[發明專利]一種PUF器件的制備方法及其密鑰生成方法

有效

• 申請號: 201910911035.3
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110784312B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張躍軍;欒志存;張會紅
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;C09K11/66;B82Y30/00;B82Y20/00;C08F126/06;C08F2/48;C08F2/38
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 方小惠

本發明公開了一種PUF器件的制備方法及其密鑰生成方法，通過物質硫S、二氯化鉛PbCl2、油胺OLA、甲醇、甲苯等現有廉價的基本化學物質來合成得到PbS量子點，且在合成得到PbS量子點過程中使用基本的化學實驗儀器，PUF器件中PbS量子點的分布來源于納米微粒在溶液中的布朗運動，PbS量子點的分布具有較高的唯一性和隨機性，利用MATLAB軟件中graythresh函數和im2bw函數將PUF器件內部PbS量子點的分布圖TEM轉化黑白圖像，再對像素點進行識別得到初始密鑰鑰，對初始密鑰進行馮·諾依曼處理后分組得到最終的密鑰；優點是PUF器件制備原料容易獲取，可以生成隨機性和唯一性較高的密鑰。

技術領域

本發明涉及一種PUF器件的制備技術，尤其是涉及一種PUF器件的制備方法及其密鑰生成方法。

背景技術

隨著技術的發展，市場上出現大量假冒偽劣的不良商品。人們無法直接對產品的真偽進行辨別。防偽標簽是當前預防假冒偽劣商品的有效措施之一，人們可以根據防偽標簽有效辨別產品的真偽。如何選取有效的物理特征是當前防偽標簽設計的一大難題。

PUF器件通過利用物理機制的隨機性，產生無限多個特有的數據信息，這些數據信號具有唯一性、隨機性和物理不可克隆特性，可廣泛應用于防偽領域。將PUF器件與防偽標簽的融合應用，可以有效的保護信息安全，打擊假冒偽劣。在PUF器件方面，Carro-Temboury利用鑭系元素離子和沸石在玻璃上的聚合物薄膜隨機形成特殊圖案，設計了具有獨特圖像標志的PUF器件。但是該PUF器件中，不但鑭系元素離子難以獲得，而且在聚合物薄膜形成的圖案采集到的數據隨機性也不高。近年來，陳鑫輝等以取載玻片和蓋玻片等玻璃材料作為基質，并在其表面均勻附著適量微小的黑色液滴，制成能夠形成光斑的散射體玻璃，通過激光的照射以及激光測試系統的圖像采集功能，便能夠得到激光光斑圖案，形成PUF器件。雖然該PUF器件的制備材料容易獲取，但是PUF器件中光斑的散射體無法均勻分布，導致最后形成的密鑰的隨機性和唯一性仍然較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是提供一種PUF器件的制備方法，該制備方法制備得到的PUF器件可以生成隨機性和唯一性較高的密鑰，且其制備原料容易獲取。

本發明解決上述技術問題之一所采用的技術方案為：一種PUF器件的制備方法，包括以下步驟，

步驟S1、在氮氣N₂環境下制備硫化鉛(PbS)量子點，具體過程為：

A、將0.32g硫S與30ml油胺OLA混合后攪拌均勻，并加熱至120℃，加熱時間為30分鐘，得到硫-油胺混合溶液，將制得的硫-油胺混合液保存在不低于80℃的溫度下，以避免沉淀；

B、將1.11g二氯化鉛PbCl₂與20ml油胺OLA混合后攪拌均勻，并加熱至100℃，加熱時間為30分鐘，得到二氯化鉛-油胺的混合溶液；

C、將步驟A得到的硫-油胺混合溶液和步驟B得到的二氯化鉛-油胺的混合溶液倒入一個三頸燒瓶中進行混合得到第一混合溶液，對三頸燒瓶進行加熱，使三頸燒瓶中的第一混合溶液的溫度升高至100℃，然后在100℃條件讓第一混合溶液靜置反應30分鐘后，再向三頸燒瓶中加入6ml硫原液和6ml油胺OLA，繼續在100℃條件下進行反應，反應時間為100分鐘，最后再向三頸燒瓶加入40mL丁醇和20mL甲醇混合均勻，得到含有PbS量子點的混合溶液；

D、從步驟C中得到的含有PbS量子點的混合溶液中量取20mL含有PbS量子點的混合溶液，將20mL含有PbS量子點的混合溶液與80mL甲苯混合均勻得到第二混合溶液，對第二混合溶液進行離心和傾析處理使第二混合溶液分為多層，此時甲苯位于最下層，PbS量子點位于甲苯內，將位于最下層的甲苯及其內PbS量子點提取出來，得到PbS量子點-甲苯溶液，將PbS量子點-甲苯溶液保存于干燥器或-10℃冰箱中；

步驟S2、制備PUF器件，具體過程為：