Miten internet- tai sähköverkko voisi kaatua pysyvästi ja mihin se johtaisi? "Miljoonat voisivat nääntyä nälkään"

Vuonna 1982 kaikkien sähköpostia käyttävien yhteystiedot oli listattu tavallisen koulukirjan paksuiseen kirjaseen ja vieläpä kahdesti: kerran nimen ja toisen kerran sähköpostiosoitteen mukaan aakkosittain. 

Noin neljäkymmentä vuotta myöhemmin, tammikuussa 2021, lähes 60 prosentilla ihmiskunnasta oli pääsy internetiin. Aktiivisia verkon käyttäjiä oli yhteensä 4,66 miljardia. Joissain yhteyksissä on puhuttu jopa siitä, pitäisikö mahdollisuus internet-yhteyteen olla ihmisoikeus.

Internetin romahdus on mahdollinen

Järjestelmä ei ole vielä kaatunut, mutta totaalinen romahdus on mahdollinen, vaikkakin epätodennäköinen. Kauhuskenaarioon voivat johtaa ihmisen aiheuttamat tai esimerkiksi auringosta lähtöisin olevat prosessit.

Yhdysvaltalainen teknologiavaikuttaja Danny Hillis on kertonut, että teknologiapiireissä on kaikessa hiljaisuudessa väitelty jo vuosia siitä, pitäisikö internetin rinnalle rakentaa jokin varajärjestelmä pahimman varalta.

TED-puheessaan The Internet could crash. We need a plan B Hillis painottaa, että varasuunnitelma olisi äärimmäisen tärkeä.

Suomen johtava tietoturva-asiantuntija Mikko Hyppönen ei näe, että internetin totaalinen romahdus on todennäköinen skenaario, vaikkakin koko internetiä vastaan olisi kyllä mahdollista hyökätä.

Mutta mitä jos tietoverkon sijaan romahtaisikin koko sähköverkko? Sähköverkon kaatuminen veisi mukanaan tietysti myös tietoverkot. Siksi tämä juttu keskittyy myös sähköverkkoon ja siihen kohdistuviin uhkiin.

Riippuvaisuus sähkön varaan rakennetusta verkosta

Internet-kirjan kirjoittanut Hyppönen pitää internetiä tämän vuosisadan parhaana keksintönä. Netin käytöstä on tullut keskeinen osa elämäämme vain 30 vuodessa.

– Lopulta me tulemme yhtä riippuvaiseksi internetistä kuin olemme nyt sähköstä, Hyppönen ennustaa.

Lue myös: Tekoäly ohittaa ihmisen, uusi sodan muoto ja hyvästi yksityisyys – Mikko Hyppönen listaa 5 tapaa, joilla tulevaisuus muuttaa ihmiskuntaa

Riippuvuus sähköstä ei kuitenkaan ole täysin universaalia. Pohjois-Koreaa yöllisistä satelliittikuvista tarkkaileva voi nähdä, että maassa ei ole edes kattavaa sähköverkkoa, saati sitten internetiä. Maan pääkaupungissa teiden valaisemiseen sähköä ei ole tuhlattu edes isoissa risteyksissä.

Jos maailman suljetuimmasta valtiosta paennutta Yeon-mi Parkia on uskominen, suurin osa maan väestöstä elää 1800-luvun tyyliin.

Sähköverkon kehittäminen lienee edellisen vuosisadan merkittävin innovaatio. Mutta edes sähkö ei ole levinnyt syystä tai toisesta kaikkialle. Kuitenkin suurimmassa osassa läntistä maailmaa olemme rakentaneet infrastruktuurimme sähkön varaan. Hiljalleen myös esimerkiksi energiantuotantoon liittyvä järjestelmä tulee riippuvaiseksi internetin vakaudesta. 

Yksi internetin ensimmäisistä käyttäjistä, teknologiavaikuttaja Danny Hillis kertoo TED-puheessaan kuinka ihmiset eivät usein ymmärrä, että esimerkiksi internet toimii taustalla autoa tankatessa tai lentokoneen ilmaan noustessa.

Järjestelmiä ei välttämättä ole rakennettu internetin varaan, mutta ne saattavat käyttää internetiin perustuvia hallinto- tai huolto-ominaisuuksia. 

Internetiin tukeutuminen on luontevaa, koska se on helppoa ja halpaa. Internet tekee monesta asiasta moninkertaisesti tehokkaampaa, nopeampaa ja sujuvampaa.

Miten internet toimii?

