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作為信息化時代各領域發展的重要基礎與保障，信息安全是一個不容忽視的國家安全戰略。當今信息安全領域廣泛使用的公鑰密碼體制主要都是基于經典計算機“難以求解”的數學問題所設計構造的。近些年來，隨著量子計算技術的快速發展，傳統公鑰密碼體制不再安全。一方面，Shor算法、Grover搜索算法、量子傅里葉變換等算法相繼被提出，從理論上證明這些算法在量子計算機上運行可以顯著縮短傳統公鑰密碼體制所依賴數學問題的求解時間。另一方面，實際可行的量子計算機技術不斷發展，2019年，Google宣布制造出53量子比特的量子處理器“懸鈴木”，在絕對零度條件下可以在200秒完成超級計算機1萬年的計算任務。在即將到來的“后量子時代”，我們需要更安全的密碼體制來保護隱私，也就是后量子密碼（Post-QuantumCryptography,PQC）。未來10年商用量子計算機將面世，在量子計算機面前，構造傳統公鑰密碼體制所基于的數學難題將毫無安全性可言，進而依賴密碼體制而構建的信息安全系統及各種應用將面臨著嚴峻的安全問題，甚至存在被完全破解的潛在威脅，亟待研究抵御量子攻擊的密碼體制及其芯片實現技術。 2022年美國政府正式簽署安全法案，首次將后量子密碼納入美國國家安全備忘錄，同時還提出《量子計算網絡安全準備度法案》，旨在指導推動信息安全系統向后量子密碼學過渡。2022年9月7日，美國國家安全局(NSA)發布了《商業國家安全算法套件2.0》，其中將入選第三輪抗量子密碼標準化選擇的CRYSTALS-KYBER(以下簡稱Kyber)算法列為國家安全系統未來過渡遷移的必備算法。我國也在后量子密碼領域積極跟進，參與國際競爭，于2020年發布國內首份量子安全白皮書，廣泛布局后量子密碼安全技術應用與產業生態。目前后量子密碼算法的研究正在逐漸走向成熟與標準化，未來將有數十億新舊設備完成從傳統公鑰密碼體制向后量子密碼算法的遷移過程。在充分考慮安全性能、算法性能、便利性和合規性的前提下，研制出符合國際標準且具有國際競爭力的后量子密碼SoC芯片并應用，對于我國加快搶占后量子密碼國際領先地位，保障量子時代下的信息安全具有重要意義。 圖1 后量子密碼在未來信息安全領域的應用 本成果提出一種應用在云計算、數據中心加密中的高性能隨機數生成哈希核心算子，實現了具有靈活性和高吞吐量的可配置Keccak核心。該核心可配置為支持多個采樣策略，通過高吞吐量隨機數擴展發生器新型結構達到11.7Gbps的吞吐率，性能表現為目前世界最高水平。 圖2 高性能后量子密碼哈希核心算子 在國際上首次提出了具有側信道SPA攻擊防御機制的可配置BS-CDT高斯采樣器。該設計基于CDT反演高斯采樣算法，通過真隨機數發生器和隨機化功耗特性的電路結構，采取隱藏相關數據的防御機制，高效獲取安全性更好的均勻分布隨機數，并可以有效抵御時間攻擊和潛在的功耗分析攻擊，顯著提高安全性。電路采樣精度可達112bit，新型多級快速查找表結構極大縮短了概率函數分布表搜索時間，性能相較于同類設計提升近18倍。解決了高精度需求與采樣速度不匹配的沖突問題，優化了概率函數分布表的存儲資源，靈活劃分密碼系統中的高斯采樣值，并有效加固了后量子密碼系統數據前級的側信道安全性。 圖3 多模域計算兼容可重構算術單元 針對后量子密碼計算量大，數據復雜的痛難點，優化格數學難題中的數論變換（NTT）算法，實現了一種高性能NTT硬件加速單元。采用雙倍位寬乒乓式對稱存儲結構突破訪存限制，改進模乘運算單元關鍵結構，提高多項式運算的效率，相比同類運算操作下最先進的設計快3.95倍。 圖4 靈活指令集型后量子密碼安全處理器芯片架構及版圖 針對后量子密碼算法的多樣化計算需求，創新性地提出了一種多模域計算兼容型可重構核心算子，能夠配置為不同模域下的關鍵運算結構，靈活支持Karatsuba、Toeplitz、NTT等運算結構。