JP2013539874A - Method for manufacturing a product that embodies a physical replication difficulty function - Google Patents

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Abstract

【課題】 物理的複製困難関数(PUF)を具体化する製品を提供すること。
【解決手段】 本発明は、PUFを具体化する製品に向けられる。そのような製品を製造するための、「決定論的」凹凸を備えた1つの表面を有する材料に依拠する方法が開示される。この方法は、表面の凹凸によりトラップされ得るような寸法にされた粒子をさらに用いる。一般に、この方法は、PUFを形成するパターンを得るように、粒子(20)を材料表面(12)上にランダムに堆積させて、その凹凸(14)によりトラップさせることを可能にする。結果として生じるPUFは、粒子の全般的なパターン及び位置が既知なので、読出しが容易になる。(所与のタイプの)粒子の充填レベルのみがランダムである。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a product embodying a physical duplication difficulty function (PUF).
The present invention is directed to a product that embodies the PUF. Disclosed is a method that relies on a material having one surface with “deterministic” asperities to produce such a product. This method further uses particles that are dimensioned to be trapped by surface irregularities. In general, this method allows particles (20) to be randomly deposited on the material surface (12) and trapped by their irregularities (14) to obtain a pattern that forms a PUF. The resulting PUF is easy to read because the general pattern and position of the particles are known. Only the loading level of the particles (of a given type) is random.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、一般に、物理的複製困難関数の分野並びにそのような関数を具体化する製品の製造するための方法に関する。   The present invention relates generally to the field of physical replication difficulty functions as well as methods for producing products that embody such functions.

物理的複製困難関数(Physical Unclonable Function)(物理的に複製が不可能な関数(Physically Unclonable Function又は短縮してPUFとも呼ばれる)は、物理構造において具体化される関数であり、これは、評価することは容易であるが、完全に特徴付けることは困難である。例えば適切な紹介としては非特許文献1を参照されたい。この概念は、既に90年代初頭には用いられていた。例えば特許文献1を参照されたい。典型的には、PUFを含む構造は、その構造の製造中に導入された、完全には制御することができないランダム成分を有する。従って、PUFを具体化した構造に物理的刺激(チャレンジ)を適用すると、そのランダム成分に起因して、完全に予測することは不可能な結果が得られる(レスポンス)。しかしながら、この結果は(理想的には無限に)再現可能である。従って、所与のチャレンジとそのレスポンスとを合わせて、一意のチャレンジ−レスポンス対が形成される。例えば、亀裂の入った又は粗い表面に対して、一意の散乱パターンを生成する入射光線によるチャレンジを適用することができる。本質的に同じプロセスにより製造された2つのPUFが、相異なるチャレンジ−レスポンス挙動を有することになる。これは、チャレンジと構造のランダム成分との複雑な相互作用の結果としてもたらされるものである。この相互作用を正確にモデル化することは実際には不可能であると見なされる。従って、PUFは複製困難であると言われる。   Physical Unclonable Function (Physically Unclonable Function) (Physically Unclonable Function, also referred to as PUF for short) is a function embodied in a physical structure that evaluates It is easy, but difficult to fully characterize, see for example Non-Patent Document 1 for a good introduction This concept was already used in the early 90s, for example Patent Document 1 Typically, a structure that includes a PUF has random components that are introduced during the manufacture of the structure that cannot be fully controlled, and thus is physically associated with the structure that embodies the PUF. Applying a stimulus (challenge) fully predicts due to its random components It is impossible to do so (response), but this result is (ideally infinite) reproducible, so a given challenge and its response can be combined into a unique challenge − Response pairs are formed, for example, a cracked or rough surface can be challenged with incident light to produce a unique scattering pattern, two PUFs manufactured by essentially the same process Will have different challenge-response behavior, which is the result of complex interactions between the challenge and the random components of the structure. Therefore, a PUF is said to be difficult to replicate.

異なるランダム性の源に依拠することができる。その点で、ランダム性が外因的に導入されるPUFと、物理系の内因的なランダム性を用いるPUFとの間で区別することができる。   You can rely on different sources of randomness. In that respect, it is possible to distinguish between a PUF in which randomness is introduced exogenously and a PUF that uses the intrinsic randomness of the physical system.

例えば、マイクロ電子半導体チップは、その製造プロセスにおける小さな変動に起因する詳細な電子的特性に内在する、内因的ランダム性を特徴とし、例えば、シリコンPUFは、ワイヤ及びゲートの遅延における内因的なランダム変動を利用する。有利な点は、スケールの縮小及びICの集積化の可能性である。より問題となる点は、典型的な長期的ドリフト及び読取りの再現性である。   For example, microelectronic semiconductor chips are characterized by intrinsic randomness inherent in detailed electronic characteristics due to small variations in their manufacturing process, for example, silicon PUFs are intrinsic random in wire and gate delays. Take advantage of fluctuations. The advantage is the possibility of scale reduction and IC integration. More problematic is the typical long-term drift and read reproducibility.

外因的なランダム性を用いるPUFの例は、光学的PUF及びコーティングPUFである。光学的PUFは、例えば、光散乱粒子をドープした透明材料から得ることができる。材料を照明したときに、ランダムかつ一意の散乱パターンが生成される。例えば、非特許文献2を参照されたい。   Examples of PUFs that use extrinsic randomness are optical PUFs and coated PUFs. The optical PUF can be obtained, for example, from a transparent material doped with light scattering particles. When the material is illuminated, a random and unique scattering pattern is generated. For example, see Non-Patent Document 2.

コーティングPUFもまた公知であり、それらは、例えば、ICの上部層において、くし形構造により規定される空間を誘電体粒子でランダムにドープした不透明材料によって充填することにより構築することができる。例えば、非特許文献3を参照されたい。   Coated PUFs are also known and can be constructed, for example, by filling the space defined by the comb structure with an opaque material randomly doped with dielectric particles in the upper layer of the IC. For example, see Non-Patent Document 3.

一般に、外因的PUFは、高い再現性及び容易な読取りを可能にするが、マーカを組み込むことが難しい場合が多く、サイズの拡大縮小性が限定される。   In general, exogenous PUFs allow high reproducibility and easy reading, but are often difficult to incorporate markers and are limited in size scaling.

