專利名稱：：集成puf的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種形成々兆戰(zhàn)-應(yīng)答(challenge-response,口令-應(yīng)答)對(duì)的裝置。
背景技術(shù)：
：例如WO2005/048179已公開為了安全目的而使用的"物理不可復(fù)制功能"(PUF)。集成PUF到產(chǎn)品例如智能卡、芯片或存儲(chǔ)介質(zhì)后，使得很難再去生產(chǎn)該產(chǎn)品的復(fù)制品。在該文獻(xiàn)中，"克隆，，意味著產(chǎn)品的物理拷貝或能夠可靠地預(yù)測(cè)產(chǎn)品的輸入輸出行為的模型。物理拷貝的難度很大，因?yàn)镻UF制造是不可控工藝并且PUF是非常復(fù)雜的物體。由于PUF的復(fù)雜性，精確建模是非常困難的；稍微改變輸入就會(huì)導(dǎo)致很大偏差的輸出。PUF的唯一性和復(fù)雜度使其非常適用于識(shí)別(identification)、認(rèn)證(authentication)或密匙生成的目的。通常，證明方(provingparty)應(yīng)當(dāng)通過挑戰(zhàn)(challenge)PUF來證明訪問(access)密碼(secret),其中通過所述才兆戰(zhàn)形成了唯一和不可預(yù)測(cè)的應(yīng)答。該應(yīng)答提供給校驗(yàn)方(verifyingparty),用于證實(shí)證明方(provingparty)實(shí)際上能夠訪問密碼(secret)。當(dāng)然，證明/-瞼證應(yīng)當(dāng)在不泄露密碼的情況下進(jìn)行，其通常包括加密和/解密。PUF僅能通過與PUF分離的算法訪問，任何繞過或操縱算法的舉動(dòng)都會(huì)損壞PUF。PUF例如實(shí)施在用戶使用的令牌(token)中，用戶采用該令牌以為自己授權(quán)并由此訪問某些服務(wù)和裝置。令牌可以例如包括通過射頻信號(hào)通信或通過有線接口(例如USB)與要訪問的裝置進(jìn)行通信的智能卡(smartcard)。為此，可以采用包括物理結(jié)構(gòu)的光學(xué)PUF,該物理結(jié)構(gòu)包括以光散射方向隨機(jī)分布的方式設(shè)置的光散射材料。光散射材料可以例如包括一塊環(huán)氧樹脂，其包括玻璃球、氣泡或任何類型的散射顆粒，和/或一個(gè)或多個(gè)具有預(yù)定粗糙度的半反射層。環(huán)氧樹脂也可以由某些其他透明物質(zhì)代替。發(fā)射激光穿過該光學(xué)PUF產(chǎn)生了斑紋圖案(specklepattern),其強(qiáng)烈依賴于入射波陣面(wavefront)的屬性以及PUF的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^移動(dòng)或傾斜激光或改變激光束的焦點(diǎn)而改變輸入(波陣面)。通常，通過光源(例如激光)從輸入側(cè)照射PUF,光散射材料在PUF的輸出側(cè)面上產(chǎn)生可以被照相機(jī)傳感器探測(cè)的斑紋圖案。利用該材料中光散射的隨機(jī)性和唯一性來形成"挑戰(zhàn)-應(yīng)答，，對(duì)以及在認(rèn)證和識(shí)別機(jī)制中使用密鑰材料。對(duì)光PUF的輸入(即挑戰(zhàn)，challenge)可以例如是激光入射角、焦距或激光波長(zhǎng)、激光束掩膜圖案阻擋的部分或在激光束波陣面中任何其他的變化。光PUF的輸出(即應(yīng)答)是斑紋圖案。輸入-輸出對(duì)通常指"挑戰(zhàn)-應(yīng)答"對(duì)(CRP)。由于即使已知了散射元件的具體位置，復(fù)制品中散射元件的精確定位實(shí)際上幾乎是不可能的并且即使要得到也非常昂貴，因此復(fù)制光學(xué)PUF非常困難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供用于形成"挑戰(zhàn)-應(yīng)答"對(duì)的裝置，其中該裝置的制造有成本效益。