A dél-koreai Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) kutatócsoportja háziasított selyemhernyókból származó természetes selyemszálakat használt fel egy környezetbarát digitális biztonsági rendszer létrehozásához, amely szerintük "gyakorlatilag feltörhetetlen".
Ez az első természetes fizikai, nem klónozható függvény (PUF) - fejtették ki a kutatók -, amely a selyemszálak természetes mikrolyukain áthatoló fény diffrakcióját (elhajlását) használja fel, hogy biztonságos és egyedi digitális kulcsot hozzon létre a jövőbeli biztonsági megoldásokhoz.
A fizikai nem klónozható függvények vagy PUF-ok olyan eszközökre utalnak, amelyek a gyártás során az elektronikában bevezetett eredendő véletlenszerűséget és mikroszkopikus különbségeket kihasználva egyedi azonosítót (például kriptográfiai kulcsokat) generálnak egy adott bemeneti és feltételrendszerre.
Más szóval, a PUF-ok nem-algoritmikus egyirányú függvények, amelyek nem másolható elemekből származnak, hogy feltörhetetlen azonosítókat hozzanak létre az erős hitelesítéshez. Az évek során a PUF-okat széles körben használták az intelligens kártyákban, hogy "szilícium ujjlenyomatokat" adjanak a kártyatulajdonosok egyedi azonosítására egy kihívás-válasz hitelesítési séma alapján.
A GIST újonnan javasolt módszere a selyemhernyók által termelt selyemszálakat használja PUF-alapú címkék létrehozásához, amelyeket aztán egy PUF-modul kidolgozásához használnak. Ez a mechanizmus arra az alapelvre épül, hogy a fénysugár elhajlást mutat, amikor akadályba, jelen esetben a selyemszálba ütközik.
"Emellett az egyes mikroszálakban lévő nanofibrilláris struktúrák az erős szórásnak köszönhetően jelentősen javítják a fényintenzitás kontrasztját a háttér és a fókuszpontok között. Ezekkel az újszerű optikai jellemzőkkel könnyen létrehozhatók lencse nélküli optikai PUF modulok a képérzékelőre helyezett 'selyemigazolvány' segítségével" - jegyezték meg a kutatók a Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmányukban.
"A befogott diffraktált fénynek egyedi fénymintázata van, amelyet digitális formátumba konvertálnak, és bemenetként betáplálnak a rendszerbe" - mondta Young Min Song, a tanulmány vezető szerzője, a GIST számítástechnika professzora.
Amennyiben egy ilyen rendszert okoskártyával történő felhasználói hitelesítésre alkalmaznának, a kutatók szerint a modulból brute-force támadással generált hitelesítési kulcs meghamisítása akár 5 x 1041 évbe is beletelik, hogy feltörjék a modult, ami kriptográfiailag feltörhetetlenné teszi azt.
"Tudomásunk szerint ez az első PUF-modul, amelyet selyem, egy természetben bőségesen előforduló bioanyag felhasználásával tervezte. Ez azt jelenti, hogy nem kell időt fektetnünk bonyolult biztonsági kulcsok kifejlesztésébe, a természet már megtette ezt helyettünk" - idézte Young professzort a The Hacker News.