欧州特許出願公開第0583709号(A1)明細書European Patent Application No. 058709 (A1) specification

Wikipedia〈http://en.wikipedia.org/wiki/Physically_unclonable_function〉Wikipedia <http: // en. wikipedia. org / wiki / Physically_unclonable_function> R.Pappu、B.Recht、J.Taylor、及びN.Gershenfeld、「Physical One−Way functions」、Science、2002年9月、第297巻(5589)、p.2026−2030〈http://dx.doi.org/10.1126/science.1074376〉R. Pappu, B.I. Recht, J.M. Taylor, and N.A. Gershfeld, “Physical One-Way functions”, Science, September 2002, Vol. 297 (5589), p. 2026-2030 <http: // dx. doi. org / 10.1126 / science. 1074376> B.Skoric、S.Maubach、T.Kevenaar、及びP.Tuyls、「Information−theoretic analysis of capacitive physical unclonable functions」、J.Appl.Phys.、2006年7月、第100巻、第2号、p.024902〈http://dx.doi.org/10.1063/1.2209532〉B. Skoric, S.M. Maubach, T .; Kevenaar and P.A. Tuyls, “Information-theoretic analysis of capacitive physical unclonable functions”, J. Am. Appl. Phys. July 2006, Vol. 100, No. 2, p. 024902 <http: // dx. doi. org / 10.1063 / 1.2209532> Malaquin他、Langmuir、2007年、第23巻、p.11513Malaquin et al., Langmuir, 2007, Vol. 23, p. 11513

上記の各々の事例において、内因的又は外因的なランダム性は、それぞれの一意のチャレンジ−レスポンス対を有するPUFを生成するために利用される。そのような関数は、例えば偽造防止及び暗号の用途での使用にとって重要である。あいにく、PUFのランダム性成分は、経時的にドリフト又は劣化することがある。   In each of the above cases, intrinsic or extrinsic randomness is utilized to generate a PUF with each unique challenge-response pair. Such functions are important for use in anti-counterfeiting and cryptographic applications, for example. Unfortunately, the randomness component of the PUF can drift or degrade over time.

より一般的には、PUFの読出しは、経時的な劣化又はドリフト及び/又はある種の固有の難点のため、困難となる。   More generally, reading a PUF becomes difficult due to degradation or drift over time and / or certain inherent difficulties.

1つの実施形態において、本発明は、物理的複製困難関数又はPUFを具体化する製品を製造するための方法を提供し、この方法は、1つの表面に決定論的凹凸を有する材料と、その凹凸においてトラップされ得る粒子とを準備するステップと、PUFを得るように、粒子を表面上にランダムに堆積させて、凹凸においてトラップさせるステップとを含む。   In one embodiment, the present invention provides a method for manufacturing a product that embodies a physical replication difficulty function or PUF, the method comprising: a material having deterministic irregularities on one surface; Providing particles that can be trapped in the irregularities, and depositing the particles randomly on the surface to obtain a PUF and trapping in the irregularities.

他の実施形態において、本方法は、以下の特徴のうちの1つ又は複数を含むことができる。
・準備するステップは、好ましくは水である液体中にコロイド懸濁液として粒子を準備するステップを含み、粒子をランダムに堆積させるステップは、凹凸を有する表面に液体を塗布するステップを含む。
・準備される材料の表面凹凸、粒子及び液体は、粒子が表面において毛管力を受けるように選択され、粒子及び凹凸の両方の特性寸法は、好ましくはマイクロメートルのオーダーである。
・粒子をランダムに堆積させるステップは、蓋を用いて、液体の層を、凹凸を有する表面に対して維持することにより、液体を表面に塗布するステップであって、これにより液体のメニスカスが表面と蓋の一端との間に規定される、ステップと、規定されたメニスカスのレベルにおける液体の蒸発速度に従って蓋又は表面を移動させるステップであって、液体が好ましくは加熱される、ステップとをさらに含む。
・準備される液体は、表面においてメニスカスにより形成される接触角に影響を与える界面活性剤をさらに含む。
・準備するステップは、異なるタイプの粒子を準備するステップを含み、異なるタイプの粒子は、好ましくは、異なるそれぞれの色を有する。
・準備するステップは、前処理された表面凹凸を有する材料を準備するステップを含む。
・準備される決定論的な表面凹凸は、2Dアレイを形成する。
・準備される決定論的な表面凹凸は、開放コーナーのアレイを形成する。
・準備される粒子は、各々が蛍光染料を有するビーズであり、粒子は、好ましくはポリスチレンビーズである。
・本発明の方法は、プレポリマーを型の中で成形し、プレポリマーを重合して表面の凹凸を有する材料を形成する、先行ステップをさらに含み、材料は好ましくはPDMSである。
・本発明の方法は、堆積された粒子を固定するステップをさらに含む。
・準備される材料の表面は、凹凸の集合を有し、凹凸の集合は、集合の、粒子がそこにトラップされた凹凸が、照明されたときに、集合の、そこに粒子がトラップされていない凹凸によって生成される散乱パターンとは実質的に異なる散乱パターンを生成するように設計される。本発明は、別の態様によれば、本発明による方法の実施形態に従って得られる、PUFを具体化する製品に向けられる。
In other embodiments, the method can include one or more of the following features.
The preparing step comprises preparing the particles as a colloidal suspension in a liquid, preferably water, and the step of randomly depositing the particles comprises applying the liquid to a surface having irregularities.
The surface irregularities, particles and liquid of the prepared material are selected such that the particles are subject to capillary forces at the surface, the characteristic dimensions of both particles and irregularities are preferably on the order of micrometers.
The step of depositing the particles randomly is to apply the liquid to the surface by using a lid to maintain the liquid layer against the uneven surface, whereby the liquid meniscus is on the surface And moving the lid or surface in accordance with the evaporation rate of the liquid at a specified meniscus level, wherein the liquid is preferably heated. Including.
The prepared liquid further comprises a surfactant that affects the contact angle formed by the meniscus at the surface.
The preparing step comprises preparing different types of particles, the different types of particles preferably having different respective colors;
-The step of preparing includes the step of preparing a material having a pre-processed surface irregularity.
The prepared deterministic surface irregularities form a 2D array.
The prepared deterministic surface irregularities form an array of open corners.
The prepared particles are each beads having a fluorescent dye, and the particles are preferably polystyrene beads.
The method of the present invention further comprises a preceding step of forming the prepolymer in a mold and polymerizing the prepolymer to form a material with surface irregularities, the material preferably being PDMS.
The method of the present invention further comprises the step of fixing the deposited particles;
-The surface of the material to be prepared has a set of unevenness, and the set of unevenness, when the unevenness where the particles are trapped in the set is illuminated, the particles are trapped there It is designed to produce a scattering pattern that is substantially different from the scattering pattern produced by no irregularities. The present invention, according to another aspect, is directed to a product embodying a PUF obtained according to an embodiment of the method according to the invention.