Internet "pysyy kasassa" sitä paremmin, mitä enemmän sillä on käyttäjiä. Internetillä ei ole keskusyksikköä eikä sitä ohjaa kukaan. Sitä ei voi sammuttaa virtakytkimestä.

Internetin vakaus perustuu sen verkkomaiseen olemukseen. Vuoden 1982 internetin olisi todennäköisesti saanut kaatumaan yhdellä modernilla tietokoneviruksella, mutta nykyisin totaalinen romahdus vaatisi jotain muuta, mutta mitä?

Artikkelin alun hauska fakta sähköpostin käyttäjistä vuonna 1982 on peräisin Hillisin TED-puheesta vuodelta 2013. Hillisillä on hallussaan internetin historian kolmas domain-osoite eli verkkotunnus, joka on Think.com. Sitä ennen oli rekisteröity vain BBN.com ja Symbolics.com.

– Mietin silloin, pitäisikö hankkia useampi kerralla, mutta päätin hankkia vaan yhden, koska ei olisi ollut kovin kilttiä hankkia useampaa, Hillis naureskelee puheessaan.

Internetin alkuaikoina verkossa vallitsi Hillisin mukaan kiltteyden ja luottamuksen ilmapiiri. Käyttäjät tarjosivat kaistanleveyttään toisille surffaajille, jotka vastavuoroisesti tarjosivat omaansa, kun toisilla oli puutetta. 

Tämä johtunee ainakin osittain siitä, että käyttäjiä oli todella vähän. Hillis tunsi kaikki internetiä käyttävät Dannyt itsensä lisäksi, sillä heitä oli kaksi.

Miten internet voisi kaatua?

Luottamuksen varaan rakennettu verkko on yhtä vakaa kuin sen käyttäjien luotettavuuden summa. Edellä olevat sanat eivät ole Hillisin omia, mutta virkkeessä tiivistynee Hillisin viesti.

Hillis muistuttaa ihmisiä siitä, että internetiä ei kehitetty näin laajamittaiseen käyttöön. Hän vertaa tilannetta suuriin pörssiromahduksiin.

Yhtälailla kollektiivisen luottamuksen varaan rakennettu pörssijärjestelmä on romahtanut useaan otteeseen tuhoisin seurauksin. Hillis uskoo, että asetamme itsemme alttiiksi tuholle internetin kanssa.

Nykyisin verkossa luottamuksen kanssa kannattaa olla valikoiva. Kyberhyökkäyksiä tapahtuu jatkuvasti pienessä mittakaavassa. Suuremmat hyökkäykset päätyvät otsikoihin.

Lue myös: Verkon alamaailmasta löytyy joukko, joka kiristää suomalaistenkin rahoja – Mikko Hyppönen on kohdannut verkkorikollisia silmästä silmään

Internet-kirjassaan Hyppönen kirjoittaa haittaohjelmien historiasta.

– Haittaohjelmat ovat suurin yksittäinen tietoturvauhka. Muutamassa vuosikymmenessä tämä marginaalinen ilmiö on muuttunut miljarditason rikollisuudeksi ja osaksi valtiollisten verkkohyökkääjien työkalupakkia, mutta näkemämme ongelmat voivat olla vasta alkusoittoa, Hyppönen avaa kirjassaan.

Hyppönen ei kuitenkaan Hillisin tavoin usko, että romahdus on todennäköinen vaihtoehto.

– Internetiä vastaan olisi kyllä mahdollista hyökätä. Enemmänkin en näe todennäköistä ryhmää, jolla olisi tarvittavaa osaamista ja joka hyötyisi netin kaatamisesta, Hyppönen avaa.

Seuraava teknologiavallankumous on kuitenkin Hyppösen mukaan hyvää vauhtia lähestymässä.

– Sen moottorina toimivat koneoppiminen ja tekoäly, Hyppönen kirjoittaa.

Myös rahan teknologiavallankumous on Hyppösen arvion mukaan lähellä. Uusi aika voi tuoda mukanaan odottamattomia seurauksia.

EMP ja sen uhka

Palataan hetkeksi Pohjois-Koreaan. Vuonna 2017 maan diktaattori Kim Jong-un uhkaili toistuvasti Yhdysvaltoja hyökkäyksellä. Samaan aikaan Tyynen valtameren toisella puolella Peter Vincent Pry katseli huolissaan taivaalle.

Pry johtaa työryhmää, jonka tarkoitus on suojella Yhdysvaltoja EMP-hyökkäyksiltä. EMP-lyhenne tulee sanoista electromagnetic pulse, eli sähkömagneettinen pulssi.

