图源ACS
小时候我们总会跟朋友发明小群体里面独有的秘密:秘密基地、秘密的交流方式、各种各样的手势或者暗号。这些都是让小孩子兴奋不已的小秘密。谍战片中也经常出现自创的交流方式,以在敌人眼皮子地下传递消息。隐形墨水就是这样一种神奇的存在:秘密消息写在了纸上,但又没有完全写在纸上。只有经过特殊处理才可以被破解。
但是,有时候通过一些特殊的手段,例如加热、光照或者化学反应等,就能让隐形墨水的“魔法”消失。现在,研究人员已经使用普通墨水和基于碳纳米粒子的不可见墨水打印出了复杂的编码数据,需要UV光再加上经过代码训练的电脑才能显示正确的消息。这项研究日前发表在ACS Applied Materials&Interfaces期刊上。
该纳米颗粒具有高的量子产率,出色的光稳定性和盐稳定性,从而确保了复杂环境中信息的完整性。此外,人工智能(AI)模型的进步(由学习如何处理复杂信息的处理算法网络实现)可以确保仅在经过适当培训的计算机上才能解密消息。因此,来自美国化学学会的研究团队希望训练一个人工智能模型,以识别和解密印在荧光碳纳米粒子墨水中的符号。当暴露在紫外线下时,才会显示出隐藏的信息。
他们用柠檬酸和半胱氨酸制得了碳纳米颗粒,用水稀释后制成隐形墨水,当暴露在紫外线下时会变成蓝色。该团队将隐形墨水加载到墨盒中,并使用喷墨打印机在纸上打印了一系列简单的符号。
然后,他们训练了一个由多种算法组成的AI模型,以识别被紫外线照射的符号,并使用特殊的密码本对其进行解码。最后,他们测试了AI模型对使用常规红色墨水和UV荧光墨水组合打印的消息进行解码的能力。AI模型以100%的准确度将常规墨水符号读取为“STOP(停止)”,但是当紫外光照射在字迹上时时,不可见的墨水会显示所需的消息“BEGIN(开始)”。
使用这个方案,正确的信息只能在经过紫外线(UV)照射后使用经过特殊培训的神经网络读取。没有这种训练有素的神经网络或紫外线照射,就会出现误导性消息。而且,可以设计出不可预测且高度复杂的密码簿,以进一步提高信息安全性。这种明智的策略为高级纸张信息加密提供了新的机会,也为碳纳米粒子和人工智能的应用提出了新的思路。
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