耗能更低:一款可感知、存储、计算和保护数据的智能芯片

宾夕法尼亚州立大学的研究人员使用二硫化钼制造了一种低功耗编码芯片 (宾夕法尼亚州立大学)

在智能科技时代,数字信息无处不在,数据在手机、智能手表、相机、智能音箱等设备之间不断存在和交换。

根据宾夕法尼亚州立大学研究人员的多学科小组的说法,保护移动设备上的数字数据需要大量的能量,他们警告说,保护这些设备免受不受信任的行为者的侵害正变得比以往任何时候都更加令人担忧。

在宾夕法尼亚州立大学工程与机械科学副教授萨塔什·达斯的带领下,研究人员开发了一种智能硬件平台(或芯片)来降低功耗,同时增加额外的安全级别。研究人员在Nature Communications上发表了他们的发现。

研究人员转向二维材料制造小型晶体管,特别是二硫化钼 (美国化学学会)

达斯在 Tech Explore 7 月 20 日发布的新闻稿中说,“来自我们设备的信息目前存储在一个地方,即共享的大型中央计算机的数字云,用于存储这些信息的安全策略完全是能源效率低下的,并且容易受到数据泄露和黑客攻击。”

云加密和硅是不够的

云加密是当前的安全模式,将数据转换为代码以防止未经授权的访问,例如著名的消息传递系统WhatsApp,从理论上讲,使用这种方法确保只有参与聊天的设备才能访问私人消息。但是,据研究人员称,在实践中,云加密操作容易受到数据泄露的影响,并且经常成为竞争对手的目标。

宾夕法尼亚州立大学工程与力学博士生、研究员阿基尔·杜达在声明中表示:“尽管基于软件的安全模块很强大,但它们面临着许多挑战。这就是”。

该芯片是一种低功耗的一体机,可感知、存储和传输信息 (宾夕法尼亚州立大学)

研究人员表示,通常用于制造手机晶体管的硅无助于制造足够小的晶体管以节省能源使用。相反,研究人员转向二维材料,特别是二硫化钼(MoS2),制成厚度不到一纳米的低功耗编码芯片。宾夕法尼亚州立大学的参与者共同合成了制造芯片所需的二硫化钼(MoS2)。

该芯片使用 320 个二硫化钼晶体管,每个晶体管都包含一个传感器、存储和计算单元来对数据进行编码。为了测试加密强度,研究人员使用机器学习算法来研究输出模式并预测输入信息。

高度灵活的加密

达斯说:“我们发现先进的机器学习技术无法解密加密信息,这增强了加密对机器学习攻击的弹性。没有信息通道和解码变量的先验知识,很难对信息进行解码。”

加密信息的能力远低于基于硅的安全方法 (盖帝图像)

此外,研究人员表示,加密信息所消耗的能量远低于基于硅的安全方法,因此低功耗“一体化”芯片可以感知、存储、计算并在连接的设备之间传输信息,对于需要更多安全但不能在日常使用中耗尽他们的移动设备电量的用户来说,这是一种潜在的解决方案。

“在不久的将来,我们计划与专门从事智能安全的联邦机构和私营公司联系,以连接和扩展我们的工作,”达斯说。

来源 : 电子网站