Die Such- Und Zerstörungsmission Des Pentagons Für Gefälschte Elektronik
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Anonim

DARPA entwickelt mikroskopisch kleine Chips, um Abschlagteile für Waffen und Satellitensysteme zu bekämpfen.

Die Such- und Zerstörungsmission des Pentagons für gefälschte Elektronik
Die Such- und Zerstörungsmission des Pentagons für gefälschte Elektronik

Das Pentagon weiß seit Jahren, dass eine beträchtliche Anzahl der Ersatzteile, die es für seine Raketenlenkungs- und Satellitensysteme kauft, minderwertige gefälschte Mikrochips enthält. Das Auffinden dieser Fälschungen - auf ihrem Weg durch eine komplexe globale Lieferkette von Fertigungsstätten, Montagewerken und Teilehändlern - kann jedoch wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen (die ausschließlich aus anderen Nadeln besteht) sein. Das Militär schätzt, dass bis zu 15 Prozent aller Ersatz- und Ersatzteile für Waffen, Fahrzeuge und andere Ausrüstungsgegenstände gefälscht sind, was sie für gefährliche Fehlfunktionen anfällig macht.

Gefälschte Mikrochips - insbesondere integrierte Schaltkreise - sind in Ersatzteilen für Missionscomputer der US-amerikanischen Missile Defense Agency (pdf), Schiffsflugantennenausrüstung und in Nachtsichtsystemen für Hubschrauber aufgetaucht. Allein zwischen November 2007 und Mai 2010 beschlagnahmten US-Zollbeamte 5,6 Millionen gefälschte Mikrochips für Militärunternehmer und die kommerzielle Luftfahrtindustrie, und das Problem ist erst seitdem gewachsen.

Angesichts der Tatsache, dass integrierte Schaltkreise als Gehirn für einen Großteil der Militärtechnologie dienen - und der Ausfall nur eines einzigen schwerwiegende Probleme verursachen kann - hat der Forschungsarm des US-Verteidigungsministeriums einen Gegenangriff gegen Fälscher gestartet. Die Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte (DARPA) bemüht sich nun um die Erstellung mikroskopischer Identifikationsetiketten, die als „Dielets“bezeichnet werden und die legitime Chiphersteller beim Zusammenbau in ihre Schaltkreise implantieren können. Mit den Dielets, die DARPA auch als "Chiplets" bezeichnet, können die Unternehmen, die diese Mikrochips in Leiterplatten und anderen Komponenten installieren, prüfen, ob die integrierten Schaltkreise geändert oder durch Fälschungen ersetzt wurden.

Berichte über katastrophale Ausfälle, die durch solche Teile verursacht wurden, sind schwer zu bekommen, aber die Beamten sind offensichtlich besorgt. Im Dezember 2015 verhafteten Bundesagenten drei chinesische Staatsangehörige, weil sie unter anderem 45 gefälschte Intel-Mikrochips an einen Undercover-Agenten verkauft hatten, mit dem Verständnis, dass die Chips für ein Projekt mit U-Booten an die US-Marine weitergeleitet würden. Einer der verhafteten Männer - Jiang Guanghou Yan - hatte den Undercover-Agenten gebeten, ihm 22 Mikrochips im Wert von Xilinx Corp. in Militärqualität zu besorgen, die speziell dafür ausgelegt sind, einer längeren Exposition gegenüber extremen Temperaturen und Strahlung standzuhalten. Als der Agent Yan mitteilte, dass sie von einem Stützpunkt der US-Marine gestohlen werden müssten, bot Yan an, das Verbrechen zu vertuschen, indem er Fälschungen vorlegte, um die gestohlenen Chips zu ersetzen.

"Wenn [diese gefälschten Chips] in das Leitsystem einer Rakete eingebaut worden wären, würde eine solche Rakete entweder überhaupt nicht funktionieren oder wahrscheinlich nicht zum beabsichtigten Ziel gelangen und wahrscheinlich ein völlig unbeabsichtigtes Ziel treffen", so Keith Avery, ein leitender Ingenieur im US Air Force Research Laboratory, bezeugt in einer eidesstattlichen Erklärung, mit der die Strafen der verurteilten Fälscher im Juni 2016 ermittelt wurden.

Die Dielets, die DARPA im Rahmen seines SHIELD-Programms (Supply Chain Hardware for Electronics Defense) entwickelt, sind im Wesentlichen mikroskopische Tags, die in jede integrierte Schaltung eingebettet sind. Eine integrierte Schaltung besteht aus einer großen Anzahl von Transistoren und anderen winzigen elektrischen Komponenten, die beispielsweise zum Schalten oder Verstärken eines bestimmten Task-Signals angeordnet sind, und ist zusammen in einen Chip gepackt, der in eine größere Leiterplatte eingesteckt wird, die zur Steuerung einer bestimmten Elektronik verwendet wird Gerät. Nach dem Plan von DARPA würde der Hersteller des integrierten Schaltkreises ein Dielet im Gehäuse anbringen, das den integrierten Schaltkreis umschließt. Jedes Chiplet selbst verfügt über bis zu 100.000 Transistoren und verfügt über ein Funkgerät, eine Datenverschlüsselungs-Engine und eine Methode zur Erkennung von Manipulationen, während es weniger als 50 Mikrowatt (50 Millionstel Watt) verbraucht und jeweils weniger als einen Cent kostet.

