根據(jù)“灰色市場和防偽聯(lián)盟”（Alliance for Gray Market and Counterfeit Abatement）的數(shù)據(jù)1，估計(jì)全球合法的電子產(chǎn)品公司每年因造假而錯(cuò)失約1000億美元收入。除了巨額的收入損失外，假冒元件往往質(zhì)量低劣、規(guī)格不同，如果將其納入軍事裝備、飛機(jī)導(dǎo)航、生命支持或航天器等關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)，可能會(huì)造成嚴(yán)重危害。假冒元件的經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了僅僅更換部件的成本。

電子行業(yè)迫切需要能夠提供元件級(jí)可靠性認(rèn)證和來源的標(biāo)準(zhǔn)和解決方案，以支持工業(yè)4.0計(jì)劃和端到端可追溯性。IPC-1783是一項(xiàng)正在開發(fā)的新標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將建立使用不可變唯一標(biāo)識(shí)（不可變ID）對(duì)單一材料和復(fù)合產(chǎn)品進(jìn)行絕對(duì)認(rèn)證和確認(rèn)來源的方法。

什么是“不可變ID”

正在開發(fā)的IPC-1783標(biāo)準(zhǔn)要求提供可鏈接到產(chǎn)品的“不可變ID”。根據(jù)設(shè)計(jì)，該不可變ID必須是物理對(duì)象的安全數(shù)字表示。作為產(chǎn)品生命周期起源的組成部分，它必須支持安全和可跟蹤的身份驗(yàn)證。作為一個(gè)“加密錨”，它必須能夠在整個(gè)制造和分銷操作的層次結(jié)構(gòu)中提供積極的識(shí)別。

我們都熟悉一些用于“標(biāo)記”和識(shí)別產(chǎn)品更常見的方法，如條形碼、RFID標(biāo)簽和其他“附加”方法。然而，這些方法有其挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼈儯?/p>

•可能很難確保標(biāo)識(shí)是安全的

•易發(fā)生故障或處理不當(dāng)

•可以偽造

•要求對(duì)部件或元件進(jìn)行物理更改

如何創(chuàng)建“不可變ID”？

幸運(yùn)的是，市場上出現(xiàn)了更新、更安全的方法來滿足對(duì)不可變ID的需求，并可為物理對(duì)象創(chuàng)建必要的“加密錨”。本文將重點(diǎn)介紹一種使用數(shù)字圖像生成唯一且安全“指紋”的行之有效的方法。

所有對(duì)象，即使是視覺上與人眼所見完全相同的對(duì)象，如果仔細(xì)觀察，也可以具有成千上萬個(gè)獨(dú)特的表面特征或特性。通過在像素級(jí)、軟件和算法（如Alitheon的FeaturePrintTM）上查看對(duì)象的數(shù)字圖像，可以在任何對(duì)象的表面看到這些特征。然后，系統(tǒng)可以映射這些特征中的最強(qiáng)特征，并將此映射存儲(chǔ)為每個(gè)對(duì)象的數(shù)學(xué)公式和唯一指紋。

圖1：代表軟件所見PCB“熱圖”圖像示例

在原產(chǎn)地或制造地點(diǎn)，當(dāng)拍攝數(shù)字圖像并使用其唯一ID在系統(tǒng)中注冊(cè)時(shí)，可以使用此方法將新產(chǎn)品導(dǎo)入系統(tǒng)。該ID和相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在安全、云訪問的數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)稍后需要識(shí)別某個(gè)對(duì)象以進(jìn)行身份驗(yàn)證時(shí)，會(huì)拍攝另一張數(shù)字照片，然后再次提取ID并上傳到云。接下來，算法將新ID與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中的ID進(jìn)行對(duì)比，并返回“匹配”或“不匹配”指示，以確認(rèn)系統(tǒng)以前是否見過此特定對(duì)象。注冊(cè)或身份驗(yàn)證期間創(chuàng)建ID的過程可在毫秒內(nèi)完成。

