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.