可信技術(shù)與嵌入式芯片結(jié)合在能源電力行業(yè)智能終端中的發(fā)展
近年來，隨著以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的成功應(yīng)用,越來越多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)逐漸與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合,全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正蓬勃興起。同樣,電力行業(yè)作為關(guān)系到國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)性行業(yè),也在逐漸發(fā)生變革。
2023
The Power Industry
Leapfive
智能電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的特征，決定了傳統(tǒng)電網(wǎng)需要在各個(gè)環(huán)節(jié)與先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。而電網(wǎng)狀態(tài)全感知目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)必將意味著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，隨著電網(wǎng)終端設(shè)備數(shù)量的快速增長，也帶來了愈加嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)。終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，部署范圍廣，節(jié)點(diǎn)物理環(huán)境不可控，容易受到物理劫持、節(jié)點(diǎn)復(fù)制、信號(hào)截獲竊取重放、中間人攻擊等威脅。此外，當(dāng)前基于縱深防御的網(wǎng)絡(luò)安全防御體系存在中心化認(rèn)證帶來的單點(diǎn)失敗和性能瓶頸問題，難以適應(yīng)更高的管理需求，亟需設(shè)計(jì)新的認(rèn)證方法，提升對電網(wǎng)終端設(shè)備的把控能力。
結(jié)合智能電力物聯(lián)網(wǎng)“云管邊端”的業(yè)務(wù)安全需求，制定統(tǒng)一安全防護(hù)方案與技術(shù)管理措施,保障在滿足電力行業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求與安全防護(hù)要求下,全面支撐智能電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與技術(shù)演進(jìn)。
基于區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的物聯(lián)網(wǎng)終端安全認(rèn)證系統(tǒng)，可以解決目前傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)中心化認(rèn)證所帶來的單點(diǎn)失敗、性能瓶頸、終端管理等方面的問題，并從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)層面賦能，適應(yīng)未來的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)發(fā)展，滿足物聯(lián)網(wǎng)各主體之間的信息交互的頻度、復(fù)雜性和時(shí)效性等越來越高的要求。
隨著電力物聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展，傳統(tǒng)的集中式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已無法滿足泛在物聯(lián)的需要。以主站云計(jì)算為主要形態(tài)的傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，隨著邊端側(cè)接入數(shù)量的增長，云端計(jì)算及存儲(chǔ)壓力、鏈路通信壓力成指數(shù)級增長，同時(shí)還存在日益凸顯的數(shù)據(jù)安全等次生問題。邊緣計(jì)算（云邊協(xié)同）等技術(shù)正在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生。
物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算需要邊端側(cè)物聯(lián)、計(jì)算等芯片技術(shù)的支持。而嵌入式SoC（System on Chip）芯片作為邊緣計(jì)算平臺(tái)的核心，更是電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算發(fā)展的核心基礎(chǔ)。當(dāng)前SoC芯片主要采用ARM架構(gòu)，ARM架構(gòu)的SoC芯片在移動(dòng)和嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且具有完整的應(yīng)用生態(tài)，然而在經(jīng)歷多年發(fā)展后其指令集架構(gòu)都極為復(fù)雜和冗余，且存在高昂的專利費(fèi)用及架構(gòu)授權(quán)問題，同時(shí)復(fù)雜多變的國際政治形勢使得SoC芯片應(yīng)用形勢嚴(yán)峻，適配安全可控的SoC芯片成為燃眉之急。電力物聯(lián)網(wǎng)作為國家基礎(chǔ)設(shè)施的命脈，SoC芯片是其建設(shè)中的關(guān)鍵，除了需要豐富的功能、出眾的性能、低廉的成本外，還需要做到絕對的自主可控，否則將因?yàn)楹诵腟oC芯片的“卡脖子”而受制于人。在這一背景下，采用新一代自主可控的，面向電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算應(yīng)用的SoC芯片成為一種必然。
面向智能配電物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，以基于RISC-V指令集架構(gòu)的微處理器為核心，以滿足泛在、安全、智能為導(dǎo)向集成GPU、Crypto Engine、NPU等各種形式的協(xié)處理單元，定制開發(fā)電力邊緣底層軟硬件平臺(tái)是當(dāng)前構(gòu)建電力智能物聯(lián)邊端設(shè)備可靠高效的路徑之一。
躍昉科技設(shè)計(jì)研發(fā)的NB系列SoC產(chǎn)品，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹腔勰茉?、智慧物流、智慧工廠、智慧城市等。躍昉科技于2022年8月發(fā)布了NB2芯片產(chǎn)品，其具有高算力、高效能、高集成、高可靠性等特點(diǎn)，其中處理器搭載了四核64-bit RISC-V核心，采用12nm先進(jìn)工藝，內(nèi)置多種硬件加速引擎，包括3DGPU、4TOPS算力的NPU、獨(dú)立的圖像、音頻及數(shù)據(jù)處理引擎等，能夠滿足邊緣計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺及聲紋處理等多種需要，可精準(zhǔn)面向電力邊緣智能應(yīng)用。同時(shí)，NB系列SoC產(chǎn)品的安全啟動(dòng)、加解密引擎、可信執(zhí)行環(huán)境等底層安全特性也能為安全應(yīng)用形成硬件底層基礎(chǔ)支撐。
目前，區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)之間的交集主要在云端，基于從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，通過軟件方法實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)上鏈。然而如果物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的硬件底層實(shí)現(xiàn)上，尚未部署可信數(shù)據(jù)上鏈能力，那么從終端設(shè)備源頭產(chǎn)生的數(shù)據(jù)仍可能存在被篡改的風(fēng)險(xiǎn)。所以，從根源上解決數(shù)據(jù)可信和安全溯源等問題，必須從智能感知設(shè)備的數(shù)據(jù)源頭入手，從底層軟硬件構(gòu)建支持可信采集及區(qū)塊鏈上鏈溯源等特性的基礎(chǔ)平臺(tái)，這也是構(gòu)建軟硬件融合裝置核心目標(biāo)和關(guān)鍵。
可信的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，必須通過軟硬件融合的形式，能夠?qū)⒂布墧?shù)據(jù)可信與區(qū)塊鏈共識(shí)信任機(jī)制一起有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)，最終實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈共識(shí)信任機(jī)制的商業(yè)閉環(huán)。想要真正實(shí)現(xiàn)更高程度的全流程數(shù)據(jù)上鏈，必須通過軟硬結(jié)合的方式，在終端設(shè)備硬件底層部署可信數(shù)據(jù)上鏈能力，打通區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵一環(huán)，從數(shù)據(jù)源頭實(shí)現(xiàn)上鏈。依托基于自主可控芯片的底層硬件平臺(tái)，通過利用其針對安全、加解密、區(qū)塊鏈運(yùn)算等差異化定制資源或特性，可有效地從底層硬件層面確保數(shù)據(jù)源頭的可信。同時(shí)，針對相關(guān)底層硬件資源和特性，適配從驅(qū)動(dòng)到中間件等層次化SDK軟件棧，從而平衡軟件安全功能的普適性、易用性、甚至針對性，從而與基于自主可控芯片的硬件平臺(tái)一同構(gòu)建出面向電力智能物聯(lián)邊端應(yīng)用的軟硬件融合裝置基礎(chǔ)平臺(tái)，進(jìn)而助力電力行業(yè)向互聯(lián)、安全、智能加速演進(jìn)。