Génération de formes inclonables pour lutter contre la contrefaçon

Dans le cadre d'une collaboration internationale, des chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour protéger les objets de valeur contre la contrefaçon.

Il s'agit de formes réfléchissantes uniques qui peuvent être appliquées à des objets de valeur. Dans la mesure où ces formes ne peuvent être ni clonées ni copiées, elles pourraient servir à identifier des produits sans ambiguïté afin de lutter contre la contrefaçon. 

Dans notre monde globalisé et connecté, la capacité à authentifier les objets ou les individus est devenue une question de sécurité essentielle sur bien des plans, que ce soit au niveau personnel, sociétal ou national. L'authentification des objets est souhaitable, par exemple, lors de l'achat d'objets de grande valeur. Les acheteurs et vendeurs ont un intérêt commun à prouver que les biens achetés par le client sont ceux pour lesquels il a payé, et non des copies. 

L'authentification des objets est d'une importance primordiale dans les domaines activités menacés par la contrefaçon ou le clonage des téléphones, des cartes SIM, des cartes de débit et autres équipements du même type. Parfois, le titulaire de l'objet est authentifié directement, comme c'est le cas avec les passeports, les cartes d'identité et les badges. L'une des techniques en vogue consiste à avoir recours à l'authentification biométrique, comme la reconnaissance des empreintes digitales ou de l'iris. Les badges sont principalement utilisés pour contrôler l'accès à des zones de haute sécurité, et les empreintes digitales essentiellement pour déverrouiller l'accès à des appareils personnels, tels que les smartphones.

Les empreintes volées restent un danger perpétuel

Toutefois, les stratégies d'authentification ne sont pas infaillibles : les objets peuvent être contrefaits, les cartes sont régulièrement dupliquées, et même les empreintes digitales peuvent être volées. Un cas de vol d'empreintes digitales a récemment fait la une des journaux, mettant ainsi en lumière l'un des risques de cette approche : puisqu'il est impossible de désactiver ou de renouveler ses empreintes digitales, les empreintes volées restent un danger perpétuel.

De ce point de vue, une solution intéressante serait de disposer de « jetons » physiques non biométriques inclonables, aussi uniques que les éléments biométriques corporels mais disponibles à foison. Pour exercer un attrait commercial, ces jetons uniques doivent avoir des coûts de production faibles.

Les sphères reflètent des couleurs spécifiques à la façon des ailes de papillon

Avec ces caractéristiques, on aboutit au concept de fonctions physiques inclonables (FPI). Il s'agit d'objets qui réagissent d'une manière unique à des stimuli physiques de différentes sortes. Par exemple, ils diffusent de la lumière dans des directions imprévisibles ou brillent de différentes couleurs lorsqu'on les éclaire, ils réagissent dans un laps de temps indéterminé ou démarrent dans un état aléatoire lorsqu'on les allume. Les FPI sont aujourd'hui intégrées aux microprocesseurs, garantissant ainsi que les composants en silicone proviennent d'une usine agréée. Nettement moins répandues, les FPI optiques génèrent une réaction à une stimulation lumineuse ; une caméra peut capter cette réaction afin d'authentifier l'élément de valeur auquel la FPI est rattachée.

Dans le cadre d'une collaboration transdisciplinaire entre l'Unité de Recherche en Physique et Science des Matériaux (PHYMS) et l'Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT) de l'Université du Luxembourg, le Dr Gabriele Lenzini (SnT) et le groupe du Prof. Jan Lagerwall (PHYMS) proposent un type de FPI entièrement nouveau, reposant sur l'optique sphérique particulière d'un cristal liquide dit « cholestérique ». De par la structure périodique auto-assemblée caractéristique de ce type de cristaux liquides, les sphères reflètent des couleurs spécifiques à la façon des ailes de papillon ou de paon.

Impossible de copier le jeton et sa série de formes associées

Grâce à la contribution du Prof. Irena Drevensek-Olenik (Université de Ljubljana) et du Prof. Romano Rupp (Université de Vienne), experts en photonique, l'équipe a réalisé une analyse optique détaillée d'un grand nombre de ces sphères et a observé qu'elles communiquent entre elles de façon inattendue. Cette communication lumineuse donne naissance à un schéma coloré unique qui peut être ajusté de manière dynamique en modifiant la manière dont les sphères sont éclairées. Dans la mesure où différents types de sphères de cristaux liquides peuvent être rangés aléatoirement dans un jeton, les auteurs postulent que les formes générées sont également aléatoires. Il est donc impossible de copier le jeton et sa série de formes associées, ce qui rend cette FPI extrêmement intéressante pour authentifier les individus ou les objets.

Dans leur article publié dans la célèbre revue scientifique Scientific Reports, les chercheurs présentent en outre une technique qui permet de garantir une robustesse suffisante des sphères pour qu'elles puissent être manipulées aisément lors de la préparation d'un jeton FPI. Toutefois, elles demeurent assez fragiles pour que toute tentative d'altération conduise à la destruction des sphères et rende le jeton inutilisable. De plus, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode de recuit des sphères qui réduit considérablement le temps de production, à l'aide d'un processus microfluidique pouvant être déployé à grande échelle et à bas coût. Les auteurs abordent les diverses applications possibles de cette nouvelle catégorie de FPI dans le domaine de la sécurité, ce qui contribuerait à résoudre un problème d'une grande importance sur le plan sociétal à l'heure actuelle.

Auteur: Université du Luxembourg
Photo © Université du Luxembourg