Internet of Things (IoT) som tillåter smarta telefoner, hushållsapparater, drönare och självkörande fordon för att utbyta digital information i realtid kräver en kraftfull säkerhetslösning, eftersom det kan ha en direkt inverkan på användarsäkerhet och tillgångar. En lösning för IoT-säkerhet som har varit är en fysisk icke-klonbar funktion (PUF) som kan komplettera mjukvarubaserad nyckelsäkerhet sårbar för olika attacker eller fysiska attacker.

Hårdvarubaserade PUF-halvledarchips, till exempel, var och en har en unik fysisk kod, liknande den mänskliga iris och fingeravtryck. Eftersom variationerna i mikrostrukturen som härrör från tillverkningsprocessen fungerar som ett nyckelvärde, säkerhetsnycklarna som genereras via PUF är slumpmässiga och unika, gör det omöjligt att duplicera. Dock, det fanns begränsningar i att hårdvarustrukturen måste ändras för att öka antalet kombinationer av nycklar för att förbättra kryptografiska egenskaper.

Under dessa omständigheter, ett team ledd av Jung-Ah Lim och Hyunsu Ju från Korea Institute of Science and Technology (KIST) Center for Opto-Electronic Materials and Devices meddelade att de framgångsrikt har utvecklat en krypteringsenhet som avsevärt kan stärka de kryptografiska egenskaperna hos PUFs som selektivt upptäcker cirkulär polarisering, utan att ändra hårdvarustrukturen, genom samarbete med ett team som leds av Suk-Kyun Ahn, Professor i polymervetenskap och teknik vid Pusan ​​National University.

Ljus, som beter sig som både en partikel och en våg, kan färdas i en rak linje, medan den roterar i form av en spiral, som cirkulärt polariserat ljus.

Kärnteknologin som tillämpas på krypteringsenheten som utvecklats av forskargruppen KIST och PNU är en fototransistor som kan detektera den cirkulära polariseringen av ljus som roterar medurs eller moturs.

Den huvudsakliga strategin som används i den nyutvecklade fotoresistorn är en kombination av kolesterisk flytande kristall och π-konjugerad polymer med lågt bandgap med utmärkta nära-infrarött ljusabsorption och laddningstransportegenskaper. Den kolesteriska flytande kristallfilmen har en stark tendens att selektivt reflektera nära-infrarött cirkulärt polariserat ljus, eftersom mängden ljus som når enheten styrs enligt ljusets rotationsriktning. I studien, enheten uppvisade utmärkt dissymmetrifaktor för fotoström med hög känslighet för att detektera cirkulärt polariserat ljus.

Forskargruppen lyckades tillverka en PUF-enhet som skulle kunna fungera som en grundläggande lösning mot hacking, avlyssning, etc. genom att öka antalet kombinationer för att generera krypteringsnycklar med en enkel lösningsprocess, utan att ändra den fysiska storleken på arrayen.

Dr Jung-Ah Lim från KIST sa:"Denna studie presenterar åtgärder för att implementera en ny krypteringsenhet mitt i behovet av att utveckla en mycket säker kryptografisk teknologi med tillkomsten av IoT-eran."

Dr Suk-Kyun Ahn från PNU sa, "Tekniken för att urskilja rotationsriktningen för cirkulärt polariserat ljus baserat på en enkel tillverkningsprocess förväntas ha en stark potential i inte bara nästa generations krypteringsenheter utan även i olika kirotiska optoelektroniska applikationer."