இந்த சிறிய சிப் ஸ்மார்ட்போனில் திறமையான கணினியை இயக்கும் போது பயனர் தரவைப் பாதுகாக்க முடியும்

இரண்டு பொதுவான தாக்குதல்களுக்கு எதிராக பாதுகாப்பை வழங்கும் ஆற்றல்-பசியுள்ள AI மாதிரிகளுக்கு இந்த சிறிய சிப் மூலம் பாதுகாப்பு தீர்வை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர்.

சுகாதார கண்காணிப்பு பயன்பாடுகள் ஸ்மார்ட்போனைத் தவிர வேறு எதையும் பயன்படுத்தி, நாள்பட்ட நோய்களை நிர்வகிக்க அல்லது உடற்பயிற்சி இலக்குகளுடன் தொடர்ந்து இருக்க மக்களுக்கு உதவ முடியும். இருப்பினும், இந்த பயன்பாடுகள் மெதுவாகவும் ஆற்றல்-திறனற்றதாகவும் இருக்கும், ஏனெனில் அவற்றை இயக்கும் பரந்த இயந்திர கற்றல் மாதிரிகள் ஸ்மார்ட்போன் மற்றும் மைய நினைவக சேவையகத்திற்கு இடையில் நிறுத்தப்பட வேண்டும்.

பொறியாளர்கள் பெரும்பாலும் வன்பொருளைப் பயன்படுத்தி விஷயங்களை வேகப்படுத்துகிறார்கள், இது அதிகமான தரவை முன்னும் பின்னுமாக நகர்த்துவதற்கான தேவையைக் குறைக்கிறது. இந்த இயந்திர கற்றல் முடுக்கிகள் கணக்கீட்டை நெறிப்படுத்த முடியும் என்றாலும், ரகசிய தகவல்களைத் திருடக்கூடிய தாக்குபவர்களுக்கு அவை எளிதில் பாதிக்கப்படுகின்றன.

இந்த பாதிப்பைக் குறைக்க, MIT மற்றும் MIT-IBM Watson AI ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் இரண்டு பொதுவான வகை தாக்குதல்களுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கும் இயந்திரக் கற்றல் முடுக்கியை உருவாக்கினர். பெரிய AI மாடல்களை சாதனங்களில் திறம்பட இயங்கச் செய்யும் அதே வேளையில், அவர்களின் சிப் பயனரின் உடல்நலப் பதிவுகள், நிதித் தகவல் அல்லது பிற முக்கியத் தரவைத் தனிப்பட்டதாக வைத்திருக்க முடியும்.

குழு பல மேம்படுத்தல்களை உருவாக்கியது, இது சாதனத்தை சற்று மெதுவாக்கும் போது வலுவான பாதுகாப்பை செயல்படுத்துகிறது. மேலும், கூடுதல் பாதுகாப்பு கணக்கீடுகளின் துல்லியத்தை பாதிக்காது. இந்த மெஷின் லேர்னிங் ஆக்ஸிலரேட்டர், ஆக்மென்டட் மற்றும் விர்ச்சுவல் ரியாலிட்டி அல்லது தன்னியக்க ஓட்டுநர் போன்ற AI பயன்பாடுகளை கோருவதற்கு குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

சிப்பைச் செயல்படுத்துவது ஒரு சாதனத்தை சற்று விலை உயர்ந்ததாகவும், குறைந்த ஆற்றல் திறன் கொண்டதாகவும் மாற்றும், அது சில சமயங்களில் பாதுகாப்பிற்காகச் செலுத்த வேண்டிய மதிப்புக்குரிய விலையாகும் என்கிறார், எம்ஐடியில் மின் பொறியியல் மற்றும் கணினி அறிவியல் (EECS) பட்டதாரி மாணவியான முன்னணி எழுத்தாளர் மைத்ரேயி அசோக்.

“அடிப்படையில் இருந்து பாதுகாப்பை மனதில் கொண்டு வடிவமைப்பது முக்கியம். ஒரு சிஸ்டத்தை வடிவமைத்த பிறகு குறைந்தபட்ச பாதுகாப்பை நீங்கள் சேர்க்க முயற்சித்தால், அது மிகவும் விலை உயர்ந்தது. வடிவமைப்பு கட்டத்தின் போது இந்த பல பரிமாற்றங்களை திறம்பட சமன் செய்ய முடிந்தது,” என்கிறார் அசோக்.

அவரது இணை ஆசிரியர்களில் EECS பட்டதாரி மாணவரான சவுரவ் மாஜியும் அடங்குவர்; MIT-IBM வாட்சன் AI ஆய்வகத்தின் Xin Zhang மற்றும் John Cohn; மற்றும் மூத்த எழுத்தாளர் ஆனந்த சந்திரகாசன், எம்ஐடியின் தலைமை கண்டுபிடிப்பு மற்றும் மூலோபாய அதிகாரி, பொறியியல் பள்ளியின் டீன் மற்றும் வன்னேவர் புஷ் EECS இன் பேராசிரியர். இந்த ஆராய்ச்சி IEEE Custom Integrated Circuits மாநாட்டில் வழங்கப்படும்.