最後の態様によれば、本発明は、本発明による製品のチャレンジ−レスポンス評価を行うための方法に向けられたものであり、本方法は、本発明による製品を準備するステップと、表面の決定論的凹凸に堆積された粒子を有する製品の表面に刺激を与えて、レスポンスを得るステップと、決定論的凹凸に従ってレスポンスを読み取るステップとを含む。   According to a last aspect, the present invention is directed to a method for performing a challenge-response assessment of a product according to the invention, the method comprising the steps of preparing a product according to the invention and determining the surface Stimulating the surface of the product with particles deposited on the theoretical irregularities to obtain a response and reading the response according to the deterministic irregularities.

ここで、本発明を具体化する製品及び方法を、非限定的な例により、及び、添付の図面を参照して説明する。   Products and methods embodying the present invention will now be described by way of non-limiting examples and with reference to the accompanying drawings.

本発明の実施形態におけるPUFを具体化する製品を製造するための方法の概略図である。1 is a schematic diagram of a method for manufacturing a product embodying a PUF in an embodiment of the present invention. 実施形態おける、例えば図1の方法、及びそれに応じて得られるPUFのチャレンジ−レスポンス評価の両方を実施するための実験セットアップの図である。FIG. 2 is a diagram of an experimental setup for performing both, for example, the method of FIG. 1 and the corresponding PUF challenge-response evaluation in an embodiment. 実施形態による、水中に懸濁され、PDMS表面上に堆積された〜1μmのポリスチレン粒子の顕微鏡画像である。2 is a microscopic image of ˜1 μm polystyrene particles suspended in water and deposited on a PDMS surface, according to an embodiment. 実施形態による、堆積されてコーナーアレイ内にトラップされた蛍光ポリスチレン球体を示す、明視野光学顕微鏡画像である。2 is a bright field optical microscope image showing fluorescent polystyrene spheres deposited and trapped in a corner array, according to an embodiment. 図4の堆積されたポリスチレン球体について得られた蛍光顕微鏡画像(チャンネル・オーバーレイ)のグレースケール版の陰画である。FIG. 5 is a gray scale negative of a fluorescence microscope image (channel overlay) obtained for the deposited polystyrene spheres of FIG. 4. 実施形態において得られるPUFに入射光線によるチャレンジが適用され、一意の散乱パターンを生成している様子を示した概略図である。It is the schematic which showed a mode that the challenge by incident light was applied to PUF obtained in embodiment, and the unique scattering pattern was produced | generated. プレポリマーを成形して重合し、図1又は図2の方法の実施に適した表面を有する材料を形成するステップを示す図である。FIG. 3 shows the steps of molding and polymerizing a prepolymer to form a material having a surface suitable for carrying out the method of FIG. 1 or FIG.

以下の説明の序論として、PUFを具体化する製品に向けられる、最初に本発明の一般的な態様に注目する。そのような製品を製造するための方法は、まず何よりも、「決定論的」な凹凸、すなわち先行事象又は自然法則が原因となって決定される凹凸を備えた1つの表面を有する材料に依拠する。この方法は、表面の凹凸にトラップされ得るように構成された粒子をさらに用いる。一般に、この方法は、PUFを形成するパターン付けされた材料表面を得るように、粒子を材料表面上にランダムに堆積させて、その材料表面の凹凸においてトラップさせることを可能にする。理解できるように、その結果得られるPUFは、その表面について有している(部分的な)知識により、すなわちその決定論的な側面により、読出しがより容易になる。例えば、粒子の一般的なパターン及び位置は前もって知ることができ、(所与のタイプの)粒子の充填レベルのみがランダムである。   As an introduction to the following description, we first focus on the general aspects of the present invention directed to products that embody PUFs. The method for producing such products relies firstly on materials having one surface with “deterministic” irregularities, ie irregularities determined due to preceding events or natural laws. To do. This method further uses particles configured to be trapped by surface irregularities. In general, this method allows particles to be randomly deposited on the material surface and trapped in the irregularities of the material surface so as to obtain a patterned material surface that forms the PUF. As can be seen, the resulting PUF is easier to read due to the (partial) knowledge of its surface, ie its deterministic aspect. For example, the general pattern and position of the particles can be known in advance, and only the packing level of the particles (of a given type) is random.

そのような方法の例が図1に示される。まず、この方法は、1つの表面12が決定論的凹凸14を有するポリジメチルシロキサン(PDMS)などの材料10を準備することを含む。ポリスチレン(PS)ビーズなどの粒子20が、例えばコロイド懸濁液として、さらに準備される。このような粒子は、前述の凹凸においてトラップされ得るように選択される。典型的には、それらの特性寸法は、図1中の拡大図で示されているように、凹凸より小さいか又はそのオーダーである。次いで、粒子は、表面12上にランダムに堆積され(S40)、表面12の凹凸14のうちのいくつかにおいてトラップされる(S50)。それに応じて得られた堆積された粒子のパターンが、PUFを形成する。上記のように、このパターンは部分的には決定論的であり、その一方で、粒子による占有確率はランダム成分を保つ。   An example of such a method is shown in FIG. First, the method includes providing a material 10 such as polydimethylsiloxane (PDMS) having one surface 12 having deterministic irregularities 14. Particles 20 such as polystyrene (PS) beads are further prepared, for example as a colloidal suspension. Such particles are selected such that they can be trapped in the aforementioned irregularities. Typically, their characteristic dimensions are less than or on the order of irregularities, as shown in the enlarged view in FIG. The particles are then randomly deposited on the surface 12 (S40) and trapped on some of the irregularities 14 on the surface 12 (S50). The resulting pattern of deposited particles forms the PUF. As mentioned above, this pattern is partially deterministic while the occupation probability by the particles retains a random component.

