I giunzioni tunnel magnetiche possono prevenire manomissioni e pirateria della proprietà intellettuale
Immaginate un film su un dipendente ribelle che viola la sicurezza all’interno di un’azienda che impianta chip all’interno della metà dei computer del mondo. Inseriscono un Trojan nei sistemi in tutto il mondo e tengono il mondo in ostaggio.
Questo non è impensabile, afferma Rajat Kumar, uno studente di dottorato nel laboratorio di Yehia Massoud presso KAUST. “Attualmente, una singola azienda fornisce oltre la metà dei chip del mondo e quasi tutti i chip più avanzati”, conferma.
Il gruppo di Massoud sta conducendo ricerche su tecnologie emergenti che potrebbero rendere i chip più sicuri. Un progetto recente riporta le porte logiche multifunzionali che offrono agli utenti una serie di vantaggi sulla sicurezza hardware. Questi includono un maggiore controllo sui loro dispositivi, protezione dalle manipolazioni, filigranatura e fingerpriting e camuffamento del layout.
“Anche se una fonderia di semiconduttori è altamente affidabile, un’entità non affidabile nella catena di fornitura potrebbe manomettere i chip”, dice Massoud. “Se si tratta di chip per le forze di difesa di un paese, una violazione potrebbe influire sulla sicurezza di tutto il paese”.
Acquistare componenti da una lunga e complessa catena di fornitura comporta il rischio che i chip classificati vengano intercettati e invertiti, contraffatti o rubati la proprietà intellettuale.
Come alternativa sicura, Kumar e colleghi hanno esplorato le porte polimorfe realizzate con strutture nanoscalari costituite da uno strato di ossido sandwich tra due strati ferromagnetici. Queste strutture, note come giunzioni tunnel magnetiche (MTJ), sono facilmente commutabili invertendo l’orientamento relativo di rotazioni magnetiche degli strati ferromagnetici. Questo controllo basato sullo spin fa delle MTJ degli esempi di dispositivi spintronici.
Kumar e colleghi hanno pensato che le proprietà commutabili delle MTJ potessero essere utilizzate per creare porte polimorfe, la cui configurazione gli utenti potessero controllare e riconfigurare sovrascrivendo eventuali impostazioni malintenzionate. Hanno dimostrato che le MTJ funzionano come porte polimorfe in modo che sia prevenuta ogni manomissione e pirateria della proprietà intellettuale a causa della loro simmetria a livello di circuito e di layout, oscurando il loro layout e rendendole difficili da invertire ingegnerizzare.
Le MTJ vengono utilizzate nei dischi rigidi, aprendo la possibilità di combinare memoria e funzionalità di elaborazione, che potrebbe ridurre drasticamente il consumo di energia e il ritardo degli interconnettori. Le MTJ non possono ancora eguagliare la funzionalità dei chip convenzionali, in quanto la loro capacità di uscita non è così elevata.
Altri stanno esplorando tecnologie emergenti differenti per il potenziale di sicurezza hardware, ma Massoud ritiene che i dispositivi spintronici avranno un ruolo significativo. “Sono efficienti dal punto di vista energetico e non volatili e si integrano facilmente con i substrati di silicio convenzionali”, afferma.
Maggiori informazioni:
Rajat Kumar et al, Polimorfico Hybrid CMOS-MTJ Logic Gates per applicazioni di sicurezza hardware, Electronics (2023). DOI: 10.3390 / electronics12040902
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