Esta pequena etiqueta de identificação à prova de falsificação pode autenticar quase tudo

Os engenheiros do MIT desenvolveram uma etiqueta que pode revelar com precisĂŁo quase perfeita se um item ĂŠ real ou falso. A chave estĂĄ na cola no verso da etiqueta.
 PERGUNTAS DA IMPRENSA
Três camadas mostram uma bola de cola, pedaços de metal circulares brilhantes e o chip de computador azul colorido. Lasers rosa passam pelo chip e atingem os pedaços circulares de metal e ricocheteiam. Um ícone de cadeado estå à direita.
Rubrica:
Uma etiqueta criptogrĂĄfica desenvolvida no MIT usa ondas terahertz para autenticar itens, reconhecendo o padrĂŁo Ăşnico de partĂ­culas microscĂłpicas de metal que sĂŁo misturadas na cola que cola a etiqueta na superfĂ­cie do item.
CrĂŠditos:
Imagem: JosĂŠ-Luis Olivares, MIT. Chip cortesia dos pesquisadores

 

HĂĄ alguns anos, pesquisadores do MIT inventaram uma etiqueta de identificação criptogrĂĄfica que ĂŠ vĂĄrias vezes menor e significativamente mais barata do que as tradicionais etiquetas de radiofrequĂŞncia (RFIDs) que sĂŁo frequentemente afixadas nos produtos para verificar sua autenticidade.

Essa pequena etiqueta, que oferece segurança aprimorada em relação aos RFIDs, utiliza ondas terahertz, que são menores e viajam muito mais råpido que as ondas de rådio. Mas esta etiqueta terahertz partilhava uma grande vulnerabilidade de segurança com os RFID tradicionais: um falsificador poderia retirar a etiqueta de um artigo genuíno e voltar a anexå-la a um falso, e o sistema de autenticação não perceberia.

Os pesquisadores agora superaram essa vulnerabilidade de segurança aproveitando ondas terahertz para desenvolver uma etiqueta de identificação antiadulteração que ainda oferece os benefícios de ser pequena, barata e segura.

Eles misturam partículas microscópicas de metal na cola que cola a etiqueta em um objeto e, em seguida, usam ondas terahertz para detectar o padrão único que essas partículas formam na superfície do item. Semelhante a uma impressão digital, esse padrão de cola aleatório Ê usado para autenticar o item, explica Eunseok Lee, estudante de graduação em engenharia elÊtrica e ciência da computação (EECS) e autor principal de um artigo sobre etiqueta antiadulteração.

“Essas partículas metálicas são essencialmente como espelhos para ondas terahertz. Se eu espalhar um monte de pedaços de espelho em uma superfície e depois iluminar isso, dependendo da orientação, tamanho e localização desses espelhos, obterei um padrão refletido diferente. Mas se você retirar o chip e recolocá-lo, você destruirá esse padrão”, acrescenta Ruonan Han, professor associado do EECS, que lidera o Grupo de Eletrônica Integrada Terahertz no Laboratório de Pesquisa de Eletrônica.

Os pesquisadores produziram uma etiqueta antiadulteração alimentada por luz com cerca de 4 milímetros quadrados de tamanho. Eles tambÊm demonstraram um modelo de aprendizado de måquina que ajuda a detectar adulteraçþes, identificando impressþes digitais com padrþes de cola semelhantes com mais de 99% de precisão.

Como a etiqueta terahertz ĂŠ tĂŁo barata de produzir, ela poderia ser implementada em toda uma enorme cadeia de suprimentos. E seu tamanho minĂşsculo permite que a etiqueta seja anexada a itens muito pequenos para RFIDs tradicionais, como certos dispositivos mĂŠdicos.

O artigo, que serå apresentado na Conferência IEEE de Circuitos de Estado Sólido, Ê uma colaboração entre o grupo de Han e o Grupo de Circuitos e Sistemas com Eficiência EnergÊtica de Anantha P. Chandrakasan, diretor de inovação e estratÊgia do MIT, reitor da Escola de Engenharia do MIT. e o professor Vannevar Bush do EECS. Os coautores incluem os estudantes de pós-graduação do EECS, Xibi Chen, Maitryi Ashok e Jaeyeon Won.

