Peneliti dari Adelaide University mengembangkan cara baru untuk mengamati transistor di dalam CPU saat chip sedang bekerja. Teknik ini memakai radiasi terahertz dan berpotensi membuka babak baru dalam pengujian semikonduktor, sekaligus memunculkan pertanyaan serius soal keamanan data.
Temuan ini menarik perhatian karena metode tersebut tidak hanya melihat chip dalam kondisi diam, tetapi juga saat transistor di dalamnya aktif dan berpindah status. Dalam laporan IEEE Spectrum yang dikutip dari riset tersebut, sinyal terahertz bisa memantul dari aktivitas transistor lalu dianalisis untuk membaca perubahan sangat kecil pada chip.
Cara kerja teknologi terahertz
Metode ini dimulai dari alat laboratorium bernama vector network analyzer atau VNA. Alat itu menghasilkan sinyal microwave dengan frekuensi dan fase yang sudah diketahui, lalu frequency extender mengubahnya menjadi gelombang terahertz yang diarahkan ke mikrochip memakai lensa pemfokus.
Chip harus dalam keadaan menyala dan sedang menjalankan tugas. Saat transistor di dalamnya hidup-mati mengikuti proses komputasi, pantulan sinyal terahertz ikut berubah dan kembali ke penerima pada extender VNA.
Setelah itu, sinyal dikonversi kembali ke microwave dan dibandingkan dengan sinyal awal. Proses ini memakai homodyne quadrature receiver untuk menangkap perbedaan amat kecil pada amplitudo dan fase.
Mengapa dinilai penting
Salah satu peneliti, Withawat Withayachumnankul, menyebut tim harus memodifikasi penerima agar bisa bekerja di domain terahertz. Perangkat itu awalnya hanya dirancang untuk membandingkan frekuensi microwave, sehingga penyesuaian teknis menjadi kunci utama.
Teknologi ini dinilai istimewa karena bisa mengintip bagian dalam prosesor saat chip masih bekerja. Hingga kini, kemampuan seperti itu disebut belum tersedia pada perangkat uji lain dengan tingkat observasi yang sama.
Untuk teknisi dan pengembang chip, kemampuan ini bisa membantu mendiagnosis kesalahan, memeriksa perilaku transistor, dan menguji perangkat semikonduktor dengan cara yang lebih langsung. Dalam industri chip yang makin padat dan kompleks, alat semacam ini bisa menjadi penting untuk riset lanjutan.
Tantangan teknis yang masih besar
Meski menjanjikan, teknologi ini belum siap dipakai luas. Salah satu kendala utama muncul pada chip berlapis banyak, termasuk CPU dengan 3D stacked chiplets, karena radiasi tidak mudah menentukan lapisan mana yang sedang dibaca jika lapisan di atasnya tidak tembus sinyal.
Masalah lain datang dari sensitivitas pengukuran. Berikut sejumlah hambatan yang disebut dalam riset tersebut:
- Sinyal terahertz lebih besar secara fisik daripada transistor yang dipindai.
- Perubahan pantulan sinyal sangat kecil sehingga sulit dibedakan.
- Noise dari osilator VNA dapat menutupi perbedaan sinyal.
- Chip bertumpuk membuat pembacaan lapisan jadi tidak pasti.
Untuk mengatasi hambatan itu, para peneliti sedang membahas cara meningkatkan sensitivitas VNA agar pengujian chip padat bisa lebih akurat. Langkah ini penting karena kemampuan membaca transistor secara presisi sangat bergantung pada ketelitian alat ukur.
Risiko keamanan yang perlu diwaspadai
Di sisi lain, kemampuan melihat aktivitas internal CPU saat berjalan juga membuka potensi penyalahgunaan. Penyerang secara teori bisa mencoba memanfaatkan teknik ini untuk mengintip data yang sedang diproses di dalam chip.
Ancaman ini dinilai berbahaya karena standar enkripsi yang melindungi data saat dikirim tidak otomatis berlaku saat data sudah didekripsi oleh CPU untuk diproses. Artinya, titik lemah justru bisa muncul ketika data masuk ke tahap komputasi.
Sejumlah pengamat keamanan menilai industri perlu mulai menyiapkan mitigasi sejak dini, meski serangan seperti ini kemungkinan baru relevan jika teknologinya makin matang dan mudah diakses. Di saat yang sama, riset ini menunjukkan bahwa kemajuan alat uji semikonduktor bisa membawa manfaat besar, tetapi juga menuntut perhatian ekstra pada keamanan perangkat keras modern.
