丁丹： 以密码为“盾”的强“芯”之路

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迄今为止，华兴集成电路在高性能椭圆曲线密码芯片、后量子密码芯片（格密码）、云计算全通态加密芯片方面拥有多项领先技术。按照丁丹的描述，“公司技术储备至少超前5到10年。”

在近日由北京海外学人中心举办的“北京海聚专家‘中国芯座谈会”上，主持人是一张年轻的面孔。虽然年轻，但他创办的企业已经在高性能椭圆曲线密码芯片、后量子密码芯片（格密码）、云计算全通态加密芯片方面拥有领先技术，获得市场和风投的青睐。

他以庄子为师，尤其喜欢《庄子·逍遥游》的开篇句：“北冥有鱼，其名曰鲲。鲲之大，不知其几千里也；化而为鸟，其名为鹏。鹏之背，不知其几千里也。怒而飞，其翼若垂天之云。”

他傲骨嶙嶙，志向高远，希望通过技术创新，推动我国高端密码芯片产业扶摇直上九万里。他就是国家“千人计划”和北京“海聚工程”专家，九州华兴集成电路设计（北京）有限公司（以下简称“华兴集成电路”）创始人丁丹。

数学迷结缘芯片设计

“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、画工之巧、地球质变、生物之谜、日用之繁……无不可用数学表述。”这是著名数学家华罗庚教授在《大哉数学之为用》中的一句话。丁丹对此感同身受。

在丁丹的办公室中各处都堆满了书籍，既有《红楼梦》这样的文学经典，也有《孤独星球》等旅行攻略，然而最多的还是数学领域的书籍。他从小就是个数学迷，对数学的运用是从一台电脑开始的。上世纪90年代，丁丹的父母给他买了一台联想1+1电脑。从此，他痴迷上这个新奇的玩意儿，从“插入磁盘，进入DOS，编个小程序”，再到参加“国际奥林匹克信息学竞赛”并获奖，这是他用数学算法认知社会的第一步。

之后，他以优异的成绩考入武汉大学数学与计算机学院计算机科学与技术系，接着去探索如何用数学解决问题。他认为，一个难以解决的问题被数学表述和解答出来，这个过程是美好的。

在武汉大学的校园里，学生满怀激情和对未来的憧憬，这所出了雷军的大学是一所具有创业精神的学校。当有学生会的人在宣传画上慷慨陈辞“30岁前收购微软”时，丁丹只是一笑了之，他那时的梦想是当一名数学家。在这一梦想的助力下，他本科毕业后，被成功保送到中国科学院大学计算技术研究所体系结构研究室（“龙芯”研究室前身），攻读硕士学位。

在那里，他与芯片有了第一次“亲密接触”，在导师带领下，参与了国产芯片“龙芯”的研发。由于丁丹对芯片的“痴迷”，导师建议他去国外深造，后来便有了他的那段留学经历，以全额奖学金在美国加州大学戴维斯分校学习的日子。

“学校在一个小镇上，全镇只有4万人，是一座大学城。作为加州大学中以农业著称的学校，学校有一座农场，养了很多马。因此，加州大学戴维斯分校是全美少数开设了马术课的学校，马是有智慧的生物，马术是以一种优雅的方式骑马踱步，这可以帮助思考、有庄子哲学的境界。”这是他对美国学校的第一印象，但这丝毫不影响学校在芯片领域的学术实力。当时，他的课题方向是多核处理器的光子互联，即用光子器件在多核处理器之间打造一个超高速互相通信的渠道，提升多核处理器芯片的性能，这在当时是非常前沿的一个课题。

在美国，他接受了“实战化”的芯片设计教育。“导师给出性能指標，让我们设计仿真芯片，再结合软件编程，做出集成电路的主板图。”有一次课程项目作业，从产生设计思路，到设计电路和芯片逻辑，丁丹花了两周的时间，他不敢有丝毫松懈，甚至几乎没有睡过一个整觉，直到最后一刻，他才成功做出了让自己满意的快速傅里叶变换DSP芯片。这段经历，让他学会用系统的视角设计芯片，培养了过硬的技术实力。

融汇所学做密码芯片

在美留学期间，丁丹的导师带领学生承接了美国国防部的一个前沿项目，但对方提出一个要求：要想深入到核心项目中，必须加入美国国籍。“那就得放弃中国国籍”，丁丹毅然拒绝了。这件事也意味着，未来，他在项目中只能做些“外围”研发，被差别对待。

正在他思忖未来之路如何走时，他遇到了去美国学术演讲的清华大学密码学专家王小云院士。这是一位深受尊敬的女科学家，破解了曾被国际密码学界认为是绝对安全的MD5和SHA-1算法，震动了整个世界密码学界。美国媒体曾报道称，王小云院士的团队开发的新解码技术，将可能有效地“攻陷”SHA-1所构筑成的保安系统，进入美国政府重要的部门，例如五角大楼及情报机关。

