晶体管有了“伪装”，黑客抓瞎又抓狂_风闻

研究人员表明，用二维材料（如黑磷）制造芯片内的晶体管，可有效防止黑客反向复制芯片。

芯片上的4个晶体管由二维材料制成，这让它们能够规避黑客攻击。

黑客可以通过检测电路中关键晶体管的功能，复制芯片电路。但如果晶体管的类型被“模糊化”，黑客就无法实施攻击行为了。

《自然•电子学》杂志当地时间12月7日发文称，美国普渡大学的工程师展示了一种“伪装”方法——用薄片状材料黑磷制造晶体管。这种内置安全措施，可以有效阻止黑客获取电路信息，进而对抗芯片反向工程。

对黑客和知识产权公司而言，芯片反向工程是一种常见策略，甚至有人在尝试开发X射线成像技术，无需接触芯片就能完成反向工程。

普渡大学研究人员在更基础的层面上提升了芯片安全性。芯片制造商如何让黑磷晶体管与制造工艺兼容，将决定这种内置安全措施的可行性。

芯片依靠电路中的数百万个晶体管进行计算。当施加电压时，两种不同类型的晶体管（N型和P型）就能完成计算任务。想要复制芯片，首先需要识别晶体管类型。

普渡大学教授Joerg Appenzeller希望借助二维材料提高芯片的安全性。

“识别晶体管的类型是破解芯片的关键。”普渡大学电子与计算机工程教授Joerg Appenzeller解释，“两种晶体管在电路中角色不同。正因为它们存在明显区别，黑客可以利用工具对其识别，进行逆向分析，进而得出每个单独电路元件的功能，复制芯片。”

如果这两种晶体管看上去相同，黑客就无法通过反向工程来复制芯片。

虽然芯片制造商已经引入伪装技术作为安全措施，但它通常是在电路层面进行的，无法隐藏单个晶体管的功能，因此，芯片仍可能遭受某些黑客技术的攻击。

Appenzeller团队的伪装方法是在晶体管中建立安全密钥，不论是芯片制造商还是芯片窃取者，都无法在生产芯片后提取这把密钥。

与传统伪装技术相比，黑磷晶体管的显著优势主要体现在两个方面：

（1）黑磷是一种原子级材料，达到电路隐藏目的所需的黑磷晶体管数量较少，占用的空间更少，功耗更低。

（2）黑磷晶体管的电子传输“盲区”较小，计算机芯片能够在室温、低电压下工作。

尽管黑磷晶体管有诸多优点，但芯片制造业更可能采用其他材料来达到这种伪装效果。

“工业界已经开始考虑使用超薄二维材料，因为它能够让芯片搭载更多晶体管，使功能更加强大。” Appenzeller说，“然而，黑磷挥发性太强，与目前的处理技术兼容性不佳，因而可能不是芯片业的最终选择。即便如此，黑磷晶体管已经展示了二维材料在安全领域的巨大潜力。”

编译：雷鑫宇

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《自然•电子学》 

期刊编号：2520-1131

原文链接：

https://techxplore.com/news/2020-12-transistor-disguises-key-chip-hardware.html

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