For nylig har forskerholdet af forskeren Shao Yuchuan fra Shanghai Institute of Optical Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences, foreslået en ny ordning til at udnytte den fototermiske effekt af guldnanopartikler til fremstilling af optiske PUF'er, og de relaterede forskningsresultater er opsummeret som "Fysiske uklonbare funktioner baseret på den fototermiske effekt af guldnanopartikler". Forskningsresultaterne blev offentliggjort i ACS Applied Materials & Interfaces under titlen "Photothermal Effect of Gold Nanopartikler".
I øjeblikket kan almindelige sikkerhedsetiketter let efterlignes på grund af deres faste produktionsproces. Physical Unclonable Functions (PUF'er) udnytter materialers ukontrollerbare forberedelsesafvigelse under forberedelsesprocessen, hvilket kan generere unikke og uigentagelige responssignaler som anti-forfalskning koder. Ligesom der ikke er to identiske blade i verden, kan selv en producent ikke lave to identiske PUF'er. selvom optiske PUF'er har tiltrukket sig meget opmærksomhed på grund af deres høje kodningskapacitet og høje responskontrast, står de stadig over for mange udfordringer: responssignalerne fra sprednings-PUF'er er ustabile, levetiden for fluorescerende PUF'er er truet af fluorescensblegning og autentificeringssystemet af Raman PUF'er er kompliceret og kræver dyrt spektralt afkodningsudstyr. Den næste generation af optiske PUF'er vil kræve immun-immunpræcipitation. Næste generation af optiske PUF'er har brug for evnen til immunfluorescens og Raman-excitation, hvilket fundamentalt eliminerer indflydelsen af materialets egne defekter på sikkerhedsydelsen af optiske PUF'er.
Forskerne foreslår en ny ordning til at forberede optiske PUF'er ved at bruge den nanogold fototermiske effekt. Skemaet starter med at optimere overfladedensiteten og responsintensiteten af smeltet silica underjordiske defekter og bruger guld nanopartikler med tydelig fototermisk effekt til at erstatte de underjordiske defekter og generere responssignaler med tilstrækkelig høj responskontrast. Den optimale overfladedensitet af guldnanopartikler blev opnået ved at optimere forberedelsesprocessen for at maksimere PUF'ens kodningsevne. Den forberedte optiske PUF opfylder ikke kun PUF-ydeevnekravene såsom unikhed, pålidelighed og bit-ensartethed, men dens hemmelige kodningsnøgle består også NIST-testen til tilfældige tal for at verificere dens tilfældighed. Dette arbejde giver en stærk støtte til realiseringen af anvendelsen af fototermisk effekt på optisk PUF.
Fig. 1 Skematisk princip for optisk PUF baseret på nanogold fototermiske egenskaber
