Nedávno výzkumný tým výzkumníka Shao Yuchuan ze Shanghai Institute of Optical Precision Machinery, Čínské akademie věd, navrhl nové schéma pro využití fototermálního efektu zlatých nanočástic pro přípravu optických PUF a související výsledky výzkumu jsou shrnuty jako „Fyzikální neklonovatelné funkce založené na fototermálním účinku zlatých nanočástic“. Výsledky výzkumu byly publikovány v ACS Applied Materials & Interfaces pod názvem „Phototermal Effect of Gold Nanoparticles“.
V současné době lze běžné bezpečnostní štítky snadno napodobit díky jejich pevnému výrobnímu procesu. Fyzické neklonovatelné funkce (PUF) využívají nekontrolovatelnou odchylku přípravy materiálů během procesu přípravy, která může generovat jedinečné a neopakovatelné signály odezvy jako kódy proti padělání. Stejně jako na světě neexistují dva stejné listy, ani výrobce nemůže vyrobit dva stejné PUF. ačkoli optické PUF přitáhly velkou pozornost díky své vysoké kódovací kapacitě a vysokému kontrastu odezvy, stále čelí mnoha výzvám: signály odezvy rozptylujících PUF jsou nestabilní, životnost fluorescenčních PUF je ohrožena fluorescenčním bělením a autentizační systém Ramanových PUF je komplikovaný a vyžaduje drahé spektrální dekódovací zařízení. Další generace optických PUF bude vyžadovat imunoimunoprecipitaci. Optické PUF nové generace potřebují schopnost imunofluorescence a Ramanovy excitace, čímž se zásadně eliminuje vliv vlastních defektů materiálu na bezpečnostní výkon optických PUF.
Výzkumníci navrhují nové schéma pro přípravu optických PUF využívajících fototermální efekt nanozlata. Schéma začíná optimalizací povrchové hustoty a intenzity odezvy podpovrchových defektů taveného oxidu křemičitého a využívá zlaté nanočástice se zřejmým fototermickým efektem k nahrazení podpovrchových defektů a generování signálů odezvy s dostatečně vysokým kontrastem odezvy. Optimální povrchové hustoty zlatých nanočástic bylo dosaženo optimalizací procesu přípravy s cílem maximalizovat kódovací schopnost PUF. Připravený optický PUF nejen splňuje požadavky na výkon PUF, jako je jedinečnost, spolehlivost a bitová uniformita, ale jeho tajný kódovací klíč také prošel testem náhodných čísel NIST, aby se ověřila jeho náhodnost. Tato práce poskytuje silnou podporu pro realizaci aplikace fototermálního efektu na optické PUF.
Obr. 1 Schématický princip optického PUF založeného na fototermálních vlastnostech nanozlata
