Nedávno výskumný tím výskumníka Shao Yuchuan zo Shanghai Institute of Optical Precision Machinery, Čínska akadémia vied, navrhol novú schému na využitie fototermálneho efektu zlatých nanočastíc na prípravu optických PUF a súvisiace výsledky výskumu sú zhrnuté ako "Fyzické neklonovateľné funkcie založené na fototermálnom účinku nanočastíc zlata". Výsledky výskumu boli publikované v ACS Applied Materials & Interfaces pod názvom „Phototermal Effect of Gold Nanoparticles“.
V súčasnosti je možné bežné bezpečnostné štítky ľahko napodobniť vďaka ich fixnému výrobnému procesu. Fyzické neklonovateľné funkcie (PUF) využívajú nekontrolovateľnú odchýlku prípravy materiálov počas procesu prípravy, ktorá môže generovať jedinečné a neopakovateľné signály odozvy ako kódy proti falšovaniu. Tak ako na svete neexistujú dva rovnaké listy, ani výrobca nedokáže vyrobiť dva rovnaké PUF. hoci optické PUF pritiahli veľkú pozornosť vďaka svojej vysokej kódovacej kapacite a vysokému kontrastu odozvy, stále čelia mnohým výzvam: signály odozvy rozptylových PUF sú nestabilné, životnosť fluorescenčných PUF je ohrozená fluorescenčným bielením a autentifikačný systém Ramanových PUF je komplikovaný a vyžaduje drahé spektrálne dekódovacie zariadenie. Ďalšia generácia optických PUF bude vyžadovať imunoimunoprecipitáciu. Optické PUF novej generácie potrebujú schopnosť imunofluorescencie a Ramanovej excitácie, čím sa zásadne eliminuje vplyv vlastných defektov materiálu na bezpečnostný výkon optických PUF.
Výskumníci navrhujú novú schému na prípravu optických PUF s využitím fototermálneho efektu nanozlata. Schéma začína optimalizáciou povrchovej hustoty a intenzity odozvy podpovrchových defektov taveného oxidu kremičitého a využíva zlaté nanočastice so zjavným fototermálnym účinkom na nahradenie podpovrchových defektov a generovanie signálov odozvy s dostatočne vysokým kontrastom odozvy. Optimálna povrchová hustota zlatých nanočastíc sa dosiahla optimalizáciou procesu prípravy, aby sa maximalizovala kódovacia schopnosť PUF. Pripravený optický PUF nielenže spĺňa požiadavky na výkon PUF, ako je jedinečnosť, spoľahlivosť a bitová uniformita, ale jeho tajný kódovací kľúč prejde aj testom náhodných čísel NIST na overenie jeho náhodnosti. Táto práca poskytuje silnú podporu pre realizáciu aplikácie fototermálneho efektu na optické PUF.
Obr. 1 Schematický princíp optického PUF na základe fototermálnych vlastností nanozlata
