Approfondimenti

Mappatura e Tracciabilità: un esempio concreto

Per mappatura e tracciabilità non intendo una semplice associazione “oggetto–identità”, ma la capacità del sistema di riconoscere, verificare e correlare ogni singolo componente fisico nel tempo, anche quando viene spostato, sostituito o riutilizzato.

Un esempio pratico chiarisce meglio il concetto.

Fase 1 – Creazione della PUF

Quando genero la PUF leggendo il calibro di un orologio meccanico, il sistema acquisisce milioni di punti fisici unici.

Questi punti non descrivono solo il calibro nel suo insieme, ma includono anche le micro-caratteristiche di singoli componenti:

bilanciere
scappamento
ruote
ponti
altre parti strutturali

Ogni componente contribuisce quindi a una firma fisica complessiva, ma allo stesso tempo possiede una propria impronta riconoscibile all’interno della PUF.

Fase 2 – Sostituzione di un componente

Supponiamo ora di sostituire il bilanciere con uno diverso.

Alla successiva lettura di verifica:

tutti i punti relativi al resto del calibro continueranno a combaciare;
i punti che identificano il bilanciere non andranno in match con quelli originali.

Il risultato della verifica sarà quindi falso: il sistema rileva che l’orologio non è più conforme alla configurazione originale.

Fase 3 – Tracciabilità del componente

Qui entra in gioco l’aspetto più interessante.

Se quel bilanciere sostituito viene montato su un altro orologio, durante la lettura PUF:

il sistema confronterà anche i punti fisici del bilanciere con il database;
riconoscerà che quei punti non appartengono a quel calibro, ma a un altro orologio già mappato.

Il sistema non solo rileva l’anomalia, ma:

sa da quale orologio proviene il bilanciere;
conosce l’identità di quell’orologio;
e, di conseguenza, sa chi è il proprietario dell’orologio di origine (secondo le informazioni associate).

Cosa significa davvero “tracciabilità”

In questo contesto, la tracciabilità non riguarda solo l’oggetto finale, ma ogni singolo componente fisico.

Un pezzo non può essere spostato senza lasciare traccia: la sua identità fisica lo segue.

Questo approccio rende inefficaci:

sostituzioni non autorizzate di componenti,
cannibalizzazioni “invisibili”,
ricostruzioni ibride con parti provenienti da orologi diversi.

Conclusione

La combinazione di PUF fisica ad altissima risoluzione, mappatura dei componenti e correlazione nel tempo consente un livello di controllo che va ben oltre la semplice autenticazione.

Non si verifica solo se un orologio è autentico, ma se è ancora se stesso — e, in caso contrario, da dove provengono le parti che lo hanno modificato

Limiti di una soluzione basata su PUF + Blockchain senza NFC

Salvare il fingerprint/PUF anche su un chip NFC integrato nell’orologio crea un legame fisico-crittografico tra l’oggetto e la sua identità digitale, abilitando verifiche offline, anti‑clonazione pratica e anti‑tamper a livello di oggetto; solo il token on‑chain, da solo, non risolve l’associazione sicura “oggetto ↔ token” né i casi d’uso senza rete o con attacchi di sostituzione del token.

Legame oggetto‑token

Il problema chiave non è solo “creare un token”, ma assicurare che il token che si presenta a verifica provenga realmente da quell’esatto esemplare fisico; un PUF locale fornisce un’identità fisica non copiabile che può essere sfidata sul posto, legando criptograficamente l’orologio al suo gemello digitale on‑chain.

Senza un ancoraggio hardware nel bene, un attaccante può associare il token valido a un falso “gemello” (token swapping), perché la blockchain certifica la storia del token, non l’oggetto fisico che lo reclama in quel momento.

Verifica offline e UX

Il PUF/NFC abilita verifiche rapide sul punto vendita, in assistenza o dogana anche senza connettività, emettendo risposte firmate/derivate dal PUF che un verificatore locale può validare e poi, opzionalmente, riconciliare con l’hash on‑chain quando la rete è disponibile.

Molte architetture PUF per tag/IoT sono pensate per funzionare senza segreti persistenti in memoria, generando chiavi effimere dal PUF al volo e riducendo costi e oneri di distribuzione e manutenzione, cosa compatibile con un chip NFC a basso assorbimento nell’orologio.

Resilienza anti‑clonazione e anti‑tamper

I PUF forniscono unicità fisica intrinseca e sono difficili da modellare o copiare, quindi legare le risposte PUF a un protocollo di sfida‑risposta via NFC ostacola la clonazione dei tag e la produzione di repliche convincenti dell’identità del calibro.

