Hacer que el Internet de las cosas sea más seguro

Con rastreadores de actividad física portátiles, llaveros de automóviles y dispositivos domésticos inteligentes, el Internet de las cosas (IoT) se ha vuelto omnipresente en nuestras vidas. Desafortunadamente, gran parte de este flujo de información es vulnerable a actividades y ataques maliciosos, ya que la seguridad del IoT no ha seguido el ritmo de los nuevos avances tecnológicos.

Para abordar esto, Shantanu Chakrabartty, profesor de Clifford W. Murphy en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Sistemas Preston M. Green de la Universidad de Washington en St. Louis, y Mustafizur Rahman, estudiante de doctorado en su laboratorio, han desarrollado un método prototipo para Asegure mejor estas comunicaciones utilizando un generador de números pseudoaleatorios sincronizados (SPRNG). El método, que podría utilizarse para verificar y autenticar transacciones seguras en IoT, se publicó en Fronteras en Ciencias de la Computación el 20 de marzo de 2023.

Asegurar las comunicaciones inalámbricas en IoT requiere la generación y sincronización de números aleatorios en tiempo real: encriptar los datos usando una secuencia de números aleatorios producidos por un generador y luego sincronizarlos usando una referencia de tiempo extraída de un sistema de posicionamiento global (GPS). Para los dispositivos que funcionan con baterías o con recursos de energía limitada, esto no es práctico, ya que muchos dispositivos IoT no tienen acceso a una señal de GPS, dijo Chakrabartty, quien también es vicedecano de investigación y educación de posgrado.

Chakrabartty y Rahman crearon un prototipo de matriz de temporizadores autoalimentados sincronizados utilizando túneles mecánicos cuánticos de electrones que es seguro contra la manipulación, la indagación y los ataques de canal lateral. Específicamente, utilizaron túneles cuánticos de Fowler-Nordheim (FN), en los que los electrones saltan a través de una barrera triangular y, en el proceso, cambian la forma de la barrera. El túnel FN proporciona una conexión mucho más simple y más eficiente energéticamente que los métodos existentes que son demasiado complejos para el modelado por computadora, y debido a que es autoalimentado, es seguro contra los ataques, dijo Chakrabartty.

«En este método, el SPRNG propuesto podría usarse como un módulo de plataforma confiable en Internet de las cosas y usarse para verificar y autenticar transacciones seguras, como actualizaciones de software», dijo. «Dado que este sistema no requiere acceso a GPS para la sincronización, podría usarse en entornos adversarios y con recursos limitados, incluida la atención médica y el IoT militar».

En el futuro, el equipo de Chakrabartty investigará los efectos de las variaciones ambientales, como las variaciones de temperatura, en la sincronización de los temporizadores FN. Planean desarrollar una solución de sistema en chip.