新年伊始，微軟 Exchange Server 2016 與 2019 中出現(xiàn)日期檢查錯誤，導致服務器無法正確識別 2022 年這一時間標記。因此也有人稱其為 Y2K22 bug，即千年蟲 2022 版。

據(jù)悉，微軟的郵件程序會將日期與時間存儲為 signed 整數(shù)（帶符號的整數(shù)），最大值為 2147483647，即 2^31 - 1。而微軟使用更新版本的前兩位數(shù)字表示其發(fā)布年份，所以只要時間在 2021 年或更早，那就一切 OK。然而，就在微軟于新年前夜發(fā)布 2201010001 版本時，本地服務器卻由于無法正確解析日期而發(fā)生崩潰，導致遞送消息卡在傳輸隊列中動彈不得。

世界各地的管理員瘋狂排查故障，錯過了與親朋好友一同迎接新年的寶貴時光?！拔④浀降自诟闶裁垂?？馬上要過年了，要不是論壇上說大家普遍遇到了問題，我們就要重新跑回去上班了?！币晃还芾韱T在 Reddit 線程中寫道。

微軟在次日發(fā)布了修復方案：自動 PowerShell 腳本和腳本也無法運行時適用的手動解決方案。無論如何，管理員都需要在受到影響的每臺本地 Exchange 2016 與 2019 服務器上分別執(zhí)行修復操作。好在自動化腳本可以在多臺服務器上并行運行。微軟公司強調(diào)，自動化腳本“可能需要一段時間才能運行完成”，并呼吁管理員們耐心等待。

日期與時間檢查是在 Exchange 檢查 FIP-FS 版本的過程中執(zhí)行的，F(xiàn)IP-FS 是一種掃描引擎、屬于 Exchange 反惡意軟件保護機制中的組成部分。一旦 FIP-FS 的版本是以數(shù)字 22 開頭，則檢查將無法完成、投遞中的郵件也會被突然叫停。微軟發(fā)布的修復程序會停止 Microsoft 篩選管理與 Microsoft Exchange 傳輸服務、刪除現(xiàn)有反病毒引擎文件，并安裝和啟動經(jīng)過修復的新反病毒引擎。

目前，大部分受到波及的組織已經(jīng)恢復正常，但還不清楚這項 bug 已經(jīng)存在了多久，不過從受影響的版本判斷，很可能源自 Exchange Server 2016 的開發(fā)階段。

一直在重蹈覆轍

從根本上說，千年蟲是一種程序處理日期上的 bug，這并不是嚴重的技術(shù)問題，但卻是企業(yè)們一直在犯的錯誤。

2019 年 11 月，部分惠普 SSD 固態(tài)硬盤在運行 32768 小時后自動停止工作，盤內(nèi)存儲內(nèi)容全部消失且無法恢復。特定系統(tǒng)中的所有驅(qū)動器可能都預裝有相同批次的固件、有著同樣的 bug 隱患，一旦同時發(fā)生故障，即使是 RAID 系統(tǒng)也承受不了這種“集體罷工”式的極端狀況。

惠普并沒有做出具體解釋，而是直接發(fā)布了固件修復升級。但從現(xiàn)象來看，問題應該是與代碼中的 16 位值有關。這意味著此系統(tǒng)可負載的最大負整數(shù)是 32768，最大正整數(shù)則是 32767。

數(shù)字溢出問題是最為常見的編程錯誤之一，一旦值達到極限條件而且未經(jīng)溢出或下溢檢查的校正，那任何代碼都有可能出現(xiàn)問題。因此，很多開發(fā)者喜歡用超級大的整數(shù)進行標定；只要數(shù)字夠大就不怕意外溢出。

不過，這招并非百試百靈。微控制器中只能使用 8 位或者 16 位整數(shù)?？紤]到這些值往往與外圍控制器相關聯(lián)，所以必須要為其設置適當?shù)姆秶拗?，確保開發(fā)者和代碼審查者能夠準確掌握這些重要數(shù)值。

另一方面，這類超限狀況常常引發(fā)難以發(fā)現(xiàn)的 bug?；萜?SSD 事件中，驅(qū)動器要運行幾年才能達到極限時長，所以這種在罕見條件下才會觸發(fā)的錯誤確實不易被察覺。如果這塊 SSD 恰好服務于某臺自動駕駛汽車，那么在它停止工作的瞬間，車輛很有可能引發(fā)嚴重的交通事故。

除了惠普 SSD 事件，阿麗亞娜 -5 運載火箭首次測試發(fā)射失敗的原因也是這樣的一個“小”失誤。1996 年 6 月 4 日，阿麗亞娜 -5 運載火箭首次測試發(fā)射，火箭在發(fā)射后 37 秒被迫自行引爆，40 秒后解體。這個價值 5 億美元的運載系統(tǒng)瞬間灰飛煙滅。

