Πρόσφατα, η ερευνητική ομάδα του ερευνητή Shao Yuchuan από το Ινστιτούτο Οπτικών Μηχανημάτων Ακριβείας της Σαγκάης, της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, πρότεινε ένα νέο σχήμα για τη χρήση της φωτοθερμικής επίδρασης των νανοσωματιδίων χρυσού για την παρασκευή οπτικών PUF και τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα συνοψίζονται ως «Φυσικές μη κλωνοποιήσιμες λειτουργίες που βασίζονται στο φωτοθερμικό αποτέλεσμα νανοσωματιδίων χρυσού». Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο ACS Applied Materials & Interfaces υπό τον τίτλο «Φωτοθερμικό αποτέλεσμα νανοσωματιδίων χρυσού».
Επί του παρόντος, οι κοινές ετικέτες ασφαλείας μπορούν εύκολα να μιμηθούν λόγω της σταθερής διαδικασίας παραγωγής τους. Οι Physical Unclonable Functions (PUF) χρησιμοποιούν την ανεξέλεγκτη απόκλιση προετοιμασίας των υλικών κατά τη διαδικασία προετοιμασίας, η οποία μπορεί να δημιουργήσει μοναδικά και ανεπανάληπτα σήματα απόκρισης ως κωδικούς κατά της παραχάραξης. Όπως δεν υπάρχουν δύο πανομοιότυπα φύλλα στον κόσμο, έτσι και ένας κατασκευαστής δεν μπορεί να φτιάξει δύο πανομοιότυπα PUF. αν και τα οπτικά PUF έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή λόγω της υψηλής τους ικανότητας κωδικοποίησης και της υψηλής αντίθεσης απόκρισης, εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν πολλές προκλήσεις: τα σήματα απόκρισης των PUF σκέδασης είναι ασταθή, η διάρκεια ζωής των φθοριζόντων PUF απειλείται από τη λεύκανση φθορισμού και το σύστημα ελέγχου ταυτότητας των Raman PUF είναι περίπλοκο και απαιτεί ακριβό εξοπλισμό φασματικής αποκωδικοποίησης. Η επόμενη γενιά οπτικών PUF θα απαιτήσει ανοσο-ανοσοκαθίζηση. Τα οπτικά PUF επόμενης γενιάς χρειάζονται την ικανότητα ανοσοφθορισμού και διέγερσης Raman, εξαλείφοντας έτσι ουσιαστικά την επίδραση των ελαττωμάτων του ίδιου του υλικού στην απόδοση ασφαλείας των οπτικών PUF.
Οι ερευνητές προτείνουν ένα νέο σχήμα για την παρασκευή οπτικών PUF χρησιμοποιώντας το φωτοθερμικό φαινόμενο νανοχρυσού. Το σχέδιο ξεκινά με τη βελτιστοποίηση της επιφανειακής πυκνότητας και της έντασης απόκρισης των υποεπιφανειακών ελαττωμάτων συντηγμένου πυριτίου και χρησιμοποιεί νανοσωματίδια χρυσού με προφανές φωτοθερμικό αποτέλεσμα για να αντικαταστήσει τα ελαττώματα κάτω από την επιφάνεια και να δημιουργήσει σήματα απόκρισης με αρκετά υψηλή αντίθεση απόκρισης. Η βέλτιστη επιφανειακή πυκνότητα των νανοσωματιδίων χρυσού επιτεύχθηκε με τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας προετοιμασίας για τη μεγιστοποίηση της ικανότητας κωδικοποίησης του PUF. Το προετοιμασμένο οπτικό PUF όχι μόνο πληροί τις απαιτήσεις απόδοσης PUF, όπως η μοναδικότητα, η αξιοπιστία και η ομοιομορφία bit, αλλά το μυστικό κλειδί κωδικοποίησης του περνά επίσης τη δοκιμή τυχαίων αριθμών NIST για να επαληθεύσει την τυχαιότητά του. Αυτή η εργασία παρέχει μια ισχυρή υποστήριξη για την υλοποίηση της εφαρμογής φωτοθερμικού φαινομένου σε οπτικό PUF.
Εικ. 1 Σχηματική αρχή του οπτικού PUF με βάση τις φωτοθερμικές ιδιότητες νανοχρυσού