上でも述べたとおり、粒子は、例えば水などの液体30の中のコロイド懸濁液として準備されることが好ましい。従って、液体を表面に塗布すること(S20)によって、粒子を容易に表面上にランダムに堆積させることが可能である。液体中での粒子のランダムな分散が、最終的にランダムな充填を保証することになる。それよりも実用性が低い異なる形態は、粒子を表面凹凸に機械的に分配すること、例えばスパッタリングすることから成るものとすることができる。   As mentioned above, the particles are preferably prepared as a colloidal suspension in a liquid 30 such as water. Therefore, by applying a liquid to the surface (S20), it is possible to easily deposit particles randomly on the surface. The random dispersion of the particles in the liquid will ultimately ensure a random packing. A different form that is less practical than that may consist of mechanically distributing the particles into surface irregularities, for example by sputtering.

好ましくは、粒子及び液体は、堆積中に粒子が表面において毛管力(図1においてFにより示される)を受けるように選択される。その点で、粒子及び凹凸の特性寸法は、典型的にはマイクロメートルのオーダーである。従って、凹凸における粒子のトラップは、部分的には毛管力によって補助することができる。異なる形態において、粒子は、その運動量によってトラップされる。その他の異なる形態において、凹凸対粒子のそれぞれのコンホメーションにより、粒子が凹凸においてトラップされることが可能になる。粒子は、実際には当該凹凸、例えば表面の穴よりもわずかに大きくてもよいが、但し、粒子が変形可能であって、凹凸に到達したときに粒子が十分な運動量を有するか、又は、十分な力、例えば毛管力が粒子に印加されるということを条件とする。後者のシナリオが好ましく、以下、後者のシナリオを仮定する。 Preferably, the particles and liquid are selected such that the particles undergo capillary forces at the surface (denoted by F c in FIG. 1) during deposition. In that regard, the characteristic dimensions of the particles and irregularities are typically on the order of micrometers. Therefore, the trapping of the particles in the irregularities can be assisted in part by capillary forces. In different forms, particles are trapped by their momentum. In other different forms, the respective conformation of the irregularities versus particles allows the particles to be trapped in the irregularities. The particles may actually be slightly larger than the irregularities, such as holes in the surface, provided that the particles are deformable and have sufficient momentum when they reach the irregularities, or The condition is that a sufficient force, for example a capillary force, is applied to the particles. The latter scenario is preferred, and hereinafter the latter scenario is assumed.

その点で、毛管で補助される堆積プロセスを達成するための1つの方法は、蓋40を用いて液体の層30を表面に対して維持することにより、液体30を表面12に塗布することである。メニスカス32が、それに応じて表面12と蓋40の一端41との間に形成されることになる。メニスカスは、空気と液体との界面であり、そこで、液体は実験の幾何学的形状及び熱力学的条件によって決まる速度で蒸発しようとし(ステップS30)、その結果としてメニスカスが後退する。図1中の拡大図で示されるように、メニスカス32は、後退するときに界面近くの粒子に対してさらに圧力を及ぼし(例えば、非特許文献4を参照されたい)、そのことにより粒子を凹凸においてトラップさせる。   In that regard, one way to achieve a capillary assisted deposition process is to apply the liquid 30 to the surface 12 by using the lid 40 to maintain the liquid layer 30 against the surface. is there. A meniscus 32 is accordingly formed between the surface 12 and one end 41 of the lid 40. The meniscus is the interface between air and liquid, where the liquid attempts to evaporate at a rate determined by the experimental geometry and thermodynamic conditions (step S30), resulting in the meniscus retracting. As shown in the enlarged view in FIG. 1, the meniscus 32 exerts more pressure on the particles near the interface when retreating (see, for example, Non-Patent Document 4), thereby causing the particles to be uneven. Trap at.

興味深いことに、毛管力、及び、ひとたび粒子がトラップされると生じる閉じ込め力は、両方とも強い短距離力である。従って、これらは、少なくとも図1のような状況においては、高度に正確な堆積粒子パターンを結果として生じさせる。毛管力は、短時間の間だけ、すなわち、図1の拡大図に示されるように、メニスカスが後退するときの毛管崩壊(capillary breakup)に対応する間だけ、作用する。   Interestingly, both the capillary forces and the confinement forces that occur once a particle is trapped are strong short-range forces. They therefore result in a highly accurate deposited particle pattern, at least in the situation as in FIG. Capillary force acts only for a short period of time, ie, as long as it corresponds to capillary breakup as the meniscus retracts, as shown in the enlarged view of FIG.

表面におけるメニスカスの接触角を、例えば都合の良い液体及び/又は界面活性剤を選択することによって適切に調整することにより、より良好な性能をさらに達成することができる。界面活性剤は、界面活性分子である。低濃度では、界面活性分子は、空気と水との界面に存在する可能性が高く、そこで表面張力を低下させる。CMC(臨界ミセル濃度)に達すると、界面活性剤は、さらにミセルを形成し始める。界面活性分子は、通常、親水性の頭部基と疎水性の尾部基(長いアルキル鎖)とを有する。親水性頭部基は、カチオン性、アニオン性、又は非イオン性とすることができる。イオン性(及びその電荷)又は非イオン性の界面活性剤を用いるか否かは、コロイド系に依存し得る。界面活性剤は、コロイド粒子の凝集及び沈殿を生じさせないように選択されることが好ましい。場合よっては、界面活性剤の混合物が有利である。有用な濃度は、大部分はmMの範囲であるが、かなり多様であり得る。界面活性剤を用いることにより、接触角がより小さい値になるように調整することができ、その結果、表面上へのメニスカスの突出をできるだけ大きくして、図示されているように、対応する力が垂直方向下向きの成分を有するようにすることができる。   Better performance can be further achieved by appropriately adjusting the contact angle of the meniscus at the surface, for example by selecting a convenient liquid and / or surfactant. A surfactant is a surfactant molecule. At low concentrations, surfactant molecules are likely to be present at the air / water interface, where they reduce surface tension. When CMC (critical micelle concentration) is reached, the surfactant begins to form further micelles. Surfactant molecules usually have a hydrophilic head group and a hydrophobic tail group (long alkyl chain). The hydrophilic head group can be cationic, anionic, or nonionic. Whether to use ionic (and its charge) or non-ionic surfactants may depend on the colloidal system. The surfactant is preferably selected so as not to cause aggregation and precipitation of the colloidal particles. In some cases, a mixture of surfactants is advantageous. Useful concentrations are mostly in the mM range, but can vary considerably. By using a surfactant, the contact angle can be adjusted to a smaller value, so that the meniscus protrusion on the surface is as large as possible and the corresponding force as shown. Can have a vertically downward component.

