这种芯片上的四个晶体管是由一种2D材料制成，这种材料可以对黑客进行伪装。(John Underwood，普渡大学)

黑客可以通过发现电路中的关键晶体管在做什么来复制芯片上电路，如果检测不出晶体管“类型”就无法修复。

普渡大学（Purdue University）的工程师们展示了一种伪装晶体管的方法，他们用一种叫做黑磷（black phosphorus）的片状材料制作晶体管。这种内置的安全措施可以防止黑客获得足够的电路信息，阻止对其进行逆向工程。这些发现发表在《自然·电子》杂志上。

对芯片进行逆向工程是一种常见的做法——对黑客和调查知识产权侵权的公司都是如此。研究人员还在开发x射线成像技术，这种技术不需要实际接触芯片就可以对其进行逆向工程。

普渡大学研究人员展示的方法将在更基本的层面上提高安全性。芯片制造商可以选择与其工艺兼容的晶体管设计，这将决定安全级别的可用性。

在电路中，芯片使用数百万个晶体管进行计算。当施加电压时，两种不同类型的晶体管——N型和P型——执行计算。复制芯片将从识别这些晶体管开始。

“这两种晶体管非常关键，因为它们在电路中做不同的事情。它们是我们所有芯片从事运算的核心，”普渡大学的Barry M.和Patricia L. Epstein电气和计算机工程教授Joerg Appenzeller说。“但由于它们截然不同，正确的工具可以清楚地识别它们——让你可以反过来，找出每个电路元件在做什么，然后复制芯片。”

如果这两种类型的晶体管在检查时看起来相同，黑客就无法通过逆向工程电路来复制芯片。

普渡大学电子和计算机工程教授Joerg Appenzeller正在开发使用2D材料提高芯片安全性的方法。(John Underwood，普渡大学)

Appenzeller团队研究表明，通过用黑磷等材料制造晶体管来伪装晶体管，可使人们无法知道哪个晶体管是哪个。当电压切换晶体管类型时，黑客会发现它们完全一样。

虽然伪装已经是芯片制造商使用的一种安全措施，但它通常是在电路层面完成的，不会试图掩盖单个晶体管的功能——这使得芯片可能受到使用正确工具的逆向工程黑客技术的攻击。

Appenzeller的团队展示的伪装方法是在晶体管中内置一个安全密钥。

“我们的方法将使N型和P型晶体管在基本层面上看起来相同。不知道钥匙，你真的无法区分它们，”普渡大学电子和计算机工程博士生Peng Wu说。在普渡大学的伯克纳米技术中心，Peng Wu用黑磷基晶体管建造并测试了一个原型芯片。

即使是芯片制造商也无法在芯片生产出来后提取这个密钥。

“你可以偷芯片，但你没有钥匙，”Appenzeller说。

当前的伪装技术总是需要更多的晶体管来隐藏电路中发生的事情。但是，研究人员表示，使用像黑磷这样的材料隐藏晶体管类型——一种像原子一样薄的材料——需要更少的晶体管，占用更少的空间和电力，此外还能创造更好的伪装。

模糊晶体管类型以保护芯片知识产权的想法最初来自圣母大学（University of Notre Dame）教授Sharon Hu及其合作者的理论。一般来说，N型和P型晶体管的区别在于它们是如何承载电流的。n型晶体管通过传输电子来承载电流，而P型晶体管则利用被称为空穴的电子空位来承载电流。

Appenzeller的团队意识到，黑磷如此之薄，以至于它能够在类似的电流水平下传输电子和空穴，按照Hu的提议，这两种类型的晶体管看起来更基本相同。

Appenzeller的团队随后通过实验证明了黑磷基晶体管的伪装能力。众所周知，这些晶体管在室温下可以在计算机芯片的低电压下工作，因为它们的电子传输死区较小，被称为小“带隙”。

尽管黑磷具有优势，但芯片制造业更有可能使用不同的材料来实现这种伪装效果。

“业界开始考虑超薄2D材料，因为它们允许在一个芯片上安装更多的晶体管，使它们更加强大。Appenzeller说，“黑磷的挥发性太强，与目前的加工技术不兼容，但通过实验展示2D材料的工作原理，是朝着找出如何实施这一安全措施迈出的第一步。”