Funciones Electromagnéticas Reconfigurables No Clonables Basadas en Moduladores de Radiofrecuencia de Grafeno

Área de la Ciencia:

• Seguridad de Hardware
• Ciberseguridad
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• El Internet de las Cosas (IoT) se está expandiendo rápidamente, lo que aumenta la necesidad de medidas de seguridad sólidas contra las ciberamenazas.
• Los métodos tradicionales de seguridad digital enfrentan desafíos con el gran número de dispositivos conectados y los volúmenes de datos.
• La protección de información clasificada en sistemas de red modernos es una preocupación crítica.

Objetivo del estudio:

• Introducir un primitivo de seguridad de hardware ligero y robusto para la autenticación de dispositivos inalámbricos.
• Desarrollar una novedosa función física de seguridad electromagnética (PUF) para generar claves criptográficas únicas.
• Mejorar la seguridad y resiliencia de los dispositivos IoT contra ciberataques.

Principales métodos:

• Se utilizaron transpondedores armónicos basados en grafeno integrados con transistores de efecto de campo de grafeno (GFET) ambipolares.
• Se generaron huellas electromagnéticas únicas explotando las variaciones inherentes en las propiedades electrónicas de los GFET para modular las señales de radiofrecuencia (RF).
• Se investigó la reconfiguración de las claves PUF a través de la alteración de la frecuencia de excitación de RF y el acoplamiento electrostático.

Principales resultados:

• La PUF electromagnética demostró excelentes métricas de rendimiento, incluyendo aleatoriedad, unicidad y fiabilidad.
• El sistema mostró una resistencia significativa a los ataques de modelado basados en aprendizaje automático.
• Se lograron claves PUF reconfigurables, mejorando la seguridad contra el modelado adversarial.

Conclusiones:

• La PUF electromagnética propuesta ofrece una solución prometedora para la generación segura de claves criptográficas en dispositivos inalámbricos.
• Esta tecnología es adecuada para diversas aplicaciones, incluyendo autenticación, cifrado y anticontrafecho en ecosistemas IoT.
• La PUF basada en grafeno proporciona un primitivo de seguridad de hardware robusto y adaptable.