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美国纽约大学发现纳米材料的巨大加密潜力,可以最小成本实现芯片的最大安全

美国纽约大学的坦登(Tandon)工程学院的研究人员使用带有最高级结构随机性的二硫化钼,研发出物理不可克隆安全基本元。随机性对于制造能够加密的安全基本元非常令人满意,因此可从物理上保证硬件和数据安全,而不是通过编程加密。研究成果发布在ACS Nano杂志上。


核心突破

电子和计算机工程副教授Davood Shahrjerdi和其纽约大学坦登团队全球首次展示在原子厚度的二硫化钼(MoS2)上完整的空间随机性。Shahrjerdi说,当他的团队在考虑被其称为MoS2的美丽随机发光图案时,他意识到他作为加密基本元的高度价值。研究人员在层上生长纳米材料,每一层大约是人体头发厚度的100万分之一。通过使每一层的厚度多样化,可以改变能带结构的尺寸和类型,进而影响材料的特性。


原理

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(a)在单层厚度上,该材料有半导体能够发光的光特性,但在多层上,该特性发生改变,且不再发光。

(b)通过改变每层的厚度,得到带有位置随机出现的斑点的薄膜,这些斑点区域交替发出或阻碍光线。

(c)通过暴露在光线中,该图案可转变为一种认证密钥,能够以最小成本保证硬件器件安全。


意义

研究团队展现了首个使用纳米材料MoS2实现的物理不可克隆安全基本元。通常通过嵌入到集成电路中,物理不可克隆安全基本元可保护或认证硬件或数字信息。他们和刺激发生相互作用,在这种情况下是光,来产生单独的反应,能够作为加密密钥或认证方式。


该团队相信同样的基于纳米材料的安全基本元能够大规模低成本制造,并应用于芯片或其他硬件器件,非常类似于信上的邮戳。Shahrjerdi说“不需要金属接触,制造过程也可以独立于芯片制造过程。是最小投资实现的最大安全。”


资金支持

国家科学基金会和美国陆军研究实验室。

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