“密码是数学的少数几个可以实际应用的方向之一，难度越大甚至无法实际解决的数学难题反而更加适合用来设计密码体制。”王教授的演讲，让丁丹看到了一个将自己爱好的数学和芯片结合起来的机会——密码芯片。最终，在与王老师邮件并获得认可后，丁丹决定回国跟随王小云院士完成博士学业。

2010年，在丁丹拿到加州大学硕士学位不久之后，他以排名第一的成绩被清华大学计算机科学与技术系录取，师从王小云教授，攻读密码学博士。

长久以来，计算机技术的发展和密码学的关系就像“矛”与“盾”一样，一方水平的提升倒逼另一方提升水平。传统密码学中设置的密码往往通过提升解码的计算量来保证不被轻易突破。但计算技术的发展往往使得原来需要100万年计算才能破解的密码在高性能的计算机中几个小时就被破解了。因此，密码体制所依赖的困难性是密码安全的首要因素，例如大素数因子分解、离散对数问题等等。

此外，在信息领域，一直存在着“超级管理员”的难题。“我们的信息可加密传输，但在信息处理过程中很难加密，都防不住超级管理员，他对信息具有一切的阅读权限。”丁丹说，这样的案例比比皆是。因此，近年来发生了多起互联网公司内部员工倒卖会员信息的事件。

而丁丹团队研发的全通态密码芯片是阻止信息窃取和泄漏的有力武器。“这一芯片可以使信息在加密状态下进行处理，这样即使是超级管理员也看不到用户信息了。”不仅如此，专门的密码芯片还可以提升性能，“例如，高性能密码芯片可以在春运期间数亿人同时订火车票时后台服务器依然可以从容处理。”丁丹说。

因此，在大数据与云计算时代，为了保障信息安全，密码芯片已经成为不可或缺的“刚需”。它不仅可应用在智能卡芯片、云服务器、安全PC等场景，还可应用在政府电子政务、医疗卫生系统、金融安全、移动支付等所有采用分布式计算和数据托管的场景，甚至可应用在卫星通信、雷达等尖端科研、军事场景。

由于涉及国家安全，密码芯片被划入我国战略产业，密码芯片的国产化呼声也日渐增高。然而，高性能密码芯片国产化少，国内市场基本被外国厂商垄断。“这是很可怕的问题，相当于把自己家门的钥匙交给外人来管理。”他呼吁，密码芯片最终要实现进口替代，大力发展高性能密码芯片的国产化，才是保障国家和人民信息安全的正确做法。

创业维艰 赤子深情

2012年2月27日，在清华攻读密码学博士第二年，丁丹跑到海淀区工商局，注册成立了九州华兴集成电路设计（北京）有限公司。

谈到为何读博期间就注册公司开始创业，丁丹说这要归功于原中关村管委会副主任周云帆赴美的那场人才宣讲活动。在那场激情澎湃的演讲中，丁丹了解到了中关村的创新创业浪潮，希望能尽快投身其中，去成就自己的一番事業。

但创业之路并不是一帆风顺，特别是在创业初期，遇到了许多沟沟坎坎。最难的一次，公司曾经连续6个月没有钱发工资。为了流动资金，丁丹将家中不多的积蓄全部拿出补贴公司，并获得了刚刚生产的妻子和父母的支持。但丁丹一直很乐观，问及原因，他说可能是经常读《庄子》的缘故，让他以“无为”求“有为”，在面对困难时能冷静面对。

正所谓“学者，学其所不能学也；行者，行其所不能行也。”“事无备则废。”来自两千年前古圣人的名言激励着丁丹，即使是在艰难困苦之际，也能开辟出心中的净土，脚踏实地开展技术创新。

迄今为止，华兴集成电路在高性能椭圆曲线密码芯片、后量子密码芯片（格密码）、云计算全通态加密芯片方面拥有多项领先技术。按照丁丹的描述，“公司技术储备至少超前现有技术5到10年。”不仅如此，产品具有完全自主知识产权，既支持国家密码局的标准算法，又支持国际标准算法。目前，公司已经完成第5轮融资，并先后承接了我国十余家大型服务器集成商、云计算和互联网服务提供商的订单。

丁丹的团队中，大部分都是从国外回来的海归。谈及北京的人才国际化环境，丁丹希望政府能在住房、子女入公立学校、出行等方面持续营造更好的政策环境，为海外赤子解除后顾之忧，让他们心无旁骛地创新创业。

“海归是一群可爱的人，能回来的都有颗报国心。希望有更完善的制度设计，让他们更好地融入国内创业环境。”丁丹强调。

链接：丁丹，九州华兴集成电路设计（北京）有限公司创始人、董事长兼CEO。清华大学计算机科学与技术系密码学博士，美国加州大学电子工程系硕士，“千人计划”国家特聘专家，“海聚工程”北京市特聘专家。参加过美国国防部和美国NSF项目、国家973和自然科学基金重点项目研发，在后量子密码（格密码理论）领域具有一定的学术影响力。