Studi su IoT e supply chain mostrano che combinare PUF con RFID/NFC e blockchain riduce gli attacchi di contraffazione perché l’oggetto deve “dimostrare” fisicamente la propria impronta oltre a presentare un identificatore registrato.

Perché non basta solo il token on‑chain

Un token “PUF‑based” registrato in blockchain senza un mezzo sicuro nel bene per rigenerare/firmare prove dal PUF lascia aperti attacchi di replay, relay e token reassignment, poiché la blockchain non misura la fisicità al momento della verifica; serve un canale autenticato dall’oggetto (es. NFC) che produca prove fresche.

La sola memorizzazione dell’hash del PUF on‑chain non consente challenge‑response dinamico; un verificatore ha bisogno che l’orologio calcoli sul posto una risposta PUF o una firma derivata da chiave PUF per dimostrare “liveness” e resistere a copie statiche dell’hash.

Sicurezza del dato nel chip

Le migliori pratiche non richiedono salvare in chiaro il “fingerprint” PUF; si usa il PUF per derivare la chiave privata al bisogno, evitando di memorizzare segreti persistenti e riducendo i rischi da ispezione memoria del chip NFC o microcontrollore.

In architetture moderne, il PUF può proteggere anche chiavi o credenziali aggiuntive cifrandole legate al PUF, aumentando la resistenza a estrazione e a compromissione rispetto a memorie statiche tradizionali.

Quando potrebbe bastare senza NFC

Se l’unico requisito è attestare proprietà digitale del token in contesti sempre connessi e con verificatori di fiducia che hanno accesso al PUF “in laboratorio”, si potrebbe evitare l’NFC integrato, ma si rinuncia alla verifica in campo, alla comodità utente e alla protezione contro token swapping sul mercato secondario.

Per marchi di alta gamma e filiere globali, il costo marginale di un elemento NFC con PUF è spesso giustificato dal salto di sicurezza e tracciabilità end‑to‑end, soprattutto nelle operazioni post‑vendita e servizi di autenticazione rapida.

Il chip NFC nell’orologio non serve solo a “conservare” il fingerprint, ma a fornire un ancoraggio fisico sicuro e un canale di challenge‑response che collega in modo forte l’identità PUF all’asset reale, rendendo il token on‑chain realmente non trasferibile a un falso; senza questo ancoraggio, l’on‑chain da solo non può garantire che il token sia presentato dal bene autentico in mano all’utente.

In breve: un ancoraggio NFC fisico con protocollo di challenge‑response riduce significativamente clonazione del tag, replay statico delle prove, token swapping e gran parte dei relay “lenti”, perché richiede prove fresche legate al PUF del pezzo e controlli di prossimità/tempo che un attaccante a distanza fatica a soddisfare.

Rischi mitigati con NFC fisico

Clonazione del tag per copia memoria: se il fingerprint/chiave non è in chiaro ma derivata dal PUF on‑the‑fly, non c’è materiale segreto copiabile dalla memoria del tag; la semplice lettura e duplicazione dell’NDEF/UID non produce un clone valido in challenge‑response.

Replay di risposte statiche: l’uso di nonce e firme/calcoli PUF per ogni sessione impedisce di riutilizzare catture precedenti, poiché ogni verifica richiede una risposta unica, legata alla sfida e al PUF del dispositivo.

Token swapping e binding oggetto‑token

Senza un elemento fisico nell’orologio, un falsario può associare un token on‑chain valido a un falso; con NFC+PUF, il verificatore esige una prova locale dal PUF dell’orologio che smentisce i tentativi di presentare identità “prestate” da altri oggetti o da copie digitali.

L’emissione di firme/risposte basate su chiave derivata dal PUF crea un legame non trasferibile tra oggetto e identità digitale, difficile da spostare su un altro supporto.

Relay attack e prossimità

I relay attacchi estendono la portata tra lettore e tag con un “mole” e un “proxy”; protocolli di proximity check/distance‑bounding e frame‑waiting time stretti (es. pochi ms) rendono impraticabile l’inoltro dei pacchetti a distanza senza superare i limiti temporali.

L’NFC integrato nell’orologio, combinato con distance‑bounding o “proximity check” proprietari, riduce la finestra per relay generici via smartphone, che altrimenti sono sorprendentemente pratici nelle configurazioni standard.

Anti‑tamper e attacchi fisici

Architetture PUF per smart tag evitano di memorizzare CRP o chiavi statiche, riducendo la superficie d’attacco a ispezione memoria, glitching o side‑channel per estrarre segreti da EEPROM/Flash.