Kyseessä on erittäin lyhytkestoinen ja korkeatehoinen sähkömagneettinen aalto, joka vaurioittaa elektroniikkaa ja sähkölaitteita. Pryn mukaan Pohjois-Korea saattaa suunnitella EMP-hyökkäystä Yhdysvaltoja vastaan.

Käytännössä EMP-hyökkäys tarkoittaisi sitä, että ydinase räjäytettäisiin 30-400 kilometrin korkeudessa. Ilmakehän yläpuolella räjähdyksen gammasäteily törmäisi ilmakehän atomeihin ja irrottaisi atomeista elektroneja.

Tällöin voimakas sähkömagneettinen pulssi muodostuisi vuorovaikutuksessa Maan magneettikentän kanssa. 

Hyökkäys tuhoaisi kaikki sähköverkkoon perustuvat järjestelmät sen vaikutusalueella maan pinnalla.

– Tällöin ruoantuotanto, veden- ja energianjakelu sekä tietokoneiden toiminta loppuisi seinään. Miljoonat voisivat nääntyä nälkään, Pry arvioi.

Pry on erityisen huolissaan sähköverkkomme herkkyydestä.

– Sähkömagneettinen pulssi vaikuttaisi epäsuorasti niin, että se saattaisi tappaa enemmän ihmisiä kuin varsinainen ydinase. EMP rikkoisi sähköverkot ja tuhoaisi elintärkeää infrastruktuuria kuten viestintä- ja liikenneverkkoja. Etenkin nykyelektroniikka on erittäin haavoittuvaista EMP-hyökkäykselle, Pry arvioi.

Sähkömagneettinen pulssi ei tarvitse ihmistä

Salamat ovat lyhytkestoisia sähkömagneettisia pulsseja. Myös auringon geomagneettisten myrskyjen vaikutukset muistuttavat heikon sähkömagneettisen pulssin vaikutuksia maapallolla. 

Aurinko voisi myös aiheuttaa paljon ihmisen aiheuttamaa EMP-iskua pahemman kaaoksen.

Arvostetussa Nature-tiedelehdessä vuonna 2017 julkaistu tutkimus osoittaa, että noin 1200 vuotta sitten maapalloon osui voimakkain tunnettu auringosta peräisin oleva geomagneettinen myrsky kymmeneentuhanteen vuoteen.

Tutkimusryhmä loi radiohiiliajoituksesta ja jääkerrostumista kerätyn datan avulla mallin, joka osoittaa hiukkasmyrskyn olleen todella raju tapaus.

Tämän kokoluokan purkauksen vaikutusta nykyiseen sähkön varaan rakennettuun järjestelmäämme voi vain arvailla. Ainakin se sysäisi yhteiskunnat ympäri planeettaamme täyteen kaaokseen.

Vastaava geomagneettinen myrsky johtaisi myös paikallisiin pintalämpötilan muutoksiin, jotka nostaisivat pohjoisen pallonpuoliskon talvilämpötiloja jopa useita asteita.

Onneksi vuoden 774 myrsky syntyi toisella puolella Aurinkoa Maasta katsottuna, sillä suora osuma maapalloon olisi todennäköisesti saanut aikaan liki maailmanlopun.

Aurinkomyrskyjä tutkitaan jopa Suomessa

Runsaat tuhat vuotta myöhemmin, vuonna 1856, monet todella pelkäsivät maailmanloppua, kun Carringtonin aurinkomyrsky sytytti tulipaloja ja aiheutti viestintälaitteiden hajoamisia ympäri maailmaa.

American Geophysical Unionin mukaan vuoden 1856 kaltaiset tapaukset voivat olla oletettua yleisempiä.

Tutkimusryhmän päätutkija Hisashi Hayakawan mukaan Carringtonin myrsky on esimerkki pahimmasta skenaariosta sen suhteen, kuinka avaruusmyrsky vaikuttaisi sivilisaatioomme.

– Jos sellaisia avaruusmyrskyjä esiintyy useita kertoja vuosisadassa, meidän täytyy miettiä uudestaan, miten voimme varautua ja suojautua sellaista avaruussään uhkaa vastaan, Hayakawa toteaa.

Myös Suomessa tutkitaan Carringtonin myrskyn kaltaisen tapahtuman vaikutuksia tällä hetkellä.

