 Исследователи из Массачусетского университета и Texas Instruments разработали новый тип микросхемы радиочастотной идентификации, которую практически невозможно взломать. Если такие чипы получат широкое распространение, это может означать, что злоумышленник не сможет украсть номер кредитной карты, сидя рядом с вами в кафе, и высокотехнологичные грабители не смогут украсть дорогие товары со склада и заменить их фиктивными тегами.
Texas Instruments создала несколько прототипов нового чипа, согласно спецификациями исследователей, и в экспериментах чипы вели себя, как и ожидалось. Согласно исследователям, чип предназначен для предотвращения так называемых атак с боковых каналов. Атаки через побочные каналы анализирую образцы доступа к памяти или колебания в энергопотреблении, когда устройство выполняет криптографическую операцию, чтобы извлечь его криптографический ключ.
"Идея в нападении с бокового канала заключается в том, что данное исполнение криптографического алгоритма пропускает только небольшое количество информации. Таким образом, потребуется выполнить криптографический алгоритм с аналогичным секретом очень много раз, чтобы получить достаточное количество утечек, чтобы извлечь его полную тайну."
Один из способов помешать атакам с боковых каналов является регулярная смена секретных ключей. В этом случае чип будет запускать генератор случайных чисел, который будет использовать новый секретный ключ после каждой транзакции. Центральный сервер будет использовать тот же генератор, и каждый раз, когда сканер опрашивает тег, он будет ретранслировать результаты на сервер, чтобы увидеть, действителен ли текущий ключ.
Такая система будет по-прежнему, однако, быть уязвимы для другого типа атаки, в которой питание чипа будет неоднократно прерываться прямо перед тем, как он изменит свой секретный ключ. Затем злоумышленник может запустить тот же побочный канал для атаки тысячи раз, с тем же ключом. Атаки с прерыванием питания были использованы для обхода ограничений по количеству некорректных паролей в защищенных паролями устройствами, но RFID метки являются особенно уязвимыми к ним, так как они питаются считывателями тегов и не имеют встроенного электропитания.
Две инновации позволят исследователя Массачусетского технологического института помешать подобным атакам: Одной из них является встроенное на чипе питание, подключение которого к схеме чипа будет практически невозможно прервать. Другая инновация представляет собой набор «нелетучих» ячеек памяти, которые могут хранить любые данные, с которыми чип работает, когда он начинает терять силу.
Для обоих особенностей исследователи используют специальный тип материала, известный как сегнетоэлектрические кристаллы. Сегнетоэлектрики в виде кристаллов состоят из молекул, расположенных в обычный трехмерной решетке. В каждой клетке решетки положительные и отрицательные заряды естественно отделяются, производя электрическую поляризацию. Приложение электрического поля, однако, могут выровнять поляризацию клеток в любом из двух направлений, которые могут представлять два возможных значения бита информации.
Когда электрическое поле удаляют, клетки сохраняют свою поляризацию. Texas Instruments и другие производители микросхем уже используют сегнетоэлектрические материалы, чтобы произвести энергонезависимую память, или память компьютера, которая сохраняет данные, когда он выключен.
Сегнетоэлектрический кристалл также можно рассматривать как конденсатор - электрический компонент, который отделяет заряды и характеризуется напряжением между его отрицательными и положительными полюсами. Производственный процесс Texas Instruments, может производить сегнетоэлектрические клетки с любым из двух напряжений: 1,5 вольт или 3,3 вольт.
Новый чип исследователей использует банк 3,3-вольтовых конденсаторов в качестве источника энергии на чипе. Но он также имеет около 570 1,5-вольтовых элементов, которые дискретно интегрируются в схему чипа. Когда источник питания чипа удаляется, чип переходит на 3,3-вольтовых конденсаторов и завершает столько операций, сколько сможет, затем сохраняет данные, с которыми он работает, на в 1,5-вольтовых ячейках.
Поскольку чипу приходится заряжать конденсаторы и завершать вычисления каждый раз, когда он выключается, то он несколько медленнее, чем обычные чипы радиочастотной идентификации. Но в тестах исследователи обнаружили, что они могли бы получить показания от своих фишек со скоростью 30 в секунду, что должно достаточно быстро для большинства приложений радиочастотной идентификации.
|
