[发明专利]一种PUF图案的制作方法及其应用和防伪标签

说明书

本发明公开了一种PUF图案的制作方法及其应用和防伪标签，该制作方法包括：在衬底的表面制备纳米级沟道阵列，对所述表面进行疏水处理；通过物理气相沉积在所述表面制备半导体纳米线阵列；再获取所述半导体纳米线阵列的形貌图像数据，并进行数字化处理，形成对应的PUF编码信息，得到PUF图案。其中，半导体纳米线阵列在生长过程中受物理气相沉积的固有工艺缺陷影响，纳米线形貌的产生具有随机性，其对应形貌图像数值具有随机性和唯一性，进而可用于实现PUF功能，形成PUF编码信息，获得PUF图案，以上制作方法简单，设备简易，普适性强，适用于工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及物理不可克隆功能技术领域，尤其是涉及一种PUF图案的制作方法及其应用和防伪标签。

背景技术

信息技术的兴起极大地简化了信息的产生、存储、共享、复制和交换过程，从根本上改变了人类生产和生活方式，加速了世界文明进程。当今世界正朝着万物互联和智能化不断迈进，因此发展保护海量信息数据免受攻击的可靠技术至关重要。信息技术中的物理设备要求我们为它们之间的正确通信创建唯一标识，所以这些设备就需要具有防止伪造的能力，即理想安全标识。

传统意义上的加密技术是通过创建和使用由复杂加密软件生成的唯一加密密钥来保护信息。然而对于移动设备，传统方法具有高功耗和安全级别相对较低的缺点。为了解决这些缺点，需要一种基于硬件的高级安全技术来产生不可克隆的加密密钥。物理不可克隆功能(Physically Unclonable Functions,PUF)正是这样一种硬件安全技术，它利用设备的固有变化对给定的输入产生不可克隆的唯一设备响应。PUF是一种固有的非易失性技术，它并不实际存储密钥，在受到硬件攻击时对手无法读取存储器内容；且理想PUF在多次失真操作后仍旧能实现密钥的稳定性，且对数据库的要求较低。近年来，PUF技术由于其在硬件安全方面的天然优势受到了越来越多的关注。但现有PUF的制备通常所需设备复杂、普适性差，不适于工业化大规模生产。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种PUF图案的制作方法及其应用和防伪标签，该方法所设备简单，普适性强，适于工业化大规模生产。

本发明的第一方面，提出了一种PUF图案的制作方法，包括以下步骤：

S1、在衬底的表面制备纳米级沟道阵列，对所述表面进行疏水处理；

S2、通过物理气相沉积在所述表面制备半导体纳米线阵列；

S3、获取所述半导体纳米线阵列的形貌图像数据，并进行数字化处理，形成对应的PUF编码信息，得到PUF图案。

根据本发明实施例的PUF图案的制作方法，至少具有以下有益效果：该方法通过先在衬底表面制备纳米级沟道阵列，而后对其进行疏水处理，进而通过物理气相沉积在其上制备半导体纳米线阵列，再获取半导体纳米线阵列的形貌图像数据，并进行数据化处理，形成对应的PUF编码信息，以得到PUF图案。其中，半导体纳米线阵列在生长过程中受物理气相沉积的固有工艺缺陷影响，纳米线的形貌(如直径、长度、密度、起始位置等)是完全随机产生的，因此，其对应形貌图像数值具有随机性和唯一性，进而可用于实现PUF功能，形成PUF编码信息，获得PUF图案，以上制作方法简单，设备简易，普适性强，适用于工业化大规模生产。

步骤S2中，所制备半导体纳米线阵列，可为对应衬底表面纳米级沟道阵列所形成的半导体纳米线阵列面；而在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述半导体纳米线阵列包括至少两个子阵列。各子阵列可理解为PUF制作单元，进而在步骤S3中，具体获取各子阵列的形貌图像数据。通过设置以上子阵列的方式，可利于批量大尺寸生产制作PUF图案，甚至PUF图案阵列。当然，在其他实施例,步骤S2中，也可直接在具有纳米级沟道阵列的衬底表面通过物理气相沉积制备半导体纳米阵列基层，步骤S3中，直接半导体纳米线基层上选取一个或多个区域作为PUF图案制作单元，进而获取相应的形貌图像数据，并进行数字化处理，形成对应的PUF编码信息，得到PUF图案。