粒子及び凹凸の相対的な寸法、液体中の粒子の濃度、粒子及び液体の性質は、試行錯誤プロセスによって調整することができる。適切な例を以下に示す。   The relative dimensions of the particles and irregularities, the concentration of the particles in the liquid, the nature of the particles and the liquid can be adjusted by a trial and error process. A suitable example is shown below.

この原理に従い、蓋又は表面をメニスカス32のレベルにおける液体の蒸発速度に従って移動させること(ステップS20)によって、表面12全体をパターン付けすることができる。その点で、図3は、パターン付けされたPDMS表面上に堆積された粒子の顕微鏡画像を示す。ここでは、粒子は、水中に懸濁された〜1μmのPS粒子である。既にアレイ16上に堆積された粒子20は、メニスカス32の左側で見ることができる。右側では、粒子はまだ水30の中に懸濁している。   In accordance with this principle, the entire surface 12 can be patterned by moving the lid or surface according to the evaporation rate of the liquid at the level of the meniscus 32 (step S20). In that regard, FIG. 3 shows a microscopic image of particles deposited on the patterned PDMS surface. Here, the particles are ˜1 μm PS particles suspended in water. Particles 20 already deposited on the array 16 can be seen on the left side of the meniscus 32. On the right side, the particles are still suspended in the water 30.

このプロセスは、プロセスを加速するために、動作中に液体を加熱することによって補助することができることに注目されたい。   Note that this process can be aided by heating the liquid during operation to accelerate the process.

用いられる粒子は、後でチャレンジ・ステップ中に利用することができる異なるランダム性の軸を可能にする、異なるタイプのものであることが有利である。例えば、粒子は、異なる色を有するものとすることができる。従って、所与の色の粒子が、凹凸をランダムに充填する(凹凸は色選択性ではない)。   The particles used are advantageously of different types, allowing different randomness axes that can be used later during the challenge step. For example, the particles can have different colors. Thus, a given color particle randomly fills the irregularities (the irregularities are not color selective).

図2は、上述のような方法を実施することを可能にする毛管補助式粒子アセンブリ器具を示す。この器具は、
・電動式並進ステージ62を駆動するためのステッパモータ61と、
・ステージ62の上の、プロセスを熱的に補助するための流体入力63’及び出力63’’を備えた熱交換器63と
を含み、
・ペルティエ素子64、すなわち装置の一方の側から他方の側に熱を伝達する固体ヒートポンプがさらに設けられ、
パターン付けされる材料10がペルティエ素子の上に置かれ、図1を参照して説明されるように、その上にコロイド懸濁液20、30が蓋40(すなわち、単なる閉込めスライド)によって塗布され、維持される。ガイドされたスライドホルダ(図示せず)が、蓋の移動を可能にする。
・プロセス監視用の光学顕微鏡65、並びにカメラ66(接触角測定用)をさらに設けることができる。
FIG. 2 shows a capillary assisted particle assembly device that allows the method as described above to be performed. This instrument
A stepper motor 61 for driving the electric translation stage 62;
A heat exchanger 63 with a fluid input 63 ′ and an output 63 ″ for thermally assisting the process above the stage 62;
A Peltier element 64, ie a solid heat pump that transfers heat from one side of the device to the other, is further provided;
The material 10 to be patterned is placed on a Peltier element and a colloidal suspension 20, 30 is applied thereon by a lid 40 (ie just a confinement slide) as described with reference to FIG. And maintained. A guided slide holder (not shown) allows movement of the lid.
An optical microscope 65 for process monitoring and a camera 66 (for contact angle measurement) can be further provided.

特定の実施形態において、PUFは、〜1μmの蛍光ビーズを、図4に示されるように上部が開放されたコーナー17である凹凸のアレイ16内に毛管堆積することによって製作される。結晶格子と同様に、その他のタイプのアレイ/凹凸を毛管堆積用に用いることができる。コーナーアレイは、所与の間隔及びパターンを有し、例えば、並進ベクトルaを有する平方格子であり、

である。|a|をさらに調整して、その後の散乱パターンを最適化する(例えば、読取りにおけるクロストークを最小化する)ことができる。毛管アセンブリに用いられるコロイドは、異なる(蛍光)色のビーズの混合物を含む。凹凸へのビーズの堆積は、高い歩留まりを得るように設計することができる。けれども、ビーズの色についての選択性はない。従って、堆積の結果として、図5に示されるように、異なる色のビーズがテンプレート上にランダムに配置される。ビーズは小さすぎて、多数を対応可能な時間で「手動で」配置することはできないので、結果として生じるビーズアレイは複製困難である。
In a particular embodiment, the PUF is fabricated by capillary depositing ˜1 μm fluorescent beads in a concavo-convex array 16 that is an open top corner 17 as shown in FIG. Similar to the crystal lattice, other types of arrays / concaves can be used for capillary deposition. A corner array is a square grid with a given spacing and pattern, for example, with a translation vector a,

It is. | A | can be further tuned to optimize subsequent scattering patterns (eg, to minimize crosstalk in reading). The colloid used in the capillary assembly contains a mixture of different (fluorescent) colored beads. The deposition of beads on the irregularities can be designed to obtain a high yield. However, there is no selectivity for the color of the beads. Thus, as a result of the deposition, different colored beads are randomly placed on the template as shown in FIG. The resulting bead array is difficult to replicate because the beads are too small to be able to “manually” place many in a time that can be accommodated.

