Nieuwe chip tegen namaakproducten

Een nieuwe cryptografische chip maakt het mogelijk de authenticiteit van producten te controleren. De chip helpt hiermee namaakproducten tegen te gaan. Hij is klein genoeg om op nagenoeg ieder product te passen.

Namaakproducten leveren bedrijven wereldwijd op jaarbasis een schadepost van 2 biljoen dollar op, blijkt uit cijfers uit 2018 van Organization for Economic Co-operation and Development. De aanpak van namaakgoederen is echter niet eenvoudig. Zo maken fraudeurs gebruik van complexe aanleverroutes om de herkomst en daarmee de authenticiteit van producten moeilijker controleerbaar te maken. In de praktijk leidt dit ertoe dat bedrijven namaakproducten en -componenten ontvangen, zonder dat zij zich hiervan bewust zijn.

Huidige tags kennen hun beperkingen

Al langer zijn draadloze tags beschikbaar om de authenticiteit van producten te controleren. Zij kennen echter hun beperkingen. Een voorbeeld zijn RID-tags, die in de praktijk te groot zijn om op kleine producten te plaatsen zoals medische of industriële componenten, onderdelen voor de automotive sector of chips. Daarnaast zijn RFID-tags niet beveiligd.

Andere alternatieve tags zijn wel beveiligd tegen klonen en hacken, maar doorgaans groter en verbruiken daarnaast relatief veel energie. Om de chips toch kleiner te maken moeten concessies worden gedaan. Zo is het hiervoor nodig antennes die draadloze communicatie mogelijk maken te schrappen. Of gebruik te maken van chips die niet in staat sterke encryptie te hanteren.

Van relatief ver uit te lezen

Een nieuwe chip neemt deze beperkingen weg. Het gaat om een chip van slechts enkele millimeters groot. Hij verbruikt dusdanig weinig energie dat hij kan worden aangedreven met energie opgewekt door fotovoltaïsche diodes. De chip is niet voorzien van een batterij.

De chip is in staat data over een afstand van 5 centimeter te versturen, wat voor dergelijke chips een relatief grote afstand is. Hiervoor gebruikt de chip een energieloze techniek die opereert op een frequentie die honderden malen hoger is dan die van RFID-chip.

De speciale chip is niet voorzien van een behuizing, aangezien deze relatief groot is en daarnaast de productiekosten verhoogt. Om het gebruik van een geïntegreerde antenne en draadloze communicatie over grotere afstanden mogelijk te maken is de keuze gevallen op communicatie via een hoge terahertz frequentie, die tussen microgolven en infraroodstralen ligt.

Versleuteling

Wat betreft versleuteling wijzen de onderzoekers erop dat RFID-protocollen doorgaans onversleuteld communiceren. Tegelijkertijd zijn zij met behulp van eenvoudig verkrijgbare scanners uit te lezen, zonder dat hierbij gebruik wordt gemaakt van authentificatie. Met de juiste lezer kan iedereen dus een RFID-tag uitlezen.

De nieuwe chip maakt daarom gebruik van ‘elliptische curve cryptografie’. Deze techniek combineert een private sleutel die alleen in bezit is van een gebruiker met een publieke sleutel, die algemeen bekend is. Alleen indien de ontvanger over de combinatie van deze twee sleutels beschikt is de chip uitleesbaar.

Op termijn hopen de onderzoekers het bereik verder te vergroten, zodat tags op een grotere afstand scanbaar zijn. Het grotere bereik maakt het mogelijk in bijvoorbeeld een logistiek centrum een centrale hub in te richten die alle tags automatisch scant. “We denken dat we een van een lezer een centrale hub kunnen maken die niet dichtbij de tag hoeft te komen. Al deze chips kunnen hun signaal sturen om te praten met deze ene lezer”, legt afstudeerstudent Mohamed I. Ibrahim uit. Beveiliging is hierbij van groot belang.

Tag of everything

De onderzoekers noemen hun uitvindingen de ’tag of everything’. Ruonan Han, hoogleraar elektro- en computertechniek en hoofd van de Terahertz Integrated Electronics Group bij het Microsystems Technology Laboratories (MTL): “Indien ik iets in de logistiek van bijvoorbeeld een enkele bout, een tandimplantaat of een chip wil volgen zijn huidige RFID-tags hiertoe niet in staat. Wij hebben een goedkope en kleine chip gebouwd zonder behuizing, batterijen of andere externe componenten die gevoelige data opslaat en verstuurt.”

Han is samen met afstudeerstudenten Mohamed I. Ibrahim, Muhammad Ibrahim Wasiq Khan en Chiraag S. Juvekar betrokken geweest bij het project. Ook betrokken waren voormalige postdoc’s Wanyeong Jung en Rabia Tugce Yazicigil; en Anantha P. Chandrakasan, decaan van de MIT School of Engineering en hoogleraar elektrotechniek en computertechniek.

Auteur: Wouter Hoeffnagel