基于双空间可见光技术的超高安全性物理不可克隆功能认证

《Nature Communications》：Dual-space visible light authentication toward high security physical unclonable function

　　

摘要

通过非确定性自组装产生的随机图案可为基于硬件的信息安全系统提供物理不可克隆功能。然而，若不进行耗时且成本高昂的特性分析，就很难识别来自随机无序结构的复杂信号。在此，我们提出了一种基于自组装的、易于验证且高度安全的PUF系统，该系统利用双空间可见光信号之间的协同作用来实现身份验证。由胶体自组装形成的多晶单层结构可视为由二维空间坐标和晶体取向所定义的虚拟三维空间，通过结合实空间布拉格反射信号与倒空间衍射信号，在可见光波段即可对其实现有效验证。值得注意的是，由六方密堆积结构的胶体颗粒构成的多晶图案非常适合作为实用的PUF标签，它能够提供难以预测的倒格子信息，具备高度的自由度，从而便于生成大量加密密钥。我们的PUF仅依赖于结构信息，因此可作为一种多功能模板，应用于需要机械灵活性、可再生性、隐蔽性、介质无关性以及生物相容性的场景中。