Winziges Etikett erkennt Fälschungen: Das Geheimnis ist der Kleber
Fälschungen gibt es leider viele, und in fast jeder Branche sind Hersteller davon betroffen. Forschende am MIT haben nun ein fälschungssicheres Etikett entwickelt. Es ist winzig klein, lässt sich also in viele verschiedene Artikel integrieren und verleiht jedem Produkt quasi einen eigenen Fingerabdruck.
MIT-Forschende haben ein fälschungssicheres Etikett entwickelt, das mit Terahertzwellen funktioniert.
Foto: ose-Luis Olivares, MIT. Chip mit freundlicher Genehmigung der Forscher
Kleidungsstücke, Elektroteile, Taschen, Sportgeräte – bei zahlreichen Artikeln gibt es inzwischen einen Markt für Fälschungen. Für die Hersteller ein großes Problem. Forschende des MIT haben nun eine Möglichkeit gefunden, ein winziges Etikett zu entwickeln, das die Echtheit eines Artikels erkennen kann. Das Etikett an sich hatte ein Forschungsteam bereits vor einiger Zeit entwickelt. Neu ist, dass die Forschenden nun eine Möglichkeit gefunden haben, dass sich dieses Etikett nicht mehr ablösen lässt und Fälscher und Fälscherinnen damit keine Chance haben, dieses System der Authentifizierung zu hintergehen.
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Das Etikett funktioniert auf Basis eines kryptografischen ID-Tags. Es ist winzig klein und lässt sich recht günstig herstellen. Terahertzwellen sind für die Sicherheit zuständig. Damit sind sie sicherer als die bekannten RFIDs. Entscheidend für das neue fälschungssichere System ist eine neue Klebemischung: Die Forschenden mischten mikroskopisch kleine Metallpartikel in den Kleber. Die Terahertzwellen können so ein einzigartiges Muster erkennen, welches die Partikel auf der Oberfläche des Gegenstandes bilden. Damit hätte jeder Artikel praktisch wie einen eigenen Fingerabdruck. Die an der Entwicklung beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nennen es übrigens Anti-Tampering-Etikett.
Fälschungssicheres Etikett liefert Top-Ergebnisse
„Diese Metallpartikel sind im Wesentlichen wie Spiegel für Terahertzwellen. Wenn ich eine Reihe von Spiegelstücken auf einer Oberfläche verteile und sie dann mit Licht bestrahle, erhalte ich je nach Ausrichtung, Größe und Position dieser Spiegel ein anderes reflektiertes Muster. Aber wenn man den Chip abzieht und wieder anbringt, zerstört man dieses Muster“, erläutert Ruonan Han, außerordentlicher Professor am EECS, der die Terahertz Integrated Electronics Group im Research Laboratory of Electronics leitet.
Etwa vier Quadratmillimeter groß konnte das Etikett bereits beweisen, dass es mit einer Genauigkeit von mehr als 99 Prozent echte und gefälschte Artikel erkennt. Da die Forschenden es geschafft haben, das Etikett in so kleiner Größe zu entwickeln, ist es wahrscheinlicher geworden, dass es in großem Maßstab in die industrielle Lieferkette integriert werden kann. Der zweite Vorteil der kleinen Größe: Es könnte sich auch für Gegenstände eignen, die selbst sehr klein sind und auf denen man die herkömmlichen RFIDs keinen Platz haben. Ein Beispiel sind unter anderem medizinische Geräte.
Fälschungssicheres Etikett funktioniert am besten mit Terahertzwellen
In dem Etikett gibt es einige kleine Schlitze, durch die die Terahertzwellen eindringen und so auf die mikroskopisch kleinen Metallpartikel treffen können. Zugleich dienen die Schlitze auch dazu, dass die Wellen verschiedene Punkte auf der Oberfläche des Objekts treffen, und so mehr Informationen über die zufällige Verteilung der Partikel erfassen. Da Terahertzwellen klein genug sind, können sie die Partikel erkennen. Größere Radiowellen wären dahingehen nicht empfindlich genug. Darüber hinaus benötigt der Chip auch keine größere Antenne.
Und so funktioniert das Etikett: Ein Hersteller stattet seine Produkte damit aus und liest das Schutzetikett aus. Die Daten werden in einer Cloud gespeichert, damit sie später für eine Überprüfung hinzugezogen werden können.
KI trainiert fälschungssicheres Etikett
Allerdings weist das System noch kleine Lücken auf. Es ist noch nicht ganz einfach festzustellen, ob zwei Klebemuster übereinstimmen. Dafür trainierten die Forschenden ein maschinelles Lernmodell, dass die Muster vergleichen und ihre Ähnlichkeit mit einer Genauigkeit von mehr als 99 Prozent berechnen konnte. Allerdings hatten die Forschenden nur auf wenige Daten zur Verfügung. Deshalb wollen sie das neuronale Netzwerk künftig weiter verbessern. Die Idee: Setzt man eine große Anzahl der Etiketten in einer Lieferkette ein, werden dadurch mehr Daten generiert, die sich dann auch für das Training eignen.
Darüber hinaus sind die Terahertzwellen anfällig für hohe Verluste. Die Folge, der Sensor darf nur rund vier Zentimeter vom Etikett entfernt sein, damit der Messwert entsprechend genau ausfällt. In Barcodes zum Beispiel in Kleidungsstücken wäre das unproblematisch, käme ein solches Etikett aber zum Beispiel in Autos und Lkw zum Einsatz, um automatisierte Autobahnmautstellen zu passieren, wäre die Reichweite nicht genug. Auch der Winkel ist entscheidend, denn es muss zwischen Sensor und Etikett weniger als 10 Grad liegen. Da die Forschenden diese Einschränkungen kennen, wollen sie an diesen weiterarbeiten und sie künftig abstellen.
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