チャレンジ・ステップは、図6に示されるように、例えばビーズアレイのUV/V照明によって実行され、各ビーズは、その対応する蛍光色を発することで応答する。そのような特徴付け技術それ自体は知られており、基本的には、パターン付けされた表面を照明して(ステップS100)散乱パターンを得、この散乱パターンをいずれかの適切なカメラで収集する(ステップS110)。得られた着色スポットのパターンは、本質的に複製困難である。このPUFは、ビーズのパターン及び位置が既知なので、読出し(ステップS120)が容易である。この事例では、ビーズの色だけがランダムである(充填確率は〜1と仮定する)。ところで、ビーズの位置はテンプレートを通じて決定されるので、自動認識(ステップ120)を支援する調整グリッド又は位置合わせ構造部などのような固定構造部をチャレンジ・ステップに都合良く挿入することができる。換言すれば、この「固定構造部」は、凹凸の決定論的性質を反映する。より一般的には、製品のパターン付けされた表面は、一意のレスポンスを得るように刺激されることになり、次にこの一意のレスポンスを前述のチャレンジ−レスポンス原理に従って読むことができる。この事例では、レスポンスを読み出すことを、表面について有している部分的な知識により、すなわちその決定論的な側面により、容易にすることができる。前述のように、自動認識を支援するために調整グリッド又は位置合わせ構造部などのような固定構造部を有利に利用することができ、それにより、レスポンスの解釈が容易になる。例えば、標準的なリソグラフィ用途で知られた位置合わせ構造部のような構造部を用いることができる。また、小型化されたロゴ及びコード(例えば、フィールド番号、座標...)も可能である。これは、例えば、表面の亀裂に依拠するガラス・ベースのPUFでは不可能である。例えば光散乱に基づく、チャレンジ−レスポンス評価プロセスは、それ以外はそれ自体が公知である。   The challenge step is performed, for example, by UV / V illumination of a bead array, as shown in FIG. 6, with each bead responding by emitting its corresponding fluorescent color. Such characterization techniques are known per se, basically illuminating the patterned surface (step S100) to obtain a scatter pattern and collecting this scatter pattern with any suitable camera. (Step S110). The resulting pattern of colored spots is inherently difficult to replicate. Since the PUF has a known bead pattern and position, it can be easily read (step S120). In this case, only the bead color is random (assuming a fill probability of ˜1). By the way, since the position of the beads is determined through the template, a fixed structure such as an adjustment grid or alignment structure that supports automatic recognition (step 120) can be conveniently inserted into the challenge step. In other words, this “fixed structure” reflects the deterministic nature of the irregularities. More generally, the patterned surface of the product will be stimulated to obtain a unique response, which can then be read according to the challenge-response principle described above. In this case, reading the response can be facilitated by a partial knowledge of the surface, ie by its deterministic aspect. As described above, a fixed structure, such as an adjustment grid or alignment structure, can be advantageously used to support automatic recognition, thereby facilitating response interpretation. For example, a structure such as an alignment structure known in standard lithographic applications can be used. Miniaturized logos and codes (eg, field numbers, coordinates ...) are also possible. This is not possible, for example, with glass-based PUFs that rely on surface cracks. The challenge-response evaluation process, for example based on light scattering, is otherwise known per se.

異なる形態において、PUFは、アレイのような事前定義されたパターンに基づき、その凹凸が決定論的ではないか又は上記の例よりも決定論的ではない表面上でのビーズのランダムな堆積を可能にすることにより、生成することもできる。例えば、表面の特徴(例えば、デフォルト)は、ある程度まで、例えば統計的に決定することができる。しかしながら、このような事例では、チャレンジ/レスポンスは、おそらく、より問題をはらんだものとなる。すなわち、低いビーズ密度/濃度では、ビーズは低いレスポンス数を生成することになり(これは、より広い面積及び/又はより長い読出し時間を必要とする)、他方、高濃度では、ビーズは互いに近接して堆積して、読出しをより困難にするか、さらには不可能(クロストーク)にする。従って、都合の良い表面は、合理的に事前定義された凹凸を有するべきであることが理解される。実用的な解決法は、所定の堆積粒子パターンを結果として生じる(すなわち、トラップサイトの単なるランダムな位置を越えた順序付けパラメータが提供される)、前処理された表面、又は好ましいサイトを提供する表面に依拠することである。   In a different form, the PUF is based on a pre-defined pattern such as an array and allows random deposition of beads on surfaces whose irregularities are less deterministic or more deterministic than the above example It is also possible to generate it. For example, surface characteristics (eg, default) can be determined to some extent, eg, statistically. However, in such cases, the challenge / response is probably more problematic. That is, at low bead density / concentration, the beads will produce a low response number (which requires a larger area and / or longer readout time), while at higher concentrations, the beads are close to each other. To make reading more difficult or even impossible (crosstalk). Thus, it is understood that a convenient surface should have reasonably predefined irregularities. Practical solutions result in a pre-determined deposited particle pattern (ie, an ordering parameter beyond just a random location of the trap site is provided), or a surface that provides a preferred site Rely on.

本発明の実施形態の実行に際して、以下の利点が一般に求められる。
・光学的な読取り及び走査は、統計的である半導体関連PUFとは対照的に、本質的に決定論的であること。
・経時的な劣化は低いことが想定され、半導体関連PUFの場合のようなドリフトは本質的に存在しないこと。
・付随的に、読取りは、より小さいが確実に復元可能なコアビットまで圧縮する誤り訂正コードによって強化することができる。
In carrying out embodiments of the present invention, the following advantages are generally sought.
The optical reading and scanning are essentially deterministic as opposed to statistical semiconductor related PUFs.
-It is assumed that deterioration over time is low, and there is essentially no drift as in the case of semiconductor-related PUFs.
Concomitantly, the reading can be enhanced by an error correction code that compresses to a smaller but reliably recoverable core bit.

付加的なセキュリティ特徴として、アセンブリサイトのパターンは、例えばレーザーなどの光源で照明したときに特性回折パターンを形成するように設計することができる。アセンブリサイトは、例えば、空のサイトと充填されたサイトとが異なるパターンを生成するような方式で設計することができる。次にこれを用いて、ビーズがアセンブルされたのか否か、単に蛍光インクが対照イメージを生成しているのではないか否かを検証することができる。さらに、粒子は、一意の(指紋)スペクトルを発する量子ドットで修飾することができる。   As an additional security feature, the assembly site pattern can be designed to form a characteristic diffraction pattern when illuminated with a light source, such as a laser. The assembly site can be designed, for example, in such a way that empty sites and filled sites generate different patterns. This can then be used to verify whether the beads have been assembled or not, simply that the fluorescent ink is producing a control image. Furthermore, the particles can be modified with quantum dots that emit a unique (fingerprint) spectrum.

