MIT araştırmacıları; şirketlere yılda milyarlarca dolara mal olabilecek tedarik zinciri sahteciliği ile mücadele etmek için hemen hemen her ürüne sığacak ve orijinalliğini doğrulayacak kadar küçük bir şifreleme kimliği etiketi icat ettiler.
Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü’nden bir 2018 raporu; 2020’de dünya çapında yaklaşık 2 trilyon dolarlık sahte mal satılacağını öngörüyor. Bu, dünya çapında farklı kaynaklardan parça sipariş eden tüketiciler ve şirketler için kötü bir haber.
Sahtecilik, birçok kontrol noktası içeren karmaşık yollar kullanma eğiliminde; bu da kökenlerini ve orijinalliğini doğrulamayı zorlaştırıyor. Sonuç olarak, şirketler taklit parçalarla karşılaşabilir. Kablosuz kimlik etiketleri; her bir denetim noktasında el değiştirdikçe varlıkların doğrulanması için giderek daha popüler hale gelmektedir. Ancak bu etiketler; potansiyellerini sınırlayan çeşitli boyut, maliyet, enerji ve güvenlik dengesiyle gelir.
Örneğin, popüler( Radyo Frekansı Tanımlama (RFID) etiketleri; tıbbi ve endüstriyel bileşenler, otomotiv parçaları veya silikon çipleri gibi küçük nesnelere sığmayacak kadar büyüktür. RFID etiketleri ayrıca zorlu güvenlik önlemleri de içermez. Bazı etiketler; klonlamaya ve bilgisayar korsanlarına karşı koruma sağlamak için şifreleme şemaları ile oluşturulmuştur, ancak bunlar büyüktür ve güce açtır. Etiketleri daraltmak; hem radyo frekansı iletişimini sağlayan anten paketinden hem de güçlü şifreleme çalıştırma yeteneğinden vazgeçmek anlamına gelir.
IEEE Uluslararası Katı Hal Devreleri Konferansı’nda (ISSCC) sunulan bir makalede, araştırmacılar; tüm bu değiş-tokuşları yönlendiren bir kimlik çipini tanımladılar. Milimetre boyutundadır ve fotovoltaik diyotlar tarafından sağlanan nispeten düşük güç seviyelerinde çalışır. Ayrıca RFID’lerden yüzlerce kat daha yüksek bir frekansta çalışan, güçsüz bir “geri saçılma” tekniği kullanarak verileri uzak mesafelerde iletir. Algoritma optimizasyon teknikleri ayrıca çipin son derece düşük enerji kullanarak güvenli iletişimi garanti eden popüler bir şifreleme şeması çalıştırmasını sağlar.
Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü Doçent ve Microsystems Teknoloji Laboratuvarı Terahertz Entegre Elektronik Grubu Başkan Ruonan Han: “Buna ‘her şeyin etiketi’ diyoruz. Tek bir cıvata, diş implantı veya silikon çipin lojistiğini izlemek istersem, mevcut RFID etiketleri bunu etkinleştirmez. Bu yüzden hassas verileri depolayan ve aktaran, düşük maliyetli, küçük bir çip, ambalajsız, piller veya diğer harici bileşenler ürettik. ”
Sistem Entegrasyonu
Çalışma; daha iyi RFID etiketleri oluşturmanın bir aracı olarak başladı. Ekip, etiketleri hantal yapan ve üretim maliyetini artıran ambalajdan kurtulmak istedi. Ayrıca, bir anten dizisinin çip entegrasyonunu ve daha büyük okuyucu mesafelerinde kablosuz iletişimi mümkün kılan, mikrodalga ve kızılötesi radyasyon arasındaki yüksek terahertz frekansında (yaklaşık 100 gigahertz ve 10 terahertz) iletişim istediler. Son olarak, RFID etiketleri esasen herhangi bir okuyucu tarafından taranabildiğinden ve verilerini ayrım gözetmeden iletebildiğinden şifreleme protokolleri istediler.
Ancak tüm bu işlevlerin dahil edilmesi normalde oldukça büyük bir çip inşa edilmesini gerektirir. Bunun yerine, araştırmacılar; her şeyi sadece 1.6 milimetre olan monolitik (yani katmanlı olmayan) silikon bir çip üzerine koymayı sağlayan “oldukça büyük bir sistem entegrasyonu” buldular.
