Исследование, проведенное в Институте наук и технологий Кванджу, Южная Корея, показало, что натуральный шелк можно использовать для создания устойчивых к взлому цифровых систем безопасности. Уникальность генерируемых ключей достигается за счет непредсказуемого изменения интенсивности света, проходящего сквозь слой неупорядоченных природных волокон.
Предложенная исследователями концепция оптической ФНФ (физически неклонируемой функции, PUF) выгодно отличается от аналогов тем, что ее реализация не требует громоздкого устройства считывания — специальных линз, дополнительного источника когерентного света. На брутфорс ключа в этом случае, по оценкам, уйдет 5x1041 лет.
Новаторский метод использует хаотичную дифракцию, возникающую в тонковолоконных структурах шелка; при оптимальной толщине слоя при этом наблюдается явление самофокусировки, формирования фокальных пятен размером в пределах 1 мм. Эксперименты также показали, что интенсивность светового излучения в таких наноструктурах усиливается относительно фона — за счет сильного рассеяния.
Для проверки результатов моделирования исследователи с помощью 3D-принтера создали простейший аппаратный модуль ФНФ (зеркало, датчик изображений, три светодиода и ПЛИС), разместив ID-карту на основе микроволокна поверх сенсора.
Модуль подключили к компьютеру с помощью USB-кабеля; обработка изображений и перевод их в цифру (генерация ключей и кодирование) осуществлялись с применением пакета MATLAB.
ФНФ широко используются в аппаратных токенах и смарт-картах для аутентификации, в том числе многофакторной (MFA). Такие средства удостоверения личности обычно работают по схеме «вопрос-ответ» и считаются надежными, хотя и они не дают 100-процентной гарантии от взлома.
Использование нестандартных материалов для построения ФНФ способно повысить криптостойкость таких систем безопасности, и корейские исследователи вновь это доказали. Правда, в их отчете ничего не говорится о сроке хранения шелкового ID в портмоне или ящике стола вместе с другими рабочими гаджетами; неизвестно также, что случится, если, к примеру, забыть его в кармане рубашки, отправленной в стирку.