பக்க சேனல் உணர்திறன்

டிஜிட்டல் இன்-மெமரி கம்ப்யூட் எனப்படும் ஒரு வகை இயந்திர கற்றல் முடுக்கியை ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிவைத்தனர். ஒரு டிஜிட்டல் IMC சிப் ஒரு சாதனத்தின் நினைவகத்தில் கணக்கீடுகளை செய்கிறது, அங்கு ஒரு இயந்திர கற்றல் மாதிரியின் துண்டுகள் மத்திய சேவையகத்திலிருந்து நகர்த்தப்பட்ட பிறகு சேமிக்கப்படும்.

முழு மாதிரியும் சாதனத்தில் சேமிக்க முடியாத அளவுக்கு பெரியதாக உள்ளது, ஆனால் அதை துண்டுகளாக உடைத்து, அந்த துண்டுகளை முடிந்தவரை மீண்டும் பயன்படுத்துவதன் மூலம், IMC சில்லுகள் முன்னும் பின்னுமாக நகர்த்தப்பட வேண்டிய தரவின் அளவைக் குறைக்கின்றன.

ஆனால் IMC சில்லுகள் ஹேக்கர்களால் பாதிக்கப்படலாம். ஒரு பக்க-சேனல் தாக்குதலில், ஒரு ஹேக்கர் சிப்பின் ஆற்றல் நுகர்வுகளைக் கண்காணித்து, சிப் கணக்கீடுகளின்படி தரவுகளைத் தலைகீழாக மாற்ற புள்ளிவிவர நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகிறார். பஸ்-ஆய்வு தாக்குதலில், முடுக்கி மற்றும் ஆஃப்-சிப் நினைவகத்திற்கு இடையேயான தொடர்பை ஆய்வு செய்வதன் மூலம் ஹேக்கர் மாதிரி மற்றும் தரவுத்தொகுப்பின் பிட்களை திருட முடியும்.

டிஜிட்டல் ஐஎம்சி ஒரே நேரத்தில் மில்லியன் கணக்கான செயல்பாடுகளைச் செய்வதன் மூலம் கணக்கீட்டை வேகப்படுத்துகிறது, ஆனால் இந்த சிக்கலானது பாரம்பரிய பாதுகாப்பு நடவடிக்கைகளைப் பயன்படுத்தி தாக்குதல்களைத் தடுப்பதை கடினமாக்குகிறது, அசோக் கூறுகிறார்.

அவளும் அவளது ஒத்துழைப்பாளர்களும் பக்கவாட்டு சேனல் மற்றும் பஸ் சோதனை தாக்குதல்களைத் தடுப்பதில் மூன்று முனை அணுகுமுறையை எடுத்தனர்.

முதலாவதாக, IMC இல் உள்ள தரவு சீரற்ற துண்டுகளாகப் பிரிக்கப்படும் ஒரு பாதுகாப்பு நடவடிக்கையை அவர்கள் பயன்படுத்தினர். உதாரணமாக, ஒரு பிட் பூஜ்ஜியம் மூன்று பிட்களாக பிரிக்கப்படலாம், அது தர்க்கரீதியான செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்கும். IMC ஒருபோதும் ஒரே செயல்பாட்டில் உள்ள அனைத்து பகுதிகளையும் கணக்கிடுவதில்லை, எனவே ஒரு பக்க-சேனல் தாக்குதலால் உண்மையான தகவலை மீண்டும் உருவாக்க முடியாது.

ஆனால் இந்த நுட்பம் வேலை செய்ய, தரவைப் பிரிக்க சீரற்ற பிட்கள் சேர்க்கப்பட வேண்டும். டிஜிட்டல் ஐஎம்சி ஒரே நேரத்தில் மில்லியன் கணக்கான செயல்பாடுகளைச் செய்வதால், பல சீரற்ற பிட்களை உருவாக்குவது அதிக கம்ப்யூட்டிங்கை உள்ளடக்கும். அவர்களின் சிப்பிற்கு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் கணக்கீடுகளை எளிமைப்படுத்த ஒரு வழியைக் கண்டறிந்தனர், சீரற்ற பிட்களின் தேவையை நீக்கும் போது தரவை திறம்பட பிரிப்பதை எளிதாக்குகிறது.

இரண்டாவதாக, ஆஃப்-சிப் நினைவகத்தில் சேமிக்கப்பட்ட மாதிரியை குறியாக்கம் செய்யும் இலகுரக மறைக்குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி பஸ்-ஆய்வு தாக்குதல்களைத் தடுத்தனர். இந்த இலகுரக மறைக்குறியீட்டிற்கு எளிய கணக்கீடுகள் மட்டுமே தேவை. கூடுதலாக, அவர்கள் சிப்பில் சேமிக்கப்பட்ட மாதிரியின் துண்டுகளை தேவையான போது மட்டுமே டிக்ரிப்ட் செய்தனர்.

