Onlangs heeft het onderzoeksteam van onderzoeker Shao Yuchuan van het Shanghai Institute of Optical Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences, een nieuw schema voorgesteld om het fotothermische effect van gouden nanodeeltjes te gebruiken voor de bereiding van optische PUF's, en de gerelateerde onderzoeksresultaten worden samengevat als "Physical Unclonable Functions based on the Photothermal Effect of Gold Nanoparticles". De onderzoeksresultaten werden gepubliceerd in ACS Applied Materials & Interfaces onder de titel "Photothermal Effect of Gold Nanoparticles".
Momenteel kunnen gangbare beveiligingslabels eenvoudig worden nagebootst vanwege hun vaste productieproces. Physical Unclonable Functions (PUF's) maken gebruik van de oncontroleerbare voorbereidingsafwijking van materialen tijdens het voorbereidingsproces, wat unieke en niet-herhaalbare responssignalen kan genereren als anti-namaakcodes. Net zoals er geen twee identieke bladeren in de wereld zijn, kan zelfs een fabrikant geen twee identieke PUF's maken. Hoewel optische PUF's veel aandacht hebben getrokken vanwege hun hoge coderingscapaciteit en hoge responscontrast, worden ze nog steeds geconfronteerd met veel uitdagingen: de responssignalen van verstrooiende PUF's zijn instabiel, de levensduur van fluorescerende PUF's wordt bedreigd door fluorescentiebleking en het authenticatiesysteem van Raman PUF's is ingewikkeld en vereist dure spectrale decoderingsapparatuur. De volgende generatie optische PUF's vereist immuno-immunoprecipitatie. Optische PUF's van de volgende generatie hebben de mogelijkheid van immunofluorescentie en Raman-excitatie nodig, waardoor de invloed van de eigen defecten van het materiaal op de veiligheidsprestaties van optische PUF's fundamenteel wordt geëlimineerd.
De onderzoekers stellen een nieuw schema voor om optische PUF's te bereiden met behulp van het nanogold fotothermische effect. Het schema begint met het optimaliseren van de oppervlaktedichtheid en responsintensiteit van ondergrondse defecten van gesmolten silica en gebruikt gouden nanodeeltjes met een duidelijk fotothermisch effect om de ondergrondse defecten te vervangen en responssignalen te genereren met een voldoende hoog responscontrast. De optimale oppervlaktedichtheid van gouden nanodeeltjes werd bereikt door het voorbereidingsproces te optimaliseren om het coderingsvermogen van de PUF te maximaliseren. De voorbereide optische PUF voldoet niet alleen aan de PUF-prestatievereisten zoals uniciteit, betrouwbaarheid en bituniformiteit, maar de geheime coderingssleutel doorstaat ook de NIST-test voor willekeurige getallen om de willekeur te verifiëren. Dit werk biedt een sterke ondersteuning voor de realisatie van de toepassing van het fotothermische effect op optische PUF.
Figuur 1 Schematisch principe van optische PUF op basis van fotothermische eigenschappen van nanogoud
