Protipadělatelské „čipy s rodokmenem“
Každý počítačový čip má unikátní identitu založenou na individuálních fyzických charakteristikách. Výzkumníci nyní začali využívat tyto specifické vlastnosti k zajištění fyzické bezpečnosti.
Jak uvádí magazín Fraunhoferova institutu, který přináší ve svém posledním speciálním vydání informaci o tomto zajímavém projektu, nabízí tato metoda efektivní ochranu elektronických karet, smartphonů, a dalších elektronických zařízení proti produktovému pirátství. Tento problém se už netýká jen určitého typu produktů, donedávna převážně spotřebního zboží, ale prostřednictvím počítačových čipů je už záležitostí postihující prakticky celý průmyslový sektor. Padělatelé využívají nejmodernější techniku - speciální chemikálie, výkonné skenovací elektronové mikroskopy, laserová zařízení apod., a nezřídka i otevírání čipů aby pronikli až do jejich nitra a rozluštili bezpečnostní kódy. A možná ještě nebezpečnějším efektem, než samotné ztráty výrobců je, že napodobeniny, často pochybné kvality mohou být použity i v oblastech, kde je prioritou bezpečnost jako je např. při výrobě automobilů či letadel.
Vědci z Fraunhoferova výzkumného institutu pro aplikovanou a integrovanou bezpečnost (AISEC) pracují proto na inovativních metodách ochrany proti produktovému pirátství, které by dokázaly nabídnout vysokou úroveň zabezpečení. Jednou ze slibných cest mohou být metody založené na specifických fyzikálních charakteristikách čipů, označovaných jako PUF (Physical Unclonable Functions), tedy parametrech, které nelze naklonovat. „Jakkoli přesný a standardizovaný je výrobní proces, vždy jsou mezi jednotlivými čipy určité malé rozdíly. Nikdo nedokáže vyrobit dva absolutně identické čipy“, říká Dominik Merli z výzkumného týmu AISEC. Rozdíly jsou tak malé, že neovlivňují funkci čipu, ale mohou sloužit jako unikátní identifikátor. Vědci už našli způsob, jak tyto charakteristiky využít k odvození jakéhosi „digitálního otisku prstu“ použitelného jako základ pro vygenerování kódu.
Vědci začali integrovat PUF modul přímo do čipu. Uvnitř je měřicí obvod, např. matrice oscilátorů, z nichž každý generuje určitý charakteristický signál, pomalejší či rychlejší podle materiálových vlastností čipu. Signál má různé frekvence (podle toho jak tenké jsou spoje a hustota materiálu) a měřením série oscilačních frekvencí je možné určit sekvenci 0 a 1 bitů, které vytvářejí unikátní „otisk“ každého čipu. Oproti konvenčním kryptografickým metodám má tato technologie výhodu že bezpečnostní kód není nikde uložen, ale je pokaždé vygenerován na základě „otisku“. Jakmile by došlo k fyzickým změnám - např. při pokusu o otevření čipu - je kód zničen.
Technologii lze implementovat do širokého spektra hardwarových prvků a komponent. Vědci nyní pracují na výzkumu činnosti PUF modulů v různých podmínkách. Vzhledem k tomu, že v praxi působí vliv řady různých často nevyzpytatelných faktorů, jako jsou změny teploty, vlhkosti apod., a to, že něco funguje dobře v laboratoři, ještě neznamená, že bude zajištěna bezchybná funkce v reálném provozu.
721