Prevenção de adulteração

Este projeto de pesquisa foi parcialmente inspirado no lava-jato favorito de Han. A empresa colou uma etiqueta RFID em seu para-brisa para autenticar sua associação ao lava-jato. Para maior segurança, a etiqueta era feita de papel frågil, de modo que seria destruída se um cliente pouco honesto tentasse retirå-la e colå-la em um para-brisa diferente.

Mas essa não Ê uma maneira muito confiåvel de evitar adulteraçþes. Por exemplo, alguÊm poderia usar uma solução para dissolver a cola e remover com segurança a etiqueta frågil.

Em vez de autenticar a etiqueta, uma solução de segurança melhor Ê autenticar o próprio item, diz Han. Para conseguir isso, os pesquisadores direcionaram a cola para a interface entre a etiqueta e a superfície do item.

Sua etiqueta antiadulteração contÊm uma sÊrie de fendas minúsculas que permitem que ondas terahertz passem pela etiqueta e atinjam partículas microscópicas de metal que foram misturadas à cola.

As ondas Terahertz sĂŁo pequenas o suficiente para detectar as partĂ­culas, enquanto as ondas de rĂĄdio maiores nĂŁo teriam sensibilidade suficiente para vĂŞ-las. AlĂŠm disso, o uso de ondas terahertz com comprimento de onda de 1 milĂ­metro permitiu aos pesquisadores fabricar um chip que nĂŁo precisa de uma antena maior fora do chip.

Depois de passar pela etiqueta e atingir a superfície do objeto, as ondas terahertz são refletidas, ou retroespalhadas, para um receptor para autenticação. A forma como essas ondas são retroespalhadas depende da distribuição das partículas metålicas que as refletem.

Os pesquisadores colocaram vårios slots no chip para que as ondas possam atingir diferentes pontos da superfície do objeto, capturando mais informaçþes sobre a distribuição aleatória das partículas.

“Essas respostas são impossíveis de duplicar, desde que a interface da cola seja destruída por um falsificador”, diz Han.

Um fornecedor faria uma leitura inicial da etiqueta antiadulteração assim que ela fosse colada em um item e, em seguida, armazenaria esses dados na nuvem, usando-os posteriormente para verificação.

IA para autenticação

Mas quando chegou a hora de testar a etiqueta antiadulteração, Lee se deparou com um problema: era muito difícil e demorado fazer mediçþes precisas o suficiente para determinar se dois padrþes de cola correspondiam.

Ele procurou um amigo do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT (CSAIL) e juntos resolveram o problema usando IA. Eles treinaram um modelo de aprendizado de måquina que poderia comparar padrþes de cola e calcular sua similaridade com mais de 99% de precisão.

“Uma desvantagem é que tínhamos uma amostra de dados limitada para esta demonstração, mas poderíamos melhorar a rede neural no futuro se um grande número dessas tags fosse implantado em uma cadeia de suprimentos, o que nos daria muito mais amostras de dados”, diz Lee. .

O sistema de autenticação tambÊm Ê limitado pelo fato de que as ondas terahertz sofrem com altos níveis de perda durante a transmissão, de modo que o sensor só pode estar a cerca de 4 centímetros da etiqueta para obter uma leitura precisa. Essa distância não seria um problema para uma aplicação como a leitura de códigos de barras, mas seria muito curta para alguns usos potenciais, como em um pedågio automatizado em rodovias. AlÊm disso, o ângulo entre o sensor e a etiqueta precisa ser inferior a 10 graus ou o sinal terahertz serå muito degradado.

Eles planeiam abordar estas limitaçþes em trabalhos futuros e esperam inspirar outros investigadores a serem mais optimistas sobre o que pode ser conseguido com ondas terahertz, apesar dos muitos desafios tÊcnicos, diz Han.

“Uma coisa que realmente queremos mostrar aqui é que a aplicação do espectro terahertz pode ir muito além da banda larga sem fio. Nesse caso, você pode usar terahertz para identificação, segurança e autenticação. Existem muitas possibilidades por aí”, acrescenta.

Este trabalho Ê apoiado, em parte, pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA e pela Fundação Coreana para Estudos Avançados.

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