× Компания Каталог Новости Вакансии Профиль Производители Контакты Доставка Тех.поддержка

Унікальний ідентифікатор транзистора — квантовий підпис

  • 23.03.2020
  • 256

Деякі люди вважають, що електричний струм проходить зовсім однаково через однакові компоненти наших електронних пристроїв. Однак, на квантовому рівні електричний струм може бути зображений, як струмок, що тече, поверхня якого вкрита тонкими брижами, які виникають через відштовхування електронів та інші квантові явища у "вузьких місцях" або місцях дефектів, спричинених в структурі компонентів на етапі виробництва. Такі квантові ефекти, в яких задіяні поодинокі електрони, призводять до незначних змін вольтамперних характеристик пристроїв, які представляють собою унікальний для кожного пристрою "квантовий відбиток пальця".

Оскільки матеріал, з якого виготовляються транзистори, штучно наповнений дефектами, розподіленими досить безладним чином, то кількість, місце розташування і енергетичні рівні всіх "вузьких місць" кардинально різняться у кожного примірника транзистора. І нещодавно група дослідників з Toshiba Corporation і науково-дослідного інституту RIKEN (Японія) продемонструвала, що квантові "відбитки пальців" транзисторів можуть бути виявлені за допомогою досить поширених алгоритмів розпізнавання зображень та використані для ідентифікації кожного примірника напівпровідникового чипа. Це ж, у свою чергу, можна використовувати в якості ключів в мережах Інтернету Речей, в системах забезпечення безпеки, захисту даних і т.п.

квантовий підпис, ідентифікатор транзистора, квантовий відбиток пальця

У розробленій вченими системі квантовий "відбиток пальця" являє собою математичну функцію, яку неможливо фізично скопіювати або повторити (physically unclonable function, PUF). Ця функція є відображенням природних фізичних відхилень параметрів транзистора від якихось ідеальних значень. Кожен транзистор зберігає базову форму своєї PUF-функції протягом всього терміну життя, незважаючи на деяку її деградацію, пов'язану з ефектами старіння.

Як уже згадувалося вище, для виявлення параметрів PUF-функції дослідники використовували алгоритми розпізнавання зображень, які в більшості випадків видавали зображення, які схематично нагадують ограновані алмази. Через це PUF-функції отримали назву "Кулонові алмази" (Coulomb diamonds), а форма віртуального кристала Кулонового алмазу, кількість і розташування вершин, граней і площин, є відображенням кількості "вузьких місць" у структурі транзистора і їх характеристик.

Одною з переваг даного методу є те, що з його допомогою можна отримати квантовий "відбиток пальця" як для чипа, що містить понад мільярд транзисторів, так і для окремих транзисторів, які запаюються в друковану плату пристрою. Однак, в цій "бочці меду", як зазвичай, є своя "ложка дьогтю". В даний час визначення форми "Кулонового алмазу" можливо лише при кріогенній температурі, яка на 1.5 градуси вище точки абсолютного нуля. Але вчені вже розробили новий метод, що дозволяє зробити все те ж саме і при кімнатній температурі, проте він поки вимагає використання досить дорогих виробничих методів.

У своїх майбутніх дослідженнях японські вчені планують зайнятися пошуком і вивченням інших способів взяття квантових "відбитків пальців" у транзисторів. Одним з перспективних методів в цьому напрямі є вимірювання параметрів поведінки кубітів, в які короткочасно перетворюються електрони, спіймані в пастці "вузьких місць". Унікальні і випадкові місця виникнення таких кубітів дадуть унікальний для кожного транзистора "відбиток пальця", що дозволить використовувати цей ефект в квантових комп'ютерах, за допомогою яких будуть створені нові системи безпеки та системи захисту даних.

 

Компанія СЕА з 1990 року займається оптовою торгівлею на ринку України електронних компонентів для промислових підприємств. У програму поставок входять як пасивні компоненти (резисториконденсатори, індуктивності, варистори, кварцові резонатори, розрядники, роз'єми, запобіжники, комутаційні вироби), так і активні компоненти (мікросхемитранзистори, діоди, діодні мости, світлодіоди, рідкокристалічні індикатори, оптоприлади, запобіжники, датчики). Наша фірма здійснює поставки як від великих світових дистриб'юторів електронних компонентів, так і безпосередньо від виробників.

 

Компании СЭА - 25 лет!

Для того щоб купити електронні компоненти або отримати кваліфіковану консультацію, зверніться в офіс Компанії СЕА за телефоном: +38 (044) 291-00-41 або по e-mail: info@sea.com.ua.


Top