La ubicuidad de los dispositivos electrónicos hace que sea esencial el uso de herramientas de encriptación y anti-falsificación para proteger la privacidad y seguridad de los usuarios. Con la creciente expansión de Internet de las cosas, La protección contra ataques que violen la autenticidad de los productos es cada vez más necesaria. Tradicionalmente, La protección de mensajes se ha basado en diferentes sistemas:contraseñas, firmas digitales o cifrado. Esta criptografía se basa en claves desconocidas para un posible atacante, pero, lamentablemente, estos sistemas se están volviendo obsoletos a medida que aparecen nuevos ataques más invasivos:malware, Ataques de API o ataques de hardware físico.

Mientras que la computación cuántica avanza lentamente hacia el paradigma criptográfico, las llamadas funciones físicamente no clonables (PUF) se presentan como la opción para garantizar una identificación única y eficaz. Un PUF es un dispositivo que tiene propiedades físicas únicas y no repetibles que se pueden traducir en bits de información utilizables. La idea de aplicar características físicas aleatorias para identificar sistemas o personas no es nueva:por ejemplo, la identificación de las personas que utilizan la huella dactilar data del siglo XIX. Más recientemente, la identidad de los dispositivos electrónicos se ha establecido mediante PUF, que son "huellas digitales electrónicas" de un circuito integrado.

La autenticación basada en PUF comprende un chip fabricado mediante procesos intrínsecamente aleatorios que hacen que la clonación sea casi imposible. aunque se conocen todos los detalles del proceso de fabricación. Las mediciones de las diversas propiedades físicas del PUF dependen de las propiedades del chip a nanoescala, constituyen así una tecnología anti-fraude y anti-falsificación muy poderosa. Para ser implementable a nivel industrial, este chip debe ser de bajo costo, escalable y sus propiedades deben poder medirse fácilmente mediante una función identificable.

Enrique Burzurí, Daniel Granados y Emilio M. Pérez (investigadores de IMDEA Nanociencia) han propuesto un PUF ingenioso y sencillo basado en nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono se ensamblan por dielectroforesis en una serie de 16 electrodos que forman uniones aleatorias:en cada par de electrodos hay uno, varios nanotubos o ninguno. La medición de las curvas de intensidad-voltaje proporciona un patrón único que es inherente a cada PUF y es casi imposible de reproducir. Esta nanotecnología explota una característica de los nanotubos de carbono que suele ser perjudicial:la dificultad de obtener nanotubos de carbono con idéntica quiralidad, es decir, con idénticas propiedades electrónicas (conductor o semiconductor). También, los defectos de fabricación inherentes, como las vacantes o las funcionalidades de oxígeno, significan que dos nanotubos de carbono con la misma quiralidad no tienen la misma conductancia. Estas desventajas se han transformado en el punto más fuerte de PUF.

Estos PUF concebidos en IMDEA Nanociencia son dispositivos físicos fácilmente medibles que proporcionan un patrón de conductancia intrínseca a cada uno de ellos que es extraordinariamente difícil de duplicar. Dado el mismo PUF, dos entradas diferentes producen respuestas diferentes, y dada la misma entrada, dos PUF producen dos respuestas diferentes. De este modo, Estos PUF basados ​​en nanotubos de carbono pueden identificarse por el valor de las respuestas que generan a insumos específicos. Cualquier defecto de PUF no es válido aquí; debe ser medible y proporcionar una firma única. Actualmente existen varios tipos de PUF que se basan en propiedades físicas como la reflectividad o la anisotropía magnética. Sin embargo, la medida actual propuesta por Burzurí et al. es el mas simple, más barato (un paso de litografía) y el más fácil de implantar en un circuito electrónico, además de ser potencialmente escalable a un mayor número de electrodos para incrementar su complejidad. Estos PUF podrían implementarse en teléfonos inteligentes, microcontroladores, sensores inteligentes, actuadores y también podría utilizarse como firma digital.