Nature Communications：挥发性溶剂可重写光学 PUF 指纹，防伪标签从一次性随机结构走向可刷新认证

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-06-20T14:09:36+08:00 · 更新 2026-06-20T14:16:31+08:00

核心结论

Nature Communications 6 月 20 日上线论文提出一种溶剂触发的可重构光学物理不可克隆函数，用聚合物微立方体在微井中的非确定性重排生成新指纹。它可能让防伪和硬件身份标签同时具备日常稳定性与安全刷新能力，但仍需验证触发滥用、规模化误识别率、长期老化边界和真实供应链制造成本。

Nature Communications 6 月 20 日上线论文 “Solvent-triggered reconfiguration of optical physical unclonable functions”，DOI 为 10.1038/s41467-026-74463-5。论文由 Seoul National University、Seoul National University of Science and Technology、University of Pennsylvania 等机构作者完成，页面标注为开放获取，同时提示当前是未经最终编辑的 early access 版本，正式发表前仍可能有文字和排版修订。

这项研究面向的是 optical physical unclonable functions，简称光学 PUF。PUF 的核心思想是利用随机、难以复制的微结构作为“物理指纹”，让每个标签或器件都有独立身份；问题在于，传统光学 PUF 多为静态结构，一旦指纹被泄露、复制或被攻击者长期观测，标签本身缺少“换一套指纹”的能力。已有可重构方案通常依赖热、光或相变材料，但这又会带来误触发、环境敏感和设备复杂度问题。

论文提出的路线是把聚合物微立方体阵列限制在方形微井中，让微立方体保留平移和旋转自由度。挥发性溶剂进入后引发溶胀并形成壁-立方体接触；溶剂蒸发后的脱附过程会带来非确定性重排，从而生成新的空间构型和新的光学指纹。作者还引入机器学习认证框架，用来识别这些编码后的物理构型，并声称系统在多种环境和机械应力下保持稳定，只有暴露于挥发性溶剂时才有效触发重构。

它的重要性在于，把“稳定”和“可刷新”这两个长期相互牵制的安全标签需求拆开处理。对供应链防伪、硬件身份认证、一次性包装追踪和高价值材料溯源来说，标签既要在日常运输和使用中不轻易改变，又要在密钥泄露、回收再利用或安全升级时具备重新生成身份的能力。如果这种溶剂触发机制可以放大到低成本制造，光学 PUF 可能从被动随机标签进一步走向可管理、可更新的物理安全组件。

仍需观察的是，论文目前主要证明材料与器件层面的机制，距离真实场景还要回答几个工程问题：挥发性溶剂触发是否会被攻击者滥用，重构次数和长期老化如何，机器学习认证在大规模标签库中的误识别率如何，以及不同湿度、污染、磨损和封装条件下是否仍能保持选择性触发。它不是一项已经部署的防伪系统，但为可重写物理指纹提供了清晰的材料设计路线。

信息来源

• Nature Communications：Solvent-triggered reconfiguration of optical physical unclonable functions
• DOI：10.1038/s41467-026-74463-5

可信度说明

来源为 Nature Communications 开放获取论文页面和 DOI，页面给出发表日期、摘要、作者机构、资金与许可信息；同时明确当前为 early access 未最终编辑版本。本文只据论文摘要和页面元数据解读材料机制与潜在应用，不把它描述为已部署产品，也未加入未能确认的配图。

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