Función no clonable óptica física no lineal en el chip basada en una matriz de niobato de litio de película delgada

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ciencia de los Materiales Ciencia de los Materiales.
• La óptica integrada es una óptica integrada.
• Ciencias de la información cuántica Ciencias de la información cuántica.

Sus antecedentes:

• Las funciones físicas no clonables (PUF) son cruciales para la autenticación del dispositivo.
• Los esquemas de PUF existentes se enfrentan a desafíos en escalabilidad y seguridad.
• La fotónica integrada ofrece potencial para nuevas arquitecturas de PUF.

Objetivo del estudio:

• Proponer y simular un nuevo esquema de función óptica física no clonable (PUF).
• Para aprovechar la modulación no lineal en una matriz de dispersión de niobato de litio de película delgada (TFLN).
• Para mejorar la autenticación de seguridad para dispositivos de Internet de las Cosas (IoT).

Principales métodos:

• Simulaciones de dispersión dependiente de la longitud de onda en una rejilla de sílice.
• Modelado de la modulación temporal mutua no lineal en una matriz TFLN.
• Análisis de las propiedades de PUF: imprevisibilidad, reproducibilidad y no clonabilidad.
• Análisis de seguridad de un esquema de autenticación de identidad contra ataques de enlace.

Principales resultados:

• Se confirmó la base teórica para la encriptación temporal a través de la modulación mutua.
• Verificó la imprevisibilidad, reproducibilidad y no clonabilidad de PUF a través de simulaciones.
• Demostró una estrategia para expandir el espacio del par de desafío-respuesta (CRP) a aproximadamente un millón.
• Propuso y analizó un esquema de autenticación de identidad.

Conclusiones:

• El esquema propuesto de TFLN PUF es teóricamente sólido y verificado por computación.
• El TFLN PUF ofrece un gran espacio CRP y una seguridad robusta.
• Este trabajo proporciona una base para la implementación de TFLN PUF y una nueva solución de seguridad para dispositivos IoT.