Nästa generation av elektronisk hårdvarusäkerhet kan finnas till hands när forskare vid New York University Tandon School of Engineering introducerar en ny klass av oklara cybersäkerhetsprimiter gjorda av ett billigt nanomaterial med högsta möjliga strukturella slumpmässighet. Slumpmässighet är mycket önskvärt för att konstruera säkerhetsprimitiven som krypterar och därigenom säkrar datorhårdvara och data fysiskt, snarare än genom programmering.

I en artikel publicerad i tidningen ACS Nano , Biträdande professor i el- och datorteknik Davood Shahrjerdi och hans team i NYU Tandon erbjuder det första beviset på fullständig rumslig slumpmässighet i atomtunn molybdendisulfid (MoS ₂ ). Forskarna odlade nanomaterialet i lager, var och en ungefär en miljon gånger tunnare än ett människohår. Genom att variera tjockleken på varje lager, Shahrjerdi förklarade, de ställde in storlek och typ av energibandstruktur, vilket i sin tur påverkar materialets egenskaper.

"Vid tjocklek i enskikt, detta material har de optiska egenskaperna hos en halvledare som avger ljus, men i flerskikt, egenskaperna ändras, och materialet avger inte längre ljus. Den här egenskapen är unik för detta material, "sa han. Genom att justera den materiella tillväxtprocessen, den resulterande tunna filmen fläckas med slumpmässigt förekommande områden som växelvis avger eller inte avger ljus. Vid exponering för ljus, detta mönster översätts till en enstaka autentiseringsnyckel som kan säkra hårdvarukomponenter till minimal kostnad.

Shahrjerdi sa att hans team funderade på potentiella applikationer för vad han beskrev som de vackra slumpmässiga ljusmönstren i MoS2 när han insåg att det skulle vara mycket värdefullt som kryptografisk primitiv.

Detta representerar det första fysiskt oklonbara säkerhetsprimitiv som skapas med detta nanomaterial. Typiskt inbäddad i integrerade kretsar, fysiskt oklara säkerhetsprimitiv skyddar eller autentiserar hårdvara eller digital information. De interagerar med en stimulans - i det här fallet ljus - för att skapa ett unikt svar som kan fungera som en kryptografisk nyckel eller ett autentiseringsmedel.

Forskargruppen föreställer sig en framtid där liknande nanomaterialbaserade säkerhetsprimitiv billigt kan produceras i stor skala och appliceras på ett chip eller annan hårdvarukomponent, ungefär som en frimärke till ett brev. "Det behövs inga metallkontakter, och produktionen kan ske oberoende av tillverkningsprocessen för chip, "Sa Shahrjerdi." Det är maximal säkerhet med minimala investeringar. "

Pappret, "Fysiskt oklonbara kryptografiska primitiver genom kemisk ångavsättning av skiktad MoS2" visas i tidskriften ACS Nano .