La puce intelligente détecte, stocke, calcule et sécurise les données sur une plate-forme à faible consommation d’énergie

La puce intelligente détecte, stocke, calcule et sécurise les données sur une plate-forme à faible consommation d'énergie

Les chercheurs en science et ingénierie des matériaux de Penn State ont utilisé du disulfure de molybdène, un matériau 2D, pour créer une puce cryptographique à faible puissance de moins d’un nanomètre d’épaisseur. Crédit : Kelby Hochreither/État de Penn

L’information numérique est omniprésente à l’ère de la technologie intelligente, où les données sont continuellement générées et communiquées entre les téléphones portables, les montres intelligentes, les appareils photo, les haut-parleurs intelligents et d’autres appareils. La sécurisation des données numériques sur les appareils portables nécessite d’énormes quantités d’énergie, selon un groupe interdisciplinaire de chercheurs de Penn State, qui avertissent que la sécurisation de ces appareils contre les mauvais acteurs devient une préoccupation plus importante que jamais.

Dirigés par Saptarshi Das, professeur agrégé de sciences de l’ingénieur et de mécanique de Penn State, les chercheurs ont développé une plate-forme matérielle intelligente, ou puce, pour atténuer la consommation d’énergie tout en ajoutant une couche de sécurité. Les chercheurs ont publié leurs résultats le 23 juin dans Communication Nature.

“Les informations de nos appareils sont actuellement stockées dans un seul endroit, le cloud, qui est partagé et stocké sur de grands serveurs”, a déclaré Das, qui est également affilié à la Penn State School of Electrical Engineering and Computer Science, au Materials Research Institute et au Département de science et génie des matériaux du Collège des sciences de la Terre et des minéraux. “Les stratégies de sécurité utilisées pour stocker ces informations sont extrêmement inefficaces sur le plan énergétique et sont vulnérables aux violations de données et au piratage.”

Le chiffrement dans le cloud est un mode de sécurité actuel qui convertit les données en un code pour empêcher tout accès non autorisé. Le système de messagerie populaire WhatsApp, par exemple, utilise la méthode, garantissant théoriquement que seuls les appareils impliqués dans le chat peuvent accéder aux messages privés. Cependant, dans la pratique, les chiffrements dans le cloud sont vulnérables aux fuites de données et sont des cibles fréquentes pour les adversaires, selon les chercheurs.

“Bien que les modules de sécurité basés sur des logiciels soient puissants, ils présentent une multitude de défis”, a déclaré le premier auteur Akhil Dodda, étudiant au doctorat en sciences de l’ingénieur et en mécanique de Penn State. “Nous avons développé une plate-forme cryptographique utilisant un matériau bidimensionnel pour surmonter ces limitations de sécurité.”

Couramment utilisé pour fabriquer des transistors utilisés dans les téléphones portables, le silicium ne fonctionnerait pas pour construire un transistor suffisamment petit pour économiser de l’énergie, ont déclaré des chercheurs. Au lieu de cela, ils se sont tournés vers des matériaux 2D, en particulier le bisulfure de molybdène (MoS2), d’une épaisseur inférieure à un nanomètre, pour créer une puce cryptographique à faible consommation. Les collaborateurs de Penn State, Joan Redwing, éminent professeur de science et génie des matériaux et de génie électrique, et Nicholas Trainor, étudiant au doctorat en science et génie des matériaux, ont travaillé ensemble pour synthétiser le MoS2 nécessaire à la création de la puce.

La puce utilise 320 transistors MoS2 qui ont chacun une unité de détection, une unité de stockage et une unité de calcul pour crypter les données. Pour tester la force du processus de cryptage, les chercheurs ont utilisé des algorithmes d’apprentissage automatique, ce qui leur a permis d’étudier les modèles de sortie et de prédire les informations d’entrée.

“Nous avons constaté que les techniques avancées d’apprentissage automatique ne pouvaient pas décoder les informations cryptées, renforçant la résilience du processus de cryptage contre les attaques d’apprentissage automatique”, a déclaré Das. “Sans connaissance préalable des canaux d’information et des variables de décodage, il est extrêmement difficile de décoder l’information.”

De plus, selon les chercheurs, l’énergie consommée pour chiffrer les informations était nettement inférieure à celle des méthodes de sécurité à base de silicium. Le résultat était une puce tout-en-un à faible consommation d’énergie capable de détecter, stocker, calculer et communiquer des informations entre les appareils connectés – une solution potentielle pour les utilisateurs qui souhaitent une sécurité accrue mais qui ne peuvent pas se permettre de vider les batteries de leurs appareils portables au quotidien. -usage quotidien.

“Dans un avenir proche, nous prévoyons de contacter des agences fédérales et des sociétés privées spécialisées dans la sécurité intelligente pour étendre et élargir la portée de notre travail”, a déclaré Das.


Clé en graphène pour une nouvelle sécurité matérielle


Plus d’information:
Akhil Dodda et al, Moteurs de cryptage tout-en-un, bio-inspirés et à faible consommation d’énergie pour une sécurité proche du capteur basée sur des memtransistors bidimensionnels, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-31148-z

Fourni par l’Université d’État de Pennsylvanie

Citation: La puce intelligente détecte, stocke, calcule et sécurise les données sur une plate-forme à faible consommation (2022, 20 juillet) récupéré le 20 juillet 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-07-smart-chip-low-power- plateforme.html

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