Хаос поможет защитить электронные устройства от взлома

9 апреля 2021, 15:11

Источник:

Science Daily

Найден новый способ защиты электронных устройств от взлома с помощью хаоса. Уникальные цифровые отпечатки для электроники, созданные с помощью нового метода, не взломает даже самый опытный хакер. Как уверяют разработчики, на подбор комбинации к такому отпечатку требуется больше времени, чем возраст Вселенной.

Проект возглавил профессор Дэниел Готьер из Университета штата Огайо. Команда создала новую версию физически неклонированных функций (PUF), встроенных в компьютерные чипы. Их можно применять для обеспечения безопасности подтверждения личности, отслеживания товаров в логистике и для аутентификации.

Интересно HTC жива: компания скоро представит новые 5G-смартфоны и AR / VR-устройства

Как работает новая технология шифрования

Новое решение основано на крошечных производственных различиях, которые есть у каждого компьютерного чипа. Они настолько незначительны, что остаются незаметными для пользователя. Однако их можно использовать для создания PUF. Иногда эти различия можно наблюдать только на атомном уровне. Они и служат для разработки уникальных последовательностей единиц и нулей, которые называют "секретами".

Однако проблема PUF заключается в том, что они могут хранить только ограниченное количество секретов. Команда Готьера нашла способ производства бесчисленно большого количества секретов. Таким образом хакеры не смогут подобрать их, даже если получат прямой доступ к чипу.

Ключом к созданию улучшенных PUF стал хаос, который ранее не использовали для этих целей. Исследователи создали комплексную сеть внутри физически неклонированных функций с помощью сети взаимосвязанных случайным образом логических вентилей.

Мы используем вентили нестандартным образом, чтобы создать ненадежное поведение. Но именно этого мы и хотим. Мы используем это ненадежное поведение, чтобы получить какой-то детерминированный хаос,
– пояснил руководитель группы.

Хаос усиливает производственные различия чипов. Даже самые мелкие из них, усиленные хаосом, могут изменить весь класс возможных последствий – в данном случае, секретов. Ученые подсчитали, что их PUF на базе хаоса создает такое количество секретов, что даже если предполагаемый хакер будет отгадывать 1 миллион секретов в секунду, то ему понадобится 20 миллиардов лет, чтобы подобрать все ключи.

Разработчики проверили изобретение собственноручно. Они попытались взломать свой же шифр, но атаки не увенчались успехом. Теперь они предлагают сделать это другим исследовательским группам.

Первую систему шифрования создали год назад в Израиле. Разработчики утверждают, что такой подход обеспечивает безопасность совершенно нового уровня для облачных вычислений и дата-центров.