Elke chip is anders. Tijdens de productie kunnen kleine variaties optreden. Voor chipontwerpers is dat een nachtmerrie. Veiligheidsexperts zien er dan weer een voordeel in: de kleine variaties geven chips een uniek profiel, net als vingerafdrukken bij mensen.

Op nanoschaal is het onmogelijk om twee identieke chips te fabriceren. Onderzoekers breken er al een tijdje hun hoofd over hoe ze dat unieke karakter van chips kunnen gebruiken om elke chip onweerlegbaar te identificeren.

‘De PUF’s die tot nu toe zijn gemaakt hebben een aantal nadelen’, zegt Verbauwhede. ‘Sommige kosten meer omdat je extra schakelingen moet toevoegen. Andere hebben een vingerafdruk die na een tijdje vanzelf wijzigt. Nog andere vertonen regelmatigheden, waardoor ze toch niet zo veilig zijn.’ Uit die problemen ontstaat het concept van een ideale vingerafdruk van een chip. Hij moet stabiel zijn en gemakkelijk af te lezen. Het gebruik van de vingerafdruk mag niet veel tijd en energie kosten en de vingerafdruk mag na verloop van tijd niet veranderen. Hij moet bovendien uniek zijn en onmogelijk na te bootsen in een andere chip. De vingerafdruk mag evenmin af te leiden zijn uit alle informatie (of sleutels) die de chip verspreidt. Ten slotte moet hij inbraakvrij zijn: als iemand de chip fysiek probeert te ontcijferen, moet de vingerafdruk zichzelf vernietigen of veranderen.

Dimitri Linten is R&D-manager bij imec. Samen met zijn collega’s bestudeert hij de variaties bij de productie van toekomstige transistoren. Na verloop van tijd kan een transistor op een willekeurige plaats ‘doorslaan’. 'Wat ons interesseert, is de willekeurige positie van het lekstroompad en het feit dat je die positie kan meten’, zegt Linten.

‘Eigenlijk zijn de oxide-breakdowns een verouderingseffect. Die willen we normaal voorkomen of vertragen – een chip moet immers zo lang mogelijk gezond blijven. Maar voor de PUF's hebben we die veroudering net nodig. Daarvoor kunnen we bijvoorbeeld een apart blokje op de chip reserveren, waarop we éénmaal een hoge spanning  zetten . We dwingen dus een klein deeltje van de chip om heel snel te verouderen, en als neveneffect krijgen we een willekeurige vingerafdruk’, aldus Linten.

Deze PUF’s zijn nog niet helemaal klaar voor verwerking in commerciële chips. De onderzoekers zien wel al toepassingen. Ze denken aan chips voor de draadloze besturingsnetwerken in auto’s, voor industriële machines of voor medische apparatuur. Het onderzoek naar oxide-breakdown PUFs wordt gedeeltelijk gefinancierd door de Europese Commissie in het kader van het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma.

Alles bij de bron; EOS


 

Abonneer je nu op onze wekelijkse nieuwsbrief!
captcha