最近、中国科学院上海光学精密機械研究所の邵玉川研究員の研究チームは、金ナノ粒子の光熱効果を利用して光学PUFを製造する新しい方法を提案し、関連する研究成果を「金ナノ粒子の光熱効果に基づく物理的に複製不可能な機能」としてまとめました。研究成果は「金ナノ粒子の光熱効果」というタイトルでACS Applied Materials & Interfacesに掲載されました。
現在、一般的なセキュリティラベルは、製造プロセスが固定されているため、簡単に模倣できます。物理的複製不可能機能（PUF）は、製造プロセス中の材料の制御できない製造偏差を利用し、ユニークで再現不可能な応答信号を偽造防止コードとして生成できます。世界に2つの同じ葉がないように、メーカーでさえ2つの同じPUFを作ることはできません。光PUFは、高いエンコード容量と高い応答コントラストのために多くの注目を集めていますが、散乱PUFの応答信号は不安定であり、蛍光PUFの寿命は蛍光退色によって脅かされ、ラマンPUFの認証システムは複雑で高価なスペクトルデコード装置を必要とするなど、まだ多くの課題に直面しています。次世代の光PUFには、免疫免疫沈降が必要です。次世代の光PUFには、免疫蛍光とラマン励起の能力が必要であり、これにより、材料自体の欠陥が光PUFの安全性能に与える影響が根本的に排除されます。
研究者らは、ナノゴールドの光熱効果を利用した光PUFを作製する新しい方法を提案している。この方法は、まず溶融シリカの表面下欠陥の表面密度と応答強度を最適化することから始め、明らかな光熱効果を持つ金ナノ粒子を使用して表面下欠陥を置き換え、十分に高い応答コントラストを持つ応答信号を生成する。金ナノ粒子の最適な表面密度は、PUFのエンコード機能を最大化するために作製プロセスを最適化することで達成された。作製された光PUFは、一意性、信頼性、ビット均一性などのPUFパフォーマンス要件を満たすだけでなく、エンコード秘密鍵はNIST乱数テストに合格し、ランダム性を検証している。この研究は、光PUFへの光熱効果の応用の実現を強力にサポートするものである。
図1 ナノゴールドの光熱特性に基づく光学PUFの概略原理
