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새로운 하드웨어 보안을위한 그래 핀 키

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Penn State 연구원 팀은 보안 키를 생성하기 위해 미세 구조 변형을 활용하는 새로운 하드웨어 보안 장치를 개발했습니다. 신용 Jennifer McCann, Penn State
Penn State 연구원 팀은 보안 키를 생성하기 위해 미세 구조 변형을 활용하는 새로운 하드웨어 보안 장치를 개발했습니다. 신용
Jennifer McCann, 펜 스테이트

요약 :
더 많은 개인 데이터가 디지털 방식으로 저장되고 공유됨에 따라 연구원들은 악의적 인 공격자의 공격으로부터 데이터를 보호하는 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 현재 실리콘 기술은 컴퓨팅 구성 요소 간의 미세한 차이를 활용하여 보안 키를 생성하지만 인공 지능 (AI) 기술을 사용하여 이러한 키를 예측하고 데이터에 액세스 할 수 있습니다. 이제 Penn State 연구원은 암호화 된 키를 해독하기 어렵게 만드는 방법을 설계했습니다.

새로운 하드웨어 보안을위한 그래 핀 키


University Park, PA | 게시일 : 10 년 2021 월 XNUMX 일

공학 과학 및 역학 조교수 인 Saptarshi Das가 이끄는 연구원들은 인공 지능 공격에 대한 상당한 복원력을 갖춘 새로운 저전력, 확장 가능, 재구성 가능한 하드웨어 보안 장치를 개발하기 위해 그래 핀 (탄소 10 원자 두께)을 사용했습니다. 그들은 오늘 Nature Electronics에 연구 결과를 발표했습니다 (XNUMX 월 XNUMX 일).

Das는“최근에 점점 더 많은 개인 데이터 침해가 발생했습니다. "우리는 결국 산업 및 부문 전반에 걸쳐 이러한 데이터를 보호하기 위해 구현할 수있는 새로운 하드웨어 보안 장치를 개발했습니다."

연구진에 따르면 PUF (물리적 복제 불가능 함수)라고하는이 장치는 그래 핀 기반 PUF의 첫 번째 데모입니다. 그래 핀의 물리적 및 전기적 특성과 제조 공정은 새로운 PUF를 실리콘 PUF에 위협을 가하는 AI 공격에 대해보다 에너지 효율적이고 확장 가능하며 안전하게 만듭니다.

팀은 처음에 거의 2,000 개의 동일한 그래 핀 트랜지스터를 제작하여 회로에서 전류를 켜고 끕니다. 구조적 유사성에도 불구하고 트랜지스터의 전기 전도도는 생산 공정에서 발생하는 고유 한 임의성으로 인해 다양했습니다. 이러한 변화는 일반적으로 전자 장치의 단점이지만 실리콘 기반 장치에서 공유하지 않는 PUF에는 바람직한 품질입니다.

그래 핀 트랜지스터가 PUF에 구현 된 후 연구원들은 64 만 개의 그래 핀 기반 PUF의 시뮬레이션을 생성하기 위해 특성을 모델링했습니다. PUF의 보안을 테스트하기 위해 Das와 그의 팀은 AI가 시스템을 연구하고 새로운 패턴을 찾을 수있는 방법 인 기계 학습을 사용했습니다. 연구원들은 그래 핀 PUF 시뮬레이션 데이터로 AI를 훈련 시켰고, AI가이 훈련을 사용하여 암호화 된 데이터에 대한 예측을하고 시스템 불안정성을 드러 낼 수 있는지 테스트했습니다.

"신경망은 인간이 할 수없는 경우에도 방대한 양의 데이터로부터 모델을 개발하는 데 매우 능숙합니다."라고 Das는 말했습니다. "우리는 AI가 모델을 개발할 수없고 암호화 프로세스를 학습 할 수 없음을 발견했습니다."

기계 학습 공격에 대한 이러한 저항은 잠재적 인 해커가 향후 악용을 위해 장치를 리버스 엔지니어링하기 위해 침해 된 데이터를 사용할 수 없기 때문에 PUF를 더욱 안전하게 만든다고 Das는 말했습니다. 키를 예측할 수 있더라도 그래 핀 PUF는 추가 하드웨어 나 구성 요소 교체가 필요없는 재구성 프로세스를 통해 새 키를 생성 할 수 있습니다.

Das의 멘토링에 따라 연구를 수행하는 공학 과학 및 기계 대학원생 인 Akhil Dodda는“일반적으로 시스템의 보안이 손상되면 영구적으로 손상됩니다. "우리는 이와 같이 손상된 시스템을 재구성하고 다시 사용할 수있는 체계를 개발하여 다른 보안 기능으로 변조 방지 기능을 추가했습니다."

이러한 기능과 광범위한 온도에서 작동 할 수있는 용량을 갖춘 그래 핀 기반 PUF는 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있습니다. 추가 연구를 통해 유연하고 인쇄 가능한 전자 제품, 가정용 기기 등에 사용할 수있는 길을 열 수 있습니다.

# # #

논문 공동 저자로는 Penn State의 Dodda, Shiva Subbulakshmi Radhakrishnan, Thomas Schranghamer 및 Drew Buzzell이 있습니다. Purdue University의 Parijat Sengupta. Das는 또한 Penn State Department of Materials Science and Engineering 및 Materials Research Institute와 제휴하고 있습니다.

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연락처 :
메간 라카 토스
814-865-5544

뿡 빵뀨

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출처 : http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56677

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