根據(jù)所附獨(dú)立權(quán)利要求的裝置可以實(shí)現(xiàn)本目的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例由從屬權(quán)利要求限定。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置，其包括輻射源、^i戰(zhàn)4奮改元件(challenge-modifyingelement)、輻射散射元件和輻射-探測(cè)元件。設(shè)置輻射源以通過輻照(irradiatie)所述挑戰(zhàn)修改元件而形成挑戰(zhàn)(challenge—)。激光束直接入射到所述挑戰(zhàn)修改元件上，或通過例如反射元件，例如鏡面或棱鏡等從激光器導(dǎo)向到所述挑戰(zhàn)-修改元件。設(shè)置挑戰(zhàn)修改元件以改變從所述輻射源接收的輻射，并將所述修改的輻射導(dǎo)向所述輻射散射元件。設(shè)置所述輻射散射元件以散射經(jīng)所述挑戰(zhàn)修改元件從所述光源接收的光，并把所述光導(dǎo)向所述輻射探測(cè)元件。設(shè)置輻射探測(cè)元件以形成對(duì)所述修改和散射光的應(yīng)答，該光通過所述輻射散射元件從所述輻射源接收。并且，所述輻射散射元件優(yōu)選設(shè)置成這樣，散射的輻射，其到達(dá)所述輻射探測(cè)元件，穿過所述輻射散射元件和所述輻射探測(cè)元件之間的虛平面(imaginaryplane)，并且所述挑戰(zhàn)修改元件和所述輻射探測(cè)元件都設(shè)置在所述虛平面的同一側(cè)。在所述輻射散射元件的同一側(cè)提供輻射探測(cè)元件和挑戰(zhàn)修改元件的優(yōu)點(diǎn)在于，由于元件的布線設(shè)置變得更容易，該裝置更易于組裝。優(yōu)選設(shè)置所述挑戰(zhàn)-應(yīng)答元件以通過改變所述輻射在所述輻射散射元件處的入射點(diǎn)、所述輻射入射到所述輻射散射元件處的角度和/或入射到所述輻射散射元件上的所述輻射的相位而改變所述挑戰(zhàn)。換句話說，通過改變或修改挑戰(zhàn)，也可以改變對(duì)應(yīng)于4'務(wù)改的糸lL戰(zhàn)的應(yīng)答(response)。有利地，所述挑戰(zhàn)-修改元件和所述輻射探測(cè)元件都設(shè)置在同一襯底上。這使裝置的制造變得容易，并且其使裝置內(nèi)部元件的對(duì)準(zhǔn)更容易。優(yōu)選地，輻射源與輻射探測(cè)元件都設(shè)置在所述虛平面的同一側(cè)。更有選地，所述輻射源與所述挑戰(zhàn)修改元件和所述輻射探測(cè)元件設(shè)置在相同的襯底上。因此，得到了一個(gè)緊湊的集成元件，包括裝置的所有電可控制元件，其使裝置的組裝更容易。并且，該緊湊集成裝置使得更容易產(chǎn)生具有最優(yōu)尺寸的波紋，用于根據(jù)例如CMOS技術(shù)由輻射探測(cè)元件所探測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，挑戰(zhàn)修改元件包括可移動(dòng)和/或可繞軸旋轉(zhuǎn)(pivotable)的透鏡。因此，通過改變所述透鏡的位置或通過改變所述透鏡相對(duì)于其主軸的入射角，可以形成不同的挑戰(zhàn)。在本文中，相同的術(shù)語(yǔ)"透明"和"反射"分別用于對(duì)從所述輻射源發(fā)射的輻射部分為透明或反射性的物體，其中所述輻射探測(cè)元件對(duì)該輻射部分是敏感的，在該輻射達(dá)到所述輻射探測(cè)元件之前，其可能已經(jīng)被變頻了。使用可移動(dòng)(translatable)透鏡而不是例如靜態(tài)SLM或SPM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，與控制或?qū)ぶ钒ù罅跨R面的SLM相比，需要更少的元件來控制透鏡。有益地，所述透鏡具有反射表面，并且所述反射表面在光學(xué)上設(shè)置在所述透鏡后面。在本文中，當(dāng)?shù)谝槐砻婀鈱W(xué)地設(shè)置在一個(gè)元件后面時(shí)，這意思是在輻射到達(dá)所述第一表面之前，首先到達(dá)所述元件。