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麻省理工学院的工程师开发了一种标签，可以近乎完美地揭示物品是真是假。钥匙在标签背面的胶水里。
几年前，麻省理工学院的研究人员发明了一种密码ID标签，它比传统的射频标签（RFID）小几倍，而且价格便宜得多，而传统射频标签通常贴在产品上以验证其真实性。
这种微小的标签比RFID提供了更好的安全性，它利用了太赫兹波，太赫兹波比无线电波更小，频率也高得多。但这种太赫兹标签与传统的RFID有一个共同的主要安全漏洞：造假者可以将标签从真品上撕下，然后将其重新连接到赝品上，而身份验证系统也不会更明智。
研究人员现在已经克服了这一安全漏洞，利用太赫兹波开发了一种抗电流ID标签，该标签仍然具有体积小、价格低廉和安全的优点。
他们将微小的金属颗粒混合到将标签粘在物体上的胶水中，然后使用太赫兹波检测这些颗粒在物体表面形成的独特图案。电气工程与计算机科学（EECS）研究生、一篇关于防电流标签的论文的主要作者Eunseok Lee解释说，这种随机的胶水图案类似于指纹，用于鉴定物品。
“这些金属颗粒本质上就像太赫兹波的反射镜。如果我把一堆反射镜片铺在一个表面上，然后根据这些反射镜的方向、大小和位置照射光线，我会得到不同的反射模式。但如果你把芯片剥离并重新连接，就会破坏这种模式，”电子研究实验室太赫兹集成电子小组负责人、EECS副教授韩若楠补充道。
研究人员制作了一个大约4平方毫米大小的轻型防电流标签。他们还展示了一种机器学习模型，该模型通过识别相似的胶水图案指纹来帮助检测篡改，准确率超过99%。
由于太赫兹标签的生产成本很低，它可以在整个庞大的供应链中实施。它的微小尺寸使标签能够附着在传统射频识别码（如某些医疗设备）无法识别的小物品上。
这篇论文将在IEEE固态电路会议上发表，是韩的团队与麻省理工学院首席创新和战略官、麻省理工工程学院院长、EECS Vannevar Bush教授Anantha P.Chandrakasan的能效电路和系统团队的合作。合著者包括EECS研究生Xibi Chen、Maitryi Ashok和Jaeyeon Won。
防止篡改
这个研究项目的部分灵感来自韩最喜欢的洗车店。该公司在他的挡风玻璃上贴了一个RFID标签，以验证他的洗车会员资格。为了增加安全性，标签是由易碎的纸制成的，所以如果一个不诚实的顾客试图把它撕下来贴在另一个挡风玻璃上，它就会被销毁。
但这并不是一种非常可靠的防止篡改的方法。例如，有人可以使用溶液溶解胶水，并安全地移除脆弱的标签。
韩说，与其验证标签，更好的安全解决方案是验证物品本身。为了实现这一点，研究人员将胶水对准了标签和物品表面之间的界面。
他们的防电流标签包含一系列微小的缝隙，使太赫兹波能够穿过标签，并撞击混合在胶水中的微小金属颗粒。
太赫兹波足够小，可以探测到粒子，而较大的无线电波则没有足够的灵敏度来观察粒子。此外，使用波长为1毫米的太赫兹波，研究人员可以制造出一种不需要更大的芯片外天线的芯片。
在穿过标签并撞击物体表面后，太赫兹波被反射或反向散射到接收器进行验证。这些波的后向散射方式取决于反射它们的金属颗粒的分布。
研究人员在芯片上放置了多个槽，这样波就可以撞击物体表面的不同点，从而捕捉到更多关于粒子随机分布的信息。
韩说：“只要胶水界面被造假者破坏，这些反应就不可能复制。”。
一旦防电流标签粘在物品上，供应商就会对其进行初步读取，然后将这些数据存储在云中，稍后使用这些数据进行验证。
用于身份验证的AI
但当测试防静电标签时，Lee遇到了一个问题：要进行足够精确的测量来确定两种胶水图案是否匹配，既困难又耗时。
他联系了麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的一位朋友，他们一起使用人工智能解决了这个问题。他们训练了一个机器学习模型，可以比较胶水图案，并以99%以上的准确率计算它们的相似性。
Lee说：“一个缺点是，我们这次演示的数据样本有限，但如果在供应链中部署大量这些标签，我们可以在未来改进神经网络，为我们提供更多的数据样本。”。
认证系统还受到太赫兹波在传输过程中遭受高水平损耗的事实的限制，因此传感器只能距离标签约4厘米才能获得准确的读数。对于条形码扫描这样的应用程序来说，这个距离不会是个问题，但对于一些潜在的用途来说，比如在自动高速公路收费站中，这个距离会太短。此外，传感器和标签之间的角度需要小于10度，否则太赫兹信号将退化太多。
韩说，他们计划在未来的工作中解决这些局限性，并希望激励其他研究人员对太赫兹波可以实现的目标更加乐观，尽管存在许多技术挑战。
“我们真正想在这里展示的一件事是，太赫兹频谱的应用可以远远超出宽带无线。在这种情况下，你可以使用太赫兹进行身份验证、安全和身份验证。有很多可能性，”他补充道。
这项工作得到了美国国家科学基金会和韩国高等研究基金会的部分支持。
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