3Dプリント「指紋」はIP保護機能を備えています

近年、3Dプリンティングの知的財産権についての議論がますます激しくなり、ますます多くの機関がそれに注目し、多くの企業がより良い解決策を模索しています。 たとえば、バッファロー大学の研究者は最近、FDM 3D印刷部品のソースを、それらの作成に使用された押出機のみに基づいて追跡する方法を開発しました。

Prusa i33Dプリンターでの研究者のホットエンドセットアップ

過去10年間で、デスクトップ3Dプリンターはますます高価になり、社内製造、ラピッドプロトタイピング、および強化された部品カスタマイズ機能がこれまで以上に利用しやすくなっています。ただし、このテクノロジのオープン性により、所有者の同意なしにCADファイルをダウンロードして特許取得済みの設計をコピーすることも比較的簡単になります。

これまで、特許権者は、IPを物理的に識別できるようにするために、製品に物理的にクローン不可能な機能（PUF）を採用してきました。このようなPUF（テクスチャ、パターン、マーキング剤を含む）は複製が困難ですが、製造プロセスの複雑さも増し、部品のコストが増加する可能性があります。

透かしの追加も同様に複雑な作業であり、通常は手動で行うため、大量生産では効率が制限されます。さらに重要なことに、悪意のある部隊が会社の透かしの背後にあるシステムをデコードしたい場合、それを使用して他の製品のシステムを復号化することもでき、それによって潜在的なセキュリティリスクが高まります。

これらの欠点を克服するために、バッファローチームは、予熱プロセス中に各システムの押出機の背後にある固有の熱特性を識別し、それらを3Dモデルに統合できる新しい方法を開発しました。印刷が完了すると、生成されたパーツには隠された透かしが表示され、偽造品を検出できます。これらの偽造品は、元のシステムにアクセスせずにコピーすることはできません。



実験的なホットスポットは、3Dプリントの「フィンガープリント」方式を開発するために使用されます

科学者たちは、指紋認識プロセスを調整するために、予熱プロセス中に45種類の押出機の温度変化率と熱拡散率を測定しました。ハードウェア、材料、欠陥などの要因が固有の熱伝導プロセスにつながる可能性があることを考慮して、チームは、各ホットエンドが約92％の精度で固有の熱特性を持っていることを発見しました。

チームは、Lulzbot Mini、Prusa I3 HICTOP、およびUltimaker 2 Goを使用して、独自の熱変化を伴う5セットの同一部品を製造することにより、マシンの熱性能モードがホットエンドに与える影響を示しました。この方法の有効性を証明した後、研究者たちは自動エンコーダーのプログラムを開始しました。自動エンコーダーは、各マシンの温度プロファイルから主要な機能を自動的に抽出します。

チームのアルゴリズムは、大量の熱データを吸収することにより、さまざまなホットエンド構成のウォームアップ動作を最終的に区別し、1回限りの識別可能な透かしを生成できます。実験では、チームは各印刷レイヤーの厚さを部分的に変更し、パーツに2進数を追加して、ISBN10チェックサムを詳しく説明することもできます。

科学者は最終的に自分の「Thertags」を印刷された部分に埋め込んでデコードすることができましたが、彼らの方法は依然としてハッカーの攻撃に対して脆弱であると認めました。その結果、彼らは現在、よりあいまいな3D印刷された指紋を作成できるブラインド透かしプロセスを開発しており、それを超安全な偽造防止手段として展開することができます。