Avec la démocratisation et le développement croissant des systèmes d’information, les données personnelles ou sensibles nécessitent des méthodes de protection toujours plus abouties, notamment afin de lutter contre les contrefaçons et les usurpations d’identité. Même si plusieurs systèmes d’authentification existent déjà, les méthodes de contrefaçon se perfectionnent elles aussi, amenant les experts en sécurité à réfléchir à des systèmes véritablement inviolables. Récemment, une équipe de chercheurs a développé un système dont la structuration interne est si complexe qu’elle est tout bonnement impossible à reproduire. Ce processus anti-contrefaçons pourrait servir aux méthodes d’authentification de nouvelle génération. 

La clé de ces modèles réside dans un système de vérification en deux étapes qui incorpore à la fois des micromotifs et les mêmes principes utilisés dans les galeries de chuchotements, selon les chercheurs de l’Université de Tsukuba au Japon. Dans une galerie de chuchotements traditionnelle, deux grandes structures concaves sont placées aux extrémités opposées d’un long couloir. Un murmure dans l’une de ces structures en plastique peut être clairement entendu par quelqu’un se tenant de l’autre côté du couloir.

Des chambres entières peuvent également être des galeries de chuchotements, comme la cathédrale Saint-Paul de Londres. Il y a aussi une galerie de chuchotements involontaire dans le hall inférieur de la gare Grand Central à New York. Tous ces espaces ont quelques points communs. Ils sont tous arrondis et leurs surfaces projettent du son dans des endroits inattendus. Pour les nouveaux motifs impossibles à reproduire, les chercheurs ont utilisé des ondes lumineuses réfléchies à l’intérieur d’une chambre microscopique, au lieu d’ondes sonores dans une pièce gigantesque.

Un schéma composé de pixels contenant chacun une signature lumineuse propre

Les micromotifs anti-contrefaçon créés par les chercheurs de Tsukuba sont conçus pour être utilisés à des fins d’authentification. De telles mesures de sécurité intègrent souvent des fonctions physiques au produit pendant le processus de fabrication. Dans ce cas, les chercheurs ont pu intégrer un phénomène produit par les ondes lumineuses dans une image microscopique.

Pour créer l’image microscopique à motifs, décrite dans la revue Materials Horizons, les chercheurs ont intégré une empreinte digitale d’onde lumineuse sous un dessin de 1 millimètre de large de Mona Lisa, qui fait donc environ un dixième de la taille d’une touche de clavier. Cette petite image contient des millions de pixels régulièrement espacés par centimètre carré.

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matrice motifs

Zoom sur une partie du réseau de microcavités (matrice 4×7). Chaque cavité possède une forme et une signature lumineuse (spectre) uniques. Crédits : Daichi Okada et al. 2020

Dans chacun des millions de pixels se trouve ce que les chercheurs appellent une « empreinte digitale en mode galerie de chuchotements » (WGM), une signature colorée unique créée dans une cavité microscopique et arrondie avec des surfaces réfléchissantes. Chacune de ces cavités réfléchissantes a une forme unique. Les formes peuvent varier d’elliptique, sphérique, oblate-sphérique à hémisphérique, mais elles sont toujours arrondies et ont toujours une surface réfléchissante qui facilitera l’effet de chambre de chuchotement.

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Forme des cavités et exposition lumineuse : une combinaison unique pour chaque pixel

Comme les empreintes digitales humaines, il n’existe pas deux cavités identiques. Dans chaque cavité de forme unique, les chercheurs de Tsukuba ont placé une gouttelette microscopique de colorant fluorescent chimiquement sensible à la lumière. Une fois le colorant en place, les chercheurs ont projeté une lumière visible et ultraviolette (UV) sur le colorant, de manière aléatoire et imprévisible.

Les ondes lumineuses réfléchies à l’intérieur de chaque cavité, de la même manière que la réflexion du son dans une galerie de chuchotements, ont fait réagir les molécules du colorant. La variété de formes de cavité combinée à l’exposition de motifs de lumière uniques appliqués au colorant fluorescent, donne une signature de couleur unique à l’intérieur de chaque pixel. « Cela crée un motif de couleur complexe qui ne peut pas être contrefait », explique Yohei Yamamoto.

La dernière étape a été de recouvrir l’ensemble des millions d’empreintes digitales WGM avec un autre matériau. C’est le matériau qu’ils ont utilisé pour peindre la toute petite image visible de Mona Lisa. À l’avenir, ces modèles contenant des empreintes digitales WGM pourraient être utilisés pour dessiner un logo unique sur les cartes de crédit et les permis de conduire. Les gouvernements et les entreprises pourraient utiliser des modèles, créés par ce processus, pour lutter contre la contrefaçon de presque tout ce qui est actuellement sensible à ces crimes.

Sources : Materials Horizons

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