近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與(yu) 工程部邵宇川研究員研究團隊，提出一種利用納米金光熱效應製備光學PUF的新方案，相關(guan) 研究成果以“Physical Unclonable Functions based on Photothermal Effect of Gold Nanoparticles”為(wei) 題發表於(yu) ACS Applied Materials & Interfaces。

目前，常見的防偽(wei) 標簽由於(yu) 其固定的生產(chan) 流程，很容易被仿製。物理不可克隆函數(Physical Unclonable Functions,PUFs)利用材料在製備過程不可控的製備偏差，可生成獨特且不可複製的響應信號作為(wei) 防偽(wei) 編碼。正如世界上不存在兩(liang) 個(ge) 完全相同的樹葉，即便是製造商也無法製造兩(liang) 種一模一樣的PUF。盡管光學PUF由於(yu) 其高編碼容量、高響應對比度受到研究人員的廣泛關(guan) 注，但是其仍麵臨(lin) 著許多挑戰：散射PUF響應信號不穩定；熒光PUF的使用壽命受到熒光漂白的威脅；拉曼PUF認證係統複雜，需要昂貴的光譜解碼設備。下一代光學PUF需要免疫熒光、拉曼激發的能力，從(cong) 而在根本上消除材料本身缺陷對光學PUF安全性能的影響。

研究人員提出一種利用納米金光熱效應製備光學PUF的新方案。該方案以優(you) 化熔石英亞(ya) 表麵缺陷的麵密度和響應強度為(wei) 起點，利用光熱效應明顯的金納米顆粒替代亞(ya) 表麵缺陷，生成響應對比度足夠高的響應信號。通過優(you) 化製備工藝實現了金納米顆粒最佳麵密度，最大限度地提升了PUF的編碼能力。製備出的光學PUF不僅(jin) 滿足了唯一性、可靠性、位均勻性等PUF性能要求，其編碼秘鑰還通過了NIST隨機數測試，驗證了其隨機性。該工作為(wei) 光熱效應在光學PUF上實現應用提供了有力支撐。

圖 1基於(yu) 納米金光熱特性的光學PUF原理示意圖