عندما قاما ببناء RayV Lite، ركز Beaumont وTrowell على طريقتين مختلفتين للاختراق بالليزر. الأولى هي حقن الأعطال بالليزر، أو LFI، والتي تستخدم دفقة قصيرة من الضوء للتلاعب بشحنات ترانزستورات المعالج، “قلب البتات” من 1 إلى 0 أو العكس. في بعض الحالات، يمكن أن يؤدي تشغيل هذه التقلبات بعناية إلى تأثيرات أكبر بكثير. بالنسبة لشريحة سيارة واحدة اختبرتها Beaumont، على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي خلل في الشريحة بالليزر في لحظة معينة إلى منع فحص الأمان الذي يضع برامج الشريحة الثابتة في حالة محمية، وبالتالي تركها غير محمية والسماح لها بفحص الكود المظلم بخلاف ذلك للعثور على نقاط الضعف.
ويقول بومونت وترويل إن العديد من محافظ العملات المشفرة معرضة أيضًا لأشكال من الاختراق الأمني، مثل تعطل الشريحة في اللحظة التي تطلب فيها رقم التعريف الشخصي لفتح المفتاح التشفيري للوصول إلى أموال المالك. ويقول ترويل: “تنزع الشريحة من محفظة العملات المشفرة، وتضربها بالليزر في الوقت المناسب، وستفترض ببساطة أنك حصلت على رقم التعريف الشخصي. ثم تقفز عبر التعليمات وتعيد المفتاح مرة أخرى”.
تركز تقنية اختراق الليزر الثانية، المعروفة باسم تصوير الحالة المنطقية بالليزر، بدلاً من ذلك على مراقبة بنية الشريحة ونشاطها في الوقت الفعلي، وارتداد ضوء الليزر عنها، والتقاط النتائج (مثل الكاميرا أو المجهر)، ثم تحليلها – في عمل بومونت وترويل، تم ذلك غالبًا بمساعدة أدوات التعلم الآلي. نظرًا لأن ضوء الليزر ينعكس عن السيليكون بشكل مختلف بناءً على شحنته الكهربائية، فإن هذه الحيلة تسمح للمتسللين برسم خريطة ليس فقط للتصميم المادي للمعالج ولكن أيضًا للبيانات التي تخزنها ترانزستوراته، مما يؤدي في الأساس إلى تشريح الشريحة لاستخراج تلميحات حول البيانات والرمز الذي تتعامل معه، والذي قد يتضمن أسرارًا حساسة.
في الإصدار الأول من RayV Lite، يقوم Beaumont وTrowell ببناء تصميمات للأداة في نسختين مختلفتين، واحدة لكل من تقنيتي الاختراق بالليزر. وهما يصدران نموذج حقن الأعطال بالليزر فقط في الوقت الحالي، ويأملان في إطلاق نسخة التصوير بالحالة المنطقية بالليزر في غضون أشهر.
وسوف يستخدم كلا الجهازين نفس المكونات الأساسية ونفس الحيل التي يمكن تنفيذها بنفسك لخفض التكاليف. على سبيل المثال، يعتمد جسم الأداة على نموذج مجهر مفتوح المصدر يمكن طباعته بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد يسمى OpenFlexure، والذي يستخدم مرونة البلاستيك القابل للطباعة ثلاثية الأبعاد من مادة PLA لتحقيق دقة توجيه الليزر. يتم تثبيت الشريحة المستهدفة على هيكل مثبت على رافعات بلاستيكية مطبوعة يتم ثنيها بدرجات صغيرة بواسطة محركات متدرجة، مما يسمح بحركات دقيقة صغيرة في ثلاثة أبعاد. يقول بومونت وترويل إنه باستخدام حيلة ثني البلاستيك هذه والليزر الذي يتم تركيزه من خلال عدسة، يمكن لجهاز RayV استهداف الترانزستورات – أو بالأحرى مجموعات منها – حتى مقياس النانومتر. (تعترف بومونت بأن البلاستيك من مادة PLA يتآكل. لكنها تلاحظ أيضًا أنه يمكن ببساطة طباعة الجسم بالكامل لجهاز RayV Lite مقابل بضعة دولارات).
كان أحد الابتكارات التي سمحت لبومونت وترويل بخفض تكلفة RayV Lite بشكل كبير، والذي تم تنفيذه لأول مرة من قبل مجموعة من الباحثين الأكاديميين في جامعة رويال هولواي في لندن الذين قاموا ببناء أداة حقن الأعطال بالليزر منخفضة التكلفة، هو اكتشاف أن اختراق الشريحة بالليزر يمكن أن يتم باستخدام ليزر أرخص بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الليزر الأقل قوة الذي يتم إطلاقه على الشريحة لفترة زمنية أطول – لا يزال سريعًا لدرجة قياسه بالمللي ثانية – يمكن أن يكون له تأثير مكافئ لليزر الأعلى قوة الذي يتم إطلاقه لفترة زمنية أقصر، تمامًا كما يمكن للكاميرا التقليدية تعريض الفيلم لضوء أقل لفترة أطول لتحقيق نفس التعرض.