Een groep academici van het Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) in Zuid-Korea heeft natuurlijke zijdevezels van gedomesticeerde zijderupsen gebruikt om een milieuvriendelijk digitaal beveiligingssysteem te bouwen dat volgens hen “praktisch onbreekbaar” is.
“De eerste natuurlijke fysieke niet-kloneerbare functie (PUF) […] maakt gebruik van de diffractie van licht door natuurlijke microgaatjes in inheemse zijde om een veilige en unieke digitale sleutel te creëren voor toekomstige beveiligingsoplossingen”, aldus de onderzoekers. zei.
Fysieke niet-kloneerbare functies of PUF’s verwijzen naar apparaten die gebruik maken van inherente willekeur en microscopische verschillen in elektronica die tijdens de fabricage zijn geïntroduceerd om een unieke identificatiecode (bijv. cryptografische sleutels) te genereren voor een bepaalde set invoer en voorwaarden.
Met andere woorden, PUF’s zijn niet-algoritmische eenrichtingsfuncties die zijn afgeleid van niet-kopieerbare elementen om onbreekbare identifiers te creëren voor sterke authenticatie. In de loop der jaren zijn PUF’s op grote schaal gebruikt in smartcards om “siliciumvingerafdrukken” te leveren als een middel om kaarthouders op unieke wijze te identificeren op basis van een challenge-respons authenticatie schema.
De nieuw voorgestelde methode van GIST maakt gebruik van inheemse zijdevezels geproduceerd door zijderupsen om PUF-gebaseerde tags te maken die vervolgens worden gebruikt om een PUF-module te ontwerpen. Dit mechanisme steunt op het onderliggende principe dat een lichtstraal ervaart diffractie wanneer het een obstakel raakt, in dit geval de zijdevezel.
“[T]De nanofibrillaire structuren in elke microvezel verbeteren het lichtintensiteitscontrast tussen de achtergrond en de brandpunten aanzienlijk dankzij de sterke verstrooiing”, noteerden de onderzoekers in een papier gepubliceerd in Nature Communications. “Deze nieuwe optische kenmerken zouden gemakkelijk de module van een lensvrije optische PUF kunnen implementeren door een zijden ID-kaart op de beeldsensor te plaatsen.”
Het opgevangen verstrooide licht is uniek, “dat aanleiding geeft tot een uniek lichtpatroon”, dat vervolgens wordt omgezet in een digitaal formaat en als invoer in het systeem wordt ingevoerd, aldus onderzoeker en auteur Young Min Song van het onderzoek.
Als een dergelijk systeem zou worden ingezet voor gebruikersauthenticatie met behulp van een smartcard, zeiden de onderzoekers dat het vervalsen van een authenticatiesleutel die door de module is gegenereerd via een brute-force-aanval 5 x 10 minuten zou duren.41 jaar om het open te breken, waardoor het cryptografisch onbreekbaar is.
“Voor zover wij weten, is dit de eerste PUF-module die is ontworpen met zijde, een van nature overvloedig biomateriaal”, zei prof. Yong in een verklaring. “Het betekent dat we geen tijd hoeven te investeren in het ontwikkelen van ingewikkelde beveiligingssleutels, dat heeft de natuur al voor ons gedaan.”
