针对3D打印制造领域的“物理逻辑炸弹”安全研究人员提出两套应对方案

截图（来自：OpenConf.org）

快速原型制作是使用计算机 3D 辅助设计来加速零件、模型或组件制造的一套方案，通常基于 3D 打印或“增材制造”技术。

近年来，这项技术已被越来越多地应用于各个行业，来帮助其生产关键产品，但此前一直缺乏可靠的方法，来验证其完整性、并阻止针对预打印设计的篡改。

这方面的短板，使得网络攻击者能够针对医疗保健、航空航天、以及其它领域发起 3D 打印攻击。

首席研究员、罗格斯-新不伦瑞克工程学院的电气与计算机工程副教授 Saman Zonouz 指出：

下一代物理增材制造可实现先进的产品设计和功能，但它越来越依赖高度网络化的工业控制系统，同时也为网络攻击者提供了一个突破口。

抵御这些威胁的主要方法，普遍依赖于在同一目标控制器内、基于主机的入侵检测解决方案，所以攻击者也会将它作为首要攻击目标。

以臭名昭著的 Mystique 为例，其利用了新兴的 4D 打印技术来操纵制造过程，以引入被称作“逻辑炸弹”的嵌入式计算机代码。

Mystique 会让看起来人畜无害的逻辑炸弹，在特定温湿度、pH 值变化、或最初使用的材料发生改变时激发出恶意，从而在使用阶段导致潜在的灾难性操作故障。

在多个 3D 打印案例中，研究人员对 Mystique 展开了详尽的评估，结果发现它可以规避现有的防御方案。

有鉴于此，他们又提出了两套补充策略：

首先是侧重于设计一款传感器，它能够测量通过打印机挤出机的原材料的成分和直径，以确保它们在成品打印前就符合预期。这种基于介电方案的传感器，在增材检测上的灵敏度为直径变化 0.1 毫米 / 成分变化 10% 。

其次是借助高分辨率的计算机断层扫描图像，来检测打印对象中的参与应力，从而在攻击被触发前对比良性或恶意的设计。这套 CT 检测方案在识别单个打印层中的 4D 攻击方面的准确率，已经高达 94.6% 。

后续研究团队计划提供相应的指导方针，以将软件安全、控制系统设计和信号处理中的弹性解决方案联系到一起，并将可靠和实用的网络物理攻击检测融入现实世界的制造流程。