Experter på tillämpad matematik vid RUDN University har experimentellt bevisat att det är möjligt att exakt identifiera elektroniska enheter genom defekter i flashminnesceller. Det visar sig att fördelningen och arten av dessa defekter är unika, och de kan spela rollen som "fingeravtryck" för minneskort. Den nya metoden kommer att förbättra skyddet mot hackerattacker, eftersom det skulle skapa elektroniska blixtnycklar som inte kan förfalskas. Resultaten av studien publiceras i tidskriften IEEE -åtkomst .

Som informations- och kommunikationsenheter - smartphones, fitnessarmband, Wi-Fi-utrustning, minnesenheter - sprids över hela världen, frågan om att skydda dem från stöld och manipulering blir mer och mer relevant. Ett sätt att exakt identifiera varje enhet behövs. Befintliga identifieringsmetoder kan delas in i två typer:virtuell och fysisk. Virtuella metoder tillämpas på programvaran (firmware) på en enhet. Det kan vara, till exempel, ett unikt nummer som är "hårt skrivet" i enheten. Problemet är att all programvara kan hackas och data ändras. Fysiska metoder handlar om hårdvara. Dessa inkluderar identifiering av en enhet genom unika fluktuationer i dess radiofrekvens. Dock, radiosignaler utsätts för störningar.

En av de nya metoderna för fysisk identifiering är baserad på skadade flashminnesceller. På grund av mikroskopiska tillverkningsfel, skadade celler visas slumpmässigt i minnesblocken på en enhet. Mönstret för dessa mikrodefekter är unikt, och det betyder att en enhet kan skiljas från den från en annan. Tidigare, dock, det har inte varit möjligt att numeriskt bevisa effektiviteten av denna metod, så experterna från RUDN University åtog sig att verifiera effektiviteten hos denna teknik.

För det, de använde flashminnechip med konfiguration NOR, som används i mikrokontroller och mikrochips för datorer. NOR-flashminne är en tvådimensionell uppsättning lågnivåminneceller som ligger på ledarens matris. Var och en av cellerna lagrar från en till fyra bitar av information. För att spela in eller radera information i en cell, du måste ändra avgiften. Under inspelningsprocessen, cellen ändrar bitens initialtillstånd (vanligtvis "1") till motsatsen ("0"). Men efter varje skrivcykel, irreversibla förändringar ackumuleras i cellen, och någon gång slutar det fungera, det är, den ändrar inte längre tillstånd om man försöker skriva. En sådan cell anses vara skadad, och processen för utseende av skadade celler kallas minneschipsnedbrytning.

Processen med minnescells "död" är helt slumpmässig, så bilden av distributionen av icke-funktionella celler inom en viss minnessektor blir unik för varje enhet. Om, innan prylen säljs, detta mönster läggs till i en databas, t.ex. underhålls av tillverkaren, det skulle bli möjligt att identifiera enheten entydigt med detta skadade cellmönster. Tillverkaren skulle kunna kontrollera en specifik minnessektor, jämför det med databasen och blockera en stulen smartphone eller vidta andra åtgärder.

Forskarna från RUDN University bestämde sig för att i praktiken bevisa att det skadade cellmönstret är unikt för varje minneschip. De kopplade 120 NOR -flashminnechips till en anpassad testbädd med Raspberry Pi -dator. En av de 512 sektorerna på varje chip förstördes med våld genom att skriva om det 350, 000 gånger. Som ett resultat, en karta över skadade celler från den första minnessektorn i varje chip erhölls. Antalet icke-funktionella celler i sektorn för de flesta av de testade chipsen varierade från 30 till 100.

Efter det, forskarna jämförde alla kartor över de "dåliga" cellerna och ingen av dem matchade någon annan. De extrapolerade också data till ett mycket stort antal -kvadrillioner — av enheter. Statistiska beräkningar visade att sannolikheten för två identiska kartor över skadade celler är oändligt liten.

Självklart, nya oplanerade skadade celler kan dyka upp medan ett chip används. Men ett experiment visade att kartan nästan inte förändras under enhetens livslängd:det genomsnittliga antalet skrivcykler före utseendet av en ny "dålig" cell är 3940. Detta motsvarar mer än 10 års daglig användning. Dock, det finns fortfarande en möjlighet att en ny skadad cell kommer att göra enheten identisk med en annan som skiljer sig från just den cellen. RUDN University matematik beräknade också denna sannolikhet, med en speciell formel. Det visade sig att även om en sådan möjlighet inte helt kan uteslutas, den är också oändligt liten:cirka fem miljoner.

Med all denna data, experterna genomförde framgångsrikt förfarandet för ömsesidig identifiering mellan två enheter:de "lyckades" känna igen varandra.

Således, forskarna bevisade både i praktiken och matematiskt att skadade sektorer av flashminne kan användas som en unik identifierare för kvadriljoner mikroprocessorer, smartphones, och andra enheter. Denna siffra är betydligt högre än det nuvarande antalet enheter i världen.