[发明专利]一种基于钙钛矿晶体制备密码原语的方法

说明书

本发明涉及一种基于钙钛矿晶体制备密码原语的方法及其应用，包括制备不同的具有成分偏析钙钛矿晶体的芯片，扫描和读取上述钙钛矿晶体芯片上目标阵列的荧光发射光谱，根据上述目标阵列的发射峰数目将阵列图案分为四类：一个发射峰、两个发射峰、三个发射峰、四个及以上发射峰，设定一个发射峰的图案为00，两个发射峰的图案为01，三个发射峰的图案为10，四个及以上发射峰的图案为11的编码规则；将目标阵列上所有图案转化为0和1组成的二进制编码阵列，即形成该目标阵列的密码原语，可用于构建计算机密码安全系统。本发明提供了基于钙钛矿晶体制备密码原语的方法，具备随机性强、不可克隆、快捷编码、可大规模低成本生产的技术效果。

技术领域

本发明属于密码通信领域，具体为一种基于钙钛矿晶体制备密码原语的方法及其应用。

背景技术

通信领域要求能方便地进行信息加密解密且不可破解。物理不可克隆函数提供了不可破解的加密，保证了信息的安全性。研究人员已经开发出了许多利用物理不可克隆函数生成的密码原语，例如电学密钥，包括利用随机电路导通生成的不可克隆秘钥，又如利用时空动态图像生成的不可克隆密钥，此外，基于光学响应的密码原语在密码通讯领域也具有良好的发展前景，如随机光致发光强度分布的密码原语等。但是，现有的制备不可克隆密码原语的方法的缺点：多步制备，制备过程繁琐，制备通量低，认证过程繁琐，成本高昂。

物理不可克隆密码原语要求唯一性。目前已有研究者在钙钛矿晶体中发现了偏析现象，已有的研究利用光诱导法、溶液诱导阴离子交换法等方法调节钙钛矿中的卤素配比使钙钛矿中成分分布不均。因此成分偏析钙钛矿晶体具备成为物理不可克隆密码原语的潜力。但是，目前还没有利用成分偏析钙钛矿制作不可克隆且后期方便快捷编码的密码原语的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于钙钛矿晶体制备密码原语的方法，提出了成分偏析钙钛矿的一个新的应用领域，解决了密码原语制备过程繁琐的问题，解决了密码原语容易被克隆的问题，解决了不可复制密码原语成本高的问题，解决了不可复制密码原语编程和认证通量低、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于钙钛矿晶体制备密码原语的方法，所述钙钛矿晶体为成分偏析钙钛矿晶体，所述密码原语为二进制编码，所述二进制编码的制备过程为：制备不同的具有成分偏析钙钛矿晶体的芯片，扫描和读取上述钙钛矿晶体芯片上目标阵列的荧光发射光谱，根据上述目标阵列的发射峰数目将阵列图案分为四类：一个发射峰、两个发射峰、三个发射峰、四个及以上发射峰，设定一个发射峰的图案为00，两个发射峰的图案为01，三个发射峰的图案为10，四个及以上发射峰的图案为11的编码规则；将目标阵列上所有图案按上述编码规则转化为0和1组成的二进制编码阵列，即形成该目标阵列的密码原语。

进一步，所述具有成分偏析钙钛矿晶体的芯片的制备方法包括如下步骤：

步骤一、准备亲疏液基底

对基底表面进行等离子体清洁，然后将2-9μl全氟辛基三乙氧基硅烷放在一个开口小瓶子里，然后和基底一起放在一个密闭的盒子里，再将盒子置于120℃的烘箱中2h，使全氟辛基三乙氧基硅烷蒸镀在基底表面，使基底表面改性形成疏水表面，将上述基底置于紫外纳秒激光雕刻机内进行雕刻，在上述基底的疏水表面上得到亲水图案化阵列，然后将其置于乙醇中超声清洗5分钟后烘干备用；

步骤二、准备前驱体液

所述前驱体液为CsPbClBr₂/DMSO、CsPbCl₂Br/DMSO、CsPbCl_1.5Br_1.5/DMSO、CsPbClBrI/DMSO其中之一，浓度为0.1mol/L；

步骤三、制备前驱体液滴阵列芯片