Zoals vingerafdrukken, geen enkele 3D-printer is precies hetzelfde.

Dat is de conclusie van een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Buffalo die beschrijft wat wordt beschouwd als de eerste nauwkeurige methode om een ​​3D-geprint object te traceren naar de machine waar het vandaan kwam.

De vooruitgang, die het onderzoeksteam "PrinTracker, " kan uiteindelijk wetshandhavings- en inlichtingendiensten helpen de oorsprong van 3D-geprinte wapens te traceren, namaakproducten en andere goederen.

"3D-printen heeft vele prachtige toepassingen, maar het is ook de droom van een vervalser. Nog zorgwekkender, het heeft het potentieel om vuurwapens gemakkelijker beschikbaar te maken voor mensen die ze niet mogen bezitten, ", zegt hoofdauteur Wenyao Xu van de studie, doctoraat, universitair hoofddocent informatica en engineering aan de UB's School of Engineering and Applied Sciences.

De studie zal in Toronto worden gepresenteerd op de Association for Computing Machinery's Conference on Computer and Communications Security, die loopt van 15-19 oktober. Het omvat co-auteurs van Rutgers University en Northeastern University.

Om de methode te begrijpen, het is handig om te weten hoe 3D-printers werken. Net als een gewone inkjetprinter, 3D-printers bewegen heen en weer tijdens het "printen" van een object. In plaats van inkt, een mondstuk geeft een filament af, zoals kunststof, in lagen totdat er een driedimensionaal object ontstaat.

Elke laag van een 3D-geprint object bevat kleine rimpels - meestal gemeten in submillimeters - in-fill-patronen genoemd. Deze patronen worden verondersteld uniform te zijn. Echter, het modeltype van de printer, gloeidraad, de grootte van de spuitmond en andere factoren veroorzaken lichte onvolkomenheden in de patronen. Het resultaat is een object dat niet past in het ontwerpplan.

Bijvoorbeeld, de printer krijgt de opdracht om een ​​object te maken met invulpatronen van een halve millimeter. Maar het eigenlijke object heeft patronen die 5 tot 10 procent afwijken van het ontwerpplan. Als een vingerafdruk voor een persoon, deze patronen zijn uniek en herhaalbaar. Als resultaat, ze zijn te herleiden tot de 3D-printer.

"3D-printers zijn gebouwd om hetzelfde te zijn. Maar er zijn kleine variaties in hun hardware die tijdens het fabricageproces zijn ontstaan ​​die leiden tot unieke, onvermijdelijke en onveranderlijke patronen in elk object dat ze printen, ' zegt Xu.

Om PrinTracker te testen, het onderzoeksteam heeft elk vijf deursleutels gemaakt van 14 gewone 3D-printers:10 frequency division multiplexing (FDM) printers en vier stereolithografie (SLA) printers.

Met een inkjetscanner, de onderzoekers creëerden digitale afbeeldingen van elke sleutel. Vanaf daar, ze verbeterden en filterden elke afbeelding, identificerende elementen van het opvulpatroon. Vervolgens ontwikkelden ze een algoritme om de variaties van elke sleutel uit te lijnen en te berekenen om de authenticiteit van de vingerafdruk te verifiëren.

Na een vingerafdrukdatabase van de 14 3D-printers te hebben gemaakt, de onderzoekers waren in staat om de sleutel 99,8 procent van de tijd aan de printer te koppelen. Ze voerden 10 maanden later een afzonderlijke reeks tests uit om te bepalen of extra gebruik van de printers van invloed zou zijn op het vermogen van PrinTracker om objecten te matchen met hun machine van oorsprong. De resultaten waren hetzelfde.

Het team voerde ook experimenten uit met sleutels die op verschillende manieren waren beschadigd om hun identiteit te verdoezelen. PrinTracker was 92 procent nauwkeurig in deze tests.

Xu vergelijkt de technologie met de mogelijkheid om de bron van papieren documenten te identificeren, een praktijk die wordt gebruikt door wetshandhavingsinstanties, printerbedrijven en andere organisaties al tientallen jaren. Hoewel bij de experimenten geen namaakgoederen of vuurwapens betrokken waren, Xu zegt dat PrinTracker kan worden gebruikt om elk 3D-geprint object naar zijn printer te traceren.

"We hebben aangetoond dat PrinTracker een effectief, robuuste en betrouwbare manier waarop wetshandhavingsinstanties, evenals bedrijven die zich zorgen maken over intellectueel eigendom, kan de oorsprong van 3D-geprinte goederen traceren, ' zegt Xu.