Alcuni schemi usano votazione temporale/“helper data” robusti per stabilizzare il PUF senza rivelarne informazione utile al clonatore, mantenendo affidabilità operativa in campo.

Limiti e best practice

Il relay “veloce” resta una minaccia se non si impongono limiti FWT stretti e protocolli di distance‑bounding; i sistemi contactless standard senza tali contromisure sono vulnerabili anche con cifratura.

Usare NFC Type‑4 con capacità crittografiche, firme ECDSA derivate dal PUF e verifica lato app, più controlli di prossimità a livello fisico e di stack ISO/14443, offre una protezione concreta contro clonazione, replay e gran parte dei relay pratici.

Valutazione del rischio per attacchi relay senza PUF

La valutazione del rischio per attacchi relay senza PUF digitale evidenzia una significativa esposizione a vulnerabilità che derivano dalla facilità con cui un aggressore può intercettare e rilanciare segnali tra dispositivi NFC o sistemi keyless, replicando l’autenticazione e prendendo il controllo del dispositivo o dell’oggetto (come nel caso delle chiavi di auto senza contatto).

In assenza di PUF, che offre un’identificazione hardware unica e non replicabile, gli attacchi relay diventano più efficaci perché si basano sul semplice trasferimento di segnali validi senza la necessità di conoscere codici o rompere crittografie. Ciò significa che un attacker può duplicare la comunicazione NFC tra il certificato digitale e il dispositivo fisico, superando la sicurezza dell’NFC tradizionale e degli NFT associati.

I rischi immediati includono:

Accesso non autorizzato tramite rilancio del segnale NFC
Clonazione temporanea di identità digitali
Uso improprio senza la presenza fisica del legittimo utente

In definitiva, l’assenza di un PUF digitale rende il sistema più vulnerabile ad attacchi relay perché manca di un meccanismo hardware intrinseco che verifichi l’unicità del dispositivo, aumentando il rischio di frodi su prodotti di grande valore come gli orologi di lusso dotati di NFC integrato e certificati digitali. In assenza di PUF, è cruciale adottare ulteriori strategie di sicurezza multilivello per mitigare questo tipo di attacchi.

Analisi quantitativa della probabilità di successo di un relay attak

L’analisi quantitativa della probabilità di successo di un attacco relay, in assenza di protezioni come PUF digitali, dipende da vari fattori chiave: la distanza tra gli attaccanti, la latenza nelle trasmissioni, la velocità di risposta del sistema e il numero di tentativi possibili.

Dal punto di vista statistico, la probabilità di successo aumenta con il numero di tentativi e la qualità del setup dell’attacco, in quanto il relay può sfruttare misure di variabilità nei segnali e nei tempi per essere efficace. Modelli matematici basati su distribuzioni normali indicano che la probabilità di successo cresce con la radice quadrata del numero di messaggi inviati dall’attaccante, quindi più test sono fatti, più alta è la probabilità di aggirare il sistema.

In generale, senza un PUF, che fornisce un’identificazione hardware unica e non replicabile, la probabilità di successo per relay attack in sistemi NFC o simili può diventare anche elevata, stimata empiricamente in contesti reali di alcuni attacchi keyless fino al 60-80% in condizioni favorevoli, anche se ciò dipende dalla configurazione specifica del sistema e delle contromisure (es. timeout, crittografia, autenticazioni multiple).

È quindi fondamentale valutare il rischio quantitativamente in funzione del contesto operativo, numero di tentativi rilevabili, e la presenza di difese specifiche; senza PUF e con controlli standard, la probabilità rimane significativa, consigliando l’introduzione di meccanismi aggiuntivi di sicurezza per ridurre tale rischio.

Questa valutazione quantitativa si basa su teorie statistiche e dati empirici di attacchi relay in sistemi simili come chiavi keyless per auto, che condividono vulnerabilità analoghe a quelle dei sistemi NFC senza PUF digitale.

Esempio pratico di calcolo della probabilità di successo di un relay attack su smartwatch keyless

Immaginiamo uno smartwatch keyless che comunica via NFC con un'auto. Supponiamo che l'attaccante debba intercettare e rilanciare il segnale NFC con latenza massima consentita di 200 millisecondi per mantenere la comunicazione valida.

