闰秒调整方案将助力软件系统保持时间同步

几十年来，全球时间专家一直将原子钟时间与地球自转对应起来，随着自转变慢周期性地增加一秒（即闰秒）。但目前地球自转速度略有加快，这可能意味着需要进行负向调整。

问题在于，计算机系统从未被编程用来处理这种情况。

为避免这一问题，国际计量大会（GCWM）将于10月就一项提案进行表决，该提案建议从2027年5月20日起，协调世界时（UTC）保持连续，不再通过闰秒进行调整，允许基于地球自转测量的UT1时间与UTC时间之间产生最多一小时的偏差。

该组织指出："此前从未实施过负闰秒，人们认为这将对基本没有准备的关键基础设施造成高度异常和中断风险，而进行相关准备工作，将需要依赖时间同步的行业投入资金，其规模估计与应对千年虫问题的准备工作相当。"

该组织表示，2025年一次包含地球自转专家参与的研讨会估计，近期负闰秒出现的概率将迅速上升，到2035年将达到30%。该组织称，通过这项提案将确保UTC在未来数百年内保持长期连续性。

意外的需求

Info-Tech Research Group高级总监杰里米·罗伯茨表示，相关机构从未预料到需要"倒拨"时间的情况。

"几十年来我们一直在增加闰秒，基本上是为了让原子时间与观测时间保持一致，但这是我们第一次需要减去一秒。问题是计算机系统的设计并未考虑这种运作方式，"罗伯茨说。"这里提出的方案不是引入负闰秒，而是让两种时钟时间产生偏差，而不是不断调整以保持与UT1时间和原子时间的同步——原子时间要稳定得多，不受地球自转变化的影响。这将使基础设施的建设和维护更加容易，因为时钟的运行将变得可预测。"

不过，罗伯茨强调，这一提议的方案最终仍可能带来问题。

"和所有事情一样，这需要投入工作来实施，而且由于该提案包含允许时钟出现最多一小时偏差的条款，这大概会在我们最终达到那个偏差值时给后代造成问题，"罗伯茨说。"但犹豫不决可能会导致标准时间出现分裂，不同实体转向不同标准，这可能带来一系列自身的问题。"

Dickson Research首席分析师弗兰克·迪克森补充说，这项提议在计时领域堪称一场革命。

"这是自1972年闰秒制度采用以来，民用计时领域最大的一次变革，"迪克森说。"从历史上看，地球自转一直在变慢，所以这也是该系统一直以来唯一需要处理的方向。令人意外的是，近年来地球自转速度一直在加快，这就需要负闰秒——减去一秒而不是增加一秒。此前从未有人在全球范围内、在世界实际依赖的系统上，将这种做法付诸生产环境实施过。"

迪克森表示，这项投票能够通过至关重要，因为IT界已经见识过时钟出错会带来什么后果。

"在一个由相互关联的软件应用组成的世界里，你无法总是预测全球性变化将如何影响数字系统。2012年，一次普通的正闰秒就导致了Reddit、领英以及澜(Qantas)航空公司预订系统的瘫痪，"迪克森说。"它还在Linux内核中引发了一个竞争条件问题，导致全球服务器的CPU负载飙升。当时没有人对此进行过测试，因为这种情况以前从未发生过。"

另一起与计时相关的事件，就在上个月导致澳大利亚Telstra网络瘫痪。

一项"更为理性"的工程决策

Aikido Security企业首席信息安全官迈克·威尔克斯指出，负闰秒可能带来重大后果。"跳过一秒钟可能会暴露隐藏在数据库、分布式系统、身份验证系统、调度程序、市场基础设施和日志记录平台中的各种假设，"他说。"国际计量大会的提案实际上是在说，与其迫使整个数字经济为一种全新的故障模式做准备，我们应该让UTC保持连续。这似乎是一项更为理性的工程决策。"

大多数顾问和分析师都认为，如果这项调整现行计时程序的投票未能通过，由此产生的问题很可能会逐渐显现，而且可能会相当严重。

"最有可能出现的问题不一定是某一次引人注目的全球性大规模故障。我更担心的是同时出现数千个较小的不一致问题，"JA Worldwide全球技术负责人鲍里斯·科列夫说。他预计可能出现的问题包括：时间戳顺序错乱、分布式交易出现异常行为、身份验证令牌被错误解读、监控和审计日志出现不一致，或不同系统对事件发生的先后顺序产生分歧。

系统性技术风险

不过，科列夫警告称，随着不同企业共享的各类技术依赖关系，在应对时间问题时采取不同做法，可能会引发更为严重的问题。

"这意味着企业不仅要担心自身服务器的表现，还必须考虑当其云服务提供商、操作系统、身份提供商、数据库、外部API以及本地系统对同一时刻做出不同解读时会发生什么，"科列夫说。"这正是令首席信息官们担忧的那种系统性技术风险：单独来看，每一项依赖关系或许都显得可控，但从全局来看，存在数以百万计相互关联的系统，它们由不同组织维护、在不同时代编写而成，并基于不同的假设运行。"

咨询公司Acceligence首席执行官贾斯汀·格里斯也表示，他希望这项提案能够通过。

"我认为，这正是那种延迟采用看似技术上正确答案的做法，实际上可能才是更为负责任的工程决策的案例之一。归根结底，你必须要问，将民用时间与地球自转之间的关系保持在一秒以内的误差，是否值得给依赖精确同步的金融系统、电信网络、云平台、电力基础设施、交通运输系统以及无数其他技术带来运营风险，"格里斯说。"对于绝大多数企业技术而言，我认为并不值得。"

本文最初发表于Network World。

Q&A

Q1：什么是闰秒，为什么现在需要讨论负闰秒？

A：闰秒是为了让原子钟时间与地球自转时间保持同步而进行的调整，此前一直是增加一秒。但近年来地球自转速度加快，可能首次需要减去一秒，即负闰秒，而计算机系统从未针对这种情况进行过设计和测试。

Q2：国际计量大会提出的新方案具体是什么？

A：该方案建议从2027年5月20日起，让协调世界时（UTC）保持连续，不再通过增减闰秒来调整，允许UTC与基于地球自转的UT1时间之间产生最多一小时的偏差，以避免负闰秒带来的系统风险。

Q3：如果负闰秒实施不当会带来什么后果？

A：可能引发大量系统性问题，例如时间戳顺序错乱、分布式交易异常、身份验证令牌被错误解读等。2012年一次普通的正闰秒就曾导致Reddit、领英等平台瘫痪，负闰秒从未在全球生产系统中实施过，风险更加难以预测。