一种利用纳米技术进行信息加密读写、解密及擦除方法

本发明涉及纳米技术领域，尤其是涉及一种利用纳米技术进行信息加密读写、解密及擦除方法。

背景技术：

随着信息时代的到来，人们对于信息的加密技术有了更高的需求。信息加密技术或依赖对电子信号的加密，或对原有信息进行算法加密，但是这些技术已被大家熟知，从而相对变得容易破解。有研究表明，可以根据纳米技术微创基底平面绘制图形，来实现对信息的加密。

在写入载体的过程中，由于偶然因素导致写入加密信息出现错误时，无法进行简单擦除。对加密信息读写后，如遇需要修改的情况，无法改正写入信息。现有的研究方法只能实现单次写入，无法重复利用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用纳米技术进行信息加密读写、解密及擦除方法，以解决现有技术中在写入载体的过程中，无法进行简单擦除和修改的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种利用纳米技术进行信息加密读写的方法，包括以下步骤：

步骤一、基底预处理；选取硬质材料作为基底，对所述基底的表面进行抛光、清洗；

步骤二、镀膜；在步骤一处理过的基底表面镀制薄膜，将镀制有薄膜的基底浸入溶剂中进行超声处理；

步骤三、吸附光敏分子层；在步骤二超声处理后的镀制有薄膜的基底表面涂覆光敏分子层；

步骤四、写入加密信息；使用预设频率的激光照射光敏分子层，生成新分子；根据需要加密的信息控制激光的移动，将所述需要加密的信息转换为新分子的特定排列，实现对所述信息的加密。

进一步的，所述的硬质材料包括硅、石英、云母、金、银、铜、铝、玻璃、合金中的任意一种，但不限于此。

进一步的，步骤二中的薄膜为贵金属单质、复合金属、石墨烯、半导体材料中的任意一种，但不限于此。

进一步的，步骤二中的溶剂为醇类或超纯水。

进一步的，步骤三中在镀制有薄膜的基底表面涂覆光敏分子层的方法包括物理气相沉积方式、化学气相沉淀方式、旋转涂抹法或者直接将镀膜后的所述基底浸泡入预先选择的光敏分子溶液中的任意一种，但不限于此。

进一步的，所述的光敏分子包括芳香胺、芳香硝基化合物中的任意一种，但不限于此。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种信息解密方法，包括以新分子的指纹谱为扫描对象利用所述低频激光扫描所述载体，得到所述新分子的特定排列，实现对加密信息的解密。

进一步的，利用光谱二维成像技术或扫描成像技术，以所述新分子的指纹谱为扫描对象利用所述低频激光扫描所述载体，得到所述新分子的特定排列，实现对加密信息的解密。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种加密信息的擦除方法，包括以下步骤：

s1.将已写入加密信息或已读取完加密信息的载体与预先选择的还原剂溶液或氧化剂溶液相接触；

s2.在基底需要擦除的位置，用激光照射，诱导针尖下方纳米尺度受到激光照射的新分子发生还原反应或氧化反应，生成光敏分子；

s3.根据需要擦除的信息控制激光的移动，将需要擦除的信息转换为光敏分子，并在同一地方擦除相同信息多次。

进一步的，所述的s1包括在写入加密信息或读取加密信息后，使用旋转涂抹法、直接滴加或者直接浸泡的方法，将已写入加密信息或已读取完加密信息的载体与预先选择的还原剂溶液或氧化剂溶液相接触。

进一步的，所述的还原剂溶液或氧化剂溶液包括硼氢化钠溶液、硝酸溶液中的任意一种，但不限于此。

本发明实施例具有如下优点：本发明实施例提供一种利用纳米技术进行信息加密读写、解密及擦除方法。本发明提供的利用纳米技术对加密信息进行擦除的方法，选取遇光反应的光敏分子作为绘制加密信息的基本单元，该类分子在一定频率的电磁波影响下会发生包括置换、分解、化合、复分解在内的化学反应，转换生成为新分子，这两种分子具有不同的指纹谱，且在其中，原分子在合适条件下，仅对特定波长以下(即特定频率以上)的光发生反应生成新分子，而对高于该特定波长的光不敏感，不发生化学反应。生成的所述新分子，可以在特定激光频率与特定还原剂或氧化剂作用下，被还原或氧化生成之前所述光敏分子。使得写入加密信息过程变得较为方便，同时可以实现所述基底的重复利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光敏分子在激光激发下写入加密信息和擦除加密信息的原理光谱图；