在所述透鏡光學(xué)地后面提供反射表面的優(yōu)點(diǎn)在于，通過反射輻射很容易把輻射導(dǎo)向到所述散射元件上的不同位置。有益地，所述4兆戰(zhàn)修改元件包括可繞軸旋轉(zhuǎn)(pivotable)的鏡面，其提供改變輻射入射到所述光散射元件的入射角的精確方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述可繞軸旋轉(zhuǎn)鏡面也是可移動(dòng)的，以使通過調(diào)節(jié)鏡面的位置，可以反射入射輻射的不同部分。有益地，所述挑戰(zhàn)修改元件包括幾個(gè)分別可控的區(qū)域，其經(jīng)設(shè)置以使每個(gè)區(qū)域能夠獨(dú)立地改變其他可控區(qū)域的所述入射輻射的一部分。一個(gè)示例，所述挑戰(zhàn)修改元件包括鏡面陣列，其中每個(gè)鏡面可獨(dú)立于其他鏡面來軸轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，每個(gè)鏡面可以設(shè)置為許多傾斜狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于鏡面的不同傾斜角度。因此，通過在不同傾斜位置設(shè)置不同的鏡面，可以提供許多不同的挑戰(zhàn)(challenge)。所述區(qū)域也可以是液晶(LC)元件或^象素元件(pictureelement)，其能夠彼此獨(dú)立地改變?nèi)肷漭椛涞南辔弧Q句話說，通過激活像素元件，入射到其上的光會(huì)向光散射元件反射，并且如下所述可以形成多個(gè)不同的挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)。當(dāng)液晶元件暴露在光下時(shí)(直接從光源或通過散射元件)，光束會(huì)在LC元件處被反射或經(jīng)受相變(或偏振狀態(tài)的變化)。通過設(shè)置LC元件以使該元件能設(shè)定很多個(gè)光學(xué)狀態(tài)，與LC元件在關(guān)和開狀態(tài)之間切換相比，光相位會(huì)以連續(xù)方式改變。反射的光將入射到光散射元件上。因此，從光源入射到散射元件上的光-挑戰(zhàn)，被在LC元件上反射的光修改，并形成修改的挑戰(zhàn)和到散射元件的輸入。光散射元件散射入射光以形成隨機(jī)斑紋圖案并散布在光探測(cè)元件上。該隨機(jī)圖案由探測(cè)元件探測(cè)，并由此形成對(duì)修改挑戰(zhàn)的應(yīng)答。因此，LC元件將用作入射光的相位或偏振調(diào)節(jié)器，其具有修改入射到散射元件的光的作用。通常，挑戰(zhàn)修改的程度取決于激活像素元件的數(shù)量，以及激活像素元件的實(shí)際組合。許多激活的像素元件會(huì)產(chǎn)生很大程度的挑戰(zhàn)修改，以及增加挑戰(zhàn)空間。提供給光散射元件的每個(gè)新挑戰(zhàn)將會(huì)形成照明光探測(cè)元件的光的不同斑紋圖案。因此，激活象素元件(actuatedpictureelement)的每個(gè)新組合會(huì)產(chǎn)生新的、修改的挑戰(zhàn)和相應(yīng)的新應(yīng)答。由此，形成新的挑戰(zhàn)-應(yīng)答對(duì)。優(yōu)選地，所述挑戰(zhàn)修改元件是微機(jī)電系統(tǒng)器件(MEMS)，例如空間光調(diào)制器(SLM)或空間相位調(diào)制器(SPM),包括可移動(dòng)鏡面二維陣列。所述輻射散射元件優(yōu)選光學(xué)地設(shè)置在所述輻射源后面，而在所述挑戰(zhàn)應(yīng)答元件之前。并且，設(shè)置所述輻射散射元件以把來自所述輻射源的光導(dǎo)向所述挑戰(zhàn)修改元件。并且，優(yōu)選設(shè)置所述輻射散射元件以形成輻射束以使其截面適于所述挑戰(zhàn)修改元件的面積(area)。當(dāng)使用SLM、SPM或者其他相對(duì)較大的挑戰(zhàn)修改元件時(shí)，所述輻射散射元件優(yōu)選包括橢圓或球形的部分，其在輻射束到達(dá)所述SLM之前使其準(zhǔn)直。當(dāng)使用小的可移動(dòng)鏡面作為挑戰(zhàn)修改元件時(shí)，所述輻射散射元件優(yōu)選包括例如橢圓或球形的聚焦部分。