停電でNISTのNTPサーバーは協定世界時から0.000005秒未満のズレが生まれた、その影響とは？

2023年12月17日にアメリカ国立標準技術研究所(NIST)の管理しているNTPサーバーが停電に見舞われた問題で、NISTは予備電源システムの作動によってサーバーの停止を免れたと発表しました。しかし、停電の影響で5マイクロ秒未満のズレが生まれたとされており、その影響についてエンジニア兼YouTuberのジェフ・ギアリング氏が説明しています。

NIST was 5 μs off UTC after last week's power cut | Jeff Geerling
https://www.jeffgeerling.com/blog/2025/nist-was-5-%CE%BCs-utc-after-last-weeks-power-cut

NIST's NTP clock was microseconds from disaster - YouTube

事の発端は2025年12月17日に、時速160キロメートルを超える強風により火災のリスクが生じたため、電力会社が供給を遮断したことでした。施設全体が安全のためにロックダウンされ、スタッフの出入りが制限される中でバックアップ発電機が稼働していましたが、数日後にNTPサーバー用のメインアンサンブルクロックを支える発電機が故障するという事態に陥りました。

幸いなことに、現場に残っていたスタッフが緊急電力を回し、無停電電源装置(UPS)などのバッテリーバックアップで時間を稼ぎながら、予備電源を起動させることでNTPサーバーの停止を防ぎました。

NISTの停電でNTPサーバーの時刻配信が危機に陥るも予備電源を駆使してサーバー持続に成功 - GIGAZINE

一連のトラブルによる協定世界時(UTC)からの乖離は最終的に5マイクロ秒未満に抑えられました。NISTの時刻は通常この5000倍の精度を保っており、一般的なコンピューターがインターネット経由でNTPサーバーと通信する際の遅延は約35ミリ秒(3万5000マイクロ秒)であることから、ほとんどのユーザーには影響がありませんでした。ただし、科学研究や金融取引、放送などといった特定の分野ではさらに高い精度での時刻同期が求められるため、影響がまったくないというわけではありません。

さらに、ここで重要となるのがGPSと時刻基準の関係です。GPS衛星は独自の原子時計を搭載して正確な時刻信号を配信していますが、その時刻の運用を維持するための最終的な基準は、アメリカ海軍天文台(USNO)が管理する協定世界時に同期するよう制御されています。このUSNOの時刻とNISTの時刻にズレが生じると、GPSとNISTの両方を参照して時刻同期の検証を行うシステムに影響が生じます。

ギアリング氏は自身のスタジオでRaspberry Piを使用した2台のGPS時計を運用しており、1台をメインのNTPサーバー、もう1台をテスト用のバックアップとして活用しているとのこと。これらは屋外に設置されたGPSアンテナから時刻情報を取得していますが、時刻同期インフラがGPSに過度に依存している状況には懸念があると述べています。

今回の出来事から得られる最大の教訓は時刻同期インフラの脆弱性である、とギアリング氏。アメリカのサイバーセキュリティ・インフラセキュリティ庁(CISA)はGPSへの過度な依存に潜むリスクを指摘しており、これを受けてアメリカ政府は位置・航法・タイミングの代替手段を模索し始めています。その解決策の一つとして期待されているBPS(放送測位システム)は、万が一GPSが利用不能になった場合でも時刻の冗長性を確保することができるそうです。

また、ギアリング氏はルビジウム原子時計を内蔵したGPS同期水晶発信器(GPSDO)を2基保有しているそうで、こういった設備があれば、GPS信号が妨害されたりアンテナが故障したりした場合でも、一定期間はナノ秒単位の精度を維持するホールドオーバーが可能だとしています。