Helsingin yliopiston tutkijat pyrkivät tietokonemallinnusten avulla selvittämään, millaisia vaikutuksia voimakkaalla aurinkomyrskyllä voisi olla ja miten siihen pitäisi varautua.

Tutkimusryhmää johtaa laskennallisen avaruusfysiikan professori Minna Palmroth.

– Skenaario menisi niin, että 24/7 avaruussääpalvelu, kuten meillä Ilmatieteen laitoksella on, havaitsisi suuren purkauksen. Silloin pitäisi aloittaa varautuminen ja olisi 17 tuntia aikaa päättää, Palmroth avaa.

Erään tutkimuksen mukaan vuonna 2012 maapallo välttyi täpärästi auringon supermyrskyltä.

Lue lisää: Suomalaistutkijat selvittävät odotetun massiivisen aurinkomyrskyn vaikutuksia

Sairaalat varautuvat pahimpaan

Tietoturva-alalla 20 vuotta työskennellyt Helsinki ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin turvallisuus- ja valmiusjohtaja Aaro Toivonen sanoo, että rakentamamme järjestelmä on hauras. Toivosen mukaan järjestelmällä ei ole minkäänlaista iskunkestävyyttä.

– Tavattoman haavoittuvaiseksi tämä yhteiskunta on muodostunut, Toivonen tiivistää.

Toivonen on kuitenkin työnsä puolesta enemmän huolissaan ihmislähtöisistä ongelmista. Turvallisuusasioiden kanssa päivittäin painiva Toivonen kertoo, että HUS:ia kohtaan tapahtuu verkkohyökkäyksiä.

Toivonen erittelee hyökkäykset palvelunestohyökkäyksiin, kiristys- haittaohjelmahyökkäyksiin ja ohjelmistopätkiin, joita yritetään sujauttaa järjestelmiin fyysisesti.

Virus tuhosi ydinlaitoksen Iranissa

Viimeisimmästä esimerkkinä toiminee tapaus, jossa vuonna 2012 iranilainen ydinlaitos tuhoutui, kun Stuxnet-nimellä tunnettu virus pääsi laitoksen järjestelmään.

Ulkomainen sabotoija todennäköisesti salakuljetti USB-tikulle tallennetun haittaohjelman laitokseen, jossa ei tiedetty edes järjestelmän olevan yhteydessä internetiin.

Näin kuitenkin oli ja laitoksen sentrifugit aloittivat itsetuhon haittaohjelman käskystä. Stuxnet oli aikansa kehittynein tietokonevirus.

HUS:iin kohdistuvat hyökkäykset eivät ole arkipäiväisiä, mutta kuitenkin toistuvia. Tarkempia lukuja kysyttäessä Toivonen painaa jarrua. Hän ei halua antaa tarkkaa tietoa edes hyökkäysten määrästä, saati sitten laadusta.

– En halua paljastaa mitään haavoittuvuuksia, Toivonen avaa.

Sen Toivonen kuitenkin kertoo, että HUS varaa kasvavasti resursseja kyberhyökkäysten estämiseksi. Lisäksi sairaanhoitopiiri tekee yhteistyötä kyberturvallisuuskeskuksen kanssa. Toivonen muistuttaa Vastaamo-tietomurrosta.

Lue myös: Kirjailija Jenny Rostain on yksi Vastaamon tietovuodon uhreista – toivoo kaikille kriisiapua: "Olen kai vanhanaikainen, mutta ajattelin, että tiedot ovat vain vihossa"

"Jos internet ei toimi, Suomessa ei toimi yhtään mikään"

Vastaamon tietomurto oli kansainvälisestikin ainutlaatuinen tapaus ja iso uutinen myös ulkomailla. Muun muassa tunnettu brittilehti The Guardian uutisoi Ransom Man -nimellä tunnetun hakkerin tietomurrosta, jonka seurauksena hakkeri sai haltuunsa yli 2000 terapia-asiakkaan ja terapeutin väliset keskustelut.

Lunnaita vaatinut hakkeri julkaisi maksusta kieltäytyneiden ihmisten yksityisiä keskusteluja internetissä.

– Toimiala on aivan umpi digitalisoitunut viimeisen 30 vuoden aikana, Toivonen avaa.

Ilman internetiä sairaanhoitopiiri olisi pulassa. Mitä tarkalleen siis tapahtuisi, jos internet olisi poikki viikon tai kuukauden?

Toivosen mukaan erityisesti logistiikkaketjujen ylläpito ja potilasviestintä olisivat vaarassa. Ilman internetiä HUS olisi äärimmäisen heikoilla.