有益地，所述輻射散射元件具有回射(retro-reflection)元件，設(shè)置以防止光被鏡面反射到所述輻射探測(cè)元件上，所述回射元件優(yōu)選為反射性表面。所述輻射束優(yōu)選為激光。所述輻射探測(cè)元件優(yōu)選為CMOS探測(cè)器。本發(fā)明的基本原理是，在虛平面的同一側(cè)設(shè)置輻射探測(cè)元件、挑戰(zhàn)修改元件以及優(yōu)選地光源，在提供挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置中虛平面把所述輻射探測(cè)元件與輻射散射元件分開。因此，很容易形成具有所需的最小斑紋尺寸的斑紋圖案，并提供更容易組裝的裝置。更具體地，光形式的挑戰(zhàn)發(fā)射到光散射元件上，其中光會(huì)在光散射元件散射并被光探測(cè)元件探測(cè)為對(duì)挑戰(zhàn)的應(yīng)答。激光二極管形式的光源通常用于形成發(fā)射到散射元件上的光。射到散射元件上的光稱為挑戰(zhàn)。發(fā)射光被散射并分布在光探測(cè)元件上，其中通過光探測(cè)元件檢測(cè)對(duì)挑戰(zhàn)的應(yīng)答。光散射元件包括包含隨機(jī)分布的光散射顆粒或簡(jiǎn)單物理不規(guī)則形狀的透明材料，其散射入射光以形成隨機(jī)斑紋圖案并散布在光探測(cè)元件上。該隨機(jī)圖案由光探測(cè)元件探測(cè)，并認(rèn)為是對(duì)提供給光散射元件的挑戰(zhàn)(即光)的應(yīng)答。由此，形成了"挑戰(zhàn)-應(yīng)答"對(duì)。并且，通過集成包括多個(gè)象素元件(優(yōu)選以矩陣形式設(shè)置)的顯示器，如上所述，能形成的挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的數(shù)量顯著增加。下面將參考附圖給出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，如下圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中挑戰(zhàn)修改器包括SPM。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中所述挑戰(zhàn)修改器包括可繞軸旋轉(zhuǎn)的反射面。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中所述挑戰(zhàn)修改器包括可移動(dòng)(translatable)鏡面透鏡。圖4-7示出了根據(jù)本發(fā)明用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中輻射源與挑戰(zhàn)修改器和輻射探測(cè)元件設(shè)置在相同的襯底上。在這些附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。具體實(shí)施方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置100的示意性截面?zhèn)纫晥D。設(shè)置激光二極管101以發(fā)射光到光散射元件103，其即為包含隨機(jī)分布的光散射顆粒104的光透射材料。入射到散射元件上的光隨機(jī)散射到多個(gè)光探測(cè)器105上。因此，光散射元件具有由激光二極管發(fā)射光的形式的挑戰(zhàn)(challenge)。另外，所述裝置100包括挑戰(zhàn)修改元件102,用于改變挑戰(zhàn)，即修改入射到所述輻射散射元件103上的輻射以使不同的輻射圖案被所迷輻射探測(cè)元件103探測(cè)。有利地，所述裝置100包括光學(xué)元件106,其基本準(zhǔn)直該激光束，以在所述挑戰(zhàn)修改元件102的有源區(qū)上均勻分布所述激光。根據(jù)本實(shí)施例，挑戰(zhàn)修改元件102包括SLM,SLM又包括可旋轉(zhuǎn)反射元件，以使能夠改變?nèi)肷涔馐倪x定部分的方向。通過改變所述激光束的方向，也改變了在所述光散射元件103處的所述激光輻射的入射點(diǎn)。