آی پی متفاوت و حفظ حق مالکیت اثر در پرینت سه بعدی

محققان دانشگاه بوفالو ابزاری را برای ردیابی منشاء هر قطعه FDM پرینت سه بعدی ایجاد کرده اند. این ابزار بر اساس اکسترودر مورد استفاده در پرینت سه بعدی ایجاد شده و هر زمان که نیاز به پرینت مجدد باشد صرفا آن اکسترودر باید استفاده شود.هر پرینتر سه بعدی دارای ویژگی‌های ترمودینامیکی متمایزی است که بر نحوه ساخت قطعات تأثیر می‌گذارد. محققان این پژوهش  می‌گویند با گردآوری پایگاه داده‌ای از این اثر انگشت‌های منحصر به فرد یا “برچسب‌های حرارتی”، می‌توان به دارندگان مالکیت معنوی (IP) کمک کرد تا از تکرار طرح‌های جدید خود جلوگیری کنند.

 

بهترین راه برای محافظت از IP ها در برابر پرینت یک طرح مشابه با استفاده از پرینتر خود چیست؟

ژانپنگ جین، دانشیار دانشگاه بوفالو می‌گوید: “ما می‌خواستیم چیزی وابسته پیدا کنیم. این ترمو تگ ها  مانند اثر انگشت پرینتر سه بعدی عمل می‌کند و هنگامی که محصول جدیدی را پرینت می‌کنید، می‌توانید از علامت نگاری برای جلوگیری از نقض حق ثبت اختراع استفاده کنید.” در تصویر زیر راه اندازی نهایی محققان بر روی پرینتر سه بعدی Prusa i3.

تصویر از  مجله Transactions on Information Forensics and Security

معرفی حفاظت IP حرارتی

طی دهه گذشته و همزمان با افزایش پرینترهای سه بعدی رومیزی سبب شده تا تولید داخلی، نمونه‌سازی سریع و سفارشی‌سازی قطعات را بیش از گذشته در دسترس قرار داده دهد. با این حال طبیعت، باز فناوری همچنین بارگیری فایل‌های CAD و بازتولید طرح‌های ثبت شده بدون رضایت مالک را نسبتاً آسان کرده است.

در گذشته، دارندگان حق ثبت اختراع برای گنجاندن توابع فیزیکی غیرقابل انعطاف (PUF) در محصولات خود استفاده می‌کردند تا IP خود را از نظر فیزیکی قابل تشخیص کنند. تکرار چنین PUF‌ها، از جمله بافت، الگوها و برچسب زنی بسیار دشوار است، اما لایه‌های پیچیده‌ای را نیز به فرایند تولید اضافه می‌کند و به طور بالقوه هزینه بخشی را افزایش می‌دهد.افزودن علامت‌های علامتی یک کار مشابه پیچیده است و با توجه به اینکه این فرایند اغلب به صورت دستی انجام می‌شود، در تولید دسته‌ای زیاد کارایی محدودی دارد. علاوه بر این، اگر هکر‌ها سیستم یک شرکت را رمزگشایی کنند، حتی می‌توانند از آن برای رمزگشایی سایر محصولات استفاده کنند، که خطر نقض احتمالی امنیت را افزایش می‌دهد.

برای غلبه بر این معایب، تیم بوفالو در حال حاضر رویکرد جدیدی را توسعه داده است، که در آن امضای حرارتی منحصر به فرد پشت اکسترودر هر سیستم را می‌توان در هنگام پیش گرمایش شناسایی و در یک مدل سه بعدی گنجانید. پس از پرینت، قسمت حاصله دارای یک واترمارک مخفی است که امکان تشخیص هرگونه تقلبی را فراهم می‌کند، که بدون دسترسی به سیستم اصلی قابل تکرار نیست. این مزیت به خدمات پرینت سه بعدی این راهکار را میدهد تا در مدت زمانی بتواند از طرح مشتریان خود محافظت بیشتری به عمل آورد. در تصویر زیر نقاط گرمایشی آزمایشی مورد استفاده محققان برای توسعه روش پرینت سه بعدی “اثر انگشت”.

تصویر از طریق مجله Transactions on Information Forensics and Security.

 

پیدا کردن “اثر انگشت” پرینت سه بعدی

به منظور اصلاح فرآیند اثر انگشت، دانشمندان میزان تغییر دما و نفوذ حرارتی را در ۴۵ اکسترودر مختلف در طول پیش گرمایش اندازه‌گیری کردند. با توجه به اینکه عواملی مانند سخت‌افزار، مواد و نقص‌ها می‌توانند منجر به یک فرآیند هدایت حرارتی منحصر به فرد شوند، گروه محققان متوجه شدند که هر نقطه گرم دارای ویژگی‌های حرارتی متمایز، با نرخ دقت حدود ۹۲ است.

محققان پس از اثبات اثربخشی روش خود، برنامه‌ای را برای رمزگذار خودکار برنامه‌ریزی کردند، که به طور خودکار ویژگی‌های کلیدی را از منحنی‌های دمای هر دستگاه استخراج کرد.با جذب حجم عظیمی از داده‌های حرارتی، الگوریتم تیم در نهایت توانست رفتارهای پیش گرمایش پیکربندی‌های مختلف داغ را تشخیص دهد و یکبار واترمارک‌های قابل تشخیص ایجاد کند.اگرچه دانشمندان در نهایت توانستند “Thermotags” خود را در قسمت‌های پرینتی جاسازی و رمزگشایی کنند. اما اعتراف میکنند که این  رویکرد همچنان  در برابر هکرها آسیب‌پذیر است. در نتیجه، آنها در حال توسعه یک فرآیند علامت گذاری کور هستند، که از طریق آن می‌توان اثر انگشت پرینت سه بعدی مبهم‌تری ایجاد کرد، که به عنوان یک اقدام بسیار امن ضد تقلب قابل استفاده است.

 

بحث IP  در خدمات پرینت سه بعدی ادامه دارد

بحث در مورد اجرای اختراع پرینت سه بعدی در چند سال گذشته تشدید شده است و بسیاری از شرکت‌ها به دنبال حفاظت بهتر از IP خود هستند. بسیاری از این نگرانی‌ها در گزارش کمیسیون اروپا که سال گذشته منتشر شد، مشخص شد و چالش‌های IP صنعت را مشخص کرد و تغییراتی را پیشنهاد کرد که می‌تواند بخش را رقابتی‌تر کند.یافته‌های محققان در مقاله خود با عنوان “ThermoTag: شناسه پنهان پرینترهای سه بعدی برای اثر انگشت و علامت گذاری علامت گذاری شده” آمده است. این تحقیق توسط یانگ گائو، وی وانگ، یینچنگ جین، چی ژو، ونیائو خو و ژانپنگ جین تألیف شده است.