해커로부터 보호하기 위해 핵심 컴퓨터 칩 하드웨어를 위장한 새로운 트랜지스터 설계

해커는 회로에서 주요 트랜지스터가 수행하는 작업을 발견하여 칩에서 회로를 재현할 수 있지만 트랜지스터 "유형"을 감지할 수 없는 경우에는 그렇지 않습니다. 퍼듀 대학의 엔지니어들은 흑린이라는 시트와 같은 재료로 트랜지스터를 만들어 어떤 트랜지스터인지 위장하는 방법을 시연했습니다.

리버스 엔지니어링 칩은 해커와 지적 재산권 침해를 조사하는 회사 모두에게 일반적인 관행입니다. 연구원들은 또한 리버스 엔지니어링을 위해 칩을 실제로 건드릴 필요가 없는 X선 이미징 기술을 개발하고 있습니다.

Purdue 연구원들이 시연한 접근 방식은 보다 근본적인 수준에서 보안을 강화할 것입니다. 칩 제조업체가 이 트랜지스터 설계를 자사 프로세스와 호환되도록 선택하는 방법에 따라 이러한 보안 수준의 가용성이 결정됩니다.

칩은 회로에서 수백만 개의 트랜지스터를 사용하여 계산합니다. 전압이 인가되면 N형과 P형의 두 가지 다른 유형의 트랜지스터가 계산을 수행합니다. 칩 복제는 이러한 트랜지스터를 식별하는 것으로 시작됩니다.

Joerg Appenzeller 교수는 "그러나 그것들은 분명히 다르기 때문에 올바른 도구를 사용하여 그것들을 명확하게 식별할 수 있습니다. 이를 통해 각 개별 회로 구성 요소가 수행하는 작업을 찾은 다음 칩을 재현할 수 있습니다."라고 말했습니다. 따라서 이 두 가지 트랜지스터 유형이 검사 결과 동일하게 나타난다면 해커는 회로를 리버스 엔지니어링하여 칩을 재현할 수 없습니다.

Appenzeller의 팀은 그들의 연구에서 트랜지스터를 흑색 인과 같은 재료로 제조하여 위장하면 어떤 트랜지스터가 어떤 트랜지스터인지 알 수 없다는 것을 보여주었습니다. 전압이 트랜지스터 유형을 토글하면 해커에게 정확히 동일하게 나타납니다.

위장은 이미 칩 제조업체에서 사용하는 보안 수단이지만 일반적으로 회로 수준에서 수행되며 개별 트랜지스터의 기능을 모호하게 하지 않습니다. 피>

Appenzeller 팀이 시연한 위장 방법은 트랜지스터에 보안 키를 구축하는 것이었습니다. 그 접근 방식은 N 및 P 유형 트랜지스터를 기본 수준에서 동일하게 보이게 합니다. 키를 모르면 정말 구별할 수 없습니다. 칩 제조업체조차도 칩이 생산된 후에 이 키를 추출할 수 없습니다. Appenzeller는 "칩을 훔칠 수는 있지만 열쇠는 없을 것입니다."라고 말했습니다.

현재의 위장 기술은 회로에서 일어나는 일을 숨기기 위해 더 많은 트랜지스터를 필요로 합니다. 그러나 원자만큼 얇은 물질인 흑린과 같은 물질을 사용하여 트랜지스터 유형을 숨기려면 더 적은 수의 트랜지스터가 필요하며 더 나은 위장을 만드는 것 외에도 공간과 전력을 덜 차지한다고 연구원들은 말했습니다.

칩 지적 재산권을 보호하기 위해 트랜지스터 유형을 가리는 아이디어는 원래 노틀담 대학교의 Sharon Hu 교수와 그녀의 동료들의 이론에서 나왔습니다. 일반적으로 N 및 P 유형 트랜지스터를 제공하는 것은 전류를 전달하는 방법입니다. N형 트랜지스터는 전자를 운반하여 전류를 전달하는 반면 P형 트랜지스터는 전자가 없는 정공을 사용합니다.

연구팀은 흑린이 너무 얇아서 비슷한 전류 수준에서 전자와 정공을 수송할 수 있어 두 가지 유형의 트랜지스터가 더 근본적으로 동일하게 보일 수 있다는 것을 깨달았다. 그 때 그들은 흑색 인 기반 트랜지스터의 위장 능력을 실험적으로 시연했습니다. 이 트랜지스터는 또한 작은 "밴드 갭"으로 설명되는 전자 수송을 위한 더 작은 데드 존으로 인해 실온에서 컴퓨터 칩의 낮은 전압에서 작동하는 것으로 알려져 있습니다.

그러나 흑린의 장점에도 불구하고 칩 제조 산업은 이러한 위장 효과를 달성하기 위해 다른 재료를 사용할 가능성이 더 큽니다. “업계에서는 칩에 더 많은 트랜지스터를 장착하여 더 강력하게 만들 수 있기 때문에 초박형 2D 재료를 고려하기 시작했습니다. 흑린은 현재 처리 기술과 호환되기에는 너무 휘발성이 높지만 2D 재료가 어떻게 작동할 수 있는지 실험적으로 보여주는 것은 이 보안 조치를 구현하는 방법을 알아내기 위한 단계입니다.”라고 Appenzeller가 말했습니다.