Los dispositivos electrónicos del futuro podrían tener medidas de seguridad mejoradas integradas en sus circuitos para ayudar a defenderse de ataques malintencionados.
Investigadores de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) han demostrado cómo podrían insertarse "cerraduras lógicas" protectoras basadas en el campo puntero de la espintrónica en los circuitos integrados de los chips electrónicos para proteger la seguridad de éstos.
Yehia Massoud, de la KAUST, explica "La necesidad de dispositivos de seguridad basados en hardware refleja la naturaleza globalizada de la fabricación electrónica moderna". Las empresas de electrónica suelen emplear grandes empresas externas especializadas para producir sus chips, lo que minimiza los costes pero introduce posibles vulnerabilidades en la cadena de suministro. El diseño del circuito podría simplemente ser copiado ilegalmente por una empresa no fiable para la producción de chips falsificados o podría ser modificado maliciosamente mediante la incorporación de "troyanos de hardware" en el circuito que afecten negativamente a su comportamiento de alguna manera.
Divyanshu Divyanshu, estudiante de doctorado en los laboratorios de Massoud afirma, "Para aumentar la confianza en la cadena globalizada de fabricación de circuitos integrados, ahora se utilizan ampliamente enfoques de seguridad como el bloqueo lógico". Para defender la seguridad de los chips, el equipo del ITL diseñó un bloqueo lógico de circuitos integrados basado en un componente llamado unión de túnel magnético (MTJ).
El bloqueo lógico funciona como una cerradura de combinación, explica Divyanshu. A menos que se suministre a la cerradura la señal de combinación "clave" correcta, el funcionamiento del circuito queda desordenado. "Las claves de la cerradura se almacenan en una memoria a prueba de manipulaciones, lo que garantiza la seguridad del hardware frente a varios modelos de amenaza", afirma Divyanshu.
El comportamiento de bloqueo lógico del MTJ se basa en la espintrónica, una forma emergente de electrónica avanzada. "La espintrónica es un campo de estudio en el que se aprovecha una propiedad física de los electrones llamada espín, además de su carga", explica Massoud. El rendimiento electrónico del MTJ depende de la alineación del espín de los electrones que lo componen. Sin embargo, sólo cuando el MTJ recibe la señal de entrada correcta produce la salida adecuada para que funcione el circuito protegido.
Los dispositivos basados en el espín presentan varias ventajas frente a los componentes convencionales de silicio, señala Massoud, entre ellas su bajo voltaje operativo y la ausencia de consumo de energía durante el modo de espera. "Con el avance de los métodos de fabricación, ha aumentado la posibilidad de utilizar estructuras de dispositivos espintrónicos emergentes en el diseño de chips", añade. "Estas propiedades hacen de los dispositivos espintrónicos una opción potencial para explorar la seguridad del hardware".
La espintrónica podría ser ideal para la tarea de bloqueo lógico, según ha demostrado el trabajo del equipo. "Nuestros próximos pasos incluyen la investigación de otros dispositivos basados en espín para desarrollar bloques de bloqueo lógico, con la ayuda de las instalaciones de fabricación de última generación disponibles en KAUST", afirma Massoud.
Referencia: "Logic Locking Using Emerging 2T/3T Magnetic Tunnel Junctions for Hardware Security", por Divyanshu Divyanshu, Rajat Kumar, Danial Khan, Selma Amara y Yehia Massoud, 22 de septiembre de 2022, IEEE Access.
DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3208650
Fuente: Sci Tech Daily