Parametri:

Numero di tentativi possibili in 1 ora: 3600 (1 al secondo)
Probabilità di successo di un singolo tentativo relay (ossia la capacità di catturare e rilanciare il segnale entro 200 ms): 0.15 (15%)
Numero di tentativi necessari per successo complessivo: variabile
Calcolo probabilità almeno un successo in 1 ora (tanti tentativi indipendenti con successo a p = 0.15):
Probabilità di fallire in ogni tentativo: 1 - 0.15 = 0.85
Probabilità di fallire tutti i 3600 tentativi = 0.85 ^3600 ≈ 10^ -254
Probabilità di successo almeno una volta in 1 ora = 1 - 10^ -254 ≈ 1 (praticamente certa)

Questo esempio mostra che se l'attacco relay ha una probabilità non trascurabile a ogni tentativo, e l'attaccante può fare molti tentativi in poco tempo, la probabilità che almeno un tentativo abbia successo tende rapidamente a 100%.

In sintesi, in uno scenario realistico di smartwatch keyless senza PUF digitale, un attacco relay ben organizzato può quasi certamente avere successo se inesistono limiti stringenti alla comunicazione e al tentativo di autenticazione, confermando così l’importanza di meccanismi hardware aggiuntivi come PUF per robustezza elevata.

Modello matematico della probabilità di successo di un relay attak

Un modello matematico semplice e comune per rappresentare la probabilità di successo Ps di un relay attack, considerando tentativi indipendenti, è basato sulla probabilità di successo p di un singolo tentativo e sul numero di tentativi n:

Ps=1−(1−p)n

Dove:

p è la probabilità di successo in un singolo tentativo (dipende da latenze, tempi di risposta e condizioni tecniche)
n è il numero di tentativi eseguiti dall’attaccante

Questo modello assume tentativi indipendenti, e la probabilità di non successo su tutti i tentativi è (1−p)n. Quindi, più alto è n, più alta la probabilità cumulativa che almeno un tentativo abbia successo.

Per approfondire, in letteratura e ricerche su attacchi simili (es. timing attack, relay attack keyless), si utilizzano modelli probabilistici con variabili casuali normali che simulano tempi e latenze, con la probabilità di successo che cresce proporzionalmente alla radice quadrata del numero di messaggi tentati:

Ps ∝ √n

Questo riflette che l’attaccante, aumentando il numero di richieste, migliora la propria stima e quindi la probabilità di successo, ma con rendimento decrescente.

In sintesi, la probabilità di successo di un relay attack può essere calcolata con:

Ps=1−(1−p)n

e il valore di p dipende dagli aspetti tecnici del sistema NFC e dalla finestra temporale accettabile per il rilancio del segnale.

Limiti di una soluzione basata su NFC + Blockchain senza PUF

Chip NFC (con Secure Element) e blockchain sono tecnologie molto potenti per l’autenticazione, ma da sole non sono sufficienti a proteggere completamente dai rischi di contraffazione. La chiave per capire il perché sta nella natura delle minacce e nei limiti intrinseci di queste tecnologie.

Limiti di una soluzione basata su chip NFC e blockchain senza PUF (fingerprint)

Chip NFC (Secure Element): Ogni chip ha un UID univoco e può memorizzare dati protetti, ma il chip stesso può essere duplicato, sostituito o attaccato (es. clonazione di chip, attacchi “side-channel”, sostituzione fisica). Inoltre, il chip non è legato fisicamente in modo intrinseco all’oggetto autentico: un contraffattore potrebbe applicare un chip originale su un falso.

Blockchain: Garantisce tracciabilità e immutabilità delle transazioni, ma non autentica fisicamente l’oggetto. Se il dato iniziale (es. l’UID del chip) è falso o clonato, anche la blockchain registrerà un falso come autentico. La blockchain certifica solo la storia dei dati registrati, non la loro provenienza fisica.

Rischio di scalabilità:

Se il metodo di autenticazione dipende solo dal chip NFC, un contraffattore può ripetere l’operazione su più orologi, soprattutto se riesce a procurarsi più chip originali o a clonarli (tecnica nota come “chip swapping” o “chip cloning”).

Clonando un chip NFC e piazzandolo su più orologi che condivideranno lo stesso UID o hash del chip, quando un lettore NFC legge il chip, recupera l’UID e lo confronta con il registro su blockchain se l’UID o hash del chip è presente nella blockchain, il sistema restituisce un risultato positivo: il certificato digitale è valido e sembra autentico. Senza PUF non vi è alcun legame fisico e non c’è modo per dimostrare che il chip NFC sia legato all’oggetto fisico originale. Il chip può essere rimosso e montato su un falso, oppure clonato e distribuito su più falsi.

Tuttavia, non significa che tutti risultino “veri” in modo legittimo: ecco cosa succede e perché il sistema può rilevare la frode.

