13 миллисекунд на распознавание и 10¹⁹ пар “вызов-ответ”. Китай ставит точку в эпохе клонирования чипов

leer en español

13 миллисекунд на распознавание и 10¹⁹ пар “вызов-ответ”. Китай ставит точку в эпохе клонирования чипов

Новая технология обещает положить конец эпохе фальшивых устройств и клонированных чипов.

image

В условиях, когда подделка медицинских устройств, клонов чипов и других физических объектов способна нести серьёзные риски, разработка принципиально новых способов аутентификации приобретает особую значимость. Цифровое шифрование защищает данные, но не гарантирует подлинность самих объектов. Даже серийные номера, QR-коды и голограммы могут быть воспроизведены, если известны детали их изготовления. На этом фоне группа китайских исследователей предложила новый подход, использующий мягкий гель, структура которого формирует уникальный и неподдельный «отпечаток».

В основе технологии лежит метод региональной полимеризации со сшивкой, при котором гидрогель создаётся из двух полимеров — токопроводящего полипиррола и гибкого, ион-проводящего полистиролсульфоната. В процессе формирования материала смесь подвергается воздействию электрического поля, в результате чего в геле образуются крошечные участки взаимодействия ионов и электронов. Эти микроскопические узлы, получившие название ионно-электронных переходов, образуют трёхмерную сеть с высокой степенью сложности, которую невозможно точно воссоздать.

Каждый образец геля реагирует на подаваемые электрические импульсы в соответствии со своей уникальной структурой. Даже при многократном повторении одного и того же сигнала поведение материала остаётся стабильным, что свидетельствует о его высокой надёжности. Авторы работы утверждают, что их разработка способна генерировать более 10¹⁹ пар «вызов-ответ» — показатель, значительно превосходящий минимально необходимый для создания стойких криптографических идентификаторов на физической основе.

Гидрогель демонстрирует быструю реакцию на сигналы: напряжение достигает 90% от максимума за 13 миллисекунд и снижается до 10% за 49 миллисекунд. Такие характеристики говорят об эффективной передаче заряда внутри материала. При этом число возможных входных комбинаций, например для сетки 8×8, достигает 2⁶⁴ — порядка 10 квинтильонов, что делает подбор сигнала практически невозможным.

Попытки смоделировать отклик геля с помощью алгоритмов машинного обучения, включая трансформеры, не увенчались успехом. Внутренние процессы в материале настолько нелинейны и нестабильны, что алгоритмы не справляются с прогнозированием поведения даже при наличии обширных обучающих данных.

Представленная технология может лечь в основу новых систем физической идентификации, надёжно защищённых от подделок. Используемые материалы недороги, а сам производственный процесс включает лишь базовое управление напряжением и лазерную разметку, что делает возможным массовый выпуск. Предполагается, что в дальнейшем такие гидрогели можно будет внедрять напрямую в продукцию — от микросхем и медицинских устройств до носимой электроники и интеллектуальной упаковки.

Авторы проекта признают, что решение ещё нуждается в проверке устойчивости к длительной эксплуатации и экстремальным условиям. Следующий этап — внедрение в реальные отрасли, повышение стабильности и масштабирование производства. В перспективе каждый физический объект сможет иметь встроенную, не поддающуюся клонированию сигнатуру, закреплённую на молекулярном уровне.