因此，隨著激光束被所述輻射散射元件103散射的變化，改變了在所述輻射探測(cè)器105上成像的斑紋圖案。從而，當(dāng)改變了入射點(diǎn)之后，探測(cè)器返回了不同的應(yīng)答。優(yōu)選地，設(shè)置SLM以使反射元件可以在兩個(gè)正交方向上獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，以得到盡可能多的挑戰(zhàn)(challenge)?？蛇x擇地，SPM可以用于代替所述SLM。該SPM可以例如是由二維可移動(dòng)鏡面陣列構(gòu)成的MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))裝置。激活鏡面導(dǎo)致，與由非激活的像素或鏡面反射的光相比，由這些鏡面反射的光具有不同的路徑長(zhǎng)度，由此空間地改變反射光的相位分布。對(duì)每個(gè)挑戰(zhàn)，可以設(shè)定不同的鏡面陣列分布。通常，輻射散射元件103設(shè)置在虛平面107的第一側(cè)面上，而所述挑戰(zhàn)修改元件102和所述輻射探測(cè)元件105設(shè)置在所述虛平面107的第二側(cè)面上。因此，激光通過所述虛平面至少兩次。一次是激光被所述挑戰(zhàn)修改元件102反射之后但在被所述輻射散射元件103散射之前，另一次是其被所述輻射散射元件103散射之后而在其入射到所述輻射探測(cè)元件105之前。當(dāng)所述輻射探測(cè)元件包括平面輻射敏感表面時(shí)，所述虛平面優(yōu)選平行于所述輻射敏感表面。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，虛平面107不平行于所述探測(cè)元件的敏感表面。可選地，附加散射裝置113可以設(shè)置在所述散射元件103的輸出(outgoing)表面上。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置200的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖2所示出的裝置如圖1中所描述的裝置那樣設(shè)置，除了SLM或SPM交換為小的可旋轉(zhuǎn)反射元件，即設(shè)置為反射入射輻射的元件，例如鏡面或棱鏡，其中光通過例如全內(nèi)反射來被反射。有利地，該裝置包括束成形光學(xué)元件206,其聚焦輻射到所述可旋轉(zhuǎn)元件上。通過旋轉(zhuǎn)該元件202以改變?nèi)肷涞剿鲚椛渖⑸湓幍慕嵌?，可以得到不同的挑?zhàn)。優(yōu)選地，所述反射元件是可在兩個(gè)垂直方向上旋轉(zhuǎn)的，以得到許多的挑戰(zhàn)。并且，所述可旋轉(zhuǎn)反射元件可以通過可控的方式可選地設(shè)置為所述激光的極化狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，虛平面平行于輻射探測(cè)元件105的敏感表面。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置300的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖3中說明的該裝置如圖2中描述的裝置一樣設(shè)置，除了所述可軸轉(zhuǎn)動(dòng)反射元件換成光學(xué)設(shè)置在反射表面309前的可移動(dòng)透鏡302。在該實(shí)施例中，所述透鏡302是半球形的。激光束優(yōu)選聚焦在所述反射表面上。透鏡至少可以在一個(gè)方向上移動(dòng)，為了得到優(yōu)選地,所述方向平行于襯底110的表面，在該襯底上上可以設(shè)置挑戰(zhàn)修改元件和輻射探測(cè)元件。在圖3中，示出了透鏡的兩個(gè)不同的位置。每個(gè)位置形成了不同的激光聚焦位置，由此使激光束形成了不同的入射角。因此，對(duì)激光束的每個(gè)位置形成不同的斑紋圖案。