刘卫教授团队在信息隐匿与多级加密研究领域取得重要进展

      信息安全关乎人类的生命健康和财产安全，开发高安全系数的信息储存与加密技术是防止信息泄露与维护知识产权的关键举措。人类信息的保护和窃取活动一直是道高一尺，魔高一丈的关系。随着信息化时代的到来，信息交流的爆炸式增长急需开发出更加安全，高效的信息加密技术。

      信息加密是将储存的信息“明文”编码为伪装的信息“密文”，将密文转化明文的过程需要密匙。与数字化信息加密技术相比，物理手段的信息加密技术具有变幻莫测的信息伪装与隐藏方式从而更难被窃取者发现和截获，在保护个人隐私、机密工作活动、防伪领域具有广阔的应用前景。在物理手段的加密技术中，外部环境刺激常常被作为解开“明文”神秘大门的密匙，即在光、温度、力、湿度、酸碱等刺激下编码信息的显现。虽然增加外部刺的策略能够显著提高储存信息的安全性，但是这种策略也给信息的读取带了更加繁琐和苛刻的要求。因此，信息安全性和简化密匙之间貌似存在不可调节的矛盾，这一突出问题使得发展信息加密技术道阻且长。

      近期，刘卫教授团队报道了一种基于不同温敏性类型（LCST和UCST）的聚合物水凝胶“双锁加密”策略，首次实现了特定温度范围刺激下，加密信息在时间维度的可控编辑，获得信息只能在特定温度和特定时间范围内读取的双保险。

图1. 相变高分子水凝胶信息加密与防伪原理

      水凝胶通过将单体、交联剂和引发剂简单的无规共聚合成得到。随着温度的升高，LCST水凝胶在温度高于其T_cp时由透明变为浑浊，而UCST水凝胶从浑浊变为透明（图1）。丙烯酰胺单体（AM）的含量可以影响水凝胶系统的焓（ΔH_m）和熵（ΔS_m），调节水凝胶的浊点温度（T_cp）。不同的交联密度可以控制水凝胶相变过程中的扩散动力学，调控水凝胶颜色变化快慢。

图2：a)课题组网页信息编码在二维码中。b)双锁加密二维码标签只能在特定温度下，在一定时间内扫描成功。c)不同类型水凝胶防伪二维码标签的最大编码容量。KT_P 表示水凝胶种类的数量。

      将储存信息制备成二维码（图2），以50%透明度为界限进行二进制编码为“1和0”，我们可以从“A”类水凝胶中挑选“n”种水凝胶进行任意组合，展现出超强的信息储存能力。该策略具有安全性高、易于读取、信息储量大、制作简单、成本低等优点，为刺激响应材料在信息加密、防伪、温度传感和可擦除书写等领域开辟了一条新思路。

      相关的研究成果以“Double Lock Label Based on Thermosensitive Polymer Hydrogels for Information Camouflage and Multi-level Encryption”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed. (DOI：org/10.1002/ange.202117066)上。ok138cn太阳集团为文章的第一单位，文章的第一作者是我集团博士生娄东阳，我集团刘卫教授和太阳集团tyc138化学学院陈旭东教授、郑治坤教授为该论文的共同通讯作者。该研究工作受到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、太阳集团tyc138“百人计划”启动经费的大力支持。

      论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/ange.202117066  

初审：陈玉静

审核：田雪林、许俊卿

审核发布：李伯军