Yeniliklerden biri de; etiket ve okuyucu arasında geri saçılma yoluyla verileri ileri geri ileten bir dizi küçük antendir. RFID teknolojilerinde yaygın olarak kullanılan geri saçılma; bir etiket, bir girdi sinyalini; iletilen verilere karşılık gelen hafif modülasyonlarla okuyucuya geri yansıtıyorsa olur. Araştırmacıların sisteminde; antenler terahertz aralığında sinyalleri geri dağıtmak için bazı sinyal bölme ve karıştırma teknikleri kullanır. Bu sinyaller önce okuyucuya bağlanır ve ardından şifreleme için veri gönderir.
Anten dizisine; antenlerin sinyalleri bir okuyucuya odakladığı, onları daha verimli kılan, sinyal gücünü ve menzilini artıran ve paraziti azaltan bir “ışın yönlendirme” fonksiyonudur. Araştırmacılara göre; bu bir geri saçılma etiketi ile ışın yönlendirmenin ilk gösterisidir.
Antenlerdeki küçük delikler; okuyucudan gelen ışığın, ışığı yaklaşık 1 volt elektriğe dönüştüren altındaki fotodiyotlara geçmesine izin verir. Bu, “Eliptik Eğri-Şifreleme” (ECC) şemasını çalıştıran çipin işlemcisini güçlendirir. ECC; iletişimi gizli tutmak için özel anahtarlar (yalnızca bir kullanıcı tarafından bilinir) ve genel anahtarlar (yaygın olarak dağıtılır) birleşimini kullanır. Araştırmacıların sisteminde, etiket; yalnızca geçerli okuyucuları tanımlamak için özel bir anahtar ve bir okuyucunun genel anahtarını kullanır. Bu, okuyucunun özel anahtarına sahip olmayan herhangi bir kulak misafirinin, yalnızca kablosuz bağlantıyı izleyerek hangi etiketin protokolün bir parçası olduğunu belirleyememesi gerektiği anlamına gelir.
MIT Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Profesör Rabia Tuğçe Yazicigil: “Şifreleme kodunu ve donanımını optimize etmek; planın enerji tasarruflu ve küçük bir işlemci üzerinde çalışmasını sağlar. Bu her zaman bir karşılıklıdır. Daha yüksek bir bütçeye ve daha büyük bir boyuta tahammül ederseniz, kriptografi ekleyebilirsiniz. Ancak buradaki zorluk, düşük güç bütçesine sahip küçük bir etikette güvenliği sağlamak. ”
Limitleri Zorlamak
MIT üksek Lisans Öğrencisi İbrahim: “Şu anda, sinyal aralığı; uzak alan aralığı olarak kabul edilen yaklaşık 5 santimetrelik bir alana sahiptir ve taşınabilir bir etiket tarayıcısının rahatça kullanılmasına izin verir. Daha sonra, araştırmacılar aralığın ‘sınırları zorlamasını’ umuyor. Sonunda, etiketlerin çoğunun; örneğin bir tedarik zinciri kontrol noktasında bir alıcının odaya çok uzak bir yere yerleştirilmiş bir okuyucuya ping atmasını istiyorlar. Birçok varlık daha sonra hızla doğrulanabilir. Etikete yaklaşması gerekmeyen merkezi bir merkez olarak bir okuyucuya sahip olabileceğimizi düşünüyoruz ve tüm bu çipler, bir okuyucu ile konuşmak için sinyallerini yönlendirebilirler.”
Araştırmacılar ayrıca terahertz sinyalleri aracılığıyla çipe tamamen güç sağlamayı ve fotodiyotlara olan ihtiyacı ortadan kaldırmayı umuyorlar.
Çipler o kadar küçük, yapılması kolay ve ucuzdur ki, sahtecilik için özellikle popüler hedefler olan daha büyük silikon bilgisayar çiplerine de gömülebilirler.
Araştırmacı Wasiq Khan: “ABD yarı iletken endüstrisi, sahte fişler nedeniyle yılda 7 milyar dolar ila 10 milyar dolar zarar gördü. Çipimiz güvenlik amacıyla diğer elektronik çiplere sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir, bu nedenle endüstri üzerinde büyük etkisi olabilir. Çiplerimizin her biri birkaç kuruşa mal oluyor, ancak teknoloji paha biçilemez.”
