Nowe Urządzenie FeFET Przyczynia się do Rozwoju Homomorficznego Szyfrowania Dla Bezpiecznego Cloud Computingu

Wraz ze wzrostem obaw o prywatność danych w coraz bardziej powiązanym świecie, homomorficzne szyfrowanie oferuje potencjalne rozwiązanie, jak donosi dzisiaj Spectrum.

Ta zaawansowana metoda szyfrowania pozwala na przetwarzanie danych bez ujawniania oryginalnych informacji serwerowi. Niemniej jednak, moc obliczeniowa potrzebna do tego typu szyfrowania od dawna stanowi ograniczenie dla urządzeń takich jak smartfony czy urządzenia IoT, mówi Spectrum.

Teraz zespół inżynierów z Uniwersytetu Pekińskiego w Pekinie może mieć przełom dzięki nowemu urządzeniu, które czyni homomorficzne szyfrowanie bardziej realnym dla komercyjnej elektroniki.

Szyfrowanie homomorficzne polega na szyfrowaniu danych na urządzeniu przed ich wysłaniem do przetwarzania. Dane są następnie przetwarzane w swojej zaszyfrowanej formie, co gwarantuje, że nikt – włączając w to serwer przetwarzający je – nie może uzyskać dostępu do oryginalnych informacji, informuje Spectrum.

Po zakończeniu obliczeń, dane są odszyfrowywane, co pozwala zachować prywatność użytkownika. Głównym wyzwaniem związanym z szyfrowaniem homomorficznym jest znaczna moc obliczeniowa wymagana do przeprowadzenia niezbędnych obliczeń, zauważa Spectrum.

Obecnie urządzenia Internetu Rzeczy (IoT) nie posiadają zdolności przetwarzania niezbędnej do przeprowadzenia skomplikowanych operacji matematycznych. Aby to pokonać, zespół z Uniwersytetu Pekińskiego opracował urządzenie wykorzystujące tablice tranzystorów polowych z ferroelektrykiem (FeFETs), zauważa Spectrum.

Te tranzystory zostały zoptymalizowane, aby z dużą precyzją obsługiwać proces szyfrowania i deszyfrowania, minimalizując jednocześnie obciążenie obliczeniowe – mówi Spectrum.

Kechao Tang, asystent profesora na wydziale układów scalonych na Uniwersytecie Pekińskim, wyjaśnił Spectrum, że poprzez wdrożenie tych nowatorskich urządzeń półprzewodnikowych, mogą umożliwić komercyjnym urządzeniom elektronicznym, takim jak smartfony, korzystanie z mocy obliczeniowej chmury, jednocześnie chroniąc dane.

FeFETy różnią się od tradycyjnych tranzystorów poprzez zastosowanie warstwy materiału ferroelektrycznego, który może przechowywać polaryzację elektryczną bez potrzeby pola elektrycznego. Pozwala to FeFETom na generowanie bardziej nieprzewidywalnych losowych liczb, co utrudnia złamanie szyfrowania, jak podaje Spectrum.

Urządzenie może szyfrować i deszyfrować dane bardziej efektywnie, upraszczając proces do jednego kroku, w porównaniu do zwykle wymaganego procesu dwuetapowego, zauważa Spectrum.

Tablica FeFET może przetwarzać dane bardziej efektywnie, łącząc wiele wejść – takich jak macierz szyfrowania, dane do zaszyfrowania i dodatkowy wektor – w jedno obliczenie. To skutkuje szybszym szyfrowaniem przy niższym zużyciu energii, informuje Spectrum.

Tang zauważyła również w rozmowie z Spectrum, że nowe urządzenie oferuje wyższą dokładność w porównaniu do innych metod szyfrowania wykorzystujących pamięć o losowym dostępie opartą na rezystancji (RRAM), co czyni je bardziej niezawodną opcją dla bezpiecznego przetwarzania danych.

Tablica FeFET osiągnęła skuteczność na poziomie 99,6%, co stanowi znaczącą poprawę w porównaniu do wcześniejszych rozwiązań RRAM. Patrząc w przyszłość, Tang ma nadzieję zobaczyć tę technologię zintegrowaną ze smartfonami, co pozwoliłoby użytkownikom bezpiecznie szyfrować dane przed ich przesłaniem do chmury i odszyfrowywać je w razie potrzeby, jak podaje Spectrum.