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Non-equilibrium in the Cell01:16

Non-equilibrium in the Cell

An important concept in studying metabolism and energy is that of chemical equilibrium. Most chemical reactions are reversible. They can proceed in both directions, releasing energy into their environment in one direction, and absorbing it from the environment in the other direction. The same is true for the chemical reactions involved in cell metabolism, such as the breaking down and building up of proteins into and from individual amino acids, respectively. Reactants within a closed system...

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Funciones Físicas Imposibles de Clonar Resistentes a Ataques de Inteligencia Artificial a partir de la Aleatoriedad

Ruihu Cao1,2, Yu Wang1,3, Lin Zhao4

  • 1Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210, China.

ACS applied materials & interfaces
|December 22, 2025
PubMed
Resumen

Los investigadores desarrollaron una novedosa función física imposible de clonar (PUF) utilizando nanohilos coloidales. Esta solución de seguridad de hardware resistente a la IA ofrece autenticación robusta para el Internet de las cosas.

Palabras clave:
inteligencia artificialautenticaciónseguridad de autenticaciónnanohilos coloidalesaprendizaje profundofunción física imposible de clonar

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Área de la Ciencia:

  • Ciencia de los Materiales
  • Criptografía
  • Ingeniería Informática

Sus antecedentes:

  • Las funciones físicas imposibles de clonar (PUF) son cruciales para la seguridad del hardware.
  • Las tecnologías PUF existentes enfrentan desafíos con los ataques de modelado basados en inteligencia artificial (IA).
  • Necesidad de soluciones de autenticación robustas, escalables y rentables en la era de la IA.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar una novedosa función física imposible de clonar (PUF) resistente a ataques de modelado basados en IA.
  • Aprovechar la aleatoriedad intrínseca de los nanohilos coloidales para huellas dactilares criptográficas seguras.
  • Implementar un esquema de autenticación de triple clave para mejorar la seguridad y la robustez ambiental.

Principales métodos:

  • Fabricación de redes de nanohilos coloidales de estructura aleatoria mediante recubrimiento por centrifugación.
  • Implementación de un esquema de autenticación de triple clave que involucra extracción de características morfológicas, detección de extremos/puntos de cruce y análisis de co-ocurrencia.
  • Evaluación de la resistencia a ataques de modelado basados en IA y la robustez ambiental (temperatura, humedad, exposición térmica).

Principales resultados:

  • Se logró un equilibrio óptimo de métricas de uniformidad y unicidad que se aproximan al 50% con una varianza mínima.
  • Se demostró una fuerte resistencia a los ataques impulsados por IA, con una precisión máxima de predicción inferior al 62% después de 1000 iteraciones.
  • Se confirmó la estabilidad estructural y se conservó la funcionalidad del dispositivo PUF en diversas condiciones ambientales.

Conclusiones:

  • La PUF basada en nanohilos coloidales ofrece una solución de autenticación altamente segura y rentable.
  • El enfoque de autenticación multicapa proporciona una nonlinearity significativa, asegurando una resistencia robusta a los ataques de IA.
  • Esta tecnología permite una fabricación escalable y optimizada para sistemas de seguridad de hardware de próxima generación en la era de la IA y el IoT.