เมื่อไม่นานนี้ ทีมนักวิจัยของ Shao Yuchuan จากสถาบันเครื่องจักรความแม่นยำทางแสงเซี่ยงไฮ้ สถาบันวิทยาศาสตร์จีน ได้เสนอโครงการใหม่ในการใช้เอฟเฟกต์ความร้อนจากแสงของอนุภาคนาโนทองคำในการเตรียม PUF ออปติคัล และผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้สรุปเป็น "ฟังก์ชันที่ไม่สามารถโคลนได้ทางกายภาพโดยอาศัยเอฟเฟกต์ความร้อนจากแสงของอนุภาคนาโนทองคำ" ผลการวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ใน ACS Applied Materials & Interfaces ภายใต้หัวข้อ "เอฟเฟกต์ความร้อนจากแสงของอนุภาคนาโนทองคำ"
ปัจจุบัน ฉลากความปลอดภัยทั่วไปสามารถเลียนแบบได้ง่ายเนื่องจากกระบวนการผลิตที่แน่นอน ฟังก์ชันที่ไม่สามารถโคลนได้ทางกายภาพ (Physical Unclonable Functions: PUF) ใช้การเบี่ยงเบนการเตรียมวัสดุที่ควบคุมไม่ได้ในระหว่างขั้นตอนการเตรียม ซึ่งสามารถสร้างสัญญาณตอบสนองที่ไม่ซ้ำกันและไม่สามารถทำซ้ำได้เป็นรหัสป้องกันการปลอมแปลง เช่นเดียวกับที่ไม่มีใบไม้ที่เหมือนกันสองใบในโลก แม้แต่ผู้ผลิตก็ไม่สามารถผลิต PUF ที่เหมือนกันสองใบได้ แม้ว่า PUF แบบออปติกจะดึงดูดความสนใจอย่างมากเนื่องจากความสามารถในการเข้ารหัสสูงและคอนทราสต์ในการตอบสนองสูง แต่ยังคงเผชิญกับความท้าทายมากมาย: สัญญาณตอบสนองของ PUF ที่กระจัดกระจายไม่เสถียร อายุการใช้งานของ PUF เรืองแสงถูกคุกคามจากการฟอกสีฟลูออเรสเซนต์ และระบบการตรวจสอบความถูกต้องของ PUF แบบรามานมีความซับซ้อนและต้องใช้อุปกรณ์ถอดรหัสสเปกตรัมที่มีราคาแพง PUF แบบออปติกรุ่นต่อไปจะต้องใช้การตกตะกอนภูมิคุ้มกัน PUF แบบออปติกรุ่นต่อไปจำเป็นต้องมีความสามารถในการเรืองแสงภูมิคุ้มกันและการกระตุ้นแบบรามาน ดังนั้นจึงขจัดอิทธิพลของข้อบกพร่องของวัสดุเองต่อประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของ PUF แบบออปติกได้ในระดับพื้นฐาน
นักวิจัยเสนอรูปแบบใหม่ในการเตรียม PUF แบบออปติกโดยใช้เอฟเฟกต์ความร้อนจากแสงของนาโนโกลด์ รูปแบบนี้เริ่มต้นด้วยการปรับความหนาแน่นของพื้นผิวและความเข้มข้นของการตอบสนองของข้อบกพร่องใต้ผิวของซิลิกาหลอมรวมให้เหมาะสม และใช้อนุภาคนาโนทองคำที่มีผลความร้อนจากแสงที่ชัดเจนเพื่อแทนที่ข้อบกพร่องใต้ผิวและสร้างสัญญาณการตอบสนองที่มีความคมชัดในการตอบสนองสูงเพียงพอ ความหนาแน่นของพื้นผิวที่เหมาะสมที่สุดของอนุภาคนาโนทองคำนั้นทำได้โดยการปรับกระบวนการเตรียมให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มความสามารถในการเข้ารหัสของ PUF ให้สูงสุด PUF แบบออปติกที่เตรียมไว้ไม่เพียงแต่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของ PUF เช่น ความเป็นเอกลักษณ์ ความน่าเชื่อถือ และความสม่ำเสมอของบิตเท่านั้น แต่คีย์ลับในการเข้ารหัสยังผ่านการทดสอบตัวเลขสุ่มของ NIST เพื่อยืนยันความสุ่มอีกด้วย งานนี้ให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการรับรู้ถึงการประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์ความร้อนจากแสงกับ PUF แบบออปติก
รูปที่ 1 หลักการแผนผังของ PUF แบบออปติคัลที่อาศัยคุณสมบัติทางความร้อนจากแสงของนาโนโกลด์
