当我们拥抱互联网的方式已经使我们的生活更加简化和方便时，数百万无线连接的小工具、设备和设备带来的网络安全风险仍然是一个巨大的问题。即使是单一的、有针对性的攻击也会造成重大的破坏；当网络罪犯控制和操纵网络中的几个节点时，破坏的可能性就会增加。

加州大学圣巴巴拉分校计算机科学教授德米特里·斯特鲁科夫正在致力于解决后者的问题。他和他的团队正寻求在越来越多的支持互联网和蓝牙的设备上增加一层安全层，其技术的目的是防止克隆，即复制网络中的节点，然后利用它从网络内部发起攻击。它是一种采用离子记忆技术的芯片，它是解决数字问题的模拟存储器硬件解决方案。

“你可以把它想象成一个黑匣子，”Strukov说，他的新论文“由模拟状态和集成存储器中的非线性电导变化启用的硬件固有安全原语”出现在“自然电子”的封面上。由于其性质，芯片在物理上是不可破坏的，因此可以使设备无懈可击地被网络罪犯劫持、伪造或复制。

这项技术的关键是记忆电阻器，即记忆电阻器--一种可以根据其施加的电压和电流的历史来“记住”其电阻状态的电阻开关。记忆器不仅可以根据其历史变化而改变其输出，而且由于其材料的物理结构，其对外加电压和电流的响应也是独特的。因此，一个由记忆器构成的电路会产生一个黑匣子，就像Strukov所说的那样，它的输出很难根据输入来预测。

“这个想法是很难预测的，因为很难预测，很难复制，”Strukov说。多种可能的输入至少可以产生同样多的输出--记忆器越多，可能性就越大。运行每个设备所花费的时间要比攻击者合理地克隆一个设备所花费的时间要长，更不用说要克隆一个设备的网络了。

在当今的网络安全中，记忆器的使用尤其重要，因为机器学习的黑客行为使得人工智能技术被训练成“学习”、建模输入和输出，然后根据其模型预测下一个序列。通过机器学习，攻击者甚至不需要知道具体发生了什么，因为计算机被训练成系统的一系列输入和输出。

该论文的主要作者侯赛因·尼利(Hussein Nili)说：“例如，如果你有200万个输出，而攻击者看到这些输出中的一万或两万个，他就可以在此基础上训练出一个模型，然后再复制该系统。”记忆黑匣子可以绕过这种攻击方法，因为它使得输入和输出之间的关系在外界看来是足够随机的，即使电路的内部机制是可重复的，足够可靠。

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除了内置在这些记忆电路中的可变性外，其他特性还包括高吞吐量、高速度和节能，使它们成为物联网紧凑的能量预算中的理想组成部分。还有一个事实是，这已经是一种半实用的技术，既可以用于安全的设备标识，也可以用于加密信息。

斯特鲁科夫说：“如果我们进一步扩大规模，它将是硬件，在许多指标中，可能是最先进的。”

随着他们不断完善这项技术，Strukov和他的团队正在调查随着时间的推移，这些特性是否会有任何变化。他们还在开发“强大”的安全路径，需要更大的记忆电路和额外技术(适用于敏感军事设备或高度机密信息)，以及“弱”路径，它们更适合消费电子产品和日常设备--在这种情况下，攻击者花上几个小时或几天的时间对设备进行黑客攻击是不值得的。