好ましくは、直径1μmの蛍光(赤、緑、及び青)ポリスチレン(PS)ビーズが、長さ2μm、幅1μm、及び高さ〜1μmのコーナー内に、前述のように、毛管アセンブリによってアセンブルされる。コーナーパターンがビーズの位置を決定するが、アセンブリプロセスはビーズの色に対して選択性ではない。従って、ランダムな色パターンを生成することができる。   Preferably, fluorescent (red, green, and blue) polystyrene (PS) beads having a diameter of 1 μm are assembled by a capillary assembly, as described above, in corners of 2 μm in length, 1 μm in width, and 1 μm in height. . Although the corner pattern determines the position of the beads, the assembly process is not selective for the color of the beads. Therefore, a random color pattern can be generated.

コーナーパターンは、図7に示されるように、構造化されたシリコンの原型からポリジメチルシロキサン(PDMS)内又はポリマーレジスト内に(ナノインプリントリソグラフィにより)成形することができる。例えば、PDMSプレポリマー10’を、重合(S12)及び取り出し(S14)に先立って、型5内で成形することができる(ステップS10−S12)。そのような成形技術はそれ自体が公知である。重合された形状は、上述のようなPUFの製造に適した材料を提供する。コーナーパターンは、それ以外に、いずれかの種類のリソグラフィ又は成形法に使い易いいずれかの材料(ポリマー、ガラス、半導体、金属、金属酸化物)を用いて形成することができる。次いで、そのような材料に表面処理剤を施して、毛管アセンブリに必要な濡れ特性を達成することができる。   Corner patterns can be molded from structured silicon prototypes into polydimethylsiloxane (PDMS) or polymer resist (by nanoimprint lithography), as shown in FIG. For example, the PDMS prepolymer 10 'can be molded in the mold 5 prior to polymerization (S12) and removal (S14) (steps S10-S12). Such molding techniques are known per se. The polymerized shape provides a material suitable for the production of PUF as described above. In addition, the corner pattern can be formed using any material (polymer, glass, semiconductor, metal, metal oxide) that is easy to use for any type of lithography or molding method. Such materials can then be surface treated to achieve the wetting characteristics required for the capillary assembly.

毛管堆積後には、理想的には図4のように各コーナー内に1つのPSビーズが存在する。ビーズの蛍光色20’、20’’、20’’’は、蛍光顕微鏡下で観察することができる(グレースケール画像の陰画が描画されている図5に示されるように)。なお、3つの色(RGB蛍光)と、わずか100個のアセンブリサイトとを用いることで、既に5.15378×1047の代替的アセンブリが結果として生じる(サイト毎に1個の粒子と仮定する)。代わりに、単一の種類の粒子に依拠するが、堆積プロセスを調整して充填確率が1/2に達するようにすると、1.26765×1030の代替的構成が結果として生じる。 After capillary deposition, ideally there is one PS bead in each corner as in FIG. The fluorescent colors 20 ′, 20 ″, 20 ′ ″ of the beads can be observed under a fluorescence microscope (as shown in FIG. 5 where a negative image of a grayscale image is drawn). Note that using three colors (RGB fluorescence) and only 100 assembly sites already results in an alternative assembly of 5.15378 × 10 47 (assuming one particle per site). . Instead, relying on a single type of particle, but adjusting the deposition process to reach a filling probability of 1/2 results in an alternative configuration of 1.26765 × 10 30 .

粒子堆積のステップの後に、粒子を固定するためのいずれかの都合の良いステップを続けることができる(例えば、光学的に不活性な追加層を適用する)。   The particle deposition step can be followed by any convenient step for immobilizing the particles (eg, applying an optically inert additional layer).

最後に、本発明は、上述の方法のいずれかにより得られる、PUFを具体化する製品に向けられる。   Finally, the present invention is directed to a product embodying a PUF obtained by any of the methods described above.

本発明を特定の実施形態に関して説明したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができること、及び、均等のもので置き換えることができることが理解されるであろう。さらに、その範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を包含することが意図される。例えば、プロセスは、経時的な組成又はその濃度を変更することにより、又は、材料に沿った表面12の決定論的な側面を調節することにより、動的に(又は空間的に)調節することができる。例えば、いくつかの孤立した凹凸を設けることができ、又は、アレイを表面に沿って変化させることができる(1つは正方形、もうひとつは矩形、等)。これは、特定のタグ又は識別子を提供するのに有用であり得る。例えば、所与の会社、その所与の製品のクラス等の署名である特定の凹凸の前処理を施すことができる。   Although the invention has been described with reference to specific embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications can be made and equivalents can be substituted without departing from the scope of the invention. Will. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from the scope thereof. Accordingly, the invention is not limited to the specific embodiments disclosed, but is intended to embrace all embodiments that fall within the scope of the claims. For example, the process can be adjusted dynamically (or spatially) by changing the composition over time or its concentration, or by adjusting the deterministic aspects of the surface 12 along the material. Can do. For example, several isolated irregularities can be provided, or the array can be varied along the surface (one square, the other rectangular, etc.). This can be useful to provide a specific tag or identifier. For example, a pre-treatment of a specific irregularity that is a signature of a given company, class of the given product, etc. can be performed.

5:型
10:材料
10’:プレポリマー
12:表面
14:凹凸
15:PUFを具体化する製品
16:アレイ
17:コーナー
20:粒子
30:液体
32:メニスカス
40:蓋
41:蓋の一端
61:ステッパモータ
62:電動式並進ステージ
63:熱交換器
63’:流体入口
63’’:流体出口
64:ペルティエ素子
65:光学顕微鏡
66:カメラ
Fc:毛管力
5: Mold 10: Material 10 ′: Prepolymer 12: Surface 14: Concavity and convexity 15: Product embodying PUF 16: Array 17: Corner 20: Particle 30: Liquid 32: Meniscus 40: Lid 41: One end of lid 61: Stepper motor 62: Electric translation stage 63: Heat exchanger 63 ′: Fluid inlet 63 ″: Fluid outlet 64: Peltier element 65: Optical microscope 66: Camera Fc: Capillary force

Claims (15)

