बॅंकेच्या व्यवहारांपासून, संरक्षण, संनिरिक्षण व इतर अनेक महत्वाच्या व्यवहारांसाठी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे वापरली जातात. त्यामुळे ही उपकरणे सुरक्षित असणे अतिशय महत्वाचे आहे. अमेरिकी बनावटीच्या चिप्स मध्ये आढळून आलेल्या सुरक्षा विषयक त्रुटी आणि चिनी इलेक्ट्रॉनिक चीप निर्माते हेरगिरी करत असल्याचा संशय, या पार्श्वभूमीवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या निर्मिती मध्ये भारत आत्मनिर्भर असणे सुरक्षिततेच्या दृष्टीने आवश्यक आहे. यासाठी भारतीय तंत्रज्ञान संस्था, मुंबई (आयआयटी, बॉम्बे) येथील प्राध्यापक उदयन गांगुली आणि त्यांच्या चमूनी हार्डवेअर-आधारित कूटलेखन (एन्क्रिप्शन) प्रणाली विकसित केली आहे, ज्यामुळे माहिती, इ-कॉमर्स तसेच बँक व्यवहार इत्यादी सुरक्षित करता येईल. त्यांच्या ह्या नवकल्पनेला भारतीय तंत्रज्ञान संस्था, मुंबई द्वारा देण्यात येणाऱ्या पी के पटवर्धन तंत्रज्ञान विकास पुरस्काराने सन्मानित करण्यात आले आहे.
१९७० च्या दशकात राष्ट्रीय इलेक्ट्रॉनिक्स आत्मनिर्भरता धोरण आणि स्वदेशी तंत्रज्ञान विकासाला चालना देणाऱ्या, भाभा अणू संशोधन केंद्र ( बीएआरसी ) येथे सॉलिड स्टेट इलेक्ट्रॉनिक्स अभियंता म्हणून त्या काळात कार्यरत असलेल्या, डॉ. पी. के. पटवर्धन यांच्या स्मृतिप्रित्यर्थ २००१ पासून भारतीय तंत्रज्ञान संस्था,मुंबई (आयआयटी, बॉम्बे) येथील सर्वोत्तम तंत्रज्ञानासाठी हा पुरस्कार प्रदान करण्यात येतो.
हा पुरस्कार मिळाल्यानंतर समाधान व आनंद व्यक्त करताना प्राध्यापक उदयन गांगुली म्हणतात, “भारतीय अभियंत्यांनी जगभरातील इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रातील नवकल्पनांमध्ये मोलाचे योगदान दिले आहे. भारतीय (संयक्तपणे आयआयटी मुंबई आणि बीएआरसी येथील) संशोधकांनी, भारतात, भारतासाठी शोधलेल्या नवकल्पनेला ही मान्यता मिळाली आहे याचा आम्हाला अभिमान वाटतो आहे व यामुळे आम्ही विनीत झालो आहोत. ”
प्राध्यापक उदयन गांगुली आणि त्यांचा संशोधक चमू , सेमी-कंडक्टर लॅबोरेटरी, चंदीगड (अंतरिक्ष विभाग भारत सरकार) यांच्या सहकार्याने इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रात आत्मनिर्भरता आणण्यासाठी संयुक्तपणे कार्यरत आहेत. सेमी-कंडक्टर लॅबोरेटरी चंदीगड यांच्या सहयोगाने बाय-पोलर जंक्शन ट्रान्झिस्टर (इलेक्ट्रॉनिक सर्किटमधील मूलभूत जलद स्विच) विकसित केल्यानंतर, प्राध्यापक उदयन गांगुली आणि चमूने इलेक्ट्रॉनिक्स चिप मधील हार्डवेअर-आधारित स्वदेशी कूटलेखन प्रणाली विकसित करण्यासाठी पुन्हा त्यांच्याशी भागीदारी केली आहे.
“राष्ट्रीय सुरक्षा हे आयआयटी मुंबई येथील नॅनो इलेक्ट्रॉनिक्स विभागाचे महत्वाचे उद्दिष्ट आहे,” असे आयआयटी मुंबई येथील ‘नॅनोइलेक्ट्रॉनिक नेटवर्क फॉर रिसर्च ऍण्ड ऍप्लिकेशन्स (एननेट्रा)’ चे प्रमुख असलेल्या व या चमूचा भाग असलेल्या प्राध्यापक स्वरूप गांगुली यांनी नमूद केले.
