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区块链试图确保供应链

该技术繁琐且可能有缺陷,但它可以在必要时提供一系列保管。

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区块链技术开始在反对假冒的战斗中更广泛地部署,通常会加上组件ID允许设备身份验证。

确保供应链的安全是一项复杂的挑战,特别是随着来自更多地方更多供应商的更多IP进入芯片、封装甚至系统。能够证明设备的历史以证明其来源和保管链对于确保质量的一致性和芯片只做它们应该做的事情是至关重要的。

“通过区块链,受托人可以了解谁在供应链上做了什么,以及这些东西是如何进入价值链的,”该公司信托链业务主管汤姆•卡西奥拉斯(Tom Katsioulas)说导师,西门子的业务

但是,尤其是在用于各个系统时,可能涉及大量数据。如何优化数据以及如何管理验证器的负载是关键元素,以便在此字段中的兴趣增长。而不是每个人都认为在未来是不可避免的。

不仅仅是身份
假冒是一个真实存在且日益严重的问题。“我们有一些客户非常担心仿冒和其他安全问题,他们正在考虑多种方法来保护他们的集成电路和系统,”Geoff Tate,首席执行官说Flex Logix

这部分是身份的作用,但没有物品历史的进一步了解,身份可能不够。并且该历史可以涉及巨大的考虑因素。包括多少必须平衡跟踪和存储有关大量各个组件和系统的数据,以防止历史信息太少的后果。

“Blockchains提供了一种永久记录交易的方便手段,并且它们对组件的出处应用,”John Hallman表示信任和安全的产品经理OneSpin解决方案

戴夫·亨特利,公司业务发展部PDF解决方案和三个半委员会/工作队的联合主席进一步阐述。“当一个像包这样的新资产被组装时,它被称为区块链上的全新资产,以及其材料清单,”他说。“你现在有一个家谱,你可以从一辆汽车中取出一个模块,打开它,弄清楚印刷电路板并滑出它,打开上面,看着里面的包,打开其中一个,看看在里面的死亡。而每一步,你都可以将标识符划分并发出“验证”事务。“

这些历史通常被视为回顾中最大的价值,主要用于可追溯性。但他们也可以潜在帮助。例如,如果一个项目从一个地方传送到另一个地方,例如,可以记录出发和到达,并且可以在新位置建立保管链以接受。

“它对某些类型的合规环境也很有用,”Sixgill的CTO洛根矛说。“我们有一个公司的试点,该公司做了临床试验,在那里对数据进行了很高的激励,并支持您想要支持的结论。但是有一个数学上验证的方式来说,'嘿,那不是这种情况'增加了价值。“

区块链技术,最常见的与加密货币相关,提供了一种积累历史的方式。虽然不是每个人都相信那个区块链是供应链管理的未来,但它似乎是唯一实现了一些商业牵引力的机制,主要是半导体行业之外。

区块链是一个分类帐,就像一本银行书,但它有两个关键特征,以帮助建立信任 - 它分布式,它是不可变的。因为这项技术可能会在未来推出电子系统,所以跟随的大部分涉及可能的东西而不是模块链滚出的确切方式。每个应用程序必须单独制作许多设计决策。

当然,区块链是新的。在区块链技术上支出是预报2020年比2019年增长50%。用它来管理供应链也不是什么新鲜事。IDC的数据显示,区块链的使用约22%来自制造业。硅制造还不是这个数字的一部分。


图1:BlockChain技术的行业使用。数据来源:IDC

分布式分类帐
分布式分布式的事实意味着它不存储在一个中心位置。相反,整个分类帐在网络中的许多地方都经过多次复制。分类帐的新条目必须通过网络的各个节点中的“共识”形式批准。只有当通过某些阈值批准的交易批量节点百分比时,条目将永久地放置在分类帐上。

这里的想法是保护分类帐遭到攻击或操纵。假设只要有许多节点,那么没有人可以干扰足够的它们以影响分类帐的内容。Bogus条目不会达到批准的阈值,而合法条目无法被阻止。这意味着网络必须非常大,以便在数学上不可能进行任何此类尝试的干扰。

