論文の概要: Bit2Watt: A Cyber-Physical Vulnerability Exploiting GPU Workloads Across Power and Computing Infrastructures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.05993v1
• Date: Tue, 07 Jul 2026 08:26:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-08 21:24:51.455259
• Title: Bit2Watt: A Cyber-Physical Vulnerability Exploiting GPU Workloads Across Power and Computing Infrastructures
• Title（参考訳）: Bit2Watt: 電力とコンピューティングインフラストラクチャ全体でGPUワークロードを爆発させるサイバー物理脆弱性
• Authors: Zhouhao Ji, Kaikai Pan, Wenyuan Xu,
• Abstract要約: Bit2Wattは、敵がGPUワークロードを操作して、制御された高周波電力変調を誘導する脆弱性である。 電力品質の劣化は、データセンターの電力供給装置、トリガー保護機構を負荷し、極端なシミュレートされた場合、トランスミッションスケールシステムにおけるカスケード障害を誘発することを示した。 この研究は、ワークロードスケジューリングと電力エレクトロニクスを共同で検討する層間防衛の緊急の必要性を強調している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.013860591931719
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Modern data centers increasingly rely on large-scale GPU clusters and on-site renewable energy resources, resulting in a tightly coupled cyber-physical system between computing workloads and power-electronic-dominated grids. In this paper, we reveal Bit2Watt, a previously unexplored vulnerability in which an adversary manipulates GPU workloads to induce controlled, high-frequency power modulations that destabilize local power infrastructure and propagate back to disrupt computing services. Unlike traditional attacks that compromise grid-side devices or communication channels, Bit2Watt operates entirely within the cyber layer as a legal tenant, which could amplify fluctuations, harmonic distortion, and damping degradation, particularly in high-DER-penetration scenarios. This risk is difficult to detect under routine cloud- and facility-side monitoring because it exploits legitimate workload execution paths and concentrates much of its distinctive behavior in high-frequency components that are weakly captured by common telemetry. We validate Bit2Watt through impedance-based analysis, power system simulations, and real-world experiments on GPUs and grid-connected PV inverters. Under the synchronized worst-case aggregation model studied in the paper, manipulating 1,000 GPUs in a 1-MW local power system with 90% DERs raises current THD to 46.8% and results in a damping ratio of -0.27. We further show that the resulting power-quality degradation can stress data-center power-delivery equipment, trigger protection mechanisms, and, in extreme simulated cases, induce cascading failures in transmission-scale systems. In addition, we analyze a plausible Watt2Bit feedback path, including denial-of-service risks and covert information exfiltration via EMI side channels. This work highlights the urgent need for cross-layer defenses that jointly consider workload scheduling and power electronics.
• Abstract（参考訳）: 現代のデータセンターは、大規模GPUクラスタとオンサイト再生可能エネルギーリソースにますます依存しているため、コンピューティングワークロードと電力電子支配グリッドとの間に密結合のサイバー物理システムが生まれる。 本稿では,従来未解決の脆弱性であるBit2Wattを明らかにする。敵がGPUワークロードを操作して制御された高周波電力変調を誘導し,ローカル電力インフラを不安定にし,コンピューティングサービスを破壊する。 グリッド側のデバイスや通信チャネルを侵害する従来の攻撃とは異なり、Bit2Wattは法的なテナントとしてサイバー層内で完全に動作する。 このリスクは、正常なワークロード実行パスを利用して、一般的なテレメトリによって弱められた高周波コンポーネントにその特徴的な振る舞いを集中するため、通常のクラウドおよび設備側監視下で検出することは困難である。 我々は、インピーダンス解析、電力系統シミュレーション、GPUおよびグリッド接続型PVインバータの実環境実験を通じてBit2Wattを検証する。 この論文で研究された同期最悪ケース集約モデルの下では、1MWのローカル電力システムで1000GPUを動作させ、90%のDrで電流THDを46.8%上昇させ、減衰比が0.27となる。 さらに、結果として生じる電力品質劣化は、データセンターの電力供給装置、トリガー保護機構を圧迫し、極端にシミュレートされた場合、トランスミッションスケールシステムにおけるカスケード障害を誘発することを示した。 さらに、サービス障害の否定や、EMI側チャネルによる隠蔽情報流出を含む、有望なWatt2Bitフィードバックパスを分析した。 この研究は、ワークロードスケジューリングと電力エレクトロニクスを共同で検討する層間防衛の緊急の必要性を強調している。

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