图2a表示基底预处理、镀膜以及吸附光敏分子层；

图2b为对已镀膜及吸附光敏分子的基底，写入加密信息；

图2c为在载体上加入特定还原剂或氧化剂31；

图2d表示在加入特定还原剂或氧化剂的位置擦除已写入的加密信息；

图2e为擦除加密信息后的载体；

图3a为已写入加密信息“t”后的载体；

图3b为擦除加密信息“t”后的载体；

图中标记：11-基底；12-薄膜；13-光敏分子层；21-探针；22-激光；23-新分子；31-还原剂或氧化剂。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种利用纳米技术进行信息加密读写的方法，包括以下步骤：

步骤一、基底预处理；选取硬质材料作为基底，对所述基底的表面进行抛光、清洗；所述的硬质材料包括硅、石英、云母、金、银、铜、铝、玻璃、合金中的任意一种，但不限于此。

步骤二、镀膜；在步骤一处理过的基底表面镀制薄膜，将镀制有薄膜的基底浸入溶剂中进行超声处理；所述薄膜为贵金属单质、复合金属、石墨烯、半导体材料中的任意一种。所述溶剂为醇类或超纯水。

步骤三、吸附光敏分子层；采用物理气相沉积方式、化学气相沉淀方式、旋转涂抹法或者直接将镀膜后的基底浸泡入预先选择的光敏分子溶液中的任意一种方式在基底表面涂覆光敏分子层；

步骤四、写入加密信息；使用预设频率的激光照射光敏分子层，生成新分子；根据需要加密的信息控制激光的移动，将所述需要加密的信息转换为新分子的特定排列，实现对所述信息的加密。

进一步的，所述的光敏分子包括芳香胺、芳香硝基化合物中的任意一种。

实施例2

本实施例提供一种信息解密方法，包括利用光谱二维成像技术或扫描成像技术，以新分子的指纹谱为扫描对象利用所述低频激光扫描所述载体，得到所述新分子的特定排列，实现对加密信息的解密。

实施例3

本实施例提供一种加密信息的擦除方法，包括以下步骤：

s1.在写入加密信息或读取加密信息后，使用旋转涂抹法、直接滴加或者直接浸泡的方法，将已写入加密信息或已读取完加密信息的载体与预先选择的还原剂溶液或氧化剂溶液相接触，所述的还原剂溶液或氧化剂溶液包括硼氢化钠溶液、硝酸溶液中的意一种。

s2.在基底需要擦除的位置，用激光照射，诱导针尖下方纳米尺度受到激光照射的新分子发生还原反应或氧化反应，生成光敏分子；

s3.根据需要擦除的信息控制激光的移动，将需要擦除的信息转换为光敏分子，并在同一地方擦除相同信息多次。

以下结合附图对本发明进行详细说明：

图1为光敏分子在激光激发下写入加密信息和擦除加密信息的原理光谱图。本示例中，将光敏分子吸附在基底上以532nm激光原位检测可以得到反应后新分子的拉曼光谱图，在已生成新分子的位置滴加特定还原剂后，用532nm激光照射后得到被还原的光敏分子拉曼光谱；

图2采用本发明提供的利用纳米技术进行信息加密读写、解密及擦除方法对信息进行加密及擦除的一个示例；

图2a表示基底预处理、镀膜以及吸附光敏分子层，其中包括基底11、薄膜12和光敏分子层13。

本示例中，基底11为表面光滑的硅片，薄膜12为等离子体增强层，用于增强写入读取效果，可以是选择性滤光的二维材料，例如金纳米薄膜，厚度为10-300nm。光敏分子层13中的光敏分子用于构成加密图形基本单元，可以是对光敏感的有机分子，如芳香胺和芳香硝基化合物，反应生成的新分子则是偶氮类分子；

图2b为对已镀膜及吸附光敏分子的基底，写入加密信息。可以采用扫描近场光学显微镜或针尖增强拉曼光谱等技术，光纤探针材质可以为贵金属或包覆贵金属薄膜等。

本示例中采用探针21包覆银膜的针尖增强拉曼光谱技术，采用532nm激光22，不同光敏分子可以选取的激光频率阈值(即特定频率)也不一样，这与光敏分子的最高已占轨道和最低未占轨道以及薄膜的费米能级有关。在激光22照射下，光敏分子层13中针尖下的纳米区域内的分子发生反应，产生新分子23，新分子23的排列构成第一加密信息；

图2c为在载体上加入特定还原剂或氧化剂31；

图2d表示在加入特定还原剂或氧化剂的位置擦除已写入的加密信息；

图2e为擦除加密信息后的载体。

图3表示采用本发明提供的第二个方面利用纳米技术对加密信息解密的方法的一个示例。本示例中，使用针尖增强拉曼光谱技术进行信息读取，读取用的针尖增强拉曼光谱系统中低频激光为785nm激光。

图3a已写入加密信息“t”后的载体；

图3b为擦除加密信息后的载体。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。