Şifreleme uygulamaları için elektrosprey yöntemi kullanılarak rastgele desenlerin üretilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında elektrospreyleme (E-spreyleme) tekniğinin doğası gereği oluşan elektrohidrodinamik kararsızlıklardan faydalanılarak sahte ürünler ve fikri hakların ihlalini engellemek amacıyla fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyon (PUF) tabanlı, yüzeyler üzerinde rastgele konumlanmış fonksiyonel desenlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. E-spreyleme tekniğiyle, kompleks bir alt yapı gereksinimine ihtiyaç duyulmadan, pratik ve düşük maliyetli bir şekilde üretilen ve üretici de dahil olmak üzere üçüncü şahıslar tarafından kopyalanabilirliği mümkün olmayan yeni nesil güvenlik etiketleri geliştirilmiştir. Poli(metil metakrilat) (PMMA), polistiren (PS), poli(etilen oksit) (PEO), polivinilpirolidon (PVP), poli(2-vinil pridin) (P2VP) kullanılarak farklı çözücüler ve cihaz parametrelerinin çalışılmasıyla yüzeyler üzerinde rastgele konumlanmış desenler üretilmiştir. Polimer molekül ağırlığı, polimer konsantrasyonu, çözücü ve E-spreyleme parametrelerinin üretilen desenlerin boyut, şekil gibi morfolojik özellikleri üzerine etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. İlave bir güvenlik katmanı elde etmek için flüoresans moleküllerinin polimer çözeltileri içerisine katkılandırılmasıyla spesifik dalga boylarında ışıyabilen desenler üretilmiştir. Üretilen PUF'ların optik mikroskop görüntülerinden faydalanılarak görüntü analizleri yapılmıştır. Görüntü analizleri ile desenlerin rastgele üretilebildiği doğrulanmış, her bir PUF için 0 ve 1'lerden oluşan 256 bitlik güvenlik anahtarı oluşturulmuştur. Anahtar Kelimeler: Fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyon (PUF), Mikro-nano fonksiyonel malzemeler, Güvelik etiketi, Elektrospreyleme, Görüntü analizi

In this thesis, The fabrication of physically non-cloneable function (PUF)-based, randomly positioned functional patterns on the surfaces was carried out in order to prevent counterfeit products and infringement of intellectual property rights by using the electrohydrodynamic instabilities caused by the nature of the electrospraying (E-spraying) technique, A new generation security labels which were produced in a practical and low-cost manner without the need for a complex infrastructure, and which cannot be copied by third parties, including the manufacturer, have been developed by using E-spraying techniqueç. Randomly positioned patterns on surfaces were fabricated by using poly(methyl methacrylate) (PMMA), polystyrene (PS), poly(ethylene oxide) (PEO), poly(vinyl pyrrolidone) (PVP), poly(2-vinyl pyridine) (P2VP). The effects of polymer molecular weight, polymer concentration, solvent type and E-spraying parameters on the morphological properties such as size and shape of the patterns such were investigated in detail. In order to obtain an additional safety layer, patterns that can radiate at specific wavelengths are produced by doping fluorescent molecules into polymer solutions. By utilizing the optical images taken from generated patterns, the image analysis of PUFs were achieved. As a result of the image analysis, randomly localized patterns were verified, and 256-bit keys consisting of 0 and 1 binary codes were generated for each PUF. Keywords: Physical Unclonable Functions (PUFs), Security labels, Electrospraying, Image analysis, Micro-nano functional materials