Des chercheurs développent une clé à changement de phase pour une nouvelle sécurité matérielle

Les chercheurs du SUTD ont développé une clé à changement de phase pour une nouvelle sécurité matérielle

Graphique des nouveaux types de PUF pouvant être conçus à l’aide du matériau à changement de phase (PCM), basé sur la commutation réversible entre l’état vitreux amorphe et l’état cristallin ordonné d’une couche de chalcogénure, ainsi que la détection de différents états amorphes tels que déposés, montrant un grand contraste dans les propriétés électriques et optiques (panneau supérieur). Schéma du concept d’authentification de produit (panneau inférieur). Crédit : Université de technologie et de design de Singapour

Alors que de plus en plus de données sont partagées et stockées numériquement, le nombre de violations de données dans le monde est en augmentation. Les scientifiques explorent de nouvelles façons de sécuriser et de protéger les données contre les cyberattaques de plus en plus sophistiquées.

Un nouveau type de dispositif de sécurité matériel reconfigurable, évolutif et à faible consommation d’énergie avec une haute résilience aux attaques d’IA a été développé par des chercheurs utilisant des matériaux à changement de phase. Cette recherche est dirigée par le professeur adjoint Desmond Loke de l’Université de technologie et de design de Singapour (SUTD), et l’étude est publiée dans Sciences avancées.

Le Dr Loke a déclaré : “Nous avons développé un nouveau dispositif de sécurité matériel qui peut éventuellement être mis en œuvre pour protéger les données dans tous les secteurs et industries, car les violations de données privées n’ont cessé d’augmenter.”

Le dispositif, connu sous le nom de fonction physique non clonable (PUF), est un nouveau type de PUF à changement de phase qui est évolutif, plus économe en énergie et sécurisé contre les attaques d’IA par rapport aux PUF traditionnels en silicium. Cela est dû aux propriétés électriques et physiques des matériaux à changement de phase, ainsi qu’au processus de fabrication.

L’équipe de recherche SUTD a fabriqué un groupe de dispositifs à changement de phase, qui commutent de manière réversible entre l’état amorphe vitreux et l’état cristallin ordonné. Ils ont ensuite utilisé la variation de la conductance électrique du dispositif pour construire le PUF en raison du caractère aléatoire inhérent résultant du processus de fabrication, qui n’est pas représenté par les dispositifs conventionnels à base de silicium.

Les chercheurs ont modélisé les caractéristiques des dispositifs à changement de phase réels pour générer une simulation de beaucoup plus de PUF basés sur le changement de phase. Le Dr Loke et son équipe ont utilisé l’apprentissage automatique, une méthode qui permet à l’IA d’étudier un système et de trouver de nouveaux modèles, pour tester la sécurité du PUF. Pour examiner si l’IA pouvait utiliser cette formation pour faire des prédictions sur la clé cryptée et révéler les insécurités du système, les chercheurs ont formé l’IA avec les données de simulation PUF à changement de phase.

Le Dr Loke a ajouté : “Les humains normaux ne sont pas capables de développer un modèle à partir d’une grande quantité de données, mais les réseaux de neurones le peuvent. Nous avons également constaté qu’il n’était pas possible d’apprendre le processus de cryptage et que l’IA ne pouvait pas développer un modèle pour déchiffrer le PUF à changement de phase.”

Comme les pirates potentiels ne pourraient pas utiliser la clé “volée” pour rétroconcevoir un appareil pour une utilisation future, la résistance aux attaques d’apprentissage automatique rend le PUF plus sûr. Le PUF à changement de phase peut également créer une nouvelle clé immédiatement via le mode de reconfiguration si la clé est piratée.

Le PUF à changement de phase pourrait être utilisé dans une variété d’applications avec ces caractéristiques, ainsi que la capacité de fonctionner à des températures élevées. Les recherches futures peuvent ouvrir la voie à son utilisation dans les appareils ménagers, les appareils électroniques imprimables et flexibles et d’autres appareils.

Plus d’information:
Shao‐Xiang Go et al, Fonctions physiques mémristives non clonables à changement de phase ultrarapide quasi‐idéal entraînées par des variations d’état amorphe, Sciences avancées (2022). DOI : 10.1002/advs.202204453

Fourni par l’Université de technologie et de design de Singapour

Citation: Des chercheurs développent une clé à changement de phase pour une nouvelle sécurité matérielle (2022, 18 novembre) récupéré le 18 novembre 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-11-phase-change-key-hardware.html

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