Limiti e rischi della clonazione

Tutti gli orologi con lo stesso UID risulteranno “veri” durante il controllo digitale, ma questo crea una situazione anomala: più oggetti fisici condividono la stessa identità digitale.

Se il sistema include meccanismi di audit o tracciamento delle letture, può rilevare che lo stesso UID viene letto in più luoghi o in tempi ravvicinati, segnalando un’eventuale frode.

Policy di revoca: Se viene rilevata una clonazione, il certificato digitale può essere revocato e segnalato come compromesso.

Elusione del sistema e dei meccanismi di audit o tracciamento delle letture

Se la soluzione utilizza solo NFC e blockchain, un contraffattore può eludere il sistema e i meccanismi di audit e/o tracciamento delle letture in diversi modi come ad esempio:

Offuscamento delle letture: Un contraffattore può utilizzare tecniche per mascherare l’origine delle letture, ad esempio utilizzando lettori NFC non tracciati o operando in aree geografiche con scarsa connettività.
Limitazione delle letture: Un contraffattore può limitare il numero di letture del chip clonato, utilizzandolo solo in contesti dove non è prevista una verifica incrociata o un audit approfondito.
Uso in contesti isolati: Il chip clonato può essere utilizzato in contesti dove non ci sono controlli incrociati con altre fonti di autenticazione, come mercati secondari o vendite private.

Questo significa che i meccanismi di audit e il tracciamento non sono una protezione assoluta contro la contraffazione

Il PUF è indispensabile per chiudere questa vulnerabilità e garantire che solo l’oggetto fisico originale possa essere autenticato correttamente.

Ruolo fondamentale del PUF (fingerprint fisico)

Il PUF (Physically Unclonable Function) è un’impronta fisica unica e non riproducibile, derivata da caratteristiche intrinseche e casuali del materiale o della geometria dell’oggetto (ad esempio, microstrutture del calibro).

Questo fingerprint è impossibile da clonare o replicare perché dipende da processi fisici stocastici e variazioni microscopiche che non possono essere controllate né riprodotte artificialmente.

Il PUF crea un legame fisico-digitale inscindibile: anche se un chip NFC viene clonato o sostituito, il fingerprint fisico non può essere duplicato su un oggetto contraffatto. Il PUF aggiunge una prova fisica univoca e non riproducibile, che impedisce la clonazione e rende impossibile il passaggio di un chip originale su un falso.

In sintesi: il PUF è necessario perché è l’unico modo per dimostrare che il chip NFC e la blockchain si riferiscono a un oggetto fisico autentico e non contraffatto. Il PUF (fingerprint fisico) è unico per ogni oggetto e non può essere trasferito. Anche se il chip NFC viene montato su un falso, il fingerprint fisico dell’orologio contraffatto non corrisponderà mai a quello originale.

Protezione da clonazione multipla

Autenticazione fisica: Solo l’oggetto originale ha il fingerprint fisico corretto. Anche se il chip NFC viene clonato, il falso non passerà il controllo fisico.

Protezione contro la clonazione: Il PUF impedisce che un singolo chip NFC possa essere usato per autenticare più oggetti fisici, garantendo che solo l’originale possa essere considerato autentico.

Il PUF è indispensabile perché fornisce una prova fisica univoca e non riproducibile, chiudendo la vulnerabilità della clonazione e garantendo che solo l’oggetto originale possa essere autenticato correttamente.

In sintesi: il PUF è necessario perché è l’unico modo per dimostrare che il chip NFC e l’UID registrato su blockchain si riferiscono a un oggetto fisico univoco, autentico e non contraffatto.

Inoltre, se il sistema richiede una verifica incrociata con il fingerprint fisico (PUF), solo l’orologio originale avrà il fingerprint corretto: gli altri, pur con chip clonato, non passeranno il controllo fisico.

Senza PUF, il sistema è vulnerabile alla clonazione e alla sostituzione del chip NFC, e i meccanismi di audit o tracciamento delle letture possono essere elusi. Il PUF è indispensabile per chiudere questa vulnerabilità e garantire che solo l’oggetto fisico originale possa essere autenticato correttamente

Conclusione

Se il sistema si basa solo su chip NFC e blockchain, senza PUF, il rischio principale è che la prova di autenticità sia puramente digitale e trasferibile. Questo significa che la sicurezza dipende solo dall’impossibilità di clonare il chip NFC, ma non dalla prova fisica che l’oggetto sia originale.

Il PUF aggiunge una protezione aggiuntiva che rende impossibile il “chip swapping” come strategia di contraffazione, garantendo che solo l’oggetto fisico originale possa essere autenticato correttamente.

