La fabulosa evolución de la potencia de cómputo ha llevado al surgimiento de una economía y una sociedad digitales modernas que requieren que los circuitos integrados (ICs) sean más funcionales, fiables y seguros. Por ello, campos como IoT o ciberseguridad son ahora prioritarios en muchas agendas de investigación. No obstante, han ido apareciendo los primeros indicios de cambio en la forma en que la industria ataca la variabilidad, culpable de la pérdida de fiabilidad de los ICs: si no se aborda, estos dejarán de ser seguros y fiables.
Un reto crucial, por tanto, es predecir con precisión el impacto de dicha variabilidad. A pesar de los avances realizados, es necesario profundizar en su comprensión y desarrollar soluciones aún más eficaces para mitigarla. Su impacto afecta tanto a mercados emergentes (como la conducción autónoma, que exige mayor fiabilidad para que la electrónica cumpla con las estrictas normas de seguridad y satisfaga la vida útil requerida) como a la electrónica de consumo (donde la minimización de costes es primordial durante el diseño dejando a veces la fiabilidad en segundo plano). Además, tendencias recientes como el movimiento hacia la reducción de la basura electrónica o la legislación de la UE de 2021 sobre el derecho a reparar, exigirán a los fabricantes que garanticen al menos una década de vida útil y reparaciones, lo que conlleva un mayor interés por la variabilidad. Por último, ésta es esencial para un elemento importante de la transición digital: la ciberseguridad. Cuando los recursos son escasos (como en dispositivos wearables), se recurre a soluciones criptográficas ligeras, como las que utilizan el concepto de función física no clonable (PUF), para añadir seguridad. Esta es una primitiva de seguridad hardware que explota la variabilidad CMOS de tiempo cero (TZV). Otros efectos estocásticos como el ruido telegráfico aleatorio (RTN) o el envejecimiento, que introducen un componente de variabilidad dependiente del tiempo (TDV), pueden sin embargo comprometer no sólo la fiabilidad del PUF, sino también la seguridad de los datos y las comunicaciones.
El proyecto LIFELINE tiene en cuenta las dos formas de ver la variabilidad: la enemiga, en la que hay que mitigar su impacto para mejorar la fiabilidad (con beneficios como la reducción de los residuos electrónicos a nivel mundial), y la amiga, en la que se puede explotar para ciberseguridad. En esta última faceta, el proyecto explorará una visión disruptiva: mientras que tradicionalmente se ha utilizado TZV, el proyecto investigará cómo explotar RTN en su lugar, con la ventaja de que tomar el RTN como fuente de entropía puede mejorar la fiabilidad y la inmunidad frente al envejecimiento del PUF, a diferencia de cuando se utiliza TZV.
Al ocuparse de la mitigación de la variabilidad (para lo cual el proyecto desarrollará técnicas de simulación de circuitos TDV precisas y estocásticas) y de la explotación (a través de nuevas PUF seguras y fiables que utilicen RTN), LIFELINE puede contribuir a las transiciones ecológica y digital al mismo tiempo: la mitigación concuerda perfectamente con los requisitos b) y e) del objetivo medioambiental Transición hacia una economía circular en el Reglamento de taxonomía de la UE para la transición ecológica mientras que trabajar en la explotación de la TDV como ingrediente subyacente de las PUF para la ciberseguridad ayudará a impulsar la transición digital.
Proyecto TED2021-131240B-I00 financiado por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por la Unión Europea NextGenerationEU/ PRTR.
