曼彻斯特大学使用超材料创建了二部光学加密器件

新的加密方法可以使伪造货币或拦截通过邮件发送的安全信息变得更加困难
      据悉，来自英国曼彻斯特大学的研究人员已经开发出先进的光学安全加密技术，利用两件式超材料系统制造出难以复制的光学现象。超材料展现出了一种天然材料所没有的特性。新的防伪功能可以为高价值产品或钞票提供更好的防伪保护，并加强对物理发送的pin码等信息的加密。
       如今，光学加密功能经常被用来验证货币、身份证和电子产品等贵重物品的真实性。这些特征包括全息图，它可以在不同的视角改变颜色，或者只有在紫外线照射下才会出现图案。所以具有许多难以复制特性的安全加密特性是最安全的，因为它们难以复制。
       来自英国曼彻斯特大学的研究小组负责人Gokhan Bakan说：“一个理想的光学安全加密特性必须不易被未经许可的人员复制，易于大规模生产，并且便于核验。我们的方法满足所有这些要求，可以为所有人提供更安全的商品和信息交易。”
       在美国光学学会(OSA)的期刊《光学快报》(Optical Letters)上，研究人员描述了一个系统，在这个系统中，两个薄的光学部件必须放在一起，形成一种能显示隐藏信息或二维码的超材料，这种材料用肉眼就能读懂。重新加密是通过将不包含任何信息的顶部部分与编码消息的底部部分分离来执行的。
       为了保护信用卡密码等敏感信息，客户可以在申请时从银行获得该安全功能的顶部部分(密钥)。当加密的密码通过邮件到达时，客户将使用密钥来显示密码。如果打印出来的密码被盗，没有密钥就不可能解密。
泄露加密信息 
       新的二部加密装置的底部部分是通过在大约120纳米厚的银膜上涂覆薄绝缘材料或电介质而形成的。底部的部分本质上是一面镜子，因为它反射了大部分射入的光线。由于它的光学性质是由银膜决定，不受介电层厚度的影响，因此可以通过简单地在信息的形状中添加更多的介电体来隐藏信息。 加密特性材料的顶部是一个透明的弹性衬底，涂有大约10纳米厚的金属层。这部分作为一个键，不包含任何信息，并且看起来是半透明的。当这两部分放在一起时，顶部的薄金属面对底部，形成一个光学腔其性质如表面颜色等，强烈依赖于介电厚度。因此，当两个部分放在一起时，一个鲜明的颜色对比出现，并揭示了隐藏的信息，这是肉眼可读的。该方法可用于创建特定于每个消息的密钥，或创建适用于任何消息的主密钥。
        Bakan说：“当两个部分的加密特性材料粘在一起时，就会产生一种光学现象，称为等离子体增强光腔效应。虽然这种效果通常用于如光学滤波器的各种应用，但我们独特地将光学腔分为两个，允许信息隐藏在一个部分，只有用正确的钥匙才能显示。”
灵活的加密 
       研究人员通过在刚性基片和柔性基片上编码二维码展示了他们的新方法，这些基片几乎可以用于任何表面，包括纸币。这些二维码肉眼是看不见的，直到使用透明弹性基材制成的贴片贴在上面。他们还使用这种方法来编码各种模式和单词。
       尽管研究人员展示了一种特定于光学加密的应用，该方法也可以用于化学或生物应用的光学传感。例如，如果某些蛋白质附着在薄膜上，这种模块化的超材料可以产生肉眼可见或摄像机可读的读数。
       研究人员计划进一步开发新的光学加密特性，利用它与其他光学现象。他们还希望与加密标签和银行的开发人员交流该技术，以便能够对该技术进行测试，并为实际应用程序开发该技术。 Bakan说：“我们的研究表明，将静态光学特性转化为模块化光学特性可以开辟全新的应用前景。这为科学家们提供了一个新的视角，可以用来扩展其他现有的光学方法。”

图：研究人员开发了一个分为两部分的安全器件，允许动态和可逆解密。图中显示了通过将介质SiO2层提高10 nm而生成的加密星型。应用薄金属涂层弹性体(PDMS)补片时，星形显示出来。这颗星有1厘米宽。