Hayat kurtaran siber güvenlik çipi

MIT mühendisleri; kalp pilleri ve insülin pompaları gibi pille çalışan küçük tıbbi cihazları, gelecekte kuantum bilgisayarlar tarafından yapılabilecek gelişmiş siber saldırılara karşı korumak amacıyla son derece yüksek enerji verimliliğine sahip yeni bir mikroçip geliştirdi.
 
Günümüzde hassas verileri korumak için kullanılan mevcut şifreleme yöntemleri, gelecekte kuantum bilgisayarların yaygınlaşmasıyla birlikte hackerlar tarafından kolayca hedef haline gelecek. Bu tehlikeye karşı koymak için uzmanlar "Kuantum Sonrası Kriptografi" (Post-Quantum Cryptography - PQC) adı verilen çok daha güçlü şifreleme yöntemler geliştirmeye çalışıyor.
 
Ancak bu yeni şifreleme yöntemleri çok fazla işlem gücü gerektiriyor. Kalp pili, insülin pompası veya yutulabilir sağlık sensörleri gibi vücuda yerleştirilen ya da giyilebilen tıbbi cihazlar (biyomedikal cihazlar) ise çok küçük pillere ve sınırlı enerjiye sahip. Bu cihazların mevcut pilleri, kuantum sonrası güçlü şifreleme protokollerini çalıştırmaya yetmediği için bu cihazlar siber saldırılara karşı korumasız durumda.
 
MIT'den (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) Profesör Anantha Chandrakasan liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu sorunu çözmek için özel bir çip (ASIC - Uygulamaya Özel Tümleşik Devre) tasarladı.
 
Yalnızca bir iğne ucu kadar (yaklaşık bir milimetre kare) boyuta sahip olan bu mini çip, kuantum sonrası güçlü şifreleme algoritmalarını çalıştırırken diğer tüm geleneksel yöntemlere kıyasla 20-60 kat daha az enerji tüketiyor. Önceki benzer tasarımlara göre ise enerji verimliliğini 10 kattan fazla artırıyor. Araştırmanın başyazarı olan MIT Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri bölümü lisansüstü öğrencisi Seoyoon Jang, çipin en yüksek düzeyde güvenlik sağlarken enerjiyi nasıl tasarruflu kullandığını şöyle açıkladı: "Çip içine iki farklı kuantum sonrası şifreleme modeli (PQC şeması) yüklendi. Bu sayede gelecekte şifreleme modellerinden birinin güvensiz olduğu veya kırıldığı anlaşılırsa, çip diğer şifreleme modeline geçiş yaparak donanımı koruyacak. Bu iki model, enerji tüketimini azaltmak için ortak donanım kaynaklarını paylaşıyor. Şifreleme anahtarlarının oluşturulması için çipin kendi içine entegre bir "Gerçek Rastgele Sayı Üreticisi" yerleştirildi. Anahtarların harici bir çipten alınması yerine doğrudan çipin içinde üretilmesi, hem enerji tasarrufu sağlıyor hem de dışarıdan siber sızmaları engelliyor. Siber saldırganlar bazen şifreyi çözmek yerine cihazın çalışırken harcadığı elektrik akımını ve dalgalanmalarını dışarıdan izleyerek (güç analizi saldırıları) hastanın sosyal güvenlik numarası veya cihaz kimliği gibi gizli verilere ulaşmaya çalışıyor. Çipin en kritik operasyon yürüten bölgelerine tam kararında bir koruma katmanı eklendi. Böylece bu tür fiziksel veri hırsızlıkları engellenecek. Kablosuz tıbbi cihazların güç kaynakları bazen düzensiz çalışabilir ve ani voltaj düşüşleri/artışları yaşanabilir. Bu durum siber güvenlik protokollerinin hata vermesine neden oluyor. Yeni çip içine yerleştirilen erken hata algılama sistemi sayesinde, çip bir voltaj dalgalanması hissettiği an işlemi iptal ediyor. Böylece hatalı ve başarısız olacağı kesin olan bir süreci sonuna kadar çalıştırıp boş yere enerji harcamıyor."
 
Bu teknoloji, ilk etapta insan sağlığını doğrudan etkileyen kritik kablosuz medikal implantlar için tasarlandı. Ancak araştırmacılar, bu yüksek enerji verimliliği ve donanım seviyesindeki güvenlik mimarisinin gelecekte sadece tıp alanıyla sınırlı kalmayacağını belirtiyor. Fabrikalardaki endüstriyel sensörlerden akıllı etiketlere ve nesnelerin interneti (IoT) kapsamındaki tüm sınırlı enerjiye sahip akıllı cihazlara kadar bu teknolojinin temel bir güvenlik standardı haline geleceği öngörülüyor.