智芯助推智能電網(wǎng)芯片國產(chǎn)化進程

作者/ 金旺 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：電力行業(yè)是關(guān)乎民生的基礎(chǔ)行業(yè)，作為電力行業(yè)的重要組成，智能電表芯片的安全問題尤為重要。智芯通過在產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)方面不斷突破，借助政策支撐、技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制定、人才團隊等優(yōu)勢，推動芯片國產(chǎn)化進程。

電網(wǎng)行業(yè)的安全需求

　　電力行業(yè)是關(guān)乎民生的基礎(chǔ)行業(yè)，以往因信息安全問題引發(fā)停電事故等情況時有發(fā)生，給社會生產(chǎn)和群眾生活造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失和不良影響。2009年，我國提出了建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入，為實現(xiàn)電網(wǎng)信息化、自動化和互動化，相關(guān)智能設(shè)備用量迅速增加，而芯片內(nèi)帶有惡意病毒、后門程序?qū)е滦畔⑼庑购驮O(shè)備故障的情況也隨之日益凸顯，這將對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行形成嚴(yán)重威脅。智芯公司作為一家長期專注于智能電表安全芯片開發(fā)設(shè)計工作的企業(yè)，不斷克服困難，為保障國內(nèi)電網(wǎng)行業(yè)的安全做出了積極的貢獻。

智能電表的市場需求

　　近年來，隨著“工業(yè)4.0”、“能源互聯(lián)網(wǎng)”、“智能電網(wǎng)”、“大數(shù)據(jù)”等話題趨熱，現(xiàn)實生活中出現(xiàn)了很多與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新興行業(yè)，很多傳統(tǒng)行業(yè)也依托互聯(lián)網(wǎng)煥發(fā)新生。智能電表作為能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要來源之一，近幾年的使用量也大幅增長。

　　對與居民生活息息相關(guān)，完成電能計量、費控管理等重要功能的智能電表，其安全性將直接影響廣大用戶的用電安全與信息安全。為滿足智能電網(wǎng)新需求，特別是智能電表和用電信息采集系統(tǒng)對信息安全的需要，必須開展智能電表安全芯片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，以保證智能電網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)步推進。

　　作為一家擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能電表安全芯片開發(fā)設(shè)計公司，其設(shè)計的芯片無論是在安全性、功耗等性能方面，還是在出貨量上都已經(jīng)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。在與國外的競爭對手對比中，智芯一方面貼近國情，開發(fā)適合國內(nèi)智能電表需求標(biāo)準(zhǔn)的芯片，提供定制化服務(wù);另一方面，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上積極開展創(chuàng)新工作。

安全防護技術(shù)是重中之重

　　研發(fā)工作中困難重重，智芯認(rèn)為智能電表安全芯片最重要的就是安全防護技術(shù)的實現(xiàn)。為了滿足信息安全的要求，實現(xiàn)高安全防護技術(shù)，智芯采取了如下措施：

　　1.重視安全算法的自主研發(fā)。RSA、DES/TDES、SM1、SM2 、SM3、SM4、SM7和SM9等核心算法全部是智芯的自主研發(fā)成果;

　　2.自主研發(fā)基于三段式混沌真隨機數(shù)發(fā)生器，滿足混沌約束、實現(xiàn)電路功耗小和穩(wěn)定性好，提高了隨機數(shù)輸出質(zhì)量和效率;

　　3.進行自主知識產(chǎn)權(quán)國產(chǎn)CPU研究，將安全芯片中的算法及隨機數(shù)等敏感運算單元內(nèi)置入CPU，最大可能地平衡算法的安全性與性能，在此架構(gòu)上，還添加了很多抗攻擊的安全特性;

　　4.存儲數(shù)據(jù)使用自主設(shè)計的輕量級私有算法進行加解密;

　　5.具備較完備的環(huán)境檢測網(wǎng)絡(luò)和主動屏蔽層對密碼芯片實時監(jiān)測和保護。

　　研發(fā)過程中的另一個挑戰(zhàn)是安全和性能的兼顧，芯片要求同時達到高安全和低功耗。安全設(shè)計過程中，采用動態(tài)隨機功耗取代傳統(tǒng)的防側(cè)信道的方法，一方面降低數(shù)據(jù)和功耗信息相關(guān)性，同時又最大可能地降低功耗，滿足設(shè)計要求。

發(fā)展規(guī)劃

　　智芯公司定位于以芯片技術(shù)為核心支撐的整體解決方案提供商，主導(dǎo)電力專用芯片設(shè)計，重點支撐智能電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)度等各個環(huán)節(jié)，穩(wěn)步拓展環(huán)保排污、軌道交通、石油石化、汽車電子、鋼鐵冶金等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用需求;提供芯片檢測和分析服務(wù)，借助政策支撐、技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制定、人才團隊等優(yōu)勢，推動芯片國產(chǎn)化進程。

　　智芯以“張海峰勞模創(chuàng)新工作室”團隊為核心，堅持以市場需求為導(dǎo)向，不斷加大科技創(chuàng)新力度，做好技術(shù)積累，致力于推進研發(fā)成果轉(zhuǎn)化和芯片國產(chǎn)化進程。開展以下幾方面工作：

　　產(chǎn)品創(chuàng)新方面，以高安全等級、高性能和低功耗為目標(biāo)，進行安全芯片開發(fā)，性能優(yōu)化等工作;大力發(fā)展寬帶載波芯片的同時，繼續(xù)完善在LTE和微功率無線等研究工作，實現(xiàn)多種通訊技術(shù)的完美互補;加快先進工藝技術(shù)研究工作，早日將40nm產(chǎn)品推向市場。

　　技術(shù)積累方面，開展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的安全CPU開發(fā)、安全算法開發(fā)、低功耗模擬電路開發(fā)、先進工藝技術(shù)研究等，擺脫關(guān)鍵IP依賴外部廠商的局面，將核心技術(shù)掌握在自己的手中，提高技術(shù)保密等級;繼續(xù)保持在安全算法，特別是國密算法方面處于世界領(lǐng)先水平的技術(shù)優(yōu)勢，并不斷提高安全等級;開展模擬電路技術(shù)和先進工藝技術(shù)研究，降低芯片的功耗和面積，提升產(chǎn)品性能和價格競爭力。

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本文來源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第11期第14頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。