德国联盟将开发防黑客通信解决方案

物联网设备正在进入越来越多的日常生活领域。然而，这些设备往往容易受到网络攻击。一个由工业、大学和研究机构组成的德国联盟旨在通过基于光的数据传输和计算，使这些系统在未来更加安全。

在接下来的三年中，Silhouette项目（可信电子系统的硅光子学）将开发普遍适用的解决方案。德国联邦教育和研究部 BMBF 正为这个 1500 万欧元的项目注资1200万欧元。

该联盟由德累斯顿（Dresden）的弗劳恩霍夫（Fraunhofer）光子微系统研究所IPMS作为项目协调人，柏林的弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所IZM及其位于莫里茨堡的研究所分部IZM-ASSID、柏林的弗劳恩霍夫电信研究所 HHI、电子封装技术研究所 (IAVT)和德累斯顿工业大学的集成光子器件 (IPD) 小组组成。技术开发商和制造商是来自雷根斯堡的欧司朗光电半导体公司，以及来自慕尼黑的量子光学开发商和营销商 qutools。该项目从 2021 年持续到 2024 年。

到 2025 年，预计物联网设备将从 300亿 增加到 750 亿。因此，全球正在努力提高这些资产的安全性，以保护敏感数据免遭第三方滥用。强大的、硬件支持的加密算法是用于实现这一目标的方法之一。

然而，随着通信速度的提高，负成本和能源预算也会增加。“通过硅基技术扩展到光子，即基于光的特殊组件，我们可以解决这个问题，”德累斯顿弗劳恩霍夫光子微系统研究所IPMS的科学家、Silhouette 项目的协调员 Marcus Pietzsch 解释说。

该项目旨在为开发此类混合系统创建通用平台解决方案。关键是将安全关键的电信号转换为光信号，进一步处理或验证它们，最后再将它们转换回来。“光子传输通道本身就具有几乎无法操纵和防窃听的优势，”Pietzsch 继续说道。

该联盟的混合方法允许使用来自第三方供应商的现有安全关键组件，从而可以很好地保持当前的应用范围。该项目涵盖整个价值链：从电气和光学元件的设计，到制造、装配和互连技术，再到测试和检验。

“特别注意的是要确保较短的上市时间。”Pietzsch 说，“目前，仍然难以经济高效地大批量生产混合电-光电路。”因此，项目合作伙伴将集中他们的专长来开发已经包含适合大规模生产的安全产品特征的原型。

页面顶部的图片显示了通过聚合物平面光纤进行光学数据传输的演示。右上：添加式嵌入式 VCSEL 和激光驱动器之间的直接金属接触。右下：将 45 度微镜集成到聚合物光纤中。

“欧洲制造”平台

所需的光电 (E/O) 平台解决方案是“欧洲制造”，以便在设计和制造过程中保证技术主权和可信度。与微电子相比，德国在光子学方面可以表现出全面的发展领先地位。“为了保持这种领先地位，并从长远来看，实现制造业的主权，光子组件必须更容易获得。其先决条件是与现有数字元件的最简单的通用接口，这些将继续前行，并且是必不可少的，”Pietzsch 说。

目前，光子元件的最大细分市场是电信部门。因此，“Silhouette”项目中开发的光子安全技术是针对该细分市场的特定安全要求的。“除此之外的主题领域，例如人工智能、模拟和复杂的数学优化问题，要么仍处于开发或原型阶段，要么正在以小批量生产，”Pietzsch 解释说，“让这些技术为广大用户群体所使用，同时开辟全新的应用领域，联盟在这里看到了巨大的潜力。”