丁丹： 以密碼為“盾”的強“芯”之路

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迄今為止，華興集成電路在高性能橢圓曲線密碼芯片、后量子密碼芯片（格密碼）、云計算全通態加密芯片方面擁有多項領先技術。按照丁丹的描述，“公司技術儲備至少超前5到10年。”

在近日由北京海外學人中心舉辦的“北京海聚專家‘中國芯座談會”上，主持人是一張年輕的面孔。雖然年輕，但他創辦的企業已經在高性能橢圓曲線密碼芯片、后量子密碼芯片（格密碼）、云計算全通態加密芯片方面擁有領先技術，獲得市場和風投的青睞。

他以莊子為師，尤其喜歡《莊子·逍遙游》的開篇句：“北冥有魚，其名曰鯤。鯤之大，不知其幾千里也；化而為鳥，其名為鵬。鵬之背，不知其幾千里也。怒而飛，其翼若垂天之云。”

他傲骨嶙嶙，志向高遠，希望通過技術創新，推動我國高端密碼芯片產業扶搖直上九萬里。他就是國家“千人計劃”和北京“海聚工程”專家，九州華興集成電路設計（北京）有限公司（以下簡稱“華興集成電路”）創始人丁丹。

數學迷結緣芯片設計

“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、畫工之巧、地球質變、生物之謎、日用之繁……無不可用數學表述。”這是著名數學家華羅庚教授在《大哉數學之為用》中的一句話。丁丹對此感同身受。

在丁丹的辦公室中各處都堆滿了書籍，既有《紅樓夢》這樣的文學經典，也有《孤獨星球》等旅行攻略，然而最多的還是數學領域的書籍。他從小就是個數學迷，對數學的運用是從一臺電腦開始的。上世紀90年代，丁丹的父母給他買了一臺聯想1+1電腦。從此，他癡迷上這個新奇的玩意兒，從“插入磁盤，進入DOS，編個小程序”，再到參加“國際奧林匹克信息學競賽”并獲獎，這是他用數學算法認知社會的第一步。

之后，他以優異的成績考入武漢大學數學與計算機學院計算機科學與技術系，接著去探索如何用數學解決問題。他認為，一個難以解決的問題被數學表述和解答出來，這個過程是美好的。

在武漢大學的校園里，學生滿懷激情和對未來的憧憬，這所出了雷軍的大學是一所具有創業精神的學校。當有學生會的人在宣傳畫上慷慨陳辭“30歲前收購微軟”時，丁丹只是一笑了之，他那時的夢想是當一名數學家。在這一夢想的助力下，他本科畢業后，被成功保送到中國科學院大學計算技術研究所體系結構研究室（“龍芯”研究室前身），攻讀碩士學位。

在那里，他與芯片有了第一次“親密接觸”，在導師帶領下，參與了國產芯片“龍芯”的研發。由于丁丹對芯片的“癡迷”，導師建議他去國外深造，后來便有了他的那段留學經歷，以全額獎學金在美國加州大學戴維斯分校學習的日子。

“學校在一個小鎮上，全鎮只有4萬人，是一座大學城。作為加州大學中以農業著稱的學校，學校有一座農場，養了很多馬。因此，加州大學戴維斯分校是全美少數開設了馬術課的學校，馬是有智慧的生物，馬術是以一種優雅的方式騎馬踱步，這可以幫助思考、有莊子哲學的境界。”這是他對美國學校的第一印象，但這絲毫不影響學校在芯片領域的學術實力。當時，他的課題方向是多核處理器的光子互聯，即用光子器件在多核處理器之間打造一個超高速互相通信的渠道，提升多核處理器芯片的性能，這在當時是非常前沿的一個課題。

在美國，他接受了“實戰化”的芯片設計教育。“導師給出性能指標，讓我們設計仿真芯片，再結合軟件編程，做出集成電路的主板圖。”有一次課程項目作業，從產生設計思路，到設計電路和芯片邏輯，丁丹花了兩周的時間，他不敢有絲毫松懈，甚至幾乎沒有睡過一個整覺，直到最后一刻，他才成功做出了讓自己滿意的快速傅里葉變換DSP芯片。這段經歷，讓他學會用系統的視角設計芯片，培養了過硬的技術實力。

融匯所學做密碼芯片

在美留學期間，丁丹的導師帶領學生承接了美國國防部的一個前沿項目，但對方提出一個要求：要想深入到核心項目中，必須加入美國國籍。“那就得放棄中國國籍”，丁丹毅然拒絕了。這件事也意味著，未來，他在項目中只能做些“外圍”研發，被差別對待。

正在他思忖未來之路如何走時，他遇到了去美國學術演講的清華大學密碼學專家王小云院士。這是一位深受尊敬的女科學家，破解了曾被國際密碼學界認為是絕對安全的MD5和SHA-1算法，震動了整個世界密碼學界。美國媒體曾報道稱，王小云院士的團隊開發的新解碼技術，將可能有效地“攻陷”SHA-1所構筑成的保安系統，進入美國政府重要的部門，例如五角大樓及情報機關。

