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

ACS applied materials & interfaces
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PubMed
まとめ

研究者らはコロイドナノワイヤを用いた新しい物理的複製不可能性関数（PUF）を開発しました。このAI耐性ハードウェアセキュリティソリューションは、モノのインターネット（IoT）向けの堅牢な認証を提供します。

キーワード:
人工知能認証認証セキュリティコロイドナノワイヤディープラーニング物理的複製不可能性関数

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科学分野:

  • 材料科学
  • 暗号理論
  • コンピュータ工学

背景:

  • 物理的複製不可能性関数（PUF）はハードウェアセキュリティに不可欠です。
  • 既存のPUF技術は、人工知能（AI）ベースのモデリング攻撃に課題に直面しています。
  • AI時代における堅牢でスケーラブル、かつ費用対効果の高い認証ソリューションの必要性。

研究 の 目的:

  • AIベースのモデリング攻撃に耐性のある新しい物理的複製不可能性関数（PUF）を開発すること。
  • セキュアな暗号学的フィンガープリントのためにコロイドナノワイヤ固有のランダム性を活用すること。
  • セキュリティ強化と環境耐性のためのトリプルキー認証スキームを実装すること。

主な方法:

  • スピンコーティングによるランダム構造のコロイドナノワイヤネットワークの作製。
  • 形態学的特徴抽出、エンド/クロスポイント検出、共起分析を含むトリプルキー認証スキームの実装。
  • AIベースのモデリング攻撃耐性および環境耐性（温度、湿度、熱暴露）の評価。

主要な成果:

  • 均一性と一意性の指標の最適なバランスを最小分散で50%に近似して達成しました。
  • AI駆動型攻撃に対する強力な耐性を示し、1000回の反復後の最大予測精度は62%未満でした。
  • 構造的安定性を確認し、多様な環境条件下でPUFデバイスの機能性を維持しました。

結論:

  • コロイドナノワイヤベースのPUFは、認証のための非常に安全で費用対効果の高いソリューションを提供します。
  • 多層認証アプローチは、堅牢なAI攻撃耐性を保証する大幅な非線形性を提供します。
  • この技術は、AIおよびIoT時代の次世代ハードウェアセキュリティシステムのためのスケーラブルで合理化された製造を可能にします。