Vulnerabilità NFT "Stand alone"

Nel seguente articolo pubblicato su ICT Security Magazine

https://www.ictsecuritymagazine.com/articoli/blockchain-forensics/

vengono analizzati in modo approfondito i limiti intrinseci delle tecnologie NFT e il relativo quadro normativo. L’analisi mette in evidenza come l’adozione degli NFT, se non supportata da ulteriori livelli tecnologici, presenti criticità rilevanti sotto il profilo della sicurezza, della tracciabilità e delle indagini forensi.

Alcuni passaggi risultano particolarmente significativi.

"La natura immutabile e trasparente della blockchain, pur consentendo teoricamente una tracciabilità indefinita delle transazioni, non garantisce automaticamente l’identificabilità degli attori coinvolti. La trasparenza del registro distribuito non coincide con la possibilità di attribuire con certezza le operazioni a persone fisiche o giuridiche, e questa distinzione rappresenta uno dei principali limiti operativi nelle indagini su NFT e protocolli DeFi."

"Nel contesto degli NFT, tale problematica emerge con particolare evidenza. Un token non fungibile non è un semplice certificato digitale di proprietà, ma un oggetto ibrido che esiste contemporaneamente on-chain e off-chain. La blockchain registra il trasferimento di un hash crittografico, mentre l’asset sottostante — immagine, video o documento — risiede spesso su infrastrutture esterne come IPFS, piattaforme cloud o server centralizzati sotto il controllo del creatore. Questa separazione tra proprietà verificabile e controllo effettivo dell’asset genera aree grigie che rendono complesse le attività investigative e limitano l’efficacia degli strumenti di blockchain analysis tradizionali."

"Anche gli smart contract che regolano i marketplace NFT, pur registrando in modo puntuale ogni transazione, non sono in grado di stabilire se più wallet coinvolti in operazioni sospette — ad esempio meccanismi di price inflation — appartengano alla stessa entità. Il dato on-chain, da solo, non consente di distinguere tra attività lecite e schemi fraudolenti coordinati."

"Secondo il rapporto congiunto Eurojust–Europol 2024 sulla criminalità informatica, le frodi risultano il reato più frequentemente associato all’uso degli NFT, mentre la finanza decentralizzata si conferma come uno dei principali canali emergenti per il riciclaggio di proventi illeciti."

"Ulteriori criticità derivano dall’uso di tecniche avanzate di offuscamento e dalla complessità degli smart contract. Funzionalità potenzialmente malevole possono essere nascoste tramite offuscamento del codice, distribuzione delle logiche su più contratti interconnessi o attivazione condizionata da sequenze complesse di chiamate. L’analisi forense, in questi casi, non deve limitarsi a ricostruire ciò che è avvenuto sulla blockchain, ma anche ciò che il contratto era progettato per fare. Ciò richiede competenze di reverse engineering su codice Solidity o Vyper, conoscenza dei pattern di progettazione dei protocolli DeFi e capacità di individuare deviazioni dagli standard consolidati che possano indicare intenti fraudolenti."

Conclusione

Le tecnologie NFT esprimono il loro massimo potenziale solo quando vengono integrate all’interno di sistemi più ampi e multilivello. L’uso degli NFT come componente isolato non è sufficiente a garantire sicurezza, autenticità e resistenza agli attacchi. È l’integrazione con tecnologie complementari — fisiche, crittografiche e di verifica — a consentire la costruzione di sistemi realmente robusti e in grado di contrastare efficacemente clonazione, frodi e hacking.

Vulnerabilità PUF "Stand alone"

Il documento all’indirizzo https://arxiv.org/html/2512.09150v1#S5 (sezione V: “Toward Holistic Security: Strategy Space of Authentication Attacks”) analizza in modo sistematico le vulnerabilità di sicurezza nei sistemi di autenticazione basati su PUF (Physically Unclonable Functions) di superficie, mostrando come attacchi fisici e digitali possano compromettere il sistema a diversi livelli operativi.

Sintesi della sezione:

· Il documento propone un framework operativo a quattro stadi per la sicurezza dei sistemi basati su PUF di superficie (acquisizione immagini, estrazione feature, memorizzazione dati, decisione).

· Ogni stadio è esaminato per individuare i tipi di attacco più probabili (DoS fisici, spoofing, attacchi di modellazione, attacchi di reverse engineering, ecc.).

· Viene definito un insieme di proprietà di sicurezza desiderate (confidenzialità, integrità, revocabilità, resistenza al replay, disponibilità) e viene mostrato come ciascun attacco possa compromettere una o più di queste proprietà.

