0 sind besonders fragil, weil die Daten sich auf beiden Datenträgern bitweise gleichmäßig geteilt sind. Wenn eine von zwei Festplatten ausfällt, sind alle Daten weg.

Robust

RAID5 / RAID1 Systeme

Dieser Festplatten-Verbund ist so konfiguriert, dass eine Festlatte ausfallen kann ohne das die Daten verloren gehen. Natürlich kann der unwahrscheinliche Fall eintreten, dass mehrere Festplatten (gleiche Charge) gleichzeitig ausfallen.

Verteilte Systeme und Cluster

Verteilte Datenbanken wie CouchDB erlauben, dass einzelnen Nodes (Computer) aus dem Gesamtsystem ausfallen dürfen. Bei jedem Schreibvorgang verteilt sich eine Kopie der Daten auf verschiedene Systeme.

Daten mehrfach kopiert

Redundante / Hochverfügbare Systeme

Viele Server haben z. B. zwei Netzteile, um trotz eines Schadens sofort weiterzuarbeiten. Das System ist robust gegen Überspannungen.

Mail

Das E-Mail System wurde in den Grundzügen im kalten Krieg entwickelt. Mails verschwinden nicht einfach und sind auf Client und Server mehrfach gespeichert. Das Schreiben und Lesen von Nachrichten kann offline stattfinden und die Daten später synchronisiert werden.

DNS

Das Domain Name System ist das Telefonbuch des Internets. Computer sind nur über IP-Adressen (232.23.2.1) erreichbar, während sich die Menschen lieber Domains wie lippke.li merken wollen. Die DNS-Einträge sind auf vielen Computern weltweit gespiegelt und quasi immer verfügbar.

Zeitserver

Genaue Zeitangaben sind essenziell für Computer. Genaue Uhren sind teuer und aufwendig (Atomuhr). Damit die Zeit-Syncronisierung läuft, publizieren diese genauen Uhren ihre Zeitangaben mit einem Messverfahren auf die andern Computer.

Antifragil

Die Arbeit des Cybersecurity-Spezialisten

Die IT-Welt ist unfair. Der Cybersecurity Spezialist muss alle Lücken finden und stopfen, während der Kriminelle nur eine Lücke findet und diese ausnutzt. Weil jeden Tag neue Software, Updates und Änderungen hinzukommen, vervielfacht sich die Arbeit des Spezialisten immer und immer wieder.

Arbeit für den Betrieb von Computern

Wenn eine Software flüssig läuft, dann steigen die Anforderungen der Anwender. Neue Features, mehr Kapazitäten oder mehr Leistung sind gewollt. Es gibt in der Regel nur eine Richtung in der Welt der Digitalisierung:

Mehr Arbeit für den Betreiber von Computern und Servern. Wenn der Kunde gehackt wurde, sinkt nicht der Bedarf, sondern die Nachfrage nach neuen, leistungsstärkeren und sicheren Systeme steigt massiv an.

Das Internet und Mirroring

Wenn Du ein Text, Video oder Bild in das Internet hochlädst, kannst Du mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, dass irgendwer sich eine Kopie heruntergeladen hat. Gerade bei den „illegalen Videos“, die die Ursprungsplattform bald löscht, haben andere Nutzer und Plattformen Kopien erstellt.

Bitte nur einmal crawlen

Maschinelle Lern-Systeme

Durch die Leistung unserer Grafik-Chips können wir heutzutage Algorithmen laufen lassen, die Videos, Bilder und Texte generieren können. Der Computer kann selbst beurteilen, ob das generierte Bild dem gewünschten Bild nahe kommt und in viele Iterationen seine generierte Variante erschaffen.

Self-Healing Microservicies

Docker Swarm oder Kubernetes haben das Feature, eine Komponente einer Anwendung bei einem Fehler zurückzusetzen und neu zu starten, damit das Gesamtsystem nicht einbricht. Produziert ein User einen Fehler, der zum Systemabsturz führt, muss der nächsten Nutzer nicht das Gleiche verursachen. Solange kein Entwickler den Ursprungsfehler behoben hat, startet Kubernetes bei jeden Fehlerfall neue Instanzen.

Chaos Monkey

Der Chaos Monkey ist die Qualitätssicherung des 21. Jahrhunderts. Die Software killt Microservices und produziert Probleme absichtlich im laufenden Betrieb. Die Entwickler beobachten genau, wie sich das System unter der Belastung verhält und korrigieren nach.

Wilder Affe

Agile Entwicklung

Fail fast, fail early.

Klassische Software wurde früher als Gesamtpaket entwickelt. Die Entwickler haben einen Auftrag bekommen, sich 5 Jahre eingeschlossen und dann hat man sich weitere 20 Jahren gestritten, ob die Software geliefert wurde, die der Kunde bestellt hat.

Bei agiler Entwicklung arbeitet man in Iterationen und mit dem Kunden zusammen. Oft wissen Kunden nicht, welches Produkt diese selbst brauchen und können ihre Wünsche in die aktive Entwicklung einfließen lassen.

Wie kann man antifragil werden?

  • Nicht alles kontrollieren wollen – Unsicherheit zulassen.
  • Kleine Risiken eingehen, statt alles auf eine Karte zu setzen.
  • Fehler als Feedback nutzen, nicht als Versagen.
  • Redundanzen und Vielfalt schaffen, z. B. mehrere Einkommensquellen oder Fähigkeiten entwickeln.

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