這種創(chuàng)建不可變ID的方法不僅依賴于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字圖像，而且還利用了標(biāo)準(zhǔn)的商用硬件。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)攝像機(jī)（如Basler和Allied）、鏡頭和照明用于捕獲圖像，而標(biāo)準(zhǔn)PC（如NUC）、顯示器和鍵盤可用于運(yùn)行攝像機(jī)服務(wù)（圖2）。由于該軟件可以處理來自12MP攝像頭的圖像，因此在移動(dòng)認(rèn)證場景中，可以使用配備12MP或更好攝像頭的iPhone手機(jī)。對(duì)商用部件的依賴也使得設(shè)計(jì)更加靈活，可以很容易地在現(xiàn)有設(shè)施和制造工藝中進(jìn)行改造。

圖2：標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)攝像機(jī)、鏡頭和照明用于捕捉圖像，而標(biāo)準(zhǔn)PC、顯示器和鍵盤可用于運(yùn)行攝像機(jī)服務(wù)

產(chǎn)品和工藝來源

如上所述，開發(fā)中的IPC-1783標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分了產(chǎn)品和工藝的來源。它將定義唯一標(biāo)識(shí)符的創(chuàng)建和注冊(cè)，在使用或應(yīng)用時(shí)建立元件之間的關(guān)系，包括相關(guān)安全信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的授權(quán)和要求，同時(shí)確保工藝來源集群數(shù)據(jù)之間的互操作性。該標(biāo)準(zhǔn)將適用于連接材料和離散制造的所有區(qū)域和孤立點(diǎn)，包括半導(dǎo)體、電子產(chǎn)品、印制板制造、印制板組裝和產(chǎn)品在市場中的應(yīng)用。

圖3：制程近景

那么，F(xiàn)eaturePrint系統(tǒng)將如何支持和實(shí)現(xiàn)這些標(biāo)準(zhǔn)要求？除了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)對(duì)象的序列化和可追溯性外，標(biāo)準(zhǔn)化API接口還允許從外部系統(tǒng)安全導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部系統(tǒng)，以進(jìn)行報(bào)告和分析，或?qū)Σ考凸に噥碓催M(jìn)行整合。作為物理部分的“加密錨”，不可變ID和相關(guān)數(shù)據(jù)可以安全地鏈接到區(qū)塊鏈分布式總賬技術(shù)或其他工藝來源系統(tǒng)。因此，重要信息（如部件序列號(hào)、制造日期和地點(diǎn)）可以綁定到此不可變ID。零件或組件可以在關(guān)鍵的供應(yīng)鏈和制造地點(diǎn)進(jìn)行注冊(cè)和序列化。交付后，可再次對(duì)物品進(jìn)行認(rèn)證，并可從世界任何地方更新其可追溯性歷史記錄。

這個(gè)基于圖像的不可變ID有何不同？

•它不是圖像。它是表征產(chǎn)品或物品表面的一組數(shù)字。

•它代表單個(gè)物品，而不是一類對(duì)象。系統(tǒng)不必隨著時(shí)間的推移了解對(duì)象是什么，例如，“這是一個(gè)PCB”；它只需了解以前是否見過這個(gè)特定的PCB。

•它不是身份驗(yàn)證的指標(biāo)。物品或產(chǎn)品就是ID。目前，大多數(shù)識(shí)別系統(tǒng)使用條形碼、QR碼或RFID標(biāo)簽等指標(biāo)。這些指標(biāo)很容易被掩蓋，與對(duì)象分離，或者其本身被偽造。通過使對(duì)象成為自己的標(biāo)識(shí)符，系統(tǒng)不需要向?qū)ο筇砑尤魏蝺?nèi)容來注冊(cè)和驗(yàn)證對(duì)象。

總結(jié)

這種創(chuàng)建不可變ID的數(shù)字圖像方法為標(biāo)準(zhǔn)攝相機(jī)、硬件和光學(xué)設(shè)備提供了強(qiáng)大的基于物品的機(jī)器視覺功能。通過對(duì)現(xiàn)有工業(yè)和供應(yīng)鏈環(huán)境的輕松改造，可以快速開始追蹤以前無法追蹤的物品，并可支持工業(yè)4.0計(jì)劃和新興IPC標(biāo)準(zhǔn)。