மூன்றாவதாக, பாதுகாப்பை மேம்படுத்த, மாடலுடன் முன்னும் பின்னுமாக நகர்த்துவதற்குப் பதிலாக, சிப்பில் நேரடியாக மறைக்குறியீட்டை மறைகுறியாக்கும் விசையை உருவாக்கினர். உற்பத்தியின் போது அறிமுகப்படுத்தப்படும் சிப்பில் உள்ள சீரற்ற மாறுபாடுகளிலிருந்து இந்த தனித்துவமான விசையை அவர்கள் உருவாக்கினர், இது உடல் ரீதியாக குளோன் செய்ய முடியாத செயல்பாடு என அறியப்படுகிறது.

"ஒருவேளை ஒரு கம்பி மற்றொன்றை விட சற்று தடிமனாக இருக்கும். பூஜ்ஜியங்கள் மற்றும் ஒன்றை ஒரு சுற்றுக்கு வெளியே பெற இந்த மாறுபாடுகளைப் பயன்படுத்தலாம். ஒவ்வொரு சிப்புக்கும், சீரற்ற விசையை நாம் பெறலாம், ஏனெனில் இந்த சீரற்ற பண்புகள் காலப்போக்கில் கணிசமாக மாறக்கூடாது," என்று அசோக் விளக்குகிறார்.

அவர்கள் சிப்பில் உள்ள நினைவக செல்களை மீண்டும் பயன்படுத்தி, இந்த செல்களில் உள்ள குறைபாடுகளை பயன்படுத்தி விசையை உருவாக்கினர். புதிதாக ஒரு விசையை உருவாக்குவதை விட இதற்கு குறைவான கணக்கீடு தேவைப்படுகிறது.

"எட்ஜ் சாதனங்களின் வடிவமைப்பில் பாதுகாப்பு ஒரு முக்கியமான பிரச்சினையாகிவிட்டதால், பாதுகாப்பான செயல்பாட்டில் கவனம் செலுத்தும் முழுமையான சிஸ்டம் ஸ்டேக்கை உருவாக்க வேண்டிய அவசியம் உள்ளது. இந்த வேலை இயந்திர கற்றல் பணிச்சுமைகளுக்கான பாதுகாப்பில் கவனம் செலுத்துகிறது மற்றும் குறுக்கு வெட்டு தேர்வுமுறையைப் பயன்படுத்தும் டிஜிட்டல் செயலியை விவரிக்கிறது. இது நினைவகம் மற்றும் செயலி இடையே மறைகுறியாக்கப்பட்ட தரவு அணுகல், சீரற்றமயமாக்கலைப் பயன்படுத்தி பக்க-சேனல் தாக்குதல்களைத் தடுப்பதற்கான அணுகுமுறைகள் மற்றும் தனித்துவமான குறியீடுகளை உருவாக்க மாறுபாட்டைப் பயன்படுத்துதல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. எதிர்கால மொபைல் சாதனங்களில் இத்தகைய வடிவமைப்புகள் முக்கியமானதாக இருக்கும்,” என்கிறார் சந்திரகாசன்.

பாதுகாப்பு சோதனை

அவர்களின் சிப்பைச் சோதிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஹேக்கர்களின் பாத்திரத்தை ஏற்றுக்கொண்டனர் மற்றும் பக்க சேனல் மற்றும் பஸ்-ஆய்வு தாக்குதல்களைப் பயன்படுத்தி ரகசிய தகவல்களைத் திருட முயன்றனர்.

மில்லியன் கணக்கான முயற்சிகள் செய்த பிறகும், அவர்களால் எந்த உண்மையான தகவலையும் மறுகட்டமைக்கவோ அல்லது மாதிரி அல்லது தரவுத்தொகுப்பின் துண்டுகளை பிரித்தெடுக்கவோ முடியவில்லை. மறைக்குறியீடும் உடையாமல் இருந்தது. மாறாக, பாதுகாப்பற்ற சிப்பில் இருந்து தகவல்களைத் திருட 5,000 மாதிரிகள் மட்டுமே தேவைப்பட்டன.

பாதுகாப்பைச் சேர்ப்பது முடுக்கியின் ஆற்றல் செயல்திறனைக் குறைத்தது, மேலும் அதற்கு ஒரு பெரிய சிப் பகுதியும் தேவைப்பட்டது, இது தயாரிப்பதற்கு அதிக செலவாகும்.

எதிர்காலத்தில் ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் சிப்பின் அளவைக் குறைக்கக்கூடிய முறைகளை ஆராய குழு திட்டமிட்டுள்ளது, இது அளவில் செயல்படுத்துவதை எளிதாக்கும்.

"இது மிகவும் விலை உயர்ந்ததாக மாறும் போது, ​​​​பாதுகாப்பு முக்கியமானது என்று ஒருவரை நம்ப வைப்பது கடினமாகிறது. எதிர்கால வேலை இந்த பரிமாற்றங்களை ஆராயலாம். ஒருவேளை நாம் அதை கொஞ்சம் பாதுகாப்பானதாக மாற்றலாம், ஆனால் செயல்படுத்த எளிதானது மற்றும் குறைந்த விலை," என்கிறார் அசோக்.

ஆடம் ஸீவ் எழுதியது