Bekæmpelse af forfalskning med kulstof nanorør

Allestedsnærværelsen af ​​elektroniske enheder gør det vigtigt at bruge kryptering og anti-forfalskning værktøjer til at beskytte brugernes privatliv og sikkerhed. Med den voksende udvidelse af Internet of Things, beskyttelse mod angreb, der krænker produkters ægthed, er i stigende grad nødvendig. Traditionelt, beskedbeskyttelse har været baseret på forskellige systemer:adgangskoder, digitale signaturer eller kryptering. Denne kryptografi er baseret på ukendte nøgler til en mulig angriber, men desværre er disse systemer ved at blive forældede, efterhånden som nye mere invasive angreb dukker op:malware, API-angreb eller fysiske hardwareangreb.

Mens kvanteberegning langsomt udvikler sig mod det kryptografiske paradigme, de såkaldte fysisk uklonbare funktioner (PUF'er) præsenteres som valget for at sikre en unik og effektiv identifikation. En PUF er en enhed, der har unikke og ikke-gentagelige fysiske egenskaber, der kan oversættes til brugbare informationsbidder. Ideen om at anvende tilfældige fysiske egenskaber til at identificere systemer eller mennesker er ikke ny:f.eks. identifikationen af ​​individer ved hjælp af fingeraftrykket stammer fra det 19. århundrede. For nylig, identiteten af ​​elektroniske enheder er blevet fastslået ved hjælp af PUF'er, som er "elektroniske fingeraftryk" af et integreret kredsløb.

Autentificering baseret på PUF'er omfatter en chip fremstillet af iboende tilfældige processer, der gør kloning næsten umulig, selvom alle detaljer i fremstillingsprocessen er kendt. Målingerne af de forskellige fysiske egenskaber af PUF afhænger af chippens egenskaber på nanoskala, udgør således en meget kraftfuld teknologi til bekæmpelse af bedrageri og varemærkeforfalskning. For at kunne implementeres på industrielt niveau, denne chip skal være billig, skalerbar og dens egenskaber skal let kunne måles ved hjælp af en identificerbar funktion.

Enrique Burzurí, Daniel Granados og Emilio M. Pérez (forskere ved IMDEA Nanociencia) har foreslået en genial og enkel PUF baseret på kulstof nanorør. Kulstofnanorørene samles ved dielektroforese til en serie af 16 elektroder, der danner tilfældige forbindelser:i hvert par elektroder er der en, flere eller ingen nanorør. Målingen af ​​intensitets-spændingskurverne giver et unikt mønster, der er iboende for hver PUF og er næsten umuligt at gengive. Denne nanoteknologi udnytter en egenskab ved kulstofnanorør, som normalt har været skadelig:vanskeligheden ved at få kulstofnanorør med identisk chiralitet, det er, med identiske elektroniske egenskaber (leder eller halvleder). Også, de iboende fabrikationsfejl såsom ledige stillinger eller iltfunktionaliteter betyder, at to kulstofnanorør med samme chiralitet ikke har den samme ledningsevne. Disse ulemper er blevet forvandlet til PUF's stærkeste side.

Disse PUF'er, der er udtænkt på IMDEA Nanociencia, er let målbare fysiske enheder, der giver et mønster af iboende ledningsevne til hver af dem, som er ekstraordinært vanskeligt at duplikere. Givet den samme PUF producerer to forskellige input forskellige svar, og givet det samme input producerer to PUF'er to forskellige svar. På denne måde disse PUF'er baseret på kulstof nanorør kan identificeres ved værdien af ​​de svar, de genererer på specifikke input. Enhver PUF-defekt er ikke gyldig her; den skal være målbar og give en unik signatur. I øjeblikket er der flere typer PUF'er, der er baseret på fysiske egenskaber såsom reflektivitet eller magnetisk anisotropi. Imidlertid, den nuværende måling foreslået af Burzurí et al. det er det enkleste, billigste (et litografisk trin) og den lettest implanterbare i et elektronisk kredsløb, udover at være potentielt skalerbar til et større antal elektroder for at øge dens kompleksitet. Disse PUF'er kunne implementeres i smartphones, mikrocontrollere, smarte sensorer, aktuatorer og kan også bruges som en digital signatur.