微芯片的智能热控制

电子行业的技术进步,例如更高的速度,更低的成本和更小的尺寸,导致自动化和工业生产的全新可能性,否则“工业4.0”将不可行。特别是,小型化在过去几年中取得了相当大的进步。同时,少量电子的物理流动足以执行软件。但这一进展也有其阴暗面。用于工业生产的尺寸小于10nm的处理器是高度敏感的。通过不正确的控制命令进行特定的重载,黑客可能会启动一个人工老化过程,在几天内就会破坏处理器。为了防止未来对工业设施的此类攻击,KIT的研究人员正在研究智能自我监控系统。

新方法基于在处理器的正常操作期间识别热模式。“每个芯片都会产生特定的热指纹,”嵌入式系统(CES)主席团队负责人JörgHenkel教授解释道。“进行计算,将某些内容存储在主存储器中或从硬盘中检索。所有这些操作都会在处理器的各个区域产生短期加热和冷却。”汉高的团队使用敏感的红外摄像机监控这种模式,并从最小温度变化或几毫秒的时间偏差再现控制程序中的变化。使用红外摄像机的设置用于证明这种热监测的可行性。将来,芯片上的传感器计划承担摄像机的功能。“我们已经有芯片上的温度传感器。它们被用于过热保护,“JörgHenkel说。”我们将首次增加传感器的数量并将其用于网络安全目的。“此外,科学家们希望为芯片配备神经网络来识别热偏差。并实时监控芯片。

研究人员认为,他们的智能热控制将首先应用于工业设施。由于主要执行静态控制例程,因此例如,与智能手机相比,偏差更容易识别。但是,工业计算机也面临着动态威胁。“一旦黑客知道我们监测温度,他们就会适应,”在JörgHenkel团队工作的计算机科学家Hussam Amrouch解释说。“他们将编写更小或更慢的程序,其加热曲线将更难识别。”因此,从一开始,神经网络将被训练以识别甚至修改过的威胁。