Chaos in den Cloudflare-Büroräumen in Lissabon: Wellenbewegungen schützen das Internet

Bei Cloudflare haben wir im Lauf der Jahre für viele Dinge einen Namen gemacht, unter anderem für unseren technischen Blog, aber auch als Technologieunternehmen, das das Internet mithilfe von Lavalampen schützt. Angefangen hat alles vor fast zehn Jahren als Forschungsprojekt. Im März 2025 haben wir diese Geschichte um ein weiteres Kapitel ergänzt: eine sogenannte „Wand der Entropie“. Diese besteht aus 50 Wellensimulatoren, die in den Räumen unserer europäischen Firmenzentrale in Lissabon in ständiger Bewegung sind. 

Diese Geräte stellen eine neue Quelle der Entropie dar, die sich zu Lavalampen in San Francisco, schwebenden Regenbogen in Austin und chaotischen Doppelpendel in London gesellen. Die durch diese Installationen erzeugte Entropie trägt über LavaRand zum Schutz des Internets bei.

^{Die neue „Wellenwand“ im Cloudflare-Büro in Lissabon befindet sich neben einem Bildschirm, der von Radar aus dem Internet weltweit gewonnene Erkenntnisse zeigt. Im Hintergrund sind der Tejo und die Brücke des 25. Aprils zu sehen.}

Dass Wellen in Portugal nun Einfluss auf die Sicherheit des Internets haben, ist nicht zuletzt angesichts der langen Schifffahrtsgeschichte Portugals eine spannende Entwicklung.

Die Installation ist eine Hommage an die portugiesische Leidenschaft für das Meer und die Erforschung des Unbekannten. Letztere hat bekanntermaßen vor über 600 Jahren, anno 1415, mit Karavellen und Naos/Karacken begonnen, den bahnbrechenden Vorläufern von Galeonen und anderen Segelschiffen. Vorangetrieben wurde Portugals Erkundung der Meere durch Navigationsschulen und die in den Worten des berühmten, vor 500 Jahren (1524) geborenen portugiesischen Dichters Luís Vaz de Camões historische Bereisung „noch nie befahrener Meere“ („Por mares nunca dantes navegados“).

Wer Portugal kennt, der weiß, dass das Meer eine identitätsstiftende Bedeutung für das kleine Land mit seinen 980 km Küste hat, an der sich auch die meisten seiner größten Städte befinden. Maritime Gebiete wie die Inselgruppe der Azoren im Atlantischen Ozean machen 90 Prozent des portugiesischen Staatsterritoriums aus. Bei der Expo 98 in Lissabon wurde 1998 den Ozeanen und diesem Schifffahrtserbe ein Denkmal gesetzt. Seit 2011 hat das Städtchen Nazaré unter Surfern aufgrund seiner Riesenwellen weltweite Berühmtheit erlangt.

^{Damals hat Garrett McNamara einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde für die größte jemals gesurfte Welle (23,8 m) erhalten. Bildmaterial: Cloudflare-Mitarbeitende Sam Khawasé und Beatriz Paula.}

Das besondere Verhältnis Portugals zum Maritimen war auch eine Inspirationsquelle für Literatur und Musik. Unter anderem hat der Dichter Fernando Pessoa in seinem 1934 erschienenen Buch Mensagem darauf Bezug genommen, ebenso wie der Künstler Rui Veloso, der in den 1990er-Jahren mit dem Album „Auto da Pimenta“ der Tradition Portugals als Seefahrernation gehuldigt hat.

Wie Cloudflare-CEO Matthew Prince kürzlich erklärt hat, war der Ausgangspunkt dieser neuen Wand der Entropie die im Jahr 2023 aufgeworfene Frage: „Womit könnten wir die gleiche Zufälligkeit generieren wie mit der Lavalampen-Wand in San Francisco, dabei aber unser Team in Portugal repräsentieren?“

Die ursprüngliche Inspiration kam von kleinen Wellensimulatoren für den Schreibtisch, die bei einigen unserer Mitarbeitenden sehr beliebt waren. Wellen und das Meer sorgen nicht nur für Bewegung und Zufälligkeit, sondern nehmen auch auf die Seefahrtsgeschichte Portugals und die Aussicht Bezug, die das Büro bietet.

Das gesteckte Ziel ließ sich aber nicht ohne Weiteres erreichen. Eine Wand mit kleinen Wellensimulatoren zu schaffen, erwies sich als echte Herausforderung, weil diese Geräte inzwischen nicht mehr so populär waren und zudem nicht in der von uns benötigten Größe hergestellt wurden. Wir haben deshalb unter anderem eBay durchforstet, konnten aber nicht genug funktionsfähige Artikel finden, die sich optisch einigermaßen ähnelten. Außerdem waren die verfügbaren Standardmodelle nicht für den Dauerbetrieb ausgelegt, was für uns eine wichtige Anforderung darstellte.

