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驗證方法保護3D列印機的完整性

2014年12月09日

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有人可能會說,對將3D列印機推向主流而在每一個家庭中都有一台3D列印機的願景而言,這種刮鬍刀-刮鬍刀片模式是最好的經營策略和最快的途徑。簡單來說,你會因為以很大折扣的(幾乎可以說是免費的價格)賣出3D列印機,而大幅增加3D列印的採用率,而藉由後續匣捲軸(cartridge spool)或列印絲(printing filament)的銷售賺取穩定的收入。圖2是一個一次性3D列印絲包裝的一個例子。


圖2 一個立方體的3D塑料盒(圖由3D Systems提供,謹此致謝。)。
圖2 一個立方體的3D塑料盒(圖由3D Systems提供,謹此致謝。)。

3D列印機匣捲軸或列印絲也將讓列印機可以不同的價格點,支援大範圍的材料、顏色和飾面的組合。正如傳統的墨水匣一般,消費者會看到不同顏色的墨水量(ink level),3D列印絲的使用狀態也同樣可以提供給消費者。


如同歷史所教我們的,只有在一次性產品方面有健全的知識產權保護制度,以杜絕克隆(clone)、偽造、複製、仿造的情況下,刮鬍刀-刮鬍刀片的模式才有其作用(參考文獻6)。毫無疑問地,仿冒者會嘗試去複製3D匣,和欺騙這些產品的合法生產廠家。如何讓IP盜竊行為受挫?答案很簡單:為每一台3D列印機和匣嵌入安全的識別技術。


以SHA-256詰問–回應鑑定系統確保安全

多年來,在無數的產品和應用中,一種保全散列演算法(SHA)鑑定計劃一直都是一種用來保護知識產權的有效方法,以免於被假冒和非法複製。SHA-256安全系統是以由美國國家標準與技術研究院(NIST)所定義的Publication FIPS PUB 180-4安全散列標準為基礎,是一款強大的防仿偽和防克隆工具。一次性產品的安全鑑定也對控制材料品質有積極的影響,反過來,它也會對製造商的品牌識別有很大的影響。


SHA-256通信涉及到基於對稱密鑰的雙向詰問 - 回應鑑定方案(challenge-and-response authentication scheme)。它是一種握手協議,在這種協議中,一方(主機端(host)或主站(master),而在我們的討論中,指的就是3D列印機)對另一方提出了一機密的問題和詰問給(從屬端(slave),在這裡,指的就是匣或捲軸)。從屬端必須提供有效的回答或回應,以便被鑑定。而且,從屬端匣的反應要視其所接收到的詰問及其儲存秘密的回應而定。如果匣回給機密問題的答案錯了,那麼列印機就將會拒絕匣。


鑑定方案的主要組件包括256位元的隨機詰問、匣的ROM ID、及秘密(它是獨一無二的,並且在製造階段就嵌入在每一顆的從屬IC中) 。這個秘密會被編程在SHA-256安全鑑定器(例如,DeepCover DS28E15)中受到保護的記憶體之中。相同的秘密也會被編程到一個安全的主機鑑定器中,例如列印機匣中的DS2465。為保護密鑰免於受到損害,是有必要要有一個強大和安全的密鑰管理方案。


(未完,請參閱下頁更多內文及附圖)


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