一种光致变色加密体系及其在光学逻辑门加密中的应用

本发明涉及光学加密，更具体地，涉及一种光致变色加密体系及其在光学逻辑门加密中的应用。

背景技术：

1、20世纪80年代以来，随着计算机、互联网和数字通讯技术的快速发展，中国便开始进入了信息化社会。随着信息化社会的发展，包含着多元化的信息系统的大数据时代也逐渐占领了人们的生产、生活和工作的各个领域。大数据联合物联网、云储存、云计算，云存储等新兴技术是国家未来智慧城市的建设基础。与此同时，随着大数据应用的日渐广泛，也带来诸多信息安全隐患。因此，现在社会对安全、高效的信息加密技术的需求十分迫切。传统加密技术主要依靠计算机或数字信号处理器等电子手段来实现，但这些方法在目前商品社会的运用中还存在速度、成本和普适性的限制。21世纪以来，国内外研究人员发现光学信息同时具有振幅、相位、波长、偏振、寿命等多种属性，以及高速率、高储存和高并行性，突破了传统电子加密技术的限制，因此光学或光电信息加密技术，成为的一块新兴技术领域，也同时现代加密技术的重要研究内容之一，研究新型的光学以及光电信息加密技术是信息和光功能材料领域的前沿课题。作为加密在未来智慧城市的建设中，发展新型加密材料和开展系统光学或光电信息处理技术的研究必将在国家安全、国民生活和国民经济等各个领域得到广泛的应用前景。外部刺激(如光、外力、温度、电场和ph值等)下，分子极性、分子结构或聚集状态等的改变引发的光学性质的变化也具有被引入光学加密系统的潜力，不仅从而增加加密的程度，提高安全系数，也可以在一定程度上增加信息多元化。

2、现有技术公开了一种光热双逻辑门控三苯乙烯类光致变色材料及其合成方法与应用，将四苯基苯衍生物引入三苯乙烯结构中，四苯基苯由四个苯基取代中心苯环上的氢原子构成，由于基团中的苯环可以自由旋转，因此通过改变温度可以使四苯基苯形成多种构象，因而塑造了具有光热双逻辑门控的新型三芳基乙烯类光致变色材料。现有技术公开的应用于逻辑门加密的材料需要通过光热双控制，需要借助除光学以外的刺激响应，增加了逻辑门的繁琐性且在一定程度上限制了光学信息传递快的优势。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有应用于光电信息加密技术的材料需要借助除光学以外的刺激响应，增加了逻辑门的繁琐性且在一定程度上限制了光学信息传递快的优势的缺陷和不足，提供一种光致变色加密体系，仅仅通过光刺激即可实现光学加密。

2、本发明的再一目的在于提供一种光致变色加密体系在信息加密中的应用。

3、本发明的再一目的在于提供一种光致变色加密体系在光学逻辑门加密中的应用

4、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

5、一种光致变色加密体系，所述光致变色加密体系包括载体和设置在载体上的加密信息层，所述加密信息层由四种不同的加密油墨的涂覆区域组合形成，

6、所述四种不同的加密油墨分别为：dasa-1与聚氨酯溶液的混合物；dasa-2与聚氨酯溶液的混合物；dasa-3与聚氨酯溶液的混合物；dasa-2与聚苯乙烯的混合物；

7、其中dasa-1的结构式如式ⅰ；dasa-2的结构式如式ⅱ，dasa-3的结构式如式ⅲ：

8、

9、其中，需要说明的是，本发明的光致变色加密体系是一种全光写入且可肉眼读取的逻辑门加密的光致变色体系，可应用于信息加密防伪。且本发明的光致变色加密体系的加密油墨合成简单、可循环、成本低、绿色无污染。

10、其中，四种不同的加密油墨分别可呈现出不同的颜色，包括dasa-2@ps呈现深紫色、dasa-2@tpu呈现浅紫色、dasa-1@tpu呈现红色、dasa-3@tpu呈现绿色。