· Il documento sottolinea che l’analisi delle minacce deve essere completa e sistematica, considerando sia attacchi fisici (ad esempio, danneggiamento della superficie) sia attacchi digitali (ad esempio, generazione di feature sintetiche).

· Viene evidenziato che l’assenza di contromisure specifiche (ad esempio, protezione dei template, revocabilità delle chiavi, resistenza agli attacchi di modellazione) può lasciare il sistema vulnerabile anche se il PUF è intrinsecamente sicuro.

Conclusione

La sezione mostra che la sicurezza dei sistemi basati su PUF non dipende solo dall’unicità fisica del PUF, ma anche dalla robustezza dei singoli moduli e dalla capacità di rilevare e contrastare attacchi a tutti gli stadi del processo di autenticazione.

e ancora

Dalla pubblicazione "Funzioni fisiche non clonabili incorporate ultra-durevoli"

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c01726

ne deriva che le PUF embedded offrono un vantaggio chiave: l’identità fisica è incorporata nel substrato e risulta altamente resistente a stress termici e meccanici. Il rischio principale non è tanto “rompere la PUF”, quanto aggirare il processo di verifica (lettura, database, replay, governance).

1) Minacce sul legame fisico–digitale

Minaccia: “PUF ≠ prodotto”
La PUF autentica può essere spostata, trapiantata o associata a un oggetto diverso, se non esiste un vincolo fisico/di packaging che renda l’operazione distruttiva o evidente.
Mitigazioni
Progettare un vincolo di integrazione: PUF in area che, se rimossa, danneggia irreversibilmente componente/struttura.
Multi-ancoraggio: più punti PUF su porzioni diverse (o su componenti chiave), così che il trapianto richieda “trapiantare tutto”.
Registro componenti: associare l’identità fisica non solo all’oggetto, ma ai suoi elementi critici (mappatura componenti).

2) Minacce di “replay” e clonazione della prova

Minaccia: replay dell’immagine o del template
Se un attaccante ottiene una copia del template (immagine o feature-set) può tentare di farlo passare come lettura reale, soprattutto in catene di verifica “solo software”.
Mitigazioni
Challenge–response a sessione: la lettura deve includere un challenge variabile (es. pattern di illuminazione/angolo/parametri controllati dal lettore) che produce una risposta non riutilizzabile.
Attestazione del lettore: il dispositivo di acquisizione deve firmare i risultati con chiave hardware (secure element/TPM).
Canale autenticato: upload cifrato + firma lato dispositivo; rifiuto di input non firmati.
Token anti-replay (nonce) legato temporalmente e “consumato” lato backend.

3) Minacce sulla qualità della lettura (false reject / false accept)

Minaccia: variabilità ambientale e operativa
Polvere, oli, graffi, riflessi, spostamenti, messa a fuoco e illuminazione possono degradare il matching e introdurre errori.
Mitigazioni
Specifiche di lettura: definire range ammessi per distanza, ingrandimento, illuminazione, esposizione.
Normalizzazione robusta: pipeline che gestisca rotazione, scala, illuminazione e blur.
Quality gate: prima del matching, calcolare un indice di qualità; se sotto soglia → ripetere acquisizione.
Ridondanza: più acquisizioni per verifica (best-of / majority vote) e/o più ROI (regioni di interesse).

4) Minacce da avversario “fab-capable” (alto budget)

Minaccia: replica tramite microfab/metrologia avanzata
Un attore con accesso a metrologia e processi di microfab può tentare una replica topografica.
Mitigazioni
Aumentare complessità multi-scala: combinare micro-feature e nano-feature (o livelli di pattern diversi) così che la replica richieda processi multipli e molto costosi.
Controllo di profondità/contrasto: ottimizzare parametri di etching per ridurre attaccabilità da stampaggio superficiale.
Co-progettazione con packaging: proteggere l’area PUF e renderne la replica economicamente non sostenibile rispetto al valore attaccabile.

5) Minacce su database, enrollment e insider

Minaccia: compromissione del database o enrollment fraudolento
Se il database dei template viene violato, oppure se l’enrollment è manipolabile (insider), l’intero sistema perde credibilità.
Mitigazioni
Separazione dei segreti: non memorizzare immagini raw quando non necessario; usare feature-set non invertibile + hashing.
Audit trail immutabile: scrivere eventi (enrollment, verifiche, trasferimenti) su registro append-only (es. blockchain o log WORM).
Dual control per enrollment: ruoli separati e approvazioni multiple (four-eyes principle).
Revoca e re-enrollment: procedure formali per gestire eventi anomali (furto, manomissione, sostituzioni autorizzate).