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置400的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖4中說明的裝置如圖3中描述的裝置一樣設(shè)置，除了激光器101與所述挑戰(zhàn)修改元件102和所述輻射探測(cè)元件105設(shè)置在所述虛平面107的同一側(cè)。并且，所述輻射源101，所述挑戰(zhàn)修改元件102和所述輻射探測(cè)元件105設(shè)置在共同的優(yōu)選由硅制成的襯底410上。另外，所述光散射元件403具有用于把激光束導(dǎo)向所述挑戰(zhàn)修改元件的光學(xué)裝置406。優(yōu)選地，所述光學(xué)裝置406是反射球形表面，其光學(xué)地設(shè)置在所述激光器101之后，而在所述挑戰(zhàn)修改元件102之前。因此，激光首先進(jìn)入光散射元件403,然后通過所述光學(xué)裝置準(zhǔn)直，以使激光分布在整個(gè)所述挑戰(zhàn)修改元件102上。然后準(zhǔn)直束在其第二次進(jìn)入散射元件403之前被挑戰(zhàn)修改元件102反射。在輻射散射元件內(nèi)沒有被散射的光束部分由平面反射表面回射(retro-reflected)到挑戰(zhàn)修改元件。這樣，沒有鏡面反射光會(huì)到達(dá)輻射探測(cè)裝置，并且輻射散射元件403的照明區(qū)域不會(huì)被鏡面反射增加。通常，散射光408的一部分會(huì)到達(dá)硅襯底上的光探測(cè)元件的敏感區(qū)域。激光輻射的波長(zhǎng)，從光散射元件產(chǎn)生的散射束的直徑和光散射元件與光探測(cè)元件之間的距離，將會(huì)基本上確定傳感器上的最小斑紋尺寸。光散射顆粒104和光探測(cè)元件105之間的距離越大，最小斑紋尺寸就會(huì)更大。對(duì)于0.8jum的波長(zhǎng)，0.4nm的束直徑和0.5mm的距離，最小斑紋尺寸(specklesize)等于2ium。為了精確確定斑紋圖案，像素尺寸應(yīng)當(dāng)小于lym,在實(shí)際上也是可行的。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置500的示意性截面圖。圖5中說明的裝置如圖4中描述的裝置一樣設(shè)置，除了挑戰(zhàn)修改元件是例如圖2中描述的軸旋轉(zhuǎn)鏡面(未示出)，或如圖3中描述的可移動(dòng)透鏡302。設(shè)置所述輻射散射元件503的一個(gè)光學(xué)裝置506以把光聚焦在挑戰(zhàn)修改元件102上，例如通過反射球面。隨著激光通過所述光學(xué)裝置聚焦到所述挑戰(zhàn)修改元件，所述輻射散射元件503的回射表面511優(yōu)選為球面，以使所述光散射元件的照明面積保持最小。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置600的示意性截面圖。圖6中說明的裝置如圖4中描述的裝置一樣設(shè)置，除了挑戰(zhàn)修改器602包括像素元件，即設(shè)置為向用戶顯示可見圖像的元件，并相應(yīng)地修改該裝置。液晶(LC)層612設(shè)置在像素元件和光探測(cè)元件頂上，覆蓋層設(shè)置在LC層頂上。并且，光散射元件603位于在覆蓋層頂上。所述散射元件包括輻射散射顆粒604。通過激活這些像素元件602的一個(gè)或多個(gè)，入射到其上的光會(huì)反射到散射元件603。該散射元件不僅被提供來自激光二極管101的直接光，也被提供在激活像素元件處反射的光。因此，像素元件的激活導(dǎo)致了輸入到散射元件的光的變化。這會(huì)導(dǎo)致由光散射元件603形成并散布在光探測(cè)器105上的隨機(jī)斑紋圖案的變化。因此，通過激活像素元件的挑戰(zhàn)修改導(dǎo)致光探測(cè)器探測(cè)的應(yīng)答中的變化。因此，可以通過控制像素元件形成新的"挑戰(zhàn)-應(yīng)答"對(duì)。在使用LCD技術(shù)的情況下，由光散射元件散射的光通過LC層612分布在光探測(cè)器105上。優(yōu)選地，采用保護(hù)玻璃覆蓋板613。該覆蓋板613可以集成有散射元件603。在光探測(cè)器105上散射的隨機(jī)光圖案表示對(duì)由激光二極管101形成的挑戰(zhàn)的應(yīng)答。