一种基于单光子激励和光学PUF的认证系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种基于单光子激励和光学PUF的认证系统，该系统使用激光脉冲衰减的方法制备单光子源，利用高速DMD数字微镜对入射光波前进行高速编码，将编码后的光照射到随机介质构成的光学PUF钥匙上产生散斑响应，利用SCMOS相机、EMCCD相机或EBCCD相机采集散斑图样，利用散斑信息进行PUF钥匙的注册和认证。本实用新型专利技术利用了单光子的量子不可克隆性和随机介质PUF钥匙的不可复制性，从物理上保证了认证过程的安全性，利用了窄带带通滤光片对环境光进行滤波，降低了环境光的影响，在安全领域具有极好的应用前景。

A authentication system based on single photon excitation and optical PUF

The utility model provides a single photon excitation and optical authentication system based on PUF, the system uses the method of laser pulse attenuation preparation of single photon source, using high-speed DMD digital micro mirror on the incident light before high-speed encoding, the encoding after light irradiation to the random medium consisting of PUF key optical speckle response using the SCMOS camera, EMCCD camera, EBCCD camera or speckle patterns, the use of registration and certification of the PUF key speckle information. The utility model uses a single photon quantum no cloning and random medium PUF key can not be copied, from the physical to ensure the safety of the certification process, using narrow band bandpass filter to the ambient light filter, reduce the influence of environment light, which has excellent application prospect in the field of security.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单光子激励和光学PUF的认证系统
本专利技术涉及身份认证系统，具体涉及一种基于单光子激励和光学PUF（物理不可克隆函数）的认证系统，属于安全认证

技术介绍
基于物理不可克隆函数（PUF）的认证系统具有非常好的安全性，在下一代安全认证技术中有广阔的应用前景，最早的基于PUF的认证系统是利用光学无序介质实现的，它利用经典激光照射无序介质形成的散斑进行认证，散斑能够反映无序介质内部的结构信息，不同的无序介质能够形成完全不同的散斑图样，所以能够用散斑作为无序介质的标识进行认证；这种由随机介质构成的光学PUF钥匙具有不可复制性，它保证了其作为PUF认证钥匙的安全性。随后，S.A.Goorden等提出了基于光学PUF的量子认证系统，采用了高度衰减后的相干光作为光源，每个光脉冲含有的光子数很少。该系统的安全性可以用量子安全系数S=K/n来描述，其中K为激励光的模式数，n为激励光脉冲的平均光子数，也就是说激励的光子数越少，系统的安全性越高。随后，龙衡等对S.A.Goorden等提出的量子认证系统进行了改进，他们利用自反馈程序控制空间光调制器对光学PUF钥匙产生的散斑进行解调来实现注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单光子激励和光学PUF的认证系统，其特征在于：包括成像定位子系统及认证子系统两个部分；所述成像定位子系统至少包括：用于对PUF钥匙（8）照明的发光二极管（12），用于对PUF钥匙（8）成像的4F成像系统，用于采集PUF钥匙图像的相机，用于对PUF钥匙（8）进行精确定位的电控三维平移台（9）；所述认证子系统至少包括：用于发出光脉冲的脉冲激光光源（17），用于对所述光脉冲进行衰减的衰减片组（1），用于对单光子光束波前进行高速编码的数字微镜（13），用于采集散斑图样的相机；所述成像定位子系统中的用于采集PUF钥匙图像的相机和认证子系统中的用于采集散斑图样的相机均采用同一个相机（16）。

【技术特征摘要】
1.一种基于单光子激励和光学PUF的认证系统，其特征在于：包括成像定位子系统及认证子系统两个部分；所述成像定位子系统至少包括：用于对PUF钥匙（8）照明的发光二极管（12），用于对PUF钥匙（8）成像的4F成像系统，用于采集PUF钥匙图像的相机，用于对PUF钥匙（8）进行精确定位的电控三维平移台（9）；所述认证子系统至少包括：用于发出光脉冲的脉冲激光光源（17），用于对所述光脉冲进行衰减的衰减片组（1），用于对单光子光束波前进行高速编码的数字微镜（13），用于采集散斑图样的相机；所述成像定位子系统中的用于采集PUF钥匙图像的相机和认证子系统中的用于采集散斑图样的相机均采用同一个相机（16）。2.根据权利要求1所述的基于单光子激励和光学PUF的认证系统，其特征在于：所述成像定位子系统还依次包括：准直透镜（11）、分光棱镜I（5）、分光棱镜II（6），其中，发光二极管（12）位于准直透镜（11）入光侧的焦点上，分光棱镜I（5）位于准直透镜（11）的出光透射方向上，分光棱镜II（6）位于分光棱镜I（5）的出光直射方向上。3.根据权利要求2所述的基于单光子激励和光学PUF的认证系统，其特征在于：所述4F成像系统包括透镜I（7）和透镜II（10），透镜I（7）位于分光棱镜II（6）的出光直射方向上，透镜II（10）位于分光棱镜II（6）的出光折射方向上，相机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丕东，陈飞良，李沫，李倩，姚尧，张丽君，张健，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51