隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，人們日常生活的各個(gè)方面都呈現出線(xiàn)上線(xiàn)下深度融合的局面。

無(wú)論是線(xiàn)上還是線(xiàn)下服務(wù)，其服務(wù)對象都是人。如何快速、準確、安全、高效地確定人的身份，從而快速連接個(gè)性化服務(wù)，是身份識別領(lǐng)域從過(guò)去到未來(lái)都在改進(jìn)的重要領(lǐng)域。

傳統的身份認證是基于各種文件的。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)和智能手機的興起，身份認證行業(yè)開(kāi)發(fā)了各種基于電子的身份識別和認證方案。如短信認證碼、動(dòng)態(tài)密碼卡、USBKEY各種接口、各種ID卡，以及近年來(lái)興起的指紋認證、人臉識別、虹膜識別等。

但無(wú)論采用哪種方案，都能在不同程度上滿(mǎn)足以下要素：

1. 具有獨特特征的標志(如密碼、各種個(gè)性化硬件、個(gè)人生物特征)

2. 可以區分唯一性標志是否合法使用(通常用密碼保護)

這些方案就像給每個(gè)需要識別身份的人一把專(zhuān)有的在線(xiàn)鑰匙。不同的方案在鑰匙的獨特性和獨特性識別使用權上有不同的強度。

一 、身份認證的核心問(wèn)題：

身份認證的核心問(wèn)題——唯一強度問(wèn)題。身份認證的所有問(wèn)題都可以概括為兩個(gè)問(wèn)題：

1) 如何將個(gè)體與其他個(gè)體區分開(kāi)來(lái)，即給予個(gè)體獨特性。

2) 如何完整、可信地呈現結果。也就是說(shuō)，傳達個(gè)體的獨特性。

調查很多方案，不是這樣嗎？

例如，身份證、護照、香港和澳門(mén)通行證等身份證給個(gè)人一個(gè)獨特的數字表達，并使用防偽技術(shù)和芯片技術(shù)來(lái)保護和傳遞這種獨特性。

例如，動(dòng)態(tài)密碼卡，通過(guò)向個(gè)人發(fā)布綁定其身份的密碼卡，在必要時(shí)輸入當前的動(dòng)態(tài)密碼，以確定用戶(hù)擁有密碼卡，以傳達用戶(hù)的獨特性。

例如，各種界面的USBKEY。通過(guò)數字證書(shū)給個(gè)人一個(gè)唯一的證書(shū)，通過(guò)綁定的私鑰進(jìn)行數字簽名，以傳達個(gè)人的獨特性。

例如，通過(guò)收集個(gè)人生物特征，通過(guò)指紋算法形成特征值，形成與他人不同的指紋特征值。

發(fā)現大部分技術(shù)投資都是為了解決“獨特性”的強度問(wèn)題。人們不斷提高技術(shù)水平，升級算法，增加密鑰長(cháng)度的根本原因是保護或增強“獨特性”的強度。

二、 對獨特強度的認知及其分級

然而，由于對“唯一強度”缺乏定量的評價(jià)和理解，人們往往忽視了對不同方案的核心問(wèn)題。事實(shí)上，雖然“強度”的定義缺乏統一的標準，但它并不那么復雜。例如，我們可以定義唯一的強度：

第一級:唯一一個(gè)公開(kāi)的號碼，如ID號、二維碼等，只有識別功能。不保護唯一性。

第二級：在第一級的基礎上，增加了密碼保護。如靜態(tài)密碼，或短信驗證碼。但由于靜態(tài)密碼需要保存，存在時(shí)間問(wèn)題，其可復制性相對較高。

第三級：在第二級的基礎上增加密碼發(fā)生器（如動(dòng)態(tài)密碼卡）。一次性密碼是通過(guò)硬件臨時(shí)生成的，以保護ID號的使用權。密碼不需要明確保存，與第二級相比，其獨特強度進(jìn)一步提高。

