Segurança de chip duplo aumenta hardware criptográfico

Os engenheiros do MIT desenvolvem um truque de fabricação de chips que permite que componentes eletrônicos emparelhados se autentiquem uns aos outros com segurança, sem armazenar chaves secretas externamente, um salto potencial para sistemas embarcados seguros e de baixo consumo de energia.

Pesquisadores do MIT desenvolveram um novo método de processamento de semicondutores que poderia aprimorar a segurança criptográfica baseada em hardware e, ao mesmo tempo, reduzir a dependência de armazenamento externo de chaves.A técnica incorpora uma “impressão digital” compartilhada e imutável em chips emparelhados durante a fabricação, permitindo que um dispositivo autentique seu equivalente diretamente, diferentemente dos esquemas convencionais que normalmente exigem que dados secretos de impressões digitais sejam mantidos em servidores ou sistemas de terceiros.

No centro da abordagem está uma função física não clonável (PUF), um identificador exclusivo que emerge das inevitáveis ​​variações microscópicas na fabricação do CMOS.Historicamente, essas assinaturas físicas aleatórias têm sido usadas para gerar chaves de dispositivos, mas proteger e armazenar essas chaves externamente introduz vulnerabilidades e sobrecarga de energia.O processo da equipe do MIT forja um par PUF correspondente em dois chips, manipulando as propriedades do transistor ao longo de seu limite compartilhado antes que o wafer forneça efetivamente a ambos os dispositivos o mesmo ID de hardware difícil de replicar.

Este PUF compartilhado permite que dois dispositivos se autentiquem sem nunca trocar ou armazenar dados secretos além do silício.Os pesquisadores demonstraram protótipos de chips emparelhados com mais de 98% de confiabilidade na correspondência de suas impressões digitais exclusivas.Como o método usa processos CMOS padrão e quebra de transistor induzida por LED de baixo custo para gerar aleatoriedade correlacionada, ele é uma promessa para implementação escalonável na eletrônica convencional.

A inovação pode ser valiosa em sistemas sensíveis à potência e ao peso, como sensores médicos ingeríveis emparelhados com monitores vestíveis, onde os protocolos criptográficos convencionais e as trocas de chaves são demasiado pesados ​​ou lentos.Ao incorporar a segurança diretamente no hardware, a necessidade de servidores intermediários ou infraestruturas complexas de gerenciamento de chaves pode ser reduzida, melhorando a eficiência e a privacidade.


Os pesquisadores envolvidos incluem os estudantes de pós-graduação Eunseok Lee, Jaehong Jung e Maitreyi Ashok, com orientação sênior dos professores Anantha Chandrakasan e Ruonan Han.O grupo apresentou suas descobertas na Conferência Internacional de Circuitos de Estado Sólido da IEEE, situando o trabalho dentro de esforços mais amplos para fortalecer a segurança da camada física para dispositivos de ponta.

Com o crescente interesse da indústria em proteções criptográficas baseadas em hardware, incluindo criptoprocessadores seguros e arquiteturas de computação confidenciais que protegem os dados em uso, este método PUF duplo adiciona uma ferramenta prática para futuros projetos de silício seguros.