Инновационный гидрогель: защита от подделок нового поколения

В современном цифровом мире шифрование играет ключевую роль в защите конфиденциальной информации от злоумышленников и предотвращении мошенничества. Однако, если для данных были разработаны передовые методы шифрования, то надежная защита физических объектов, таких как дорогостоящие товары, карты доступа и документы, долгое время оставалась позади. Теперь ученые представили решение этой проблемы, создав уникальный гидрогелевый материал, который служит неклонируемой меткой.

Физические объекты часто подвержены копированию или подделке, поскольку их встроенные защитные метки, как правило, слабы и легко воспроизводятся. Чтобы устранить этот пробел в безопасности, команда исследователей из Китая смешала два химических вещества: полипиррол, обладающий электропроводностью, и полистиролсульфонат – гибкий полимер. Результатом стало мягкое, проводящее, желеобразное вещество.

В процессе формирования этот гель подвергался воздействию электрического поля в рамках процесса, известного как региональная сшивка путем сборки (RAC). Это заставило входящие в состав геля ингредиенты перестроиться, образовав неправильную сеть проводящих и непроводящих участков. В результате получилась сложная, хаотичная структура электрических путей.

Эта уникальная структура и служит неклонируемой защитной меткой геля. При подаче электрического сигнала внутрь гель, ему приходится проходить через этот случайный внутренний лабиринт. Поскольку лабиринт содержит миллиарды случайных электрических точек, каждая из которых по-разному влияет на сигнал, исходящий сигнал представляет собой уникальную электрическую подпись. По данным исследователей, этот метод позволяет создать более десяти квинтиллионов (10^18) возможных сигнатур, что делает подделку практически невозможной.

Тестирование технологии показало надежность нового решения. Ученые подавали один и тот же электрический сигнал на гель 1000 раз, и каждый раз он генерировал одну и ту же секретную электрическую подпись. Это подтверждает, что уникальный «отпечаток» геля надежен и стабилен. Команда также создала другой гель в идентичных условиях, имитируя действия хакера, и обнаружила, что выходные коды существенно отличались. Это доказало, что внутреннюю структуру геля невозможно точно воспроизвести, что делает метку неклонируемой. Даже продвинутые модели искусственного интеллекла, такие как Трансформеры, не смогли «взломать» гель.

«Таким образом, RAC-Gel демонстрирует высокую устойчивость к атакам на основе машинного обучения, даже при высоком уровне оптимизации моделей», — пишут исследователи в своей статье. Авторы исследования полагают, что, создавая такое большое количество сложных и непредсказуемых кодов, попытка взлома геля станет слишком дорогостоящей, чтобы быть оправданной. «Повышение стоимости дешифровки выше ценности защищаемой информации является одним из наиболее эффективных подходов к шифрованию», — отмечают они.

Исследователи не только создали сам гель, но и разработали рабочий прототип метки, интегрировав гель на гибкую пластиковую пленку с электродами. В планах на будущее — разработка гибких защитных чипов для продукции, повышение сложности геля и масштабирование производства. Эта инновация открывает новые горизонты в области физической безопасности.