對製造商和消費者來說，盜版是件很頭痛的事情，不但降低製造商利潤，也讓消費者買到品質差的商品。根據經濟合作暨發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development）在 2018 年出具的報告，2020 年，全球將有價值高達 2 兆美元（約新台幣 60 兆元）的盜版商品流通，對製造商的獲利與消費者的權益極為不利。
為了遏止盜版商品，製造商、貨運公司、海關、零售商等單位也卯盡全力，採用無線 ID 標籤技術（例如 RFID）檢核貨物。然而這些標籤有體積大、成本高、耗能等缺點，無法用在藥品、半導體晶片等小型貨物上。
近期 MIT 開發一款只有 1.6 平方毫米大小的 ID 標籤晶片，能安裝在小型貨物上，有望解決檢核痛點。19 日，MIT 在 IEEE 國際固態電路會議（IEEE International Solid-State Circuits Conference, ISSCC）上發表該論文。
MIT 打造僅 1.6 平方毫米的 ID 標籤晶片，照光即可驅動處理器
目前用於檢核貨物的 ID 標籤有成本、體積、耗電量、安全性難以兼顧的問題。以 RFID 標籤為例，它的成本很低，但是體積大、安全性差，無法用在藥品、晶片等小體積、高價值貨物。若要提升標籤的安全性，就需要有加密功能，然而標籤的成本、體積與耗電量也會因此提升。
起初，MIT 研究團隊從 RFID 的概念出發，對 ID 標籤進行優化。他們捨棄包材（packaging），降低標籤的體積與製造成本；此外，他們將通訊頻率設在 100 GHz 到 10 THz 間，建立天線陣列以提升傳訊距離；最後，他們對 ID 標籤設立加密協議，讓各方的讀取器都可以驗證標籤資訊。他們將這些特性整合，打造出僅有 1.6 平方毫米尺寸的 ID 標籤晶片。
這款晶片上有天線陣列，負責接收讀取器的訊號並傳輸給標籤，再將標籤處理過的資訊回傳給接收器。這過程稱為背向散射（backscatter），是 RFID 使用的傳訊技術：標籤接收讀取器的訊號，再將資訊反送回去。而 MIT 研發的晶片會將訊號分拆（split）、混合（mix），並送出加密後的資料。天線陣列能將訊號集中，不僅能增加訊號強度，降低干擾，還能拉長訊號傳輸的距離。
而天線陣列的下方有洞，目的是讓光線通過，照到下方的光電二極體（photodiodes）。光電二極體受光照射後，會產生約 1 V 的電壓，驅動晶片的處理器。處理器驅動後，就會運作 ECC（elliptic-curve-cryptography） 加密程式。ECC 包含私鑰和公鑰，能夠產生加密後的資訊；此外，ECC 也能夠識別讀取器的訊號，若讀取器的訊號與公、私鑰不合，晶片就能將錯誤的讀取器辨識出來，提升資安保障。
MIT 晶片能驗證小型高價值貨物，打擊盜版
參與研究的教授 Ruonan Han 表示，「我們研究團隊將此晶片稱為『tag of everything』；既然被稱為 everything，那它就應該要有驗證所有貨物的能力，」Han 舉例解釋，「機械上的小零件，例如螺栓、齒輪、半導體晶片都無法使用現有的 RFID 驗證，因此我們開發低成本、小型、不需要電池的晶片，去驗證這些貨物。」
目前 ID 標籤晶片的訊號傳輸距離為 5 公分，是可以使用攜帶式掃描器驗證的距離。研究團隊的下個目標，是提升訊號的傳輸距離，加快驗證速度。參與研究的成員 Ibrahim 表示，希望未來可以將貨物放到一個空間，只要一個讀取器就可以一次驗證全部的貨物。此外，團隊也在研究從讀取器訊號獲取能量的方式，希望拿掉光電二極體。
研究團隊成員 Wasiq Khan 表示，美國半導體產業每年因為盜版而損失 70 到 100 億美金（約新台幣 2100 億到 3000 億元），因此 ID 標籤晶片很適合採用驗證晶片，它的成本只需要幾美分（不超過 30 元台幣），卻能夠保護高端的智慧財產權。
若這款晶片商用，將能夠提升打擊盜版的能力，保護製造商的智慧財產、利潤與消費者的權益。
參考資料來源：
1. 《MIT News》：〈Cryptographic “tag of everything” could protect the supply chain〉
（本文提供合作夥伴轉載。圖片來源：MIT News）
延伸閱讀
【沒電池、用尿啟動晶片】MIT 開發智慧尿布，被尿濕會自動通知家長換尿布
【體積縮小千倍】南洋大學研發 4 毫米量子通訊晶片，採用量子密鑰分發技術提升安全性
科學家研發仿真細胞微晶片！模擬神經細胞傳導特性，有望用於治療神經疾病