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置700的示意性截面圖。圖7中說明的裝置如圖6中描述的裝置一樣設(shè)置，除了像素元件602中散布有光探測(cè)器105。通過激活這些像素元件的一個(gè)或多個(gè)，通過光散射元件603入射到其上的光將在散射元件的方向上被反射?，F(xiàn)在，散射元件不僅被提供來自激光二極管101的直接光，也被提供在激活像素元件處反射的光。因此，像素元件的激活導(dǎo)致了輸入到散射元件的光的變化。這會(huì)導(dǎo)致由光散射元件103形成并散布在光探測(cè)器105上的隨機(jī)斑紋圖案的變化。因此，通過激活像素元件的挑戰(zhàn)修改導(dǎo)致由光探測(cè)器探測(cè)的應(yīng)答中的變化。因此，可以通過控制像素元件形成新的挑戰(zhàn)-應(yīng)答對(duì)。假若挑戰(zhàn)修改元件包括幾個(gè)分開別地可控的區(qū)域或矩陣元件，自然地，挑戰(zhàn)修改元件和輻射探測(cè)元件的散布設(shè)置(interspersement)可以使用在所有的上述實(shí)施例中。在圖4至圖7中，應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)光散射元件103、403、603、703都用作PUF。然而，只有設(shè)置有散射顆粒104、604的散射元件部分被認(rèn)為具有隨機(jī)散射功能。因此，在圖4至6中，僅僅部分散射元件203、603、703提供PUF功能。在各挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)產(chǎn)生裝置中也有可能包括多個(gè)光散射元件。從而，有可能散布(intersperse)像素元件、光探測(cè)元件和光散射元件以形成更大的4兆戰(zhàn)空間(challengespace)。實(shí)施例一至實(shí)施例七的所有附圖都是三維裝置的二維表示。然而，在這些圖中的某些光學(xué)元件，不需要位于一個(gè)平面內(nèi)。例如進(jìn)入光散射裝置的光會(huì)被進(jìn)入表面部分地反射。為了避免這種空間反射光到達(dá)光探測(cè)器，這些探測(cè)器優(yōu)選放置在所畫平面的之前或之后。在上述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，當(dāng)采用LC技術(shù)時(shí)，覆蓋玻璃應(yīng)該具有透明導(dǎo)電層，其具有(恒定)電壓。參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是許多不同的變化、修改等對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是很清楚的。因此所述實(shí)施例并不傾向于限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。權(quán)利要求1.一種用于形成挑戰(zhàn)應(yīng)答對(duì)的裝置(100)，包括輻射源(101)，挑戰(zhàn)修改元件(103)，輻射散射元件(102)，和輻射探測(cè)元件(105)；所述輻射源經(jīng)設(shè)置用來通過輻照所述挑戰(zhàn)修改元件形成挑戰(zhàn)；所述挑戰(zhàn)修改元件經(jīng)設(shè)置用來改變從所述輻射源接收的輻射并把所述修改的輻射導(dǎo)向所述輻射散射元件；所述輻射散射元件經(jīng)設(shè)置用來散射通過所述挑戰(zhàn)修改元件接收來自所述光源的光；和所述輻射探測(cè)元件經(jīng)設(shè)置用來形成對(duì)所述修改和散射輻射的應(yīng)答，所述修改和散射輻射經(jīng)所述輻射散射元件從所述輻射源接收。2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件和所述輻射探測(cè)元件設(shè)置在虛平面(107)的第一側(cè)面上，并且所述輻射散射元件設(shè)置在所述虛平面的第二側(cè)面上，以使所述散射輻射在其到達(dá)所述輻射探測(cè)元件之前貫穿過所述虛平面。