近日，郑州大学物理学院在含时物理不可克隆函数的构建及其在防伪加密领域的应用研究方面取得积极进展，相关成果为动态信息安全与防伪技术提供了新思路。

物理不可克隆函数（PUF）因其具备独一无二的随机结构单元，在防伪加密领域发挥着至关重要的作用。传统PUF多依赖空间维度上的静态结构差异生成密钥，存在编码容量和防伪复杂性的局限，难以应对日益先进的攻击手段。因此，开发具有动态响应能力的新型PUF系统成为当前研究的重点。

研究团队受量子力学中“波函数随时间演化”的启发，创新性地利用具有长寿命三重态激子的碳点（CDs）构建了含时物理不可克隆函数（TD-PUF）。该TD-PUF可随时间动态演化，生成多个不可复制的密钥模式，显著提升了系统的复杂性和防伪能力。团队进一步提出像素矩阵函数（PMF），以数学模型刻画PUF在时空维度的动态行为，使其编码容量提升五个数量级。

研究人员还利用碳点材料制作了一幅30×40 cm²的“动态防伪孔雀画”，该画作的结构与色彩随时间发生不可预测的变化，兼具艺术价值与防伪功能。该项研究突破了传统PUF在空间维度上的限制，首次将时间维度引入防伪加密系统，为下一代动态信息安全技术奠定了材料与理论基础。

相关研究成果以“Time-dependent physical unclonable functions by long-lived triplet excitons in carbon dots”为题发表在国际知名光学期刊《Light: Science & Applications》上。其中，博士研究生胡宴伟为论文第一作者，博士研究生曹庆为共同第一作者，单崇新教授和刘凯凯教授为通讯作者，郑州大学物理学院为第一通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金和河南省重点研发计划的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41377-025-01940-9

基于具有三重态激子的碳点的实现含时物理不可克隆函数示意图