智能芯片感知、存储、计算和保护数据
一种由二硫化钼制成的晶体管的智能芯片将能够更好地保护用户的数据，同时减少电池消耗。
智能芯片洞察
- 智能芯片必须能够在所有技术之间进行数据通信，这通常会消耗大量能量，并且需要安全措施来保证数据的安全。
- 研究人员发现，在智能芯片中使用二硫化钼作为晶体管可以使芯片更小，节省能源。这种新开发的芯片包含一个传感单元、一个存储单元和一个用于加密的计算单元。这可以帮助那些想要确保数据安全的同时又不耗尽电池的人。
在智能技术时代，数字信息无处不在，手机、智能手表、相机、智能音箱等设备不断产生数据并相互交流。宾夕法尼亚州立大学一个跨学科小组的研究人员表示，保护手持设备上的数字数据需要大量的能量，他们警告说，保护这些设备不受不良行为者的侵害正变得比以往任何时候都更令人担忧。
在宾夕法尼亚州立大学工程科学和力学副教授Saptarshi Das的带领下，研究人员开发了一种智能硬件平台或芯片，以减少能源消耗，同时增加一层安全性。
Das说:“来自我们设备的信息目前存储在一个位置，即云，它被共享并存储在大型服务器中。”Das还隶属于宾夕法尼亚州立大学电气工程和计算机科学学院、材料研究所和地球与矿物科学学院的材料科学与工程系。“用于存储这些信息的安全策略非常低效，而且容易受到数据泄露和黑客攻击。”
宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程研究人员使用二硫化钼(一种2D材料)制造了一种不到1纳米厚的低功耗密码芯片。提供:Kelby Hochreither/Penn State
云加密是一种当前的安全模式，它将数据转换为代码，以防止未经授权的访问。例如，流行的即时通讯系统WhatsApp就使用了这种方法，理论上可以确保只有参与聊天的设备才能访问私人消息。然而，研究人员表示，在实践中，云加密很容易受到数据泄露的影响，并且经常成为对手的目标。
“尽管基于软件的安全模块功能强大，但它们存在许多挑战，”第一作者、宾夕法尼亚州立大学工程科学和力学博士生Akhil Dodda说。“我们开发了一种使用二维材料的加密平台，以克服这些安全限制。”
宾夕法尼亚州立大学工程、科学和力学副教授Saptarshi Das(左)和宾夕法尼亚州立大学工程科学和力学博士生Akhil Dodda在《自然通讯》上发表了一篇关于不会耗尽电池的手持设备安全方法的论文。提供:Kelby Hochreither/Penn State
研究人员说，硅通常用于制造手机晶体管，但它不能用来制造足够小的晶体管以节省能源消耗。相反，他们转向2D材料，特别是二硫化钼(MoS2)，厚度不到一纳米，以制造低功耗密码芯片。宾夕法尼亚州立大学的合作者Joan Redwing是材料科学与工程和电气工程的杰出教授，Nicholas Trainor是材料科学与工程的博士生，他们共同努力合成了制造芯片所需的MoS2。
该芯片采用320个MoS2晶体管，每个晶体管都有一个传感单元、一个存储单元和一个计算单元来加密数据。为了测试加密过程的强度，研究人员使用了机器学习算法，这使他们能够研究输出模式并预测输入信息。
达斯说:“我们发现，先进的机器学习技术无法解码加密信息，这加强了加密过程对机器学习攻击的弹性。”“如果事先不知道信息通道和解码变量，就很难解码信息。”
此外，研究人员说，加密信息所消耗的能量比硅基安全方法要少得多。结果是一种低功耗、一体化的智能芯片，可以在连接的设备之间感知、存储、计算和通信信息——对于那些想要增加安全性但又负担不起在日常使用中耗尽手持设备电池的用户来说，这是一种潜在的解决方案。
原始内容可以在宾夕法尼亚州立大学．
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