6) Privacy e attributi di proprietà

Minaccia: correlazione indebita (tracking del proprietario)
Se colleghi direttamente PUF → persona, aumentano i rischi privacy e legali.
Mitigazioni
Pseudonimizzazione: sul registro pubblico solo ID tecnici; i dati personali restano off-chain, minimizzati e accessibili per ruoli.
Disclosure controllata: “prove of authenticity” senza rivelare identità (es. attestazioni a livelli).
Policy e compliance: log accessi, retention, diritto alla cancellazione dove applicabile (senza distruggere l’audit tecnico).

Posizionamento tecnico

La PUF embedded è l’ancora fisica di verità; la sicurezza end-to-end dipende dal protocollo di lettura, dall’anti-replay, dall’attestazione del lettore e dalla governance dei dati.

Vulnerabilità Blockchain "Stand alone"

Il documento "Metodi basati su blockchain per l'identificazione di prodotti falsi" all’indirizzo

https://www.ijpe-online.com/EN/10.23940/ijpe.24.10.p5.631639

analizza l’uso della blockchain come strumento per l’identificazione di prodotti contraffatti, proponendo un framework (FPI – Fake Product Identification) basato su:

registrazione dei prodotti,
tracciamento nella supply chain,
verifica da parte del consumatore tramite QR code,
smart contract su Ethereum.

L’obiettivo è migliorare sicurezza, trasparenza e tracciabilità rispetto ai sistemi centralizzati tradizionali.

Idea di fondo

La blockchain viene utilizzata come registro immutabile per memorizzare:

dati di prodotto,
passaggi di proprietà,
attori autorizzati (produttori, venditori, consumatori).

Ogni prodotto è associato a un identificatore digitale (QR code) che consente al consumatore finale di verificarne l’autenticità interrogando la blockchain.

Architettura proposta

Il framework è strutturato su tre livelli principali:

1. Manufacturer

Registra prodotti e venditori autorizzati.
Genera un QR code per ogni prodotto.
Registra ogni trasferimento (produttore → venditore).

2. Seller

Può vendere solo prodotti registrati dal produttore.
Mantiene visibilità sull’inventario attraverso la blockchain.

3. Consumer

Scansiona il QR code.
Verifica se il prodotto è autentico o contraffatto.

Tutte le operazioni sono gestite tramite smart contract, che automatizzano la verifica e riducono l’intervento umano.

Risultati e analisi delle prestazioni

L’articolo confronta il sistema FPI con portali tradizionali:

Vantaggi evidenziati

Immutabilità dei dati: le informazioni non possono essere alterate.
Decentralizzazione: nessun singolo punto di controllo o fallimento.
Trasparenza e auditabilità.
Velocità di interrogazione: le query sono più rapide perché i dati sono disponibili localmente sui nodi.
Automazione tramite smart contract.

Limiti rilevati

Scalabilità: l’aumento del numero di record fa crescere in modo significativo i tempi di scrittura e il volume di dati trasmessi (fino a 10× rispetto ai sistemi tradizionali).
Overhead di consenso: le operazioni di scrittura sono più lente rispetto a database centralizzati.
Dipendenza da identificatori digitali (QR code), facilmente clonabili se non associati a un ancoraggio fisico forte.
Criticità concettuali (implicite ma rilevanti)

Sebbene non esplicitamente affrontato dagli autori, il sistema:

certifica i dati, non l’oggetto fisico;
presuppone che il QR code rimanga sempre legato al prodotto originale;
non risolve il problema della sostituzione fisica dei componenti o del riuso fraudolento degli identificatori.

In altre parole, la blockchain garantisce la coerenza del registro, ma non l’autenticità fisica intrinseca del prodotto.

Conclusione dell’articolo

Gli autori concludono che il framework FPI dimostra la fattibilità di un sistema:

sicuro,
decentralizzato,
trasparente,
interoperabile,

per la lotta alla contraffazione. La blockchain viene presentata come un abilitatore chiave, in grado di migliorare significativamente i sistemi di autenticazione tradizionali.

Sintesi critica finale

L’articolo rappresenta un buon esempio di approccio “blockchain-first”, efficace per:

supply chain visibility,
audit,
certificazione dei passaggi commerciali.

Tuttavia, il modello resta digitale-centrico: l’identità del prodotto è legata a un identificatore logico (QR code), non a una firma fisica non clonabile.

Per contrastare contraffazioni sofisticate, il framework descritto necessita di tecnologie complementari in grado di collegare in modo forte e non replicabile il mondo fisico al registro blockchain.