“密碼是數學的少數幾個可以實際應用的方向之一，難度越大甚至無法實際解決的數學難題反而更加適合用來設計密碼體制。”王教授的演講，讓丁丹看到了一個將自己愛好的數學和芯片結合起來的機會——密碼芯片。最終，在與王老師郵件并獲得認可后，丁丹決定回國跟隨王小云院士完成博士學業。

2010年，在丁丹拿到加州大學碩士學位不久之后，他以排名第一的成績被清華大學計算機科學與技術系錄取，師從王小云教授，攻讀密碼學博士。

長久以來，計算機技術的發展和密碼學的關系就像“矛”與“盾”一樣，一方水平的提升倒逼另一方提升水平。傳統密碼學中設置的密碼往往通過提升解碼的計算量來保證不被輕易突破。但計算技術的發展往往使得原來需要100萬年計算才能破解的密碼在高性能的計算機中幾個小時就被破解了。因此，密碼體制所依賴的困難性是密碼安全的首要因素，例如大素數因子分解、離散對數問題等等。

此外，在信息領域，一直存在著“超級管理員”的難題。“我們的信息可加密傳輸，但在信息處理過程中很難加密，都防不住超級管理員，他對信息具有一切的閱讀權限。”丁丹說，這樣的案例比比皆是。因此，近年來發生了多起互聯網公司內部員工倒賣會員信息的事件。

而丁丹團隊研發的全通態密碼芯片是阻止信息竊取和泄漏的有力武器。“這一芯片可以使信息在加密狀態下進行處理，這樣即使是超級管理員也看不到用戶信息了。”不僅如此，專門的密碼芯片還可以提升性能，“例如，高性能密碼芯片可以在春運期間數億人同時訂火車票時后臺服務器依然可以從容處理。”丁丹說。

因此，在大數據與云計算時代，為了保障信息安全，密碼芯片已經成為不可或缺的“剛需”。它不僅可應用在智能卡芯片、云服務器、安全PC等場景，還可應用在政府電子政務、醫療衛生系統、金融安全、移動支付等所有采用分布式計算和數據托管的場景，甚至可應用在衛星通信、雷達等尖端科研、軍事場景。

由于涉及國家安全，密碼芯片被劃入我國戰略產業，密碼芯片的國產化呼聲也日漸增高。然而，高性能密碼芯片國產化少，國內市場基本被外國廠商壟斷。“這是很可怕的問題，相當于把自己家門的鑰匙交給外人來管理。”他呼吁，密碼芯片最終要實現進口替代，大力發展高性能密碼芯片的國產化，才是保障國家和人民信息安全的正確做法。

創業維艱 赤子深情

2012年2月27日，在清華攻讀密碼學博士第二年，丁丹跑到海淀區工商局，注冊成立了九州華興集成電路設計（北京）有限公司。

談到為何讀博期間就注冊公司開始創業，丁丹說這要歸功于原中關村管委會副主任周云帆赴美的那場人才宣講活動。在那場激情澎湃的演講中，丁丹了解到了中關村的創新創業浪潮，希望能盡快投身其中，去成就自己的一番事業。

但創業之路并不是一帆風順，特別是在創業初期，遇到了許多溝溝坎坎。最難的一次，公司曾經連續6個月沒有錢發工資。為了流動資金，丁丹將家中不多的積蓄全部拿出補貼公司，并獲得了剛剛生產的妻子和父母的支持。但丁丹一直很樂觀，問及原因，他說可能是經常讀《莊子》的緣故，讓他以“無為”求“有為”，在面對困難時能冷靜面對。

正所謂“學者，學其所不能學也；行者，行其所不能行也。”“事無備則廢。”來自兩千年前古圣人的名言激勵著丁丹，即使是在艱難困苦之際，也能開辟出心中的凈土，腳踏實地開展技術創新。

迄今為止，華興集成電路在高性能橢圓曲線密碼芯片、后量子密碼芯片（格密碼）、云計算全通態加密芯片方面擁有多項領先技術。按照丁丹的描述，“公司技術儲備至少超前現有技術5到10年。”不僅如此，產品具有完全自主知識產權，既支持國家密碼局的標準算法，又支持國際標準算法。目前，公司已經完成第5輪融資，并先后承接了我國十余家大型服務器集成商、云計算和互聯網服務提供商的訂單。

丁丹的團隊中，大部分都是從國外回來的海歸。談及北京的人才國際化環境，丁丹希望政府能在住房、子女入公立學校、出行等方面持續營造更好的政策環境，為海外赤子解除后顧之憂，讓他們心無旁騖地創新創業。

“海歸是一群可愛的人，能回來的都有顆報國心。希望有更完善的制度設計，讓他們更好地融入國內創業環境。”丁丹強調。

鏈接：丁丹，九州華興集成電路設計（北京）有限公司創始人、董事長兼CEO。清華大學計算機科學與技術系密碼學博士，美國加州大學電子工程系碩士，“千人計劃”國家特聘專家，“海聚工程”北京市特聘專家。參加過美國國防部和美國NSF項目、國家973和自然科學基金重點項目研發，在后量子密碼（格密碼理論）領域具有一定的學術影響力。