在配置為NTT結構的運算下，運算性能與美國MIT研究團隊在IEEEISSCC發表的相關成果保持國際同步水平，并具備更強的靈活性與通用性。 圖5 多模域計算兼容型可重構核心算子 在團隊積累多年的后量子密碼相關先進技術研究的基礎上，在SMIC40nm工藝下實現了兩款后量子密碼芯片，能夠兼容國際最新標準的CRYSTAL-Kyber后量子密碼算法。后量子密碼Kyber芯片采用了高性能流水線結構的蝶形運算單元及高速NTT運算單元，解決了加解密運算中訪問存儲器所帶來的速度瓶頸問題。靈活指令集型后量子密碼芯片采用可編程自定義指令集架構，基于多模域計算兼容的可重構算術單元與可配置多功能哈希/隨機采樣核心算子，在實現高性能的后量子密碼運算的同時提高了芯片的靈活性與適應性。 圖6 后量子密碼Kyber處理器芯片架構及版圖 圖7 靈活指令集型后量子密碼處理器芯片架構及版圖

博志金鉆技術團隊在磁控濺射領域深耕二十余年，目前已經實現氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、單晶金剛石、單晶碳化硅覆銅板的量產，三英寸陶瓷覆銅板月產能10萬片，包括各類種子層方案，銅層厚度0.5-100um，表面無毛刺、劃痕、色差等異樣，350度加熱平臺烘烤5分鐘不起泡。 一、項目進展 已注冊公司運營 二、企業信息 企業名稱 蘇州博志金鉆科技有限責任公司 企業法人 潘遠志 注冊時間 2022/3/31 注冊所在省市 江蘇省 蘇州市 組織機構代碼 91610131MA712U7Q06 經營范圍 一般項目：技術服務、技術開發、技術咨詢、技術交流、技術轉讓、技術推廣；金屬表面處理及熱處理加工；新材料技術研發；新材料技術推廣服務；電子元器件制造；集成電路制造；信息安全設備制造；通信設備制造；光通信設備制造；雷達及配套設備制造；光電子器件制造；真空鍍膜加工；表面功能材料銷售；金屬基復合材料和陶瓷基復合材料銷售；合成材料銷售；有色金屬合金銷售；半導體器件專用設備制造；新型陶瓷材料銷售；電子元器件零售；電子元器件批發；泵及真空設備制造；泵及真空設備銷售；通用設備制造（不含特種設備制造）；玻璃、陶瓷和搪瓷制品生產專用設備制造；電子專用材料研發；電子專用材料制造；特種陶瓷制品銷售；半導體器件專用設備銷售；集成電路設計；機械設備租賃；租賃服務（不含許可類租賃服務）（除依法須經批準的項目外，憑營業執照依法自主開展經營活動） 企業地址 江蘇省 蘇州高新區長亭路8號大新科技園3幢二樓 獲投資情況 2021/07/01蘇州匯伯壹號創業投資合伙企業（有限合伙）天使輪1000萬元 2022/03/22蘇州融享進取創業投資合伙企業（有限合伙）preA輪2500萬元 三、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 潘遠志 鄧敏航 楊添皓 電子與信息學部/自動化 2020/2024 陶佳怡 管理學院/大數據管理 2020/2024 林子涵 電氣工程學院/電氣工程及其自動化 2020/2024 袁子涵 電氣工程學院/電氣工程及其自動化 2020/2024 牟國瑜 電氣工程學院/電氣工程及其自動化 2020/2024 楊志鵬 能源與動力工程學院/強基（核工程與核技術） 2020/2024 田繼森 航天航空學院/工程力學 2020/2024 孫浩然 機械工程學院/機械工程 2020/2024 鄭力愷 電氣工程學院/電氣工程及其自動化 2019/2023 王羿淮 管理學院/工商管理 2019/2025 李青卓 材料科學與工程學院/材料科學與工程 2018/2023 四、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 宋忠孝 材料學院/材料系 教授、博士生導師 核電領域；電化學、催化、電池領域；器件、封裝領域：高溫抗氧化燒蝕、高壓抗電弧燒蝕領域；輕量化領域硬質涂層領域 王小華 電氣學院/電機電器及其控制 教授/博導，國家級人才計劃入選者（特聘教授），國家級青年人才計劃入選者（青年學者），教育部新世紀優秀人才，陜西省青年科技標兵。