交易的批准是通过计算机的算法进行的。并不是电脑的拥有者亲自干预决策。电脑仍然在线,处理发送给他们的工作。确切地说,这种工作可能会因算法决策和所选择的网络类型而不同。

有两种网络 - 权限(或“公共”)和许可(或“私人”或“财团”)。在许可网络中,成员是匿名的,任何人都可以加入或离开。为了减少恶作剧的机会,每批批准都必须伴随某种任务。对于比特币,这是一个“工作证明” - 解决一个非常难的问题。这是一种能源密集型方法,所以正在探索替代方案。

相比之下,被许可的网络只使用被明确批准参与的成员。这可以减少批准条目时所需的工作负载,这有助于高效处理大量事务并节省能源。审批过程的细节可能相当复杂,这使得一切顺利进行非常重要,参与者不需要了解后台发生的事情的细节。

各种公司拥有可商购的区块链。一些公司可能对不同的应用程序具有不同的网络结构。这些网络与共识参与者提供。没有必要为每个应用程序创建新的共识网络。

不可变形
区块链的另一个关键特征是它被认为是“不可变的”,或者至少是被认为是“不可变的”。一旦条目被批准,它就不能被更改。对于一个管理良好的银行账簿,一个人不会通过删掉旧的数字,写上新的数字来改变一个条目。相反,保留原来的数字,并添加一个调整作为一个新条目,以保存历史。当然,有了银行存折,就得靠人来执行程序。使用区块链,结构本身旨在提供不变性。

这是使用累积哈希完成的。使用每个新条目,将哈希添加到分类帐中。但这不仅仅是新条目的哈希。哈希包括在先前条目后的哈希。当然,哈希包括在此之前的条目,所有的方式都回到了第一个条目。换句话说,分类帐的最后一个散列包含了分类帐的整个历史。如果你去改变过去的条目,那么它不足以改变该条目的哈希以涵盖一个追踪曲目。每个哈希都要改变,这是一个艰巨的任务。它还将分类帐的特定副本与网络上的其他人同步。

因此,虽然可以改变一个条目,但几乎不可能这样做。

包括很多可能的东西
将信息纳入分类帐的可能性是巨大的。安全关键和其他高安全性的应用可能会使用其中的许多。低价值系统可能使用更少。但是,在单元制造之前、期间和之后,都有无数的机会被包括在内。“交易记录可以是基本数据,也可以是更复杂的数据,比如设计信息、验证结果、流程信息、参数或测试信息,”OneSpin的Hallman说。

每个设备的历史都是从设计开始的。具体如何管理设计过程将因设备而异。“你会有RTL.设计,你最好能够在这个过程中追踪每一步,“Mentor的Katsioulas说。“你可以用区块链条做。”

半导体芯片将遵循特定的工具流程,所使用的工具以及验证结果可以记入总账。然后,任何单个单元都可以合并该设计总账,以验证设计的完整性和正确性。这看起来可能有点迂腐,但在修改初始设计时,这可能会有所帮助。一个给定的单元可以归结为新旧设计,这对于故障分析是有用的信息。

虽然设计历史被从该设计中构建的所有单元继承,但制造为每个单独的单元建立历史。可以输入每个制造步骤,以及来自的结果计量和测试。“不仅仅是产品,还有工具产品,以便审计跟踪可以从最终消费者的用例,通过产品,通过产品的物流,通过工具产品,一直到所有的材料的起源,无论是供应商还是内部完成,”阿里theon首席财务官克里斯•考菲尔德表示。

制造业适用于各个组件本身,他们的装载到电路板和子系统,并最终集成到完整的系统中。“您可以使用电阻器,电容器和芯片组装电路板的过程,其中组装过程可能会使用区块链技术追踪,”Katsioulas说。“你捕获所有元数据,以便进入/脱颖而出。”

大部分都是自动的。“你在首先向上提供设备,”亨特利说。“So then the world becomes aware on the blockchain that this device has been born into the world with a unique ‘DNA.’ And you put that DNA into the blockchain as a combination of the identifier and the challenge response pairs you need to be able to validate it in the future. The company that does that is saying, ‘I built this thing, and I say it’s real.’”

