Đóng băng DRAM cho pháp y (Coldboot)

Tôi đã biết về thủ thuật Coldboot trong một thời gian, nhưng chưa bao giờ thực sự xem xét vật lý đằng sau nó. Tôi đã đọc bài báo , nhưng nó không thực sự bao gồm lý do tại sao nó hoạt động.

Làm thế nào để làm mát vật lý một thanh RAM đến nhiệt độ rất thấp khiến dữ liệu được lưu trữ trong đó được duy trì trong thời gian dài, thậm chí không có nguồn điện?

Tôi biết rằng IC DRAM về cơ bản là một mảng lớn các tế bào lưu trữ bóng bán dẫn, nhưng tôi không thể hiểu tại sao nhiệt độ tạo ra sự khác biệt.

Nó cũng đặt ra câu hỏi thêm:

• Các đặc điểm phân rã của thiết bị có đủ để cho phép đo giá trị "trước đó" của một tế bào, ở nhiệt độ bình thường hoặc thấp hơn không?
• Đây có phải là hiện tượng tương tự gây ra sự thối bit, tức là các bit bị lật ngẫu nhiên trong bộ nhớ máy tính?
• Điều này có áp dụng cho các kịch bản khác, chẳng hạn như thay đổi trạng thái của bộ vi xử lý, hoặc thay đổi cách bóng bán dẫn chuyển đổi trong một mạch rời rạc?
• Nếu cực lạnh khiến trạng thái sạc chậm phân hủy chậm hơn, điều đó có nghĩa là việc làm nóng RAM sẽ xóa bất kỳ dữ liệu nào được lưu trữ trong đó?

DRAM, như bạn đã nói, về cơ bản bao gồm một tụ điện lưu trữ và một bóng bán dẫn để truy cập điện áp được lưu trữ trên tụ điện đó. Lý tưởng nhất là điện tích được lưu trữ trên tụ điện đó sẽ không bao giờ giảm, nhưng có những bộ phận rò rỉ cho phép điện tích bị chảy ra. Nếu đủ điện tích chảy ra khỏi tụ điện, thì dữ liệu không thể được phục hồi. Trong hoạt động bình thường, việc mất dữ liệu này được tránh bằng cách làm mới định kỳ điện tích trong tụ điện. Đây là lý do tại sao nó được gọi là RAM động.

Giảm nhiệt độ làm một số điều:

• Nó làm tăng điện áp ngưỡng của MOSFET và giảm điện áp chuyển tiếp của điốt.
• Nó làm giảm thành phần rò rỉ của MOSFET và điốt
• Nó cải thiện hiệu suất trạng thái của MOSFET

Xem xét rằng hai điểm đầu tiên trực tiếp làm giảm dòng rò mà các bóng bán dẫn nhìn thấy, sẽ ít ngạc nhiên hơn khi điện tích được lưu trong bit DRAM có thể tồn tại đủ lâu cho quá trình khởi động lại cẩn thận. Khi nguồn được áp dụng lại, hệ thống DRAM bên trong sẽ duy trì các giá trị được lưu trữ.

Những tiền đề cơ bản này có thể được áp dụng cho nhiều mạch khác nhau, chẳng hạn như vi điều khiển hoặc thậm chí các mạch rời rạc, miễn là không có khởi tạo khi khởi động. Ví dụ, nhiều bộ vi điều khiển sẽ thiết lập lại một số thanh ghi khi khởi động, cho dù nội dung trước đó có được bảo tồn hay không. Mảng bộ nhớ lớn không có khả năng được khởi tạo, nhưng các thanh ghi điều khiển có nhiều khả năng thiết lập lại chức năng khởi động.

Nếu bạn tăng nhiệt độ của khuôn đủ nóng, bạn có thể tạo ra hiệu ứng ngược lại, vì việc phân hủy điện tích nhanh đến mức dữ liệu bị xóa trước khi chu kỳ làm mới có thể duy trì dữ liệu. Tuy nhiên, điều này không nên xảy ra trong phạm vi nhiệt độ quy định. Làm nóng bộ nhớ đủ nóng để dữ liệu phân rã nhanh hơn chu kỳ làm mới cũng có thể khiến mạch chậm lại đến mức không thể duy trì thời gian bộ nhớ được chỉ định, sẽ xuất hiện dưới dạng một lỗi khác.

Điều này không liên quan đến bit-rot. Bit-rot là sự xuống cấp vật lý của phương tiện lưu trữ (CD, băng từ, thẻ đục lỗ) hoặc một sự kiện khiến bộ nhớ bị hỏng, chẳng hạn như tác động ion.