Las uniones de túneles magnéticos pueden evitar la manipulación y la piratería de la propiedad intelectual

Imagine una película sobre un empleado deshonesto que viola la seguridad en una empresa que implanta chips dentro de la mitad de las computadoras del mundo. Incrustan un troyano en sistemas de todo el mundo y piden rescate por todo el mundo.

Esto no es inimaginable, dice Rajat Kumar, Ph.D. estudiante en el laboratorio de Yehia Massoud en KAUST. “Actualmente, una sola empresa suministra más de la mitad de los chips del mundo y casi todos los chips más avanzados”, confirma.

El grupo de Massoud investiga tecnología emergente que podría hacer que los chips sean más seguros. Un proyecto reciente informa puertas lógicas multifuncionales que ofrecen a los usuarios una gama de ventajas de seguridad de hardware. Estos incluyen un mejor control sobre sus dispositivos, protección contra manipulaciones, marcas de agua y huellas dactilares, y camuflaje de diseño.

“Incluso si una fundición de semiconductores es altamente confiable, una entidad no confiable en la cadena de suministro podría alterar los chips”, dice Massoud.

«Si se tratara de chips para la fuerza de defensa de un país, entonces una brecha podría afectar la seguridad de todo ese país».

El abastecimiento de componentes de una cadena de suministro larga y compleja conlleva riesgos de interceptación de chips clasificados y de ingeniería inversa, falsificación o robo de propiedad intelectual.

Como alternativa segura, Kumar y sus colegas exploraron puertas polimórficas hechas de estructuras a nanoescala que consisten en una capa de óxido intercalada entre dos capas ferromagnéticas. Estas estructuras, conocidas como uniones de túnel magnético (MTJ), se pueden cambiar fácilmente invirtiendo la orientación relativa de los espines magnéticos de las capas ferromagnéticas. Este control basado en espín convierte a los MTJ en ejemplos de dispositivos espintrónicos.

Kumar y sus colegas pensaron que las propiedades intercambiables de los MTJ significaban que podían usarse para crear puertas polimórficas, cuya configuración los usuarios podían verificar y reconfigurar, sobrescribiendo cualquier configuración nefasta. Demostraron que los MTJ funcionan como puertas polimórficas de una manera que evita la manipulación y la piratería de propiedad intelectual debido a su simetría tanto en el circuito como en el nivel de diseño, oscureciendo su diseño y dificultando la ingeniería inversa.

Los MTJ se utilizan en discos duros, lo que abre la posibilidad de combinar la memoria y la funcionalidad de procesamiento, lo que podría reducir drásticamente el consumo de energía y el retraso de las interconexiones. Los MTJ aún no pueden igualar la funcionalidad de los chips convencionales, porque su capacidad de conducción de salida no es tan alta.

Otros están explorando diferentes tecnologías emergentes para el potencial de seguridad del hardware, pero Massoud cree que los dispositivos espintrónicos desempeñarán un papel importante. «Son energéticamente eficientes y no volátiles y se integran fácilmente con sustratos de silicio convencionales», dice.