复旦微电子荣获第三十四届上海市优秀发明选拔赛优秀发明银奖

为进一步鼓励全市广大职工和青少年开展群众性科技创新活动，充分激发广大职工和青少年的聪明才智，加快上海建设具有世界影响力的社会主义现代化国际大都市，上海市总工会、上海市知识产权局、共青团上海市委员会、上海市科学技术协会、上海发明协会等单位联合举办了“第三十四届上海市优秀发明选拔赛”，经专家初评、复评和终评等环节，获奖项目正式出炉。上海复旦微电子集团股份有限公司《物理不可克隆功能技术研究与应用》项目喜获优秀发明银奖。

▲ 获奖证书和奖牌

▲ 项目成员合影（部分）

项目简介

物理不可克隆功能/函数（Physically Unclonable Function，PUF）是一种密码学基础元件，通常由输入（挑战）、物理系统和输出（响应）这三个部分组成。物理系统的作用是将挑战映射到响应，由于制造过程中无法控制的随机差异，每个物理系统都是唯一的，无法人为制造两个完全一样的物理系统，即物理不可克隆。

大多数芯片中已经包含了SRAM，将它用作PUF有许多优点：方案可移植性强、设计简单、参数稳定性好、响应获取便捷（只需要读取SRAM的上电初始值）。在实际应用中，由于获取响应的过程中存在噪声，导致PUF对于相同的挑战，实际得到的响应存在微小的差异。但是通过PUF响应纠错机制，可以消除这些差异，使得相同的挑战得到一致的响应。

传统的双向认证机制由于每次认证使用相同密钥，不能抵御侧信道攻击。我们创造性地将SRAM PUF与传统双向认证机制结合，提出了反向纠错方法，利用PUF差异的随机性能够实现每次认证过程使用的密钥都不相同，即一次一密。新的认证机制不仅可以完全防御侧信道攻击，同时利用PUF解决了密钥存储的安全性问题，将整个体系的安全性提升到了新的高度。在传统安全协议中，为了实现一次一密需要使用非对称密钥算法进行密钥协商，所需资源是PUF纠错机制的数十倍，执行时间更是需要数百倍，因此复旦微电子项目团队提出的认证机制非常适合于资源有限的轻量级设备。

基于以上技术创新方案，项目团队发表了2篇期刊论文，同时将新型双向认证机制推广到其它类型PUF，扩展了认证密钥的生成方法，新增了密钥存储的方案，并在这些方面获得了7项发明专利授权。

应用推广

目前，集成PUF模块的RFID芯片已经量产，这是国内首款基于PUF技术的量产防伪溯源芯片，非常适合在医药、高档酒类、奢侈品等贵重商品的防伪溯源中使用。

2017年起，该芯片先后在石油化工企业的油罐防伪、京东高值物品防伪、国台酒防伪、同仁堂药品防伪、信鸽脚环防伪等项目中应用。提升了厂家产品的可信度，维护了厂家的商誉。

 

复旦微电子于2017年研发成功超高频（GB29768协议）SM7国密算法芯片及高频（ISO15693协议）SM7国密算法芯片。并通过自研的PUF（物理不可克隆功能）技术增强芯片安全性，能够抵抗侧信道攻击，安全等级达国密II-B级。这些芯片近年来广泛应用于全运会、亚运会、世博会等国际和国内的高等级会议中。

 

关于复旦微电子集团

上海复旦微电子集团股份有限公司（“复旦微电”，上交所科创板证券代码：688385.SH；“上海复旦”，港交所股份代号：01385.HK）是国内从事超大规模集成电路的设计、开发、生产（测试）和提供系统解决方案的专业公司。公司于1998年7月创办，并于2000年在香港上市，2014年转香港主板，是国内成立最早、首家上市的股份制集成电路设计企业。2021年登陆上交所科创板，形成“A+H”资本格局。复旦微电子集团现已建立健全安全与识别芯片、非挥发存储器、智能电表芯片、FPGA芯片和集成电路测试服务等产品线。产品行销30多个国家和地区，广泛应用于金融、社保、汽车电子、城市公共交通、电子证照、移动支付、防伪溯源、智能手机、安防监控、工业控制、信号处理、智能计算等众多领域。