Die Herstellung von Wellensimulatoren ist eine Kunst

Das Places-Team von Cloudflare – das dafür sorgt, dass unsere Büros unsere Werte und Kultur widerspiegeln – ließ sich davon aber nicht entmutigen. Es machte einen auf die Darstellung von Ozeanwellen spezialisierten, in den USA ansässigen Fachmann ausfindig, der die Wellensimulatoren für uns bauen konnte. Dieser verbindet seit 2009 als Ein-Mann-Betrieb (Hughes Wave Motion Machines) Kunst, Ingenieurwesen und Forschung, nachdem er zuvor für Lockheed Martin Space Systems militärische und kommerzielle Satelliten entworfen hatte.

^{Das Auf und Ab der Wellen in unserem Büro im Zeitraffer, untermalt von einem KI-generierten Song.}

In enger Zusammenarbeit haben wir einen maßgeschneiderten (45 cm langen) Wellensimulator in rechteckiger Form entwickelt, der ununterbrochen läuft. Das war keine leichte Aufgabe, weil dafür Hunderte von Teststunden und viele Iterationen notwendig waren. Die Geräte erzeugen mit rotierenden Rädern, kontinuierlich laufenden Motoren und einer Flüssigkeit mit einzigartiger Formulierung realistische Wellen, die denen von Ozeanen ähneln – in Grün, Blau und dem Cloudflare-Orange. 

Der Schöpfer selbst sagt zu diesen Wellensimulatoren:

„Bei der Konstruktion des Geräts müssen seine Zusammensetzung und die Platzierung seiner Einzelteile fein auf die Art und Weise abgestimmt werden, in der sich die Flüssigkeit je nach Konfiguration verhält. Es ist ein komplexes und störungsanfälliges Zusammenspiel aus der Zähigkeit der Flüssigkeit, dem spezifischen Gewicht, der Größe und Struktur des Behälters und der Platzierung jeder mechanischen Schnittstelle erforderlich. Alles muss genau austariert sein und sich wie eine mathematische Funktion an der Flüssigkeit ausrichten. Das ist ungefähr so, als würde man ein Schachbrett auf einem Wasserball im Wind balancieren.“

^{Das Places-Team von Cloudflare testet im März 2024 mit Architektinnen und Architekten aus dem Büro in Lissabon und Auftragnehmenden die Aufstellung sowie die Regale, Beleuchtung und Spiegel der Wellensimulatoren zur Erzielung des bestmöglichen Bewegungs- und Spiegelungseffekts.}

Nach einigen Verzögerungen wurden die Wellensimulatoren am 10. März 2025 schließlich in Gang gesetzt – ein unglaublich aufregender Moment für das Places-Team.

Einige Zahlen zu unserer Entropiewand aus Wellensimulatoren:

• 50 Wellensimulatoren, 50 Laufrollen und Motore, 50 Acrylbehälter gefüllt mit Flüssigkeit mit der Hughes Wave-Formulierung (zwei nicht mischbare Flüssigkeiten)

• 3 flüssige Farben: Blau, Grün und Orange

• 15 Monate vom Konzept bis zur Fertigstellung

• 14 Überschläge (Wellenbewegungen von einer Seite zur anderen) in der Minute – über 20.000 am Tag

• Mehr als 15 Wellen in der Minute

• ca. 0,5 l Flüssigkeit pro Gerät

Die Server von Cloudflare verarbeiten im Durchschnitt 71 Millionen HTTP-Anfragen pro Sekunde, in Spitzenzeiten sogar 100 Millionen. Die meisten dieser Anfragen werden über TLS abgesichert. Damit dieses Verschlüsselungsprotokoll nicht geknackt werden kann, ist es auf eine nicht vorhersehbare Zufälligkeit angewiesen. Ein kryptografisch sicherer Pseudozufallszahlengenerator (Cryptographically Secure Pseudorandom Number Generator – CSPRNG) sorgt für Unvorhersehbarkeit – allerdings nur, wenn er auf einer hochwertigen Entropie beruht. Da chaotische Bewegungen in der realen Welt tatsächlich zufällig sind, hat Cloudflare ein System entwickelt, um diese zu nutzen. Es folgt ein kurzer Überblick dazu, aber in einem Blog-Beitrag aus dem Jahr 2024 wird ausführlicher auf dieses Thema eingegangen.

2017 hat Cloudflare inspiriert durch das Konzept von Silicon Graphics aus dem Jahr 1997 LavaRand gestartet. Bereits zuvor haben wir uns aber in unserem Blog häufig mit der Erfordernis von Unvorhersehbarkeit in der Sicherheit beschäftigt, etwa bei unseren Diskussionen über die Absicherung von Systemen und Kryptographie. Die für LavaRand genutzte Entropie stammte ursprünglich von einer Wand mit Lavalampen in unserem Büro in San Francisco und speiste eine interne API. Diese wird in regelmäßigen von Servern abgefragt, die deren Antworten in ihren Entropie-Pool aufnehmen. Irgendwann haben wir LavaRand erweitert und neben den Lavalampen unter Beibehaltung der gleichen Grundmethode neue Quellen zur Chaosgenerierung aus unseren Büros einbezogen.

