[ad_1]
Hace unos años, los investigadores del MIT inventaron una etiqueta de identificación criptográfica que es muchas veces más pequeña y significativamente más barata que las tradicionales etiquetas de radiofrecuencia (RFID) que a menudo se colocan en los productos para verificar su autenticidad.
Esta pequeña etiqueta, que ofrece mayor seguridad en comparación con las RFID, utiliza ondas de terahercios, que son más pequeñas y viajan mucho más rápido que las ondas de radio. Pero esta etiqueta de terahercios tenía una falla de seguridad importante con respecto a los RFID tradicionales: un falsificador podía quitar la etiqueta de un artículo genuino y volver a colocarla en una falsificación, sin que el sistema de autenticación se diera cuenta.
Los investigadores ahora han superado esta vulnerabilidad utilizando ondas de terahercios para desarrollar una etiqueta de identificación a prueba de manipulaciones que aún ofrece las ventajas de ser pequeña, barata y segura.
Mezclan partículas metálicas microscópicas con el adhesivo que pega la etiqueta a un objeto y luego usan ondas de terahercios para detectar el patrón único que forman estas partículas en la superficie del objeto. «Al igual que una huella digital, este patrón adhesivo aleatorio se utiliza para autenticar el artículo», explica Eunseok Lee, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática (EECS) y autor principal de un artículo sobre la etiqueta antimanipulación.
“Estas partículas de metal son esencialmente como espejos de ondas de terahercios. Si extiendo una serie de piezas de espejo sobre una superficie y luego las ilumino, obtengo un patrón reflejado diferente dependiendo de la orientación, el tamaño y la posición de esos espejos. Pero si quitas el chip y lo vuelves a poner, destruyes ese patrón”, añade Ruonan Han, profesor asociado de EECS que dirige el Grupo de Electrónica Integrada de Terahercios en el Laboratorio de Investigación de Electrónica.
Los investigadores crearon una etiqueta a prueba de manipulaciones alimentada por luz que mide aproximadamente 4 milímetros cuadrados. También demostraron un modelo de aprendizaje automático que ayuda a detectar manipulaciones identificando huellas dactilares similares a partir de patrones adhesivos con una precisión superior al 99 por ciento.
Como la etiqueta de terahercios es tan barata de producir, podría implementarse en una cadena de suministro masiva. Y debido a su pequeño tamaño, la etiqueta se puede colocar en artículos que son demasiado pequeños para las RFID tradicionales, como ciertos dispositivos médicos.
El documento, presentado en la Conferencia de Circuitos de Estado Sólido del IEEE, es una colaboración entre Hans Group y el Grupo de Sistemas y Circuitos Energéticamente Eficientes de Anantha P. Chandrakasan, director de estrategia e innovación del MIT y decano de la Escuela de Ingeniería del MIT, y el Profesor Vannevar Bush de EECS. Los coautores incluyen a los graduados de EECS Xibi Chen, Maitryi Ashok y Jaeyeon Won.
Prevenir la manipulación
Este proyecto de investigación se inspiró parcialmente en el lavado de autos favorito de Han. La empresa pegó una etiqueta RFID en su parabrisas para autenticar su membresía en el lavado de autos. Para mayor seguridad, la etiqueta estaba hecha de papel frágil, por lo que podría destruirse si un cliente deshonesto intentara quitarla y pegarla a otro parabrisas.
Pero esa no es una forma particularmente confiable de evitar la manipulación. Por ejemplo, alguien podría utilizar una solución para disolver el adhesivo y retirar de forma segura la frágil etiqueta.
En lugar de autenticar la etiqueta, una mejor solución de seguridad es autenticar el artículo en sí, afirma Han. Para lograrlo, los investigadores dirigieron el adhesivo a la interfaz entre la etiqueta y la superficie del artículo.
Su etiqueta antimanipulación contiene una serie de pequeñas ranuras que permiten que ondas de terahercios pasen a través de la etiqueta y golpeen partículas metálicas microscópicas que se han mezclado con el adhesivo.
Las ondas de terahercios son lo suficientemente pequeñas como para detectar partículas, mientras que las ondas de radio más grandes no serían lo suficientemente sensibles para detectarlas. Además, al utilizar ondas de terahercios con una longitud de onda de 1 milímetro, los investigadores pudieron crear un chip que no requiere una antena más grande fuera del chip.
Después de que las ondas de terahercios pasan a través de la etiqueta y golpean la superficie del objeto, se reflejan o se retrodispersan hacia un receptor para su autenticación. La forma en que se retrodispersan estas ondas depende de la distribución de las partículas metálicas que las reflejan.
Los investigadores colocaron múltiples ranuras en el chip para permitir que las ondas golpeen diferentes puntos de la superficie del objeto, lo que les permitió capturar más información sobre la distribución aleatoria de las partículas.
«Estas reacciones no se pueden duplicar mientras un falsificador destruya la interfaz adhesiva», dice Han.
Un proveedor primero lee la etiqueta a prueba de manipulaciones una vez que está adherida a un artículo y luego almacena estos datos en la nube para su uso posterior con fines de verificación.
IA para autenticación
Pero cuando llegó el momento de probar la etiqueta antimanipulación, Lee encontró un problema: era muy difícil y requería mucho tiempo tomar medidas precisas para determinar si dos patrones de adhesivo coincidían.
Se puso en contacto con un amigo del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT y juntos abordaron el problema utilizando IA. Entrenaron un modelo de aprendizaje automático que podía comparar patrones adhesivos y calcular su similitud con una precisión superior al 99 por ciento.
“Un inconveniente es que sólo teníamos una muestra de datos limitada para esta demostración. Sin embargo, podríamos mejorar la red neuronal en el futuro si se implementara una gran cantidad de estas etiquetas en una cadena de suministro, lo que nos daría muchas más muestras de datos”, afirma Lee.
El sistema de autenticación también está limitado por el hecho de que las ondas de terahercios tienen una gran pérdida de transmisión, por lo que el sensor sólo debe estar a unos 4 centímetros de la etiqueta para obtener una lectura precisa. Para una aplicación como el escaneo de códigos de barras, esta distancia no sería un problema, pero para algunas aplicaciones potenciales, como una cabina de peaje automatizada en una autopista, sería demasiado corta. Además, el ángulo entre el sensor y la etiqueta debe ser inferior a 10 grados, de lo contrario la señal de terahercios se verá demasiado afectada.
Planean abordar estas limitaciones en trabajos futuros y esperan inspirar a otros investigadores a ser más optimistas sobre lo que se puede lograr con ondas de terahercios, a pesar de los muchos desafíos técnicos, dice Han.
“Una cosa que realmente queremos mostrar aquí es que la aplicación del espectro de terahercios puede extenderse mucho más allá de la banda ancha inalámbrica. En este caso, puede utilizar terahercios para identificación, seguridad y autenticación. Hay muchas opciones”, añade.
Este trabajo cuenta con el apoyo parcial de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. y la Fundación Coreana de Estudios Avanzados.
[ad_2]