物理的複製困難関数又はPUFを具体化する製品(15)を製造するための方法(S20−S40)であって、
1つの表面(12)に決定論的凹凸(14)を有する材料(10)と、前記凹凸においてトラップされ得る粒子(20)とを準備するステップと、
前記PUFを得るように、前記粒子を前記表面上にランダムに堆積させ(S40)て、前記凹凸(14)においてトラップさせる(S50)ステップと、
を含む方法。
A method (S20-S40) for producing a product (15) that embodies a physical replication difficulty function or PUF, comprising:
Providing a material (10) having deterministic irregularities (14) on one surface (12) and particles (20) that can be trapped in said irregularities;
Depositing the particles randomly on the surface to obtain the PUF (S40) and trapping in the irregularities (14) (S50);
Including methods.
前記準備するステップが、好ましくは水である液体中のコロイド懸濁液として前記粒子を準備するステップを含み、
前記粒子をランダムに堆積させるステップが、前記凹凸を有する前記表面に前記液体を塗布するステップ(S20)を含む、
請求項1に記載の方法。
The step of preparing comprises preparing the particles as a colloidal suspension in a liquid, preferably water;
The step of randomly depositing the particles includes the step of applying the liquid to the surface having the unevenness (S20).
The method of claim 1.
準備される前記材料の前記表面凹凸、前記粒子及び前記液体は、前記粒子が前記表面において毛管力(F)を受けるように選択され、前記粒子及び前記凹凸の両方の特性寸法は、好ましくはマイクロメートルのオーダーである、請求項2に記載の方法。 The surface irregularities, the particles and the liquid of the material to be prepared are selected such that the particles receive a capillary force (F c ) at the surface, and the characteristic dimensions of both the particles and the irregularities are preferably The method of claim 2, which is on the order of micrometers. 前記粒子をランダムに堆積させる前記ステップが、
蓋(40)を用いて、前記液体の層(30)を、前記凹凸を有する前記表面に対して維持することにより、前記液体を前記表面(12)に塗布するステップであって、これにより前記液体のメニスカス(32)が前記表面(12)と前記蓋の一端(41)との間に規定される、ステップと、
前記規定されたメニスカスのレベルにおける前記液体の蒸発速度(S30)に従って前記蓋又は前記表面を移動させるステップ(S20)であって、前記液体が好ましくは加熱される、ステップと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。
The step of depositing the particles randomly;
Applying the liquid to the surface (12) by maintaining the liquid layer (30) against the irregular surface using a lid (40), whereby A liquid meniscus (32) is defined between the surface (12) and one end (41) of the lid;
Moving the lid or the surface according to an evaporation rate (S30) of the liquid at the defined meniscus level (S20), wherein the liquid is preferably heated. 3. The method according to 3.
前記準備される液体が、前記表面において前記メニスカスにより形成される接触角に影響を与える界面活性剤をさらに含む、請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, wherein the prepared liquid further comprises a surfactant that affects a contact angle formed by the meniscus at the surface. 前記準備するステップが、異なるタイプの粒子を準備するステップを含み、前記異なるタイプの粒子は、好ましくは、異なるそれぞれの色を有する、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の方法。   6. A method according to any one of claims 1 to 5, wherein the preparing step comprises preparing different types of particles, the different types of particles preferably having different respective colors. Method. 前記準備するステップが、前処理された表面凹凸を有する材料(10)を準備するステップ(S10−S14)を含む、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the step of preparing includes the step of preparing a pre-treated material (10) having surface irregularities (S10-S14). 前記準備される決定論的な表面凹凸が、2Dアレイ(16)を形成する、請求項7に記載の方法。   Method according to claim 7, wherein the prepared deterministic surface irregularities form a 2D array (16). 前記準備される決定論的な表面凹凸が、開放コーナー(17)のアレイ(16)を形成する、請求項8に記載の方法。   Method according to claim 8, wherein the prepared deterministic surface irregularities form an array (16) of open corners (17). 前記準備される粒子が、各々が蛍光染料を含むビーズ(17)であり、前記粒子は好ましくはポリスチレンビーズである、請求項1から請求項9までに記載の方法。   10. A method according to claims 1 to 9, wherein the prepared particles are beads (17) each containing a fluorescent dye, and the particles are preferably polystyrene beads. プレポリマー(10’)を型(5)の中で成形し、前記プレポリマーを重合して(S12)前記表面凹凸を有する前記材料(10)を形成する、先行ステップ(S10−S14)をさらに含み、前記材料は好ましくはPDMSである、請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の方法。   The prepolymer (10 ′) is molded in the mold (5), the prepolymer is polymerized (S12) to form the material (10) having the surface irregularities, and the preceding steps (S10-S14) are further performed 11. A method according to any one of claims 1 to 10, comprising, wherein the material is preferably PDMS. 前記堆積された粒子を固定するステップをさらに含む、請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載の方法。   12. A method according to any one of claims 1 to 11, further comprising the step of fixing the deposited particles. 準備される前記材料の前記表面が凹凸の集合を有し、前記凹凸の集合は、前記集合の、粒子がそこにトラップされた凹凸が、照明されたときに、前記集合の、そこに粒子がトラップされていない凹凸によって生成される散乱パターンとは実質的に異なる散乱パターンを生成するように設計される、請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載の方法。   The surface of the material to be prepared has a concavo-convex set, and the concavo-convex set, when the concavo-convex with the particles trapped therein is illuminated, the particles in the ensemble are there. 13. A method according to any one of the preceding claims, wherein the method is designed to produce a scattering pattern that is substantially different from the scattering pattern produced by untrapped irregularities. 請求項1から請求項13までのいずれか1項に記載の方法により得られる、PUFを具体化する製品。   A product embodying a PUF obtained by the method according to any one of claims 1 to 13. 請求項14に記載の製品のチャレンジ−レスポンス評価を行うための方法であって、
請求項14に記載の前記製品を準備するステップと、
前記表面の前記決定論的凹凸に堆積された粒子を有する前記製品の前記表面に刺激を与えて(S100)、レスポンスを得るステップ(S110)と、
前記決定論的凹凸に従って前記レスポンスを読み取るステップ(S120)と、
を含む方法。
A method for performing a challenge-response assessment of a product according to claim 14, comprising:
Preparing the product of claim 14;
Stimulating the surface of the product having particles deposited on the deterministic asperities of the surface (S100) to obtain a response (S110);
Reading the response according to the deterministic irregularities (S120);
Including methods.
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