第四級：在第三級的基礎上，通過(guò)智能硬件產(chǎn)生密文進(jìn)行交互。這一級別的唯一性強度大大增強，現階段可以認為是唯一性強度最高的一種。

目前，大多數身份認證方案都在第一級到第四級之間。但顯然，即使是第四級的唯一方案也有一定的風(fēng)險。其風(fēng)險在于：

1、 基于數學(xué)問(wèn)題的密文方案。若數學(xué)問(wèn)題被打破，強度將顯著(zhù)降低。

2、 雖然密鑰(如USBKYE中的私鑰)不能讀取，但USBKEY的存儲器仍然靜態(tài)存在。有泄漏風(fēng)險。

由于這些原因，人們需要不斷升級技術(shù)，以保護密鑰的安全。

復旦微電子在數學(xué)的基礎上，通過(guò)增加物理量子特性，提出了一種獨特的解決方案。該方案主要是通過(guò)提供不可復制的NFC身份識別來(lái)實(shí)現的。它主要是基于一種被稱(chēng)為“物理不可克隆”(Physical Unclonable Function)實(shí)現技術(shù)。

三、PUF技術(shù)介紹

簡(jiǎn)而言之，復旦微電子將PUF技術(shù)應用于NFC認證領(lǐng)域，其特點(diǎn)是：

不能復制的獨特性。

所謂無(wú)法復制，包括：

芯片設計師(如復旦微電子，芯片設計制造商)無(wú)法復制

芯片制造商(如芯片制造商)無(wú)法復制

唯一性標志制造商(如證書(shū)制造商)無(wú)法復制

業(yè)主(如金融機構、政府機構)和用戶(hù)不能復制

PUF在每個(gè)芯片制造過(guò)程中使用，在微觀(guān)上會(huì )有細微的差異。作為芯片的唯一“特征”(類(lèi)似于人類(lèi)的指紋)信息，通過(guò)收集和放大每個(gè)芯片在制造過(guò)程中產(chǎn)生的微小物理差異。同時(shí)，在提取過(guò)程中，也可以利用外部“噪聲”的影響，使提取的“特征”信息具有隨機性。一方面，在芯片制造過(guò)程中，需要幾十個(gè)納米尺度（芯片制造工藝等級）的一致性，但在電子尺度下，每個(gè)芯片都具有“獨特”的特點(diǎn)，由于隨機性，只能識別，不能故意由生產(chǎn)系統復制。

使用提取的芯片“特征”信息，而不僅僅是存儲在芯片存儲區域的密鑰。這確保了密鑰的物理獨特性和隨機性，并使芯片具有很強的抗攻擊性。

PUF的技術(shù)優(yōu)勢如下：

1) 物理上無(wú)法復制的獨特性。

2) 自然產(chǎn)生的隨機性不需要隨機數發(fā)生器。

3) 每次臨時(shí)生成PUF實(shí)現的數據，都是不同的，使用后消失。因此，PUF的數據幾乎無(wú)法被外界攻擊。

四、獨特的發(fā)行和認證服務(wù)(UIVS)

為了讓PUF NFC技術(shù)可以方便地為企業(yè)使用，復旦微電子提供獨特的發(fā)行和認證服務(wù)(UIVSS)：Uniqueness Issuance and Validation Services)，實(shí)現全套PUF NFC加解密芯片的密鑰發(fā)行和加解密真偽識別功能。復旦微電子基于UIVS云 服務(wù)業(yè)務(wù)在許多領(lǐng)域提供了豐富的成功案例和成熟解決方案，如商品唯一性、動(dòng)物唯一性和身份唯一性。復旦微電子基于UIVS云 服務(wù)業(yè)務(wù)在許多領(lǐng)域提供了豐富的成功案例和成熟解決方案，如商品獨特性、動(dòng)物獨特性和身份獨特性。包括白酒（國臺酒）﹑茅臺醇酒﹑等等)荷花酒等)﹑紅酒﹑洋酒﹑藥﹑鑒定證書(shū)﹑手辦玩具﹑化妝品﹑紫砂壺﹑字畫(huà)﹑紅木家具等等。

UIVS系統的主要組成：

1.KMS系統(密鑰管理系統)

2.發(fā)行系統

3.PUF數據庫管理模塊

4.認證系統

5.可信交付

五、身份認證方案比較

下表列出了幾種基于獨特硬件的主流身份認證方案的比較：