कूटलेखन प्रणाली वापरून माहिती जपून ठेवल्याने फक्त अधिकृत व्यक्तीला अशी माहिती प्राप्त करून घेता येते. सॉफ्टवेअर वापरून तयार केलेल्या कूटलेखन प्रणालीमध्ये एका कॉम्पुटर प्रोग्रॅममुळे ती माहिती सांकेतिक भाषेत लिहिली जाते आणि माहिती परत मिळवण्यासाठी ‘कूटलेखन उकल’ बनवली जाते. ‘उकल’ ज्या व्यक्तीला माहित असेल, ती व्यक्ती सांकेतिक भाषेत लिहिलेली माहिती मिळवू शकते. यामुळे सुरक्षा धोक्यात येऊ शकते. परंतु हार्डवेअर वापरून केलेल्या कूटलेखन प्रणालीमध्ये, चिपचे हार्डवेअर वापरून कूटलेखन केले जाते आणि उकल तयार केली जाते. उकल हार्डवेअर मध्ये असल्यामुळे कोणालाही सहजपणे माहिती मिळवता येत नाही आणि माहिती गुप्त आणि सुरक्षित ठेवता येते.
प्रत्येक चिपच्या कूटलेखन युनिटमध्ये विद्युतीय भार संग्रहित करणाऱ्या (व विद्युतधारेचा रोधक असलेल्या) लहान कपॅसिटरचा उभ्या आडव्या ओळींचा सारणीसंच असतो. धातूच्या दोन समांतर पट्ट्यांमध्ये विद्युतरोधक पदार्थ ठेवून कपॅसिटर बनवतात. कपॅसिटरच्या सारणीला विदुयतभार दिला असता, यादृच्छिकपणे सारणीतील काही कपॅसिटर मधील विद्युतरोधक पदार्थाचे विघटन होते. विद्युतरोधकाचे विघटन झाले की कपॅसिटर विजेचा वाहक होतो. यामुळे वाहक व रोधक बिंदूंचा एक विशिष्ट नमुना तयार होतो, जो प्रत्येक चिप साठी एकमेव असतो. “हे बोटाच्या ठश्यांसारखे आहे. माणसे सारखी दिसली तरी प्रत्येक माणसाच्या बोटांचे ठसे वेगळे असतात,” असे प्राध्यापक उदयन गांगुली सांगतात. ‘१’ आकडा विघटित झालेले कपॅसिटर दर्शवतो तर विघटित न झालेला ‘०’ आकडा दर्शवितो. ह्या प्रकारे प्रत्येक चिपसाठी ‘१’ आणि ‘०’ असलेले निरनिराळे नमुने तयार होतात.
पण ह्या नमुन्यांचा कूटलेखनासाठी उपयोग कसा केला जातो बरे? ज्या उपकरणाला चिप मधून माहिती मिळवण्याची गरज पडू शकते, ते उपकरण अगदी सुरुवातीला चिपला काही प्रश्न विचारते. चिप तिच्यात असलेल्या ० व १ असलेल्या नमुन्याच्या आधारे त्याची उत्तरे देते. उपकरण ही उत्तरे जपून ठेवते. ज्यावेळी माहिती मिळवायची असते, त्यावेळी त्याच प्रश्नसंचातील प्रश्न विचारून योग्य उत्तरे आधीच्या उत्तरांशी पडताळून पाहिली जातात. नेटबॅंकिंग करताना बँकेच्या संकेतस्थळावर जसे प्रश्न विचारले जातात त्याचप्रमाणे ही प्रणाली आहे, असे संशोधक सांगतात.
कपॅसिटरच्या सारणीला विदुयतभार दिल्यावर सारणीतले किती कपॅसिटरच्या विघटित होतील ते सांगता येणे शक्य नसते. संशोधकांना असे आढळून आले की कपॅसिटर्सच्या संचातील बरोब्बर अर्धे कपॅसिटर्स विघटित केले असता सर्वात जास्त अनियतता निर्माण होते आणि प्रत्येक चिपची आगळी वेगळी अशी ओळख निर्माण होते. हे साध्य करण्यासाठी संशोधकांनी कपॅसिटर्सच्या जोड्या करून, प्रत्येक जोडीतील एकच कपॅसिटर विघटित होईल अशी संरचना तयार केली, ज्यामुळे बरोब्बर अर्धेच कपॅसिटर्स विघटित होऊ शकतात. कूटलेखन युनिट, चिपचा एक भाग असल्याने कपॅसिटर विघटित करण्यासाठी वापरली जाणारी व्होल्टता, चिप सामान्यपणे ज्या व्होल्टतेला काम करते, तेवढीच हवी, अन्यथा चिपला इजा होईल. हे साध्य करण्यासाठी संशोधकांनी अपेक्षित व्होल्टतेला विघटित होईल असे विद्युतरोधक शोधले व विद्युतप्रभार देण्यासाठीचा योग्य काळ परिगणित केला.