可以通过身份或批量验证并记录所有组件。亨特利解释说:“一个装满了卷尺和卷轴的盒子可以被视为在区块链上的资产记录。“董事会制造商会打开盒子,然后将卷轴放在卷轴上,从该卷轴上加载包​​,然后读取包ID。他们可以验证包ID是否属于此卷轴。所以谁把卷轴放在盒子里,谁把包装放在卷轴上 - 那些可以识别的东西。“

但是,对制造吞吐量的需求可以限制组装期间可以完成的内容。只有在追溯材料中的物料中的出处时,才能完成验证步骤。

组件认证也可以被记录。例如,Alitheon提到,它可以在组装过程的任何步骤验证组件。被捕获的“特征图”可以记录在账本上——或者至少记录提取特征图并确认其有效性的事实。这可以帮助建立一个验证事件链,例如,当一个组件从系统中删除并被另一个组件替换时。在某些情况下,组件身份验证将失败,而分类账可以帮助确定更改发生在何处。

一个挑战是,这种制造数据通常被铸造厂家和拥有这些设备的公司密切保护​​。“所有数据都是私密的。没有人想分享它,“亨特利说。“您将备份的唯一数据将根据您与该供应链伙伴的合同为基础。他不会给你所有的数据。他会给你你同意的东西,并将有系统能够保证数据交换的安全性。“

在生产过程中,货物可能在工厂之间运输,或者在之后的仓库之间运输。我们正在采取措施挫败篡改当一个单位在途中,记录交易进一步建立保管链。

“当晶圆船只船只时,他们会记录晶圆本身是一种资产,它们是这种方式运送,它包含所有这些其他资产的所有这些都是如此,”亨特利说。“它还可以包括它现在从这个位置离开这个位置并前往该位置,记录GPS坐标。而且,最近,很多人也将一个里程表放在设备上。“还可以记录处理程序或车辆之间的转移,包括目的地的最终收据。

还有另一场可能的活动与运输相关联。例如,当硅晶片从铸造件移动到装配房屋时,它会改变位置,但它不会改变所有权或“标题”。相比之下,当一个完成的单元被转移到销售仓库时,所有权可能会改变,具体取决于销售过程的结构方式。“还有另一项交易必须做所有权股权,”他说。“当它包装并发送到分销商时,那么在区块链中有一个版本的所有权交易,然后获取所有权。”

制造之后是单位的使用寿命。在那里,开始的途径是有解释。在系统测试期间首次上电时,注册可能会发生,或者在最终客户的首次上电时可能会发生。事实上,这些可能是独立的事件,他们都被录制了。

前进,可以记录任何数量的事件,包括:

  • 打开和关闭;
  • 内部软件和硬件证明;
  • 网络认证;
  • 主要操作事件,这将取决于应用程序;
  • BIST或监测事件和结果;
  • 错误或警告;
  • 位置的变化;
  • 用户的变化;
  • 服务事件,甚至需要支持,如果支持系统链接,并且
  • 所有权的变化。

最后,系统的结束是系统的使用寿命,在此单位被退役。但只是因为有人完成了一个单位并不意味着不再可以使用它。它可能已被更新的型号替换,或者可能已经被打破和扔了,其他人试图修复它。它可能包含可以删除和重新使用的组件。

有些地区需要重新使用、再制造或回收系统和组件的能力。这对总账的影响可能很复杂。如果它被记录下来,一个简单的所有权变更就很简单了。但是修复可以被视为系统生命中的又一个步骤,一个组件——及其历史——被一个新的组件取代,这个新组件将伴随着它自己的历史。

