Чтобы справиться c поддельными товарами, из-за которых бизнес в настоящий момент теряет миллиарды, специалисты Массачусетского технологического института придумали криптографические ID-метки. Они небольшие, могут быть размещены на любом товаре и подтверждать его подлинность.
Согласно отчёту Организации экономического сотрудничества, в 2020 году поддельных товаров будет продано на сумму в 2 миллиарда долларов. Это печальные новости как для потребителей, так и для компаний, которые заказывают комплектующие по всему земному шару.
Подделки часто поступают сложными путями, проходят через множество посредников, отслеживание и проверка их на подлинность затрудны.
Для решения данного вопроса уже используются некие беспроводные метки, однако у них разные размеры, стоимость, энергозатраты и есть недостатки в плане безопасности. Всё это в результате ограничивает их потенциал.
Например, популярные радио-метки (RFID) слишком большие, чтобы размещать их на маленьких объектах: медицинских или промышленных изделиях, автомобильных запчастях или кремниевых микросхемах. Также у них не идеальная система безопасности. Некоторые метки включают крипто-защиту от клонирования и предотвращения взлома, однако они слишком большие и требуют много электроэнергии. Если уменьшить размер, страдает радиус действия и возможность шифрования.
В отчёте по итогам Международной конференции по центральным схемам (ISSCC) исследователи описали ID-чип, который решает все обозначенные проблемы. Его длина и ширина порядка полутора миллиметров, он потребляет относительно немного энергии. Также чип передаёт данные на большие расстояния за счёт «отражающей» технологии, которая гораздо эффективнее используемой в радиометках. Кроме того, алгоритмы оптимизации позволяют использовать популярные способы шифрования, которые гарантируют безопасное соединение при низких энергозатратах.
«Мы зовём их “всеядными” метками. И они действительно подойдут для любого продукта. – заявил один из авторов проекта, Руонан Хан, доцент отдела электрики и информатики и глава отдела интегрированной электроники в MTL, — Если мне нужно отследить логистику, например, одного болта или зубного имплантата, радиометки здесь просто не подойдут. Мы сделали дешёвый крошечный чип, который не требует корпуса, батарей или других внешних компонентов для хранения и передачи важных данных».
Объединение систем
Началось всё с желания улучшить радиометки. Команда специалистов хотела избавиться от корпуса, который делает метки громоздкими и увеличивает стоимость производства. Также они хотели обеспечить передачу данных на более высоких СВЧ- и ИК-частотах – от 100 гигагерц до 10 терагерц, — что позволило бы использовать антенный массив и беспроводную связь для увеличения расстояния. Наконец, они хотели иметь возможность шифрования, поскольку сейчас радиометки может просканировать практически любой и передать с них данные.
Но обычно всё это требовало большого размера чипа. Взамен исследователи решили устроить «серьёзное объединение систем», разместив компоненты на монолитной – т.е. не использующей слои – кремниевой микросхеме размером 1,6 квадратных миллиметра.
Одним из новшеств стал антенный массив, устройство из небольших антенн, передающее данные туда и обратно, от метки к устройству ввода, за счёт рассеивания. Рассеивание, характерное для радиометок, работает просто: метка отражает входящий сигнал обратно к устройству ввода с небольшими изменениями, соответствующими передаваемым данным. В новой системе антенны разделяют сигнал, а также используют смешанные техники рассеивания в терагерцовом диапазоне. Подобные сигналы сначала поступают к устройству ввода, а затем отправляют данные для шифровки.
В антеннах используется технология «управления лучом», при которой антенны фокусируют сигнал по направлению к устройству ввода, повышая таким образом эффективность, улучшая силу сигнала, диапазон и снижая влияние помех. По словам учёных, это первая демонстрация управления лучом в метках с рассеиванием.
Крошечные отверстия в антеннах позволяют лучу от пользователя проходить через фотодиоды, которые преобразуют свет в ток напряжением 1 вольт. Это питает процессор чипа и запускает систему шифрования (ECC). ECC использует комбинацию секретных (известных только пользователю) и публичных ключей для приватной коммуникации. В новой системе учёных метка использует собственный секретный ключ и секретный ключ устройства ввода для определения валидных пользователей. Таким образом ни один перехватчик не сможет завладеть этими данными и не сможет определить с помощью мониторинга сети, какая из меток является частью протокола.
Оптимизация криптографического кода и оборудования позволяет использовать минимум электроэнергии и небольшой процессор.
Расширяя границы
В данный момент радиус действия чипа – 5 сантиметров, что весьма много и позволяет использовать портативный сканер меток. Учёные надеются «расширить границы» диапазона. Они хотят добиться того, чтобы масса меток отслеживала устройство ввода где-нибудь, к примеру, в комнате считывания сигнала. Это позволит валидировать сразу множество товаров.
Ученые полагают, что смогут добиться того, чтобы устройство ввода размещалось в центре всей цепи и специалистам не было нужды находиться вблизи от меток. Задача сделать так, чтобы сигнал поступал даже на большие такие расстояния. Они ищут возможность использовать терагерцовый диапазон, исключив в дальнейшем необходимость в фотодиодах.
Текущие чипы крохотные, их легко производить, и они недорогие. Кроме того, их можно встроить в большие кремниевые платы, которые сегодня особенно популярно подделывать. Индустрия полупроводников терпит убытки в 7-10 миллиардов из-за поддельных чипов. Новый чип можно легко интегрировать в другой с целью обеспечения безопасности, и это окажет огромное влияние на индустрию. Такая метка стоит три копейки, но выгода от её использования просто бесценна.
Источник: https://procurementnation.com/
