晶體管有了“偽裝”，黑客抓瞎又抓狂_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2020-12-09 17:06
研究人員表明，用二維材料（如黑磷）製造芯片內的晶體管，可有效防止黑客反向複製芯片。
芯片上的4個晶體管由二維材料製成，這讓它們能夠規避黑客攻擊。
黑客可以通過檢測電路中關鍵晶體管的功能，複製芯片電路。但如果晶體管的類型被“模糊化”，黑客就無法實施攻擊行為了。
《自然•電子學》雜誌當地時間12月7日發文稱，美國普渡大學的工程師展示了一種“偽裝”方法——用薄片狀材料黑磷製造晶體管。這種內置安全措施，可以有效阻止黑客獲取電路信息，進而對抗芯片反向工程。
對黑客和知識產權公司而言，芯片反向工程是一種常見策略，甚至有人在嘗試開發X射線成像技術，無需接觸芯片就能完成反向工程。
普渡大學研究人員在更基礎的層面上提升了芯片安全性。芯片製造商如何讓黑磷晶體管與製造工藝兼容，將決定這種內置安全措施的可行性。
芯片依靠電路中的數百萬個晶體管進行計算。當施加電壓時，兩種不同類型的晶體管（N型和P型）就能完成計算任務。想要複製芯片，首先需要識別晶體管類型。
普渡大學教授Joerg Appenzeller希望藉助二維材料提高芯片的安全性。
“識別晶體管的類型是破解芯片的關鍵。”普渡大學電子與計算機工程教授Joerg Appenzeller解釋，“兩種晶體管在電路中角色不同。正因為它們存在明顯區別，黑客可以利用工具對其識別，進行逆向分析，進而得出每個單獨電路元件的功能，複製芯片。”
如果這兩種晶體管看上去相同，黑客就無法通過反向工程來複制芯片。
雖然芯片製造商已經引入偽裝技術作為安全措施，但它通常是在電路層面進行的，無法隱藏單個晶體管的功能，因此，芯片仍可能遭受某些黑客技術的攻擊。
Appenzeller團隊的偽裝方法是在晶體管中建立安全密鑰，不論是芯片製造商還是芯片竊取者，都無法在生產芯片後提取這把密鑰。
與傳統偽裝技術相比，黑磷晶體管的顯著優勢主要體現在兩個方面：
（1）黑磷是一種原子級材料，達到電路隱藏目的所需的黑磷晶體管數量較少，佔用的空間更少，功耗更低。
（2）黑磷晶體管的電子傳輸“盲區”較小，計算機芯片能夠在室温、低電壓下工作。
儘管黑磷晶體管有諸多優點，但芯片製造業更可能採用其他材料來達到這種偽裝效果。
“工業界已經開始考慮使用超薄二維材料，因為它能夠讓芯片搭載更多晶體管，使功能更加強大。” Appenzeller説，“然而，黑磷揮發性太強，與目前的處理技術兼容性不佳，因而可能不是芯片業的最終選擇。即便如此，黑磷晶體管已經展示了二維材料在安全領域的巨大潛力。”
編譯：雷鑫宇
審稿：西莫
責編：陳之涵
期刊來源：《自然•電子學》
期刊編號：2520-1131
原文鏈接：
https://techxplore.com/news/2020-12-transistor-disguises-key-chip-hardware.html
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