11、其中，ps为聚苯乙烯，tpu为聚氨酯。

12、本发明的光致变色加密体系中四种不同的加密油墨在550nm和635nm光照下其吸光度会随时间出现不同的变化，本发明的加密信息层由四种不同的加密油墨的涂覆区域组合形成，通过不同的油墨涂覆即可实现载体上加密信息的写入，在给与一定的外部刺激，即一定时间和顺序的550nm和635nm光照即可使得其呈现出不同的颜色变化，最终再现加密信息，实现解密或防伪。

13、其中加密信息层四种不同的加密油墨的涂覆区域组合形成的加密信息可以根据需要设置为任意信息载体符合，包括图案、文字、数字等。

14、本发明的光致变色加密体系只需通过外部光刺激即可实现逻辑门控制，无需由于电子或其他带电粒子等其他信号载体传递信息，相对于现有主要以电子学原理为基础设计逻辑门元件传递信息速度快，且更容易实施，更有利于逻辑门的应用。

15、在具体实施方式中，优选地，本发明的四种不同的加密油墨通过如下方法制备：

16、将聚苯乙烯或聚氨酯溶解在溶剂中得到稳定溶液，将dasa-1、dasa-2或dasa-3与聚苯乙烯或聚氨酯聚合物溶液混合均匀，即可制备得到加密油墨。

17、在具体实施方式中，为了获得稳定溶液，可聚苯乙烯或聚氨酯溶解在溶剂中在60℃下搅拌以获得稳定聚苯乙烯或聚氨酯聚合物溶液。

18、在具体实施方式中，为了进一步优化合适的显色浓度，优化加密褪色效果，优选地，所述稳定溶液中聚苯乙烯或聚氨酯的质量浓度为0.03～0.2g/ml，例如可以为0.03g/ml、0.05g/ml、0.08g/ml、0.12g/ml、0.15g/ml、0.18g/ml、0.2g/ml、。

19、在具体实施方式中，优选地，所述dasa-1、dasa-2或dasa-3与聚苯乙烯或聚氨酯聚合物溶液的混合比例为5mg：2～30ml，例如5mg：2ml、5mg：5ml、5mg：8ml、5mg：10ml、5mg：15ml、5mg：20ml、5mg：25ml、5mg：30ml等。

20、本发明还具体保护一种光致变色加密体系在信息加密中的应用。

21、在具体应用中，优选地，所述光致变色加密体系的加密信息层通过先在550nm波长下照射6秒，再在550nm波长下照射40秒进行加密信息识别。

22、在具体应用中，优选地，所述光致变色加密体系的加密信息层还可以通过先在550nm波长下照射6秒，再在635nm波长下照射8秒进行加密信息识别。

23、在具体实施方式中，优选地，所述应用中采用四氢呋喃作为加密试剂。

24、本发明还具体保护一种光致变色加密体系在光学逻辑门加密中的应用。

25、在具体应用中，所述光学逻辑门加密的外部刺激输入条件设置为：输入1代表在550nm波长下照射6秒，输入2代表550nm波长下照射40秒，输入3代表在635nm波长下照射8秒，只有在先输入1，再输入2或3时方可解密。

26、本发明的光致变色加密体系可应用于将"和"门与"异或"门串联起来的逻辑加密方案。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、本发明的光致变色加密体系是一种全光写入且可肉眼读取的逻辑门加密的光致变色体系，加密信息层由四种不同的加密油墨的涂覆区域组合形成，通过不同的油墨涂覆即可实现载体上加密信息的写入，在给与一定的外部刺激，即一定时间和顺序的550nm和635nm光照即可使得其呈现出不同的颜色变化，最终再现加密信息，实现解密或防伪。

29、本发明的光致变色加密体系只需通过外部光刺激即可实现逻辑门控制，无需由于电子或其他带电粒子等其他信号载体传递信息，相对于现有主要以电子学原理为基础设计逻辑门元件传递信息速度快，且更容易实施，更有利于逻辑门的应用。