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件(102)經(jīng)設(shè)置用來修改所述挑戰(zhàn)，這通過改變所述輻射在所述輻射散射元件(103)的入射點(diǎn)；所述輻射入射到所述輻射散射元件的入射角，和/或入射到所述輻射散射元件上的所述輻射的相位。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件(102)和所述輻射探測(cè)元件(105)設(shè)置在同一襯底(110)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件(102)包括可移動(dòng)或可軸旋轉(zhuǎn)的透鏡(302),光學(xué)地在其之后設(shè)置反射性表面，所述透鏡優(yōu)選地可繞兩個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件包括至少一個(gè)可軸旋轉(zhuǎn)反射表面(202)，優(yōu)選設(shè)置成繞兩個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件包括幾個(gè)不同的分別可控的區(qū)域(102),其設(shè)置成使得每個(gè)區(qū)域能獨(dú)立于其他可控區(qū)域^修改一部分所述入射輻射。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件是微機(jī)電系統(tǒng)裝置，并且優(yōu)選為包括二維可移動(dòng)鏡面陣列的空間光調(diào)制器或空間相位調(diào)制器。9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述挑戰(zhàn)修改元件包括反射性液晶元件。10.根據(jù)權(quán)利要求1或4的裝置，其中所述輻射源(101)與所述挑戰(zhàn)修改元件和所述輻射探測(cè)元件設(shè)置在同一襯底(410)上。11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其中所述輻射探測(cè)元件(403)還包括反射性聚焦調(diào)節(jié)元件(406),其經(jīng)設(shè)置用來通過反射準(zhǔn)直或再聚焦從所述輻射源U01)入射的輻射，其中該聚焦調(diào)節(jié)元件光學(xué)地設(shè)置在所述輻射源和所述輻射修改元件(402)之間。12.根據(jù)權(quán)利要求ll的裝置，其中所述聚焦調(diào)節(jié)元件(406)是橢圓反射性表面，優(yōu)選為球形反射性表面。13.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述輻射散射元件(403)具有回射元件(411),其經(jīng)設(shè)置用來阻止光從所述挑戰(zhàn)修改元件(402)鏡面反射到所述輻射探測(cè)元件(105)。14.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述光源(101)包括激光二極管。15.根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述裝置是物理不可復(fù)制功能裝置，具有包括散射顆粒的涂層。全文摘要在用于提供問詢應(yīng)答對(duì)的裝置中，輻射探測(cè)元件、挑戰(zhàn)修改元件和光源優(yōu)選設(shè)置在虛平面的同一側(cè)上，該虛平面把所述輻射探測(cè)元件與輻射散射元件分開。因此，很容易產(chǎn)生具有所需最小斑紋尺寸的斑紋圖案并提供更容易組裝的裝置。文檔編號(hào)H04L9/32GK101292465SQ200680038687公開日2008年10月22日申請(qǐng)日期2006年10月11日優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日發(fā)明者B·斯科里克,P·T·圖伊爾斯,W·G·奧菲申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司