Eine Kamera nimmt Bilder von dynamischen, unvorhersehbaren Zufallsanzeigen auf. Schatten, wechselndes Licht und sogar Bildrauschen liefern einen Beitrag zur Entropie. Jedes Bild wird dann zu einem kompakten Hashwert verarbeitet und in eine Folge zufälliger Bytes umgewandelt. Diese dienen zusammen mit dem vorherigen Startwert und der lokalen Systementropie als Input für eine Schlüsselableitung (Key Derivation Function – KDF). Damit wir ein neuer Startwert für einen CSPRNG erzeugt, der auf Anfrage praktisch unbegrenzt viele zufällige Bytes generieren kann. Die Wellen in unserem Büro in Lissabon sind nun Teil dieser Zufälligkeitsquellen.

Durch die LavaRand-API von Cloudflare wird diese Zufälligkeit intern zugänglich gemacht, was die kryptografische Sicherheit unserer globalen Infrastruktur stärkt. Wenn man beispielsweise Math.random() in Cloudflare Workers verwendet, stammt ein Teil der dabei genutzten Zufälligkeit von LavaRand. Auch bei einer Abfrage unserer drand-API kommt LavaRand zum Einsatz. Diese wird von Cloudflare angeboten, damit jeder Zufallszahlen generieren und sogar seine eigenen Systeme befüllen kann.

^{Foto der Aussicht von unserem Büro in Lissabon, das mit wellenförmigen Deckenleuchten ausgestattet ist.}

Entropie diente auch als Inspirationsquelle bei der Gestaltung unserer neuen Büroräume in Lissabon, da die Wellenwand und das Büro Teil desselben Projekts waren. Beim Betreten der Räumlichkeiten zieht nicht nur das Wogen der Entropiewand den Blick auf sich, sondern auch die ständige Erdrotation auf dem daneben befestigten Bildschirm von Cloudflare Radar. Darauf sind die Wellen jedoch nicht beschränkt: Weitere Elemente in den Büros ahmen den dynamischen Fluss des Internets selbst nach. Anders als die Gezeiten der Weltmeere folgt der Traffic des World Wide Web aber nicht dem Verlauf des Mondes, sondern dem der Sonne.

Überall in den Räumlichkeiten tauchen Wellenformen auf: in den Deckleuchten, der Architektur und sogar im Grundriss, der die fließende Bewegung des Wassers aufgreift. Die visuellen Elemente bilden zusammen ein harmonisches Ganzes, wodurch das Gefühl einer Bewegung verstärkt wird. Jeder Besprechungsraum trägt den Namen eines berühmten portugiesischen Strands, wobei Nazaré natürlich nicht fehlen darf, und nimmt damit das maritime Thema wieder auf.

Im Rahmen dieses Bauprojekts konnten wir mit großartigen lokalen Anbietern zusammenarbeiten. Dabei wurde die Leitung ausschließlich von Frauen übernommen, was in dieser Branche unglaublich selten vorkommt. Die Mitarbeitenden vor Ort haben sich mit Leidenschaft eingebracht, voller Stolz Cloudflare-T-Shirts getragen und für eine herzliche und lockere Atmosphäre gesorgt. Sie äußerten offen, stolz auf das Projekt zu sein, und erzählten, dass es sich von allem abgehoben hat, woran sie bisher gearbeitet haben.

^{Die Mitglieder unseres Drittanbieter- und internen Places-Teams posieren stolz in Cloudflare-T-Shirts für ein Gruppenfoto, nachdem sie das Projekt aus der Taufe gehoben haben.}

Wir haben ein paar Namensvorschläge aufgelistet. Helfen Sie uns, den besten auszuwählen. Hier können Sie abstimmen.

The Surf Board

Chaos Reef

Waves of Entropy

Wall of Waves

Whirling Wave Wall

Chaotic Wave Wall

Waves of Chaos

Haben Sie Interesse daran, für Cloudflare in Lissabon zu arbeiten? Wir stellen ein! Auf unserer Karriereseite finden Sie unsere offenen Stellen in Lissabon und an unseren anderen Standorten in den USA, Mexiko, Europa und Asien.

^{Danksagungen: Dieses Projekt konnte nur dank des Engagements, des Weitblicks und der Hilfe von John Graham-Cumming, Caroline Quick, Jen Preston, Laura Atwall, Carolina Beja, Hughes Wave Motion Machines, P4 Planning and Project Management, Gensler Europe, Openbook Architecture und Vector Mais realisiert werden.}