Das Identifizieren von Informationen auf jedem Dielet würde unter Verwendung einer stiftartigen Sonde gelesen, die an ein Smartphone angeschlossen ist. Anstatt eine eigene Stromquelle zu enthalten, würde ein Dielet induktiv von der Sonde gespeist, die über Hochfrequenzsignale kommunizieren würde, wenn sie sich innerhalb eines halben Millimeters vom Chiplett befindet. Die Sonde leitet verschlüsselte Informationen an eine App auf dem Smartphone weiter, die dann über das Internet eine Verbindung mit einer Datenbank herstellt, um die Seriennummer des Dielets zu bestätigen. Es würde auch den GPS-Standort des Dielets lesen, um sicherzustellen, dass sich der Chip dort befindet, wo er sein soll, und um andere einzigartige Eigenschaften zu überprüfen. Wenn die Sonde keine Antwort erhält oder wenn es Inkonsistenzen zwischen den Daten des Chips und den in der Inventardatenbank für integrierte Schaltkreise gespeicherten Daten gibt - zusammen mit einem Gerät, in dem sie möglicherweise installiert ist -, wird die Schaltung zur weiteren Überprüfung beiseite gelegt.

Um zu verhindern, dass Fälscher diese Implantate leicht entdecken können, sind sie etwa 10 Mikrometer dick und nicht größer als 100 Mikrometer pro Seite - ungefähr so ​​groß wie der Kopf der Statue im Lincoln Memorial, die auf der „Schwanzseite“eines Pennys abgebildet ist zu DARPA. Die winzige Größe der Dielets hilft ihnen, mehrere DARPA-Anforderungen zu erfüllen. Beispielsweise sollten sie zu zerbrechlich sein, um sie aus ihren integrierten Schaltkreisen zu entfernen (um rückentwickelt zu werden und sich selbst zu fälschen), ohne beschädigt zu werden.

Integrierte Schaltkreise sind besonders schwer vor Fälschungen zu schützen, da sie möglicherweise von einem ausländischen Hersteller stammen und von mehreren Subunternehmern weiterverkauft werden, bevor ein großer Militärlieferant wie Lockheed Martin oder Boeing sie in Technologien einbettet, die sie an die US-Regierung verkaufen. Das globale Wachstum der Lieferkette, mit dem Elektronikhersteller günstigere Zulieferer in China, Japan, Singapur, Südkorea und Taiwan erschließen können, hat sich für die Polizei als sehr schwierig erwiesen. Elektronikschrott aus den USA ist ein weiterer wichtiger Faktor für gefälschte integrierte Schaltkreise, da in einigen Ländern weggeworfene Leiterplatten von Computern häufig zerlegt, überholt, neu etikettiert, neu verpackt und als neu für Elektronikhersteller weiterverkauft werden.

"Das Netz der Sache ist, dass wir nicht so viel Kontrolle über die Authentizität und Integrität der von uns verwendeten Systeme haben", sagt Kerry Bernstein, Programmmanager des DARPA-Büros für Mikrosystemtechnologie und Leiter des vierjährigen Unternehmens planen, die Verwendung gefälschter Teile durch das Militär einzuschränken. Das Verteidigungsministerium testet und verwendet seitdem spezielle Tinten, die mit Pflanzen-DNA beladen sind, um elektronische Komponenten in seiner Lieferkette eindeutig zu kennzeichnen und später zu identifizieren.

DARPA hat SHIELD als einen ausgefeilteren Ansatz eingeführt, mit dem sich elektrische Komponenten sofort identifizieren lassen. Die Agentur verwaltet die Entwicklungsbemühungen, aber ein Großteil der Arbeit wird von Northrop Grumman Mission Systems, SRI International und einer Reihe von Subunternehmern geleistet. Die mikroskopische Größe der Dielets hält ihre Kosten niedrig, da Millionen von ihnen aus einem einzigen Siliziumwafer hergestellt werden können. Northrop und SRI haben DARPA bereits Prototyp-Dielets demonstriert, die die meisten SHIELD-Kriterien erfüllen, sagt Bernstein. Das Pentagon plant, die Leistungsfähigkeit dieser Chiplet-ID-Tags zu testen, indem sie bis 2019 in eine Testversorgungskette eingefügt werden - die nächste Salve im Kampf des Militärs gegen Fälscher und Fälschungen, die möglicherweise das Personal und die Öffentlichkeit in Gefahr bringen.

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