Logo
Cover

Объем частных данных на цифровых носителях все возрастает, и ученые ищут новые способы защиты информации от злоумышленников. Современные кремниевые технологии используют мельчайшие отличия между электронными компонентами для создания безопасных ключей, но системы искусственного интеллекта уже могут их предсказать, хотя еще недавно это считалось маловероятным. Специалисты из США нашли способ сделать ключи шифрования неприступными для взлома с помощью ИИ.

Ученые из Университета штата Пенсильвания разработали новое маломощное, масштабируемое и перестраиваемое устройство безопасности, устойчивое к атакам систем ИИ. Для этого они использовали графен — слой углерода толщиной в один атом, пишет EurekAlert.

Это устройство — первая демонстрация физически неклонируемой функции (PUF) в графеновом исполнении. Физические и электрические свойства графена, а также процесс производства делают новый PUF более энергоэффективным и защищенным от взлома, по сравнению с кремниевыми аналогами.

Разработчики изготовили почти 2000 одинаковых графеновых транзисторов. Несмотря на структурное сходство их электропроводность менялась из-за присущей техпроцессу рандомности. Обычно такие колебания считаются недостатком электронных устройств, но для PUF из графена они стали преимуществом.

Вставив транзисторы в устройства PUF, ученые сконструировали их характеристики для создания модели из 64 млн графеновых PUF. И протестировали их с помощью машинного обучения, чтобы понять, может ли ИИ сделать прогнозы касательно зашифрованных данных и раскрыть уязвимости системы.

«Нейросети очень хорошо разрабатывают модель из огромного числа данных, даже если люди на такое не способны, — сказал профессор Саптарши Дас, руководитель научной группы. — Мы обнаружили, что ИИ не может разработать модель для PUF с графеновым ключом, а значит раскрыть такой процесс шифрования невозможно».

Большая защищенность графенового PUF состоит в том, что хакеры не могут использовать украденные данные для обратной инженерии устройства, пояснил Дас. Даже если ключ можно предсказать, PUF генерирует новый в процессе реконфигурации, который не требует дополнительного оборудования или замены компонентов.

Первую оптическую систему шифрования разработали в начале 2020 в Израиле. Разработчики спрятали сигнал под шумом и утверждают, что такой подход обеспечивает безопасность иного уровня для облачных вычислений и дата-центров.