全球最大半导体生产商英特尔（Intel）创办人之一摩尔（Gordon E. Moore），曾在1965年的文章中描述一个现象︰积体电路（或者说处理器）中的电晶体数量，每24个月便会翻倍。后来这个现象被称为「摩尔定律」，更成为半导体工业的指标，定律维持了足足50年。
其中一个原因，是随着技术发展，电晶体变得越来越小，造价也相应下降，使厂商能把更多电晶体放进处理器内。但当电晶体缩小时，现时使用的硅电晶体也快将遇到瓶颈位，无快把体积进一步下降。
纳米碳管
纳米碳管（Carbon Nanotube）是一种管状的碳分子，直径可以小至1纳米（10−9米），并且有很多罕有的特性，因此潜在应用价值甚高。例如在半导体工业中，纳米碳管可取代硅用来製作电晶体，以解决电力损耗等缩小製程时会遇到的问题。
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与此同时，纳米碳管电晶体的製作过程有两个问题︰导电及半导电的纳米碳管会随机地混在一起，而且难以精确控制其位置。但一个主要来自IBM的研究小组，把纳米碳管这个特性转化成加密上的优势，製作出难以破解的加密装置。
生产「乱数」来加密
首先，这些科学家製作了一个装置，把随机混在一起的纳米碳管转化成数字，这个数字可以用作加密中必须的密匙。实验中使用的装置可以理解成有2560个「闸」，而纳米碳管会随机把这些闸「打开」或「关上」——研究人员可以调校整体的开关比率，但不能控制每个「闸」的状态。
而每个打开或关上的「闸」均对应着「0」或「1」，从而转化成一个2560位元长的乱数。更特别的是，由于纳米碳管还有导电及半导电的状态，实际上科学家可以把结果转化成由「0」、「1」及「2」组成的字串——比起常用的二进制，使用三进制能製作更长的密匙。
然后研究小组把2560位元的数字分成40部份，每部份是个64位元的密匙。在99.7%的情况下，当中两个密匙均有最少一半的位元有别。小组透过统计分析，确认每串数字中任何位元跟附近的位元并没有任何关係，这40串数字亦通过标準技术研究所（NIST）的随机性测试。
换言之，这方法产生的数字没有任何可猜测的规律，适合用作加密的密匙。
无法偷窥的系统
一个好的加密系统，除了密匙需要随机生成，以免被人猜中之外，还需要避免密匙外洩。即使把全个硬碟加密，黑客仍有可能透过取得记忆体来获得密匙（称为cold boot attack），极重要的电脑系统还需要预防这类攻击。
上述纳米碳管装置的另一好处，就是能避免被黑客複製系统状态，从而阻止别人窥探密匙。由于纳米碳管会随机分布，其状态无法重现，要取得装置上的密匙，必须拍下装置的高解像度照片，例如使用电子显微镜。但这个过程会破坏纳米碳管的分布，仍然无法得悉其状态，也就无法取得密匙。
论文最后指出，实验结果显示纳米碳管有望用来製作廉价并难以伪冒的加密装置，成为未来加密系统的新配件。虽然目前一切言之尚早，在加密技术越来越重要的时代，可以预计这类新式加密装置未来将会进入各种电子产品。
Physically unclonable cryptographic primitives using self-assembled carbon nanotubes (Zhaoying Hu et al. 2016) On-chip random key generation done using carbon nanotubes (Ars Technica) Researchers close the final loophole in device encryption with the power of nanotubes (Digital Trends)