“以能帶理論為基礎(chǔ)的超晶格材料是由兩種或多種不同組元以幾納米到幾十納米的薄層交替生長并保持周期性的多層膜，具有一般半導(dǎo)體材料與器件所不具備的多種特征。”與會專家介紹。

利用分子束外延設(shè)備，在半導(dǎo)體材料上依據(jù)復(fù)雜的組分和結(jié)構(gòu)一層一層鋪設(shè)原子，可獲得超晶格材料。由于無法精確控制每一個原子的行為，可以制備出唯一的、不可復(fù)制的超晶格器件。

專家介紹，給超晶格器件施加電壓，會產(chǎn)生一種寬頻譜信號。這種信號是隨機的、毫無規(guī)律可循、不可復(fù)制的。提取信號所產(chǎn)生的隨機數(shù)據(jù)可作為密鑰應(yīng)用于空間網(wǎng)絡(luò)安全加密系統(tǒng)中。

國際上有很多團隊在研究超晶格技術(shù)，但我國科學(xué)家將超晶格技術(shù)應(yīng)用于密碼學(xué)領(lǐng)域，并進行了重大創(chuàng)新。與會專家認(rèn)為，超晶格密碼是我國極少有的從基礎(chǔ)理論創(chuàng)新到應(yīng)用都完全自主可控的信息安全基礎(chǔ)性技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的一項基礎(chǔ)性突破技術(shù)。

傳統(tǒng)的密碼都是基于數(shù)學(xué)計算產(chǎn)生的，因此理論上都可找到規(guī)律進行破解。而超晶格密碼技術(shù)是基于材料本身的物理特性產(chǎn)生的，由于材料器件本身的唯一性和所產(chǎn)生信號的真隨機性，理論上超晶格密碼是不可破解的。

“目前這種技術(shù)已完成原理性技術(shù)驗證，下一步就是在實際場景中進行應(yīng)用，例如制成超晶格芯片應(yīng)用于保密信息傳輸系統(tǒng)。”與會專家介紹，超晶格密碼技術(shù)可以直接應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)空間安全，例如國家信息安全和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域;另外也有望應(yīng)用于身份標(biāo)識、防偽和認(rèn)證等領(lǐng)域。

本次香山科學(xué)會議執(zhí)行主席、中科院院士夏建白在會上指出，超晶格密碼技術(shù)要實現(xiàn)推廣應(yīng)用，需要在半導(dǎo)體超晶格材料和器件的可靠性、穩(wěn)定性等方面繼續(xù)加以完善。