阿麗亞娜 5 號 某段控制程序直接復用了阿麗亞娜 4 號火箭的代碼，其中一個需要接收 64 位數(shù)據(jù)的變量為了節(jié)省存儲空間而使用了 16 位字節(jié)，這使更快的阿麗亞娜 5 號在控制過程中產(chǎn)生了整數(shù)溢出，導致導航系統(tǒng)對火箭控制失效，程序進入異常處理模塊，引爆自毀。該失敗成為歷史上最臭名昭著和最昂貴的軟件 bug 之一。

曾讓全世界感到恐懼

“千年蟲”問題的根源始于 60 年代。當時計算機存儲器的成本很高，如果用四位數(shù)字表示年份就要多占用存儲器空間，使成本增加。因此為了節(jié)省存儲空間，計算機系統(tǒng)的編程人員采用兩位數(shù)字表示年份。

雖然提高了計算機的運行效率，但也帶來新的隱患。比如當日期從 1999 年滾動至 2000 年時，99 到 00 的變化會引發(fā)哪些后果？有些人擔心計算機會不知道如何理解這樣一個時間空值，導致日期無效、進而引發(fā)全球性計算設施故障。

為了使“1999 年 12 月 31 日”安全過度到“2000 年 1 月 1 日”，數(shù)據(jù)顯示，當時全球大概投入了 3000 億～6000 億美元來解決千年蟲問題。雖然效果不錯，但還是出現(xiàn)了一些問題，甚至笑話。

對于千年蟲問題，美國的態(tài)度和行動特別積極。當時，美國整個國家至少投入的 1000 億美元中，約 90 億美元花在聯(lián)邦政府身上。五角大樓的情報和國防系統(tǒng)成為資金的主要目的地（總額約 35 億美元）。但是，雖然開展了為期數(shù)月的昂貴計算機修復與硬件更新努力，政府在 2000 年的頭三天內(nèi)仍然遭遇到嚴重的間諜衛(wèi)星運行故障。直到經(jīng)歷了重啟和再次運行，衛(wèi)星才終于能夠正常發(fā)回可以識別的信息內(nèi)容。

三天時間聽起來不長，但五角大樓的一位官員仍將此次事件劃入“重大”類別。不過略顯諷刺的是，引發(fā)故障的并不是千年蟲、而是用來解決該 bug 的軟件補丁。

此外，美國海軍天文臺也因千年蟲影響暫時失控。美國海軍天文臺只有一項工作：校準時間。該機構(gòu)成立于 1830 年，主要負責美國各類航海儀器，并在后續(xù)的發(fā)展中逐漸成為美國的官方計時機構(gòu)。正是由于如此重要的地位，才讓海軍天文臺在千禧年第一天宣布日期為“19100 年 1 月 1 日”顯得格外尷尬，雖然問題在上報不到一小時后就被解決。

1999 年 12 月 29 日，位于華盛頓特區(qū)的美國海軍天文臺內(nèi)部

除了美國外，日本的核電站也受到了千年蟲的影響。在新年鐘聲敲響的兩分鐘之后，日本女川核電站突然響起警報，當時計算機發(fā)現(xiàn)某負責測量周圍海水溫度的設備出現(xiàn)了問題。好在故障只持續(xù)了 10 分鐘左右，之后一切再次回歸平靜、并未發(fā)現(xiàn)任何嚴重狀況。

日本志賀核電站也發(fā)生了類似的事件，千年蟲故障導致該站部分警報系統(tǒng)下線。更糟糕的是，政府辦公室的一臺電站監(jiān)控電腦與配套警報系統(tǒng)也一同宕機。總之，當天日本各地都出現(xiàn)了類似的小問題，不過很快得到了控制與糾正。日本官員們并沒有透露這些事件是否與千年蟲 bug 相關。

由于 Y2K 錯誤，香港期貨交易所的計算機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制恒生指數(shù)期權(quán)合約定價的計算機系統(tǒng)計算錯了許多期權(quán)交易的交易日和到期日之間的天數(shù)；芝加哥聯(lián)邦儲備銀行無法完成 700,000 美元的稅款轉(zhuǎn)移；芝加哥的一家銀行中斷了對部分醫(yī)院的電子醫(yī)療保險支付功能，處理和支付醫(yī)療保險索賠的保險公司必須通過聯(lián)邦快遞，將包含已處理索賠信息的軟盤寄給銀行來保證按時付款。

