Nguyên lý rất đơn giản: công suất tiêu thụ điện của một GPU tỷ lệ thuận với khối lượng tính toán của nó. Tính toán nặng thì tiêu thụ nhiều điện, để ở chế độ chờ thì tiêu thụ ít. Một thuê bao đám mây độc hại chỉ cần liên tục chuyển đổi giữa hai trạng thái này bằng các tác vụ GPU hợp pháp. Điều này tạo ra các dao động công suất có kiểm soát, lan truyền từ ổ cắm qua hệ thống điện của trung tâm dữ liệu và ra lưới điện địa phương. Cuộc tấn công này không cần mã độc, không leo thang đặc quyền, và không cần xâm nhập vào hệ thống điều khiển lưới điện — vì thuê bao đã có quyền chạy các tác vụ GPU .
Các nhà nghiên cứu đã phát triển hai phương pháp để tạo ra dao động điện:
| Kỹ thuật | Cách thức | Tần số điều chế tối đa |
|---|---|---|
| SWMA (Synthetic Workload Modulation Attack) | Sử dụng các nhân CUDA tùy chỉnh để nhanh chóng chuyển đổi GPU giữa trạng thái tính toán nặng và nhàn rỗi. | Lên tới 6.000 Hz trên GPU Nvidia |
| LTMA (LLM Training Modulation Attack) | Thao tác vòng lặp huấn luyện của một mô hình ngôn ngữ lớn hợp pháp để tạo ra các biến động công suất định kỳ. | Tần số thấp hơn, nhưng khó bị phát hiện hơn vì nó hòa lẫn với hoạt động huấn luyện AI thông thường |
Mô phỏng quy mô nhỏ (1 MW): Với 1.000 GPU đồng bộ, các dao động điện đã đẩy tổng độ méo hài (Total Harmonic Distortion) lên trên 10%, gây mất ổn định điện áp ở 3 trên 5 hệ thống phân phối chuẩn IEEE và kích hoạt rơ le bảo vệ . Xác suất gây ra sự cố dây chuyền và mất điện là >80% .
Mô phỏng quy mô lục địa: Khi mở rộng lên mô hình lưới truyền tải châu Âu, các dao động công suất đồng bộ ở tần số cộng hưởng có thể lan truyền dưới dạng dao động liên vùng, đe dọa sự ổn định ở quy mô lục địa .
Cuộc tấn công Bit2Watt xuất hiện trong bối cảnh các cơ quan quản lý lưới điện đã liên tục đưa ra những cảnh báo ngày càng nghiêm trọng về rủi ro mất ổn định từ các trung tâm dữ liệu AI.
Sự cố xảy ra đầu năm 2025 tại quận Loudoun, Virginia — "thung lũng trung tâm dữ liệu" gần Washington D.C. Khoảng 40 trung tâm dữ liệu (có báo cáo nói là 60) đã đồng loạt ngắt kết nối khỏi lưới điện. Tổng công suất mất đi (khoảng 1.500 MW) đã đẩy lưới điện đến bờ vực sụp đổ, buộc các nhà vận hành phải khẩn cấp tìm cách cân bằng phụ tải .
Báo cáo của NERC vào ngày 8/1/2025 xác nhận sự cố đã gây ra các xung điện áp và mất cân bằng tần số . Tờ Wall Street Journal mô tả các trung tâm dữ liệu này tiêu thụ điện năng tương đương hơn một triệu hộ gia đình .
Các nhà nghiên cứu mô tả một cơ chế tự củng cố: sự mất ổn định điện áp do dao động điện kích hoạt hệ thống bảo vệ bên trong trung tâm dữ liệu. Các hệ thống này buộc máy chủ giảm tải hoặc ngắt kết nối, từ đó khuếch đại nhiễu loạn điện trở lại lưới điện. Cơ sở hạ tầng máy tính tự làm cho sự cố lưới điện tồi tệ hơn, tạo thành một vòng lặp mất ổn định hai chiều, khép kín .