西安交通大學未來技術學院/現代產業學院副院長、實踐教學中心（工程坊）副主任、教務處副處長、創新創業學院副院長，CIGRE開關設備狀態評估工作組成員，中國電工技術學會電器智能化系統及應用專委會委員 開關設備設計、狀態監測與壽命評估 田高良 管理學院/會計與財務 教授、博士生導師 財務預警；內部控制與風險管理；資產評估；信用管理等 五、項目簡介 蘇州博志金鉆科技有限責任公司是一家專門從事高功率半導體封裝材料研發生產的公司。以先進的陶瓷表面金屬化技術為核心形成了包括（1）粉體表面改性；（2）熱壓燒結；（3）研磨、拋光；（4）陶瓷金屬化；（5）增厚、刻蝕；（6）預制金錫焊料；（7）激光切割等環節的完整高端熱沉材料生產體系。公司擁有完整的熱沉材料生產體系，致力于成為“國產化功率半導體器件熱沉材料領跑者”，為我國半導體產業發展添磚加瓦。 博志金鉆技術團隊在磁控濺射領域深耕二十余年，目前已經實現氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、單晶金剛石、單晶碳化硅覆銅板的量產，三英寸陶瓷覆銅板月產能10萬片，包括各類種子層方案，銅層厚度0.5-100um，表面無毛刺、劃痕、色差等異樣，350度加熱平臺烘烤5分鐘不起泡。博志金鉆目前蘇州主體工廠面積超過5000平米，含萬級潔凈間。擁有20余臺研磨拋光設備、10余臺燒結爐、4條臥式連續鍍膜設備、5臺立式鍍膜設備，以及超聲清洗、噴淋甩干等完善的配套設備。博志金鉆的工藝流程包括粉體表面改性、熱壓燒結、研磨/拋光、陶瓷金屬化、增厚/刻蝕、預制金錫焊料、激光切割，博志金鉆已經建立了完善的產品生產管理及質量監控體系來進行管控，完成了包括ISO9001、14001等認證，并不斷完善產品檢測設備及手段，確保產品質量穩定。 公司積極進行產品迭代和技術儲備，在高功率半導體封裝材料研發生產領域有著二十余年研發經驗。中國科學院院士孫軍教授和國家萬人計劃領軍人才宋忠孝教授作為本公司首席科學家領銜公司技術研發，進行陶瓷金屬化和半導體封裝基板領域關鍵技術的探索。潘遠志帶領公司與西安交通大學表面工程國際研發中心、金屬材料強度國家重點實驗室合作進行前沿技術開發，團隊與蘇州市產業技術研究院、高新區共同設立蘇州思萃材料表面應用技術研究所，是公司的技術支持和組織依托。目前公司已完成天使輪、preA輪數千萬融資交割，公司投后估值逾2億元。

物理仿真實驗室，綜合應用AI和AR技術，通過3D建模虛擬再現真實的實驗場景，借助先進的體感交互設備Kinect進行虛實互動，將真實的實驗者與虛擬仿真的實驗器材結合到一個畫面里，實驗者實現無需佩戴任何體感設備，純手勢就可以進行實驗互動教學。 物理仿真實驗室包含初中物理所有重點難點實驗內容，有效協助老師進行實驗教學，豐富實驗教學方式，提高實驗教學效果，降低實驗風險。 物理仿真實驗室包含： 硬件：服務器、機械手臂、顯示器、拓展顯示設備、kinect全套。 軟件：根據教學要求制作的物理仿真實驗資源庫，包含初中物理所有重點難點實驗內容。如平面鏡成像、二力平衡的條件、磁場方向等。

該項目由多功能數字多道和放射源模擬器組成。作為信號發生器與放射源可廣泛應用于實驗教學、核工業技術應用、 核技術培訓等領域。 該項目能很大程度上能減少在近代物理式樣中對真實放射源的直接使用，免去了用戶采購真實放射源過程繁冗、花費高昂，也使用戶在使用過程中更安心。豐富的實驗種類、 可定制開發創新型核物理實驗，能極大滿足不同領域用戶 的需求。 

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