«В нашей системе хаос очень, очень хорош», — заявил профессор Дэниел Готьер из Университета штата Огайо, руководитель проекта.

Команда под его началом создала новую версию физически неклонируемых функций (PUF), встроенных в компьютерные чипы. Их можно применять для обеспечения безопасности удостоверений личности, отслеживания товаров в логистике и для аутентификации.

Новое решение основано на крошечных производственных отличиях, которые есть у каждого компьютерного чипа — столь незначительных, что они почти незаметны для конечного пользователя. Но которые можно использовать для создания PUF. Эти отличия — иногда заметные только на атомном уровне — служат для разработки уникальных последовательностей единиц и нулей, которые называют «секретами».

Однако проблема с PUF в том, что они могут хранить только ограниченное количество секретов. Команда Готьера нашла способ производства несчетно большого числа секретов, так что хакерам будет невозможно подобрать их, даже если у них будет прямой доступ к чипу, сообщает Science Daily.

Ключом к созданию улучшенных PUF стал хаос, который раньше не использовали для этих целей. Исследователи создали комплексную сеть внутри физически неклонируемых функций при помощи сети случайным образом взаимосвязанных логических вентилей.

«Мы используем вентили нестандартным образом, чтобы создать ненадежное поведение. Но именно этого мы и хотим. Мы эксплуатируем это ненадежное поведение, чтобы получить своего рода детерминистский хаос», — пояснил руководитель группы.

Хаос усиливает производственные отличия чипов. Даже самые мелкие из них, усиленные хаосом, могут изменить весь класс возможных последствий — в данном случае, секретов. Ученые подсчитали, что их PUF на базе хаоса создает такое количество секретов, что если предполагаемый хакер будет отгадывать 1 миллион секретов в секунду, то ему понадобится 20 млрд. лет, чтобы подобрать все ключи.

В целях проверки разработчики сами попытались взломать свой шифр методами машинного обучения, но атаки не увенчались успехом. Теперь они предлагают испытать свое изобретение другим исследовательским группам.

Первую оптическую систему шифрования создали год назад в Израиле. Разработчики утверждают, что такой подход обеспечивает безопасность нового уровня для облачных вычислений и дата-центров.