– Me toimimme logististen ketjujen varassa. Ihmisten pitää päästä töihin, palkat pitää voida maksaa ja lomat pitää olla tiedossa. Muuten ihmiset eivät tule töihin. Me tarvitsemme kumipyöräliikennettä, ruokapalveluita, lääkkeitä ja potilaskuljetuksia, Toivonen tiivistää.

Kysyimme laajan verkkokatkon vaikutuksista myös Yleisradion toimintaan. Yhtiön teknologiajohtaja Janne Yli-Äyhö vastasi tyhjentävästi.

– Yhteiskunta kokonaisuudessaan on rakennettu toimivien tietoliikenneyhteyksien varaan. Jos internet ei toimi, Suomessa ei toimi yhtään mikään, Yli-Äyhö tiivistää.

Virheet ja "virheet"

Internet voi mennä poikki myös inhimillisten virheiden tai esimerkiksi valtiollisen sensuurin seurauksena.

Tämä johtuu internetin perusluonteesta. Internetin tietoliikenteen ohjauksesta ei vastaa mikään yksittäinen taho. Internet koostuu useista eri verkoista muodostaen jättiverkon, jossa tietokoneet välittävät tietoa.

Tieto kulkee eri reittejä pitkin ja sen liike perustuu osoitteisiin ja protokolliin. Toisin sanoen riittää, että reittitietoihin tulee virhe tai "virhe" ja yhtäkkiä esimerkiksi koko Pohjois-Amerikan tietoliikenne ohjautuu Kiinan kautta.

Kiinan valtio omistaa China Telecom -yhtiön, jota on useaan otteeseen syytetty tietoliikenteen ohjaamisesta maansa kautta. Yhtälailla venäläinen Rostelecom on ollut syytetyn penkillä.

Länsimaiden mukaan tahot ovat tietoisesti ohjanneet tietoliikenteen kulkemaan omien palvelimiensa kautta. Tällöin ne voivat päästä käsiksi kaikkeen salaamattomaan dataan.

Vuonna 2008 Pakistan blokkasi noin kolmannekselta internetin käyttäjistä Youtuben käytön vahingossa. Pakistanin viranomaisten oli tarkoitus sensuroida palvelu vain sen omilta kansalaisilta. Youtubeen pyrkivät ohjattiin sivulle, jonka mukaan Youtube oli blokattu.

Kun sensuurin takana oleva taho ilmoitti uuden paikallisen osoitteen eteenpäin, internetin palveluntarjoajat eivät tarkastaneet uutta reittiä ja näin kaaos oli valmis.

Palveluntarjoajat eivät tarkastaneet reittiä, koska järjestelmä perustuu luottamukseen. Varsinkin isot palveluntarjoajat luottavat siihen, että muiden isojen palveluntarjoajien antama informaatio on oikein.

Tämänkaltaiset tapaukset toimivat inspiraationa Danny Hillisin TED-puheelle. Hänen mukaansa varaverkon käyttöönotto olisi olennaista.

 – Jos joku haluaa romahduttaa läntisen sivilisaation, hän ei lähde taistoon tankeilla, Hillis vakuuttaa.

Varautuminen pahimpaan

Pitäisikö pahimpaan mahdolliseen skenaarioon siis varautua?

Hillisin mukaan internetin toimintaperiaatteista paljon ymmärtävät ovat väitelleet kaikessa hiljaisuudessa jo vuosia siitä, pitäisikö mahdollista romahdusta varten olla olemassa varasuunnitelma.

Hillis vakuuttaa, että varajärjestelmä voisi perustua ainakin osittain jo rakennettuun infrastruktuuriin, kuituihin ja langattomiin verkkoihin. 

Varajärjestelmän ei tarvitse toimia internetin tavoin, eikä sen tarvitse olla monen miljardin euron hanke. Silti ihmisiä ei tunnu kiinnostavan sen kehittäminen.

– Ihmisiä on todella vaikea saada keskittymään varasuunnitelmaan, kun nykyinen suunnitelma toimii niin hyvin, Hillis avaa.

Mitä nyt voisikaan tapahtua, jos yksi raju virus lähtisi leviämään ympäri maailman?

Lähteet: 

TED Talk: The Internet could crash. We need a plan B, Statista, Helsingin Sanomat, TED Talk: What I learned about freedom after escaping North Korea, EMP task force, Washington Times, Tekniikan Maailma, Nature, AGU, Wired, Forbes, Wired, X-lehti, Mikko Hyppönen: Internet, haastattelut