美國佛羅里達大學研究團隊開發了一種納米級標簽，利用制造過程固有的隨機性機電光譜簽名作為指紋。納米機電(NEMS)標簽的超小尺寸和透明成分為物理篡改和克隆工作提供了實質性的免疫力。NEMS通常可以將環境中的機械能和振動能的形式轉化為電能，為超低功耗無線電子設備開發可靠的電源。該團隊還開發了自適應算法，將光譜簽名數字化地轉化為二進制指紋。展示了NEMS在一系列產品和消費品的安全識別和認證方面的應用潛力。

研究人員已經開發了各種通用的物理標簽技術，包括快速反應(QR)模式、通用產品代碼(UPC)和射頻識別(RFID)標簽。不過，這些技術都存在一定的安全風險。因此，科學家們最近開發了納米級物理不可克隆功能(PUF)，以識別和認證標簽的實質性限制。在這項研究中，Rassay等人提出了一種完全不同的方法，使用納米機電系統(NEMS)來實現隱形物理標簽。該構建體保持了對篡改和克隆的實質性免疫力，具有在一系列產品中的通用性。

NEMS標簽顯示了由一大組高質量因子(Q)共振峰組成的機電光譜特征。一般來說，Q因子描述了振蕩器或諧振器的特性以及諧振器存儲能量的性質，Q值越高，說明振蕩分散得越慢，相對于諧振器的存儲能量，能量損失率越低。這些物理特性加上它們的超小尺寸和透明成分確保了NEMS標簽對物理篡改和克隆的免疫力。這種高性價比的標簽可以在背景噪聲和干擾較大的雜亂環境中使用。為了創建NEMS標簽，Rassay等人在兩個金屬層之間夾了一層薄薄的壓電薄膜，并通過選擇透明材料形成分層來增強標簽，然后在玻璃基板上實現標簽，評估其透明度。這些成分提供了一個大的機電耦合系數，允許用微乎其微的磁功率激發機械共振模式。該團隊最終將NEMS標簽圖案化，并使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察該產品，以突出其光學透明度。

在開發NEMS標簽的過程中，科學家們深入研究了機電光譜特征的特性，以方便識別。該團隊設計了NEMS標簽的橫向幾何形狀，以在一個小的頻率范圍(80-90 MHz)內創建一大組高Q機械共振模式。基于共振模式對應的峰值的不同特征，Rassay等人為NEMS標簽分配了一個二進制字符串。

材料分布的隨機性使他們能夠創造出視覺上相同的NEMS標簽，這些標簽具有獨特的數字指紋，這些指紋只反映在其光譜簽名中，因此幾乎不可能進行反向工程。標簽成分的隨機和內在不確定性是可取的，因為它提供了兩個不同的安全優勢;首先，它允許團隊為每個批量制造的設備創建獨特的標識符或指紋。其次，基于材料的內在隨機性有利于在其制造過程中保護信息，從而防止假冒產品。翻譯程序包含了無線詢問和數字翻譯部分，團隊實施了一系列精心設計的步驟，以生成指定給每個NEMS標簽的唯一二進制字符串。

為了測量頻譜特征標簽，Rassay等人采用了跨越80至90兆赫頻率跨度的近場無線問詢。為了實現這一目標，他們將智能字符識別(ICR)磁性近場微探針定位在線圈半徑為50微米的位置，通過磁耦合進行無線問詢。該團隊將微探針定位在距離標簽2毫米以下的垂直距離，連接到網絡分析儀上，測量整個頻譜的反射響應。然后，團隊比較了他們從陣列中隨機挑選的四個NEMS標簽的頻譜信號。例如，分配給光譜簽名指紋的31位字符串突出了秘密NEMS技術的熵。作為概念驗證，該團隊利用設備間漢明距離(比較兩個二進制數據字符串的度量標準)量化了十個設計相同的NEMS標簽在不同溫度范圍下的熵，以衡量對應光譜簽名的二進制字符串的唯一性。

通過這種方式，Sushant Rassay及其同事展示了一種新的物理標簽技術，以識別和鑒定秘密納米機電(NEMS)標簽的機電光譜信號的使用。該超小型裝置提供了一種光學透明、視覺上無法檢測的間接信息存儲方法。他們設計了NEMS標簽的光譜特征，使其具有大量的高Q機械共振峰。由于材料特性的內在變化和制造工藝的外在變化，該團隊獲得了NEMS標簽的獨特指紋?？茖W家們還開發了一種翻譯算法，為每個標簽的光譜特征指定一個二進制字符串。由此產生的大熵和NEMS標簽的穩健性突出了該技術在識別和鑒定產品方面的潛力。論文標題為《Clandestine nanoelectromechanical tags for identification and authentication》。