नवीन हार्डवेअर-आधारित कूटलेखन युनिटची चाचणी संशोधकांनी आयआयटी मुंबईच्या प्रयोगशाळेत आणि सेमी-कंडक्टर लॅबोरेटरी (एससीएल) मध्ये केली. समूहाचे सदस्य श्री सनी सदाना यांनी प्रयोगशाळेतील निकालाचे प्रात्यक्षिक दाखवले आणि यासारखेच परिणाम उत्पादन प्रक्रिये दरम्यानही मिळतील याची खात्री केली. स्नातक अश्विन लेले यांनी प्रत्येक चिपसाठी एकमेवाद्वितिय नमुना तयार करण्याच्या कामगिरीचे विश्लेषण करण्यासाठी नवी पद्धती विकसित केली. संशोधकांनी उच्च तपमानासुद्धा चिपच्या चाचण्या केल्या आणि दीर्घकाळ वापराचे परिणामही तपासले. संशोधकांच्या म्हणण्यानुसार ह्या चाचण्यांचे परिणाम समाधानकारक आहेत.
अश्या कूटलेखन प्रणालीचा वापर मुख्यतः सैनिकी संचारणासारख्या महत्वाच्या धोरणात्मक योजनांमध्ये अपेक्षित असला तरीही दैनंदिन इलेक्ट्रॉनिक सर्किट मध्ये देखील करता येईल. इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आयओटी ) सारख्या प्रणाली, ज्यांमध्ये मुबलक प्रमाणात संवेदक आणि इलेक्ट्रॉनिक सर्किटचा वापर केला जातो, त्या सुरक्षित करण्यासाठी या कूटलेखन प्रणालीचा वापर केला जाऊ शकतो कारण चिपच्या आतच कूटलेखन केले जाते. स्मार्टसिटी संचारणात सुरक्षिततेची अजून म्हणावी तितकी चर्चा झाली नसली तरी त्यासाठीही याचा उत्तम उपयोग होईल.
“स्मार्टसिटी आणि युद्ध रणनीतीसारख्या राष्ट्रीय पायाभूत सुविधा सुरक्षित ठेवण्यासाठी, चिप निर्मिती तंत्रज्ञानातील स्वदेशी बनावटीची हार्डवेअर सुरक्षा क्षमता अतिशय महत्त्वपूर्ण आहे.” असे मत भारत सरकारच्या प्रधान वैज्ञानिक सल्लागार कार्यालयाचे वैज्ञानिक सल्लागार (संरक्षण तंत्रज्ञान) डॉ. एस. वासुदेव यांनी व्यक्त केले.
हे तंत्रज्ञान दैनंदिन वापरासाठी कितपत व्यवहार्य होईल? यासाठी केवळ संरचनात्मक प्रणाली मध्ये बदल करावा लागेल, असे प्राध्यापक उदयन गांगुली म्हणतात. ते पुढे जाऊन असेही सांगतात, “लष्करी उपयोजनासाठी तांत्रिक विनिर्देश व्यावसायिक वापरा पेक्षा अधिक जटील असतात. त्यामुळे व्यावसायिक वापरासाठी तांत्रिक दृष्ट्या काहीच अडचण नाही.” लष्करी उपयोजनांमध्ये हे तंत्रज्ञान वापरून संवेदनशील धोरणांमध्ये हे वापरता यावे यासाठी संशोधकांनी भारतीय तंत्रज्ञान संस्था, दिल्ली आणि सोसायटी फॉर इलेक्ट्रॉनिक ट्रान्झॅक्शन अँड सिक्युरिटी, चेन्नई (सेट्स चेन्नई) यांच्याबरोबर काम सुरु केले आहे.