此外，還有一些讓人哭笑不得的事情：

千年蟲導致新生兒被登記為百歲老人。丹麥的第一名“千禧嬰兒”剛剛降生就被醫(yī)院計算機登記為百歲老人。德國德意志歌劇院的計算機系統(tǒng)在 2000 年 1 月 1 日將日期跳轉(zhuǎn)回 1900 年，導致所有員工及其子女的年齡都發(fā)生了巨大變化。1990 年出生的小朋友瞬間迎來 90 歲高齡，并導致不少員工無法正常收取由政府直接在工資中發(fā)放的兒童撫育補貼。

完全沒用、又不能退貨的“千年蟲生存包”。借著全球各地對千年蟲大災難的恐懼心理，不少公司提前幾個月推出了一系列“千年蟲生存包”。這個業(yè)務很快催生出價值數(shù)百萬美元的市場，其中一家名為 Preparedness Resources 的公司甚至通過推銷包含脫水食品、凈水器、無電池手電筒、毯子和防水火柴的生存工具套裝賺到 1600 萬美元。頭腦清醒的總裁 Scott Sperry 還一早就定下了“售出不退”的強硬政策。

“一夜暴富”的驚喜體驗。千年蟲讓德國的某個男子在新世紀的第一天突然體驗了把當富豪的感覺。當天，他的銀行賬戶中隨機存入約 600 萬美元，交易日期為 1899 年 12 月 30 日。當時的官員并不確定這筆異常轉(zhuǎn)賬跟千年蟲有沒有關系，唯一可以肯定的是這個男子不會真的一夜暴富。

雖然從現(xiàn)在的角度來看，當初全世界對于千年蟲問題的恐慌似乎沒啥必要，但這主要歸功于各國提前幾年投入數(shù)千億美元進行 bug 修復。

比爾·蓋茨在采訪中就曾強調(diào)，千年蟲“之所以最終沒有掀起什么波瀾，是因為各方真的不遺余力全力修復。如果沒有這樣的付出，全世界一定會受到巨大影響?！?/p>

“千年蟲”能躲開嗎？

早在 1999 年之前，世界各地的政府和企業(yè)就一直在努力尋找 Y2K 的修復方案。但千年蟲問題至今還不能有效避免，千年蟲還可能再次現(xiàn)身。

和千年蟲問題類似，32 位的 Unix 操作系統(tǒng)和 Linux 操作系統(tǒng)時間溢出問題又稱為“2038 年問題”，所有使用 POSIX 時間表示時間的程序都將受到影響。這個問題是由用來寫 Unix/Linux 的 C 語言引起的。

C 語言中用 time_t 來代表時間和日期，用來記載從 1970 年 1 月 1 日到 2000 年所經(jīng)歷的秒數(shù)，并以 32 位存儲。第一位是符號位，其余 31 位用來存數(shù)字，這 31 位數(shù)字可存儲的最大數(shù)字為 2147483647，最多可以用到 2038 年 01 月 19 日 03 時 14 分 07 秒。

到這個時間后，數(shù)字不會自動增加，而會變?yōu)?-2147483648，即 1901 年 12 月 13 日 20 時 45 分 52 秒。這會導致很多的程序出現(xiàn)問題，甚至崩潰。

2038 年問題不僅比千年蟲更隱蔽，而且比之前千年蟲問題更具有破壞力。千年蟲問題只會導致應用層的程序出現(xiàn)問題，比如信用卡支付系統(tǒng)或管理系統(tǒng)。而“2038 年問題”的 bug，將會影響系統(tǒng)最底層的時間控制的功能。

2020 年 2 月發(fā)布的 Linux kernel 5.6 聲稱解決了這個問題，因此 32 位系統(tǒng)也可以運行到 2038 年后。Linux 開發(fā)人員 Arnd Bergmann 表示，使用 GNU C Library 2.32 和 Musl libc 1.2 在 64 位 time_t 上構(gòu)建用戶時間。

雖然“2038 年問題”這樣的系統(tǒng)性問題可能需要長時間探索解決，像微軟這種類似千年蟲的 bug，完全是可以避免的。

相關鏈接：

https://www.mentalfloss.com/article/654225/everything-you-need-perfect-winter-staycation?utm_content=infinitescroll1

https://arstechnica.com/information-technology/2022/01/exchange-server-bug-gets-a-fix-after-ruining-admins-new-years-plans/

https://www.howtogeek.com/671087/what-was-the-y2k-bug-and-why-did-it-terrify-the-world/

本文來自微信公眾號“InfoQ”（ID:infoqchina），作者：褚杏娟、核子可樂，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

關鍵詞： 千年蟲 是個 微軟