来自无效的部件的销售部分可能相反的方式,其中组件及其历史将从原始单元的历史中分离,这不再“存在”,并且它可能加入新系统并成为该系统历史的一部分。

下图显示了如果所有东西都在区块链中捕获,可能会发生什么。给定子系统中组件的数量和子系统的数量,这可能会很快变得非常冗长。这就是区块链设计决策将决定什么是重要的,什么不是。


图2:复杂区块链的一个极端例子。每个系统共享一个设计,但合并了单独的子系统。这些子系统每个都有一个设计和包含组件,每个组件都有一个设计和制造历史。修复和挽救可以扩展关系网。这在多大程度上被整合到任何特定的系统中都是区块链设计选择。不同的区块链可能使用不同的技术。资料来源:Bryon Moyer/Sem德赢娱乐网站【官方平台】iconductor Engineering

在上图中,一个组件的设计可以使用来自Sub-System的制造或完整系统的运行时历史的不同品牌的分类帐。出于这个原因,在其他行业中有一些标准定义条目的语法和语义,以便在区块链之间有意义地交换数据。“拥有所有生态系统都说同样的语言很重要,”GS1的高级总监Kevin Otto表示,该组织参与区块链条相关标准的组织。

区块链挑战
由于分类帐的体积和大小(考虑到,理论上,每个单个单位都有自己的巨大分类帐,它不太可能对每个此类事件进行记录因此,数据存储和通信 - 并确保两个 - 可能会限制哪个事件足以跟踪。

跟踪还增加了阻力,不断压力下的流动变得更简单和更有效。例如,今天的消耗性医疗物品在使用完毕后就会被丢弃。必须记录临终事件增加了另一个可能被忽略的步骤,从而破坏了分类帐的完整性。

同样地,当产品从制造到销售时,它们在通过官方渠道时可以被跟踪——但非官方渠道可能是个问题。“区块链在特许经营分销方面效果很好,”Cybord市场营销和业务发展部门的乌里·埃尔哈夫(Uri Elhav)说。“但当你进入经纪商、现货市场时,情况就完全不同了。不幸的是,人们会去那里。”

由于这些原因,SloctChain流程在自动化时最佳地工作。然后录制步骤不努力。但这也占据了很少或根本没有逃脱的灰色市场的可疑真实性。

然后有关于系统是否可以呈现的问题。特定权限的网络可能具有比公共网络更少的节点。“一个国家可以在分类帐上安装一些巨大的分布式攻击,以使其使它无效或操纵它,使他们能够做像违法的设备这样的事情?”问Alric Althoff,高级硬件安全工程师龟岛的逻辑。如果账簿变得腐败,这种腐败会永远存在吗?如果被检测到,它能被修复吗?

最后,有现实的那一刻。虽然各种行业正在占用区块链解决方案,半导体 - 用于设计或制造 - 不是它们之一。“拥有区块链的行业领域没有参与,”营销负责人Simon Rance说ClioSoft一家公司大量参与设计数据管理的公司。“我们拥有客户,从FPGA设计到模拟PCB,一直到电信公司,以及企业正在进行消费品,而且甚至甚至询问区块链。在制造领域,区块链条达到更多牵引力。“

因此,区块链既有支持者,也有谨慎的怀疑者。Tortuga Logic的Althoff表示:“我们对区块链感到非常兴奋。“但我们必须决定分布式账本是否真的是我们想要的,”

结论
如此多的跟踪的成本和效率可能会限制维持彻底历史的系统。在一个似乎没有太多数据这样的时代,它仍然可以看到区块链仅用于敏感系统,还是在镜片上常用于常用的业务。

IPC-1782、-2591和-2551委员会主席迈克尔·福特说:“我不认为区块链能解决所有问题,但至少它能开启对话,因为每个人都希望朝同一个方向前进。”

即便如此,亨特利正在追求这一奖品。“我们不能完全防止伪造,我们不能完全防止安全漏洞,”他说。“但我们可以快速检测它们。我们可以追踪它们,快速找到坏演员,并惩罚他们。“

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