Le onde sonore per verificare l’integrità e la conformità degli oggetti stampati 3D

Utilizzo dell’audio per verificare l’integrità degli oggetti stampati 3D

La stampa 3D porta con sé una serie di problemi di sicurezza. La manomissione di un oggetto stampato in 3D può accadere da remoto se qualcuno entra nella stampante 3D mentre è online, e nessuno può mai essere più saggio – fino a quando il componente non funziona. Può essere difficile verificare l’integrità di un oggetto stampato in 3D a vista, quindi ci vuole un po ‘di creatività per essere in grado di determinare che una parte non sia stata manomessa. In un articolo pubblicato di recente, un gruppo di ricercatori dettaglia il loro metodo di verifica dell’integrità di un oggetto di stampa 3D – tramite firma audio.

Il documento, intitolato “Firma audio digitale per l’integrità della stampa 3D”, è accessibile qui . In esso, i ricercatori descrivono la loro tattica, che coinvolge le emanazioni del canale laterale acustico generate dai motori passo passo della stampante 3D. Due algoritmi sono utilizzati per creare un sistema di verifica. Il primo è utilizzato per generare una “impronta digitale audio” per il processo di stampa 3D inalterato. Il secondo viene applicato quando lo stesso oggetto viene stampato di nuovo in 3D e confronta l’audio prodotto durante il processo di stampa con l’impronta digitale master.

Per valutare la qualità delle soglie proposte, identifichiamo le soglie di rilevabilità per le seguenti primitive di manomissione: inserimento, eliminazione, sostituzione e modifica di un singolo comando di percorso utensile “, spiegano i ricercatori. “Rilevando la deviazione al momento dell’occorrenza, possiamo interrompere il processo di stampa per oggetti compromessi, risparmiando così tempo e evitando sprechi di materiale.”
I ricercatori che hanno completato questo studio sono gli stessi che hanno deliberatamente sabotato un drone stampato in 3D  durante il processo di stampa per dimostrare quanto possa essere disastrosa tale manomissione – e quanto sia facile da fare e difficile da rilevare. Un attacco di phishing ha scaricato e sostituito i file per una lama del rotore di ricambio stampata in 3D, aggiungendo al suo interno cavità vuote che erano invisibili una volta stampate in 3D. La squadra 3D stampò e attaccò la lama a un drone, che poi volarono. Una volta che il drone ha raggiunto una certa altezza, la lama si è staccata, facendo crollare tutto.

“Sebbene questo sabotaggio abbia portato solo alla perdita di un drone da 1000 dollari, attacchi simili su parti funzionali per sistemi critici per la sicurezza possono causare enormi perdite monetarie, interruzioni e perdita di vite umane”, sottolineano i ricercatori.
Il nuovo studio non utilizza alcuna attrezzatura specializzata, affidandosi invece a uno smartphone per registrare i suoni prodotti dalla stampa 3D in corso. L’algoritmo di verifica è implementato come app basata su cloud. Il metodo è in grado di rilevare le deviazioni dei singoli comandi gcode, avvisando gli utenti anche sulla più piccola modifica del file di disegno.

Il documento prosegue descrivendo in che modo i ricercatori hanno testato il loro metodo più volte, utilizzando una stampante 3D Sigma BCN3D . Ci sono state alcune sfide nel processo, come la mancata corrispondenza del canale, che ha comportato che le registrazioni non corrispondessero a motivi diversi dal sabotaggio. Questi includevano rumore di fondo, diverse posizioni di registrazione, diversi dispositivi di registrazione e tempo trascorso dalla registrazione del file master. Con attenzione particolare, questi problemi possono essere superati e i ricercatori spiegano che l’algoritmo è progettato per superare una certa quantità di rumore di fondo.

È incredibile che gli smartphone siano capaci di registrazioni di alta qualità, che hanno anche un lato negativo – altri scienziati hanno sottolineato che è possibile per gli hacker registrare i suoni prodotti da una stampante 3D durante la stampa e quindi utilizzarli per eseguire il reverse engineering e riprodurre un oggetto. È una battaglia costante tra hacker e coloro che cercano di prevenire l’hacking, con ogni lato armato di strumenti sempre più sofisticati. Questo recente studio dimostra un ottimo modo per verificare l’integrità di un oggetto stampato in 3D, garantendo comunque che i componenti critici non vengano compromessi.

Gli autori del documento comprendono Sofia Belikovetsky, Yosef Solewicz, Mark Yampolskiy, Jinghui Toh e Yuval Elovici.

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