Електронні пристрої майбутнього можуть мати вдосконалені засоби безпеки, інтегровані в їх схеми, щоб допомогти захистити від зловмисних атак. Дослідники з Науково-технологічного університету короля Абдулли (KAUST) показали, як захисні «логічні замки», засновані на передовій галузі спінтроніки, можна вставити в інтегральні схеми електронних чіпів для захисту чіпа.
«Потреба в апаратних функціях безпеки відображає глобалізований характер сучасного виробництва електроніки», — пояснює Єхія Массуд з KAUST. Електронні компанії зазвичай використовують великі спеціалізовані зовнішні ливарні заводи для виробництва своїх чіпів, що мінімізує витрати, але вносить потенційну вразливість у ланцюг постачання. Схема може бути просто незаконно скопійована ненадійною ливарною фабрикою для виробництва підроблених чіпів або може бути зловмисно змінена шляхом включення в схему «апаратних троянів», що певним чином згубно впливає на її поведінку.
«Щоб підвищити довіру до глобалізованого виробничого ланцюжка інтегральних схем, зараз широко використовуються підходи до безпеки, такі як логічне блокування», — говорить Дівяншу Дівяншу, доктор філософії. студент у лабораторіях Масуда. Щоб захистити безпеку чіпа, команда ITL розробила логічний замок інтегральної схеми на основі компонента, який називається магнітним тунельним переходом (MTJ).
Логічне блокування працює як кодовий замок, пояснює Дівяншу. Якщо на замок не подано правильний сигнал комбінації «ключ», робота схеми зашифрована. «Ключі від замка зберігаються в захищеній від несанкціонованого доступу пам’яті, що забезпечує захист апаратного забезпечення від кількох моделей загроз», — каже Дівяншу.
Поведінка логічного блокування MTJ базується на спінтроніці, новій формі вдосконаленої електроніки. «Спінтроніка — це галузь дослідження, у якій крім заряду використовується фізична властивість електронів, яка називається спіном», — пояснює Массуд. Електронний вихід MTJ залежить від вирівнювання спінів електронів у ньому. Однак лише тоді, коли MTJ отримує правильний вхідний сигнал ключа, він створює правильний вихід для функціонування захищеної схеми.
Масуд зазначає, що пристрої на основі обертання мають ряд переваг порівняно зі звичайними кремнієвими компонентами, включаючи низьку робочу напругу та відсутність енергоспоживання в режимі очікування. «З удосконаленням методів виготовлення зросла можливість використання нових структур спінтронних пристроїв у дизайні мікросхем», — додає він. «Ці властивості роблять пристрої spintronic потенційним вибором для вивчення апаратної безпеки».
Робота команди показала, що Spintronics може бути ідеальним для завдання логічного блокування. «Наші наступні кроки включають дослідження інших спінових пристроїв для розробки блоків логічного блокування за допомогою найсучасніших виробничих потужностей, доступних у KAUST», — говорить Массуд.