Het Internet of Things (IoT) waarmee smartphones, huishoudelijke apparaten, drones en zelfrijdende voertuigen om digitale informatie in realtime uit te wisselen, vereist een krachtige beveiligingsoplossing, omdat het een directe impact kan hebben op de veiligheid en activa van de gebruiker. Een oplossing voor IoT-beveiliging die is geweest, is een fysieke niet-kloneerbare functie (PUF) die een op software gebaseerde sleutelbeveiliging kan aanvullen die kwetsbaar is voor verschillende aanvallen of fysieke aanvallen.

Op hardware gebaseerde PUF-halfgeleiderchips, bijvoorbeeld, hebben elk een unieke fysieke code, vergelijkbaar met de menselijke iris en vingerafdrukken. Omdat de variaties in de microstructuur die zijn afgeleid van het fabricageproces als een sleutelwaarde fungeren, de via PUF's gegenereerde beveiligingssleutels zijn willekeurig en uniek, waardoor het onmogelijk is om te dupliceren. Echter, er waren beperkingen in die zin dat de hardwarestructuur moest worden gewijzigd om het aantal combinaties van sleutels te vergroten om de cryptografische kenmerken te verbeteren.

Onder deze omstandigheden, een team onder leiding van Jung-Ah Lim en Hyunsu Ju van het Korea Institute of Science and Technology (KIST) Center for Opto-Electronic Materials and Devices heeft aangekondigd dat ze met succes een coderingsapparaat hebben ontwikkeld dat de cryptografische kenmerken van PUF's die selectief detecteren circulaire polarisatie, zonder de hardwarestructuur te wijzigen, door samenwerking met een team onder leiding van Suk-Kyun Ahn, Hoogleraar Polymer Science and Engineering aan de Pusan ​​National University.

Licht, die zich zowel als een deeltje als als een golf gedraagt, kan in een rechte lijn reizen, terwijl het roteert in de vorm van een spiraal, als circulair gepolariseerd licht.

De kerntechnologie die wordt toegepast op het coderingsapparaat dat is ontwikkeld door het KIST- en PNU-onderzoeksteam, is een fototransistor die de circulaire polarisatie kan detecteren van licht dat met de klok mee of tegen de klok in roteert.

De belangrijkste strategie die in de nieuw ontwikkelde fotoresistor wordt gebruikt, is een combinatie van cholesterisch vloeibaar kristal en -geconjugeerd polymeer met een lage bandgap met uitstekende eigenschappen voor absorptie van nabij-infrarood licht en ladingstransport. De cholesterische vloeibaar-kristalfilm heeft een sterke neiging om nabij-infrarood circulair gepolariseerd licht selectief te reflecteren, omdat de hoeveelheid licht die het apparaat bereikt, wordt geregeld in overeenstemming met de draairichting van het licht. In de studie, het apparaat vertoonde een uitstekende dissymmetriefactor voor fotostroom met een hoge gevoeligheid bij het detecteren van circulair gepolariseerd licht.

Het onderzoeksteam slaagde erin een PUF-apparaat te fabriceren dat zou kunnen dienen als een fundamentele oplossing tegen hacking, afluisteren, enz. door het aantal combinaties te verhogen bij het genereren van coderingssleutels met behulp van een eenvoudig oplossingsproces, zonder de fysieke grootte van de array te wijzigen.

Dr. Jung-Ah Lim van KIST zei:"Deze studie presenteert maatregelen om een ​​nieuw coderingsapparaat te implementeren te midden van de noodzaak om een ​​zeer veilige cryptografische technologie te ontwikkelen met de komst van het IoT-tijdperk."

Dr. Suk-Kyun Ahn van PNU zei:"De technologie om de rotatierichting van circulair gepolariseerd licht te onderscheiden op basis van een eenvoudig fabricageproces zal naar verwachting een sterk potentieel hebben in niet alleen de volgende generatie encryptie-apparaten, maar ook in verschillende chiroptische opto-elektronische toepassingen."