PUF技術支撐下的數據可信采集及數據市場建設

全國統一大市場建設是我國構建新發展格局的重要戰略舉措，其中數據要素市場的培育與發展備受關注。本文梳理了全國統一大市場建設的戰略背景，闡明人工智能時代界定數據邊界、保障數據真實性和安全流通的重要性，深入分析了PUF技術在數據采集及金融數據場景中的應用優勢，探討了PUF技術國家標準制定與應用生態建設對統一數據市場的基礎性和支撐性作用。

數據已成為數字經濟時代的重要生產要素和戰略資源。黨中央、國務院高度重視數據要素市場培育，將其納人構建全國統一大市場和數字中國建設的整體戰略規劃中。在《中共中央、國務院關于加快建設全國統一大市場的意見》中，明確提出要“加快培育數據要素市場”，建立健全數據安全、權益保護、跨境傳輸管理、交易流通、開放共享和安全認證等基礎制度和標準規范。同時，《關于構建數據基礎制度更好發揮數據要素作用的意見》強調數據基礎制度建設事關國家發展和安全大局，要求建立數據可信流通體系，增強數據可用性、可信度、可流通性和可追溯性。

然而，在數據成為關鍵生產要素的同時，數據邊界界定、來源不清、真實性不足、流通過程不可控等問題日益凸顯，阻礙了數據要素市場發展。當前，人、機（設備）、物、智互聯構成的龐大復雜網絡產生海量數據。人工智能大時代下，數據是人工智能的燃料和基石，物理硬件是數據的載體，數據質量和可信度直接影響模型的訓練效果和決策可靠性。如果數據采集過程存在造假或篡改，或數據提供設備身份不可信，將對數據交易和利用帶來風險。因此，如何確保數據采集的真實性、設備的可信身份認證以及數據流通的安全可控，成為構建統一數據市場亟待解決的核心問題。物理硬件的唯一標識能有效保障數據在生成、使用、管理、交換和設備互認過程中的安全可信。物理不可克隆函數（PhysicalUnclonableFunction，簡稱PUF）是一種利用物理系統的微小制造差異（如電流、電壓、光學特性等）生成唯一標識符的技術。通常用于物理硬件中生成無法在其他設備上復制的唯一“指紋”，因唯一性標識和物理不可克隆特性，在數據可信采集、確權和流通中可以發揮重要支撐作用，為上述問題提供了新的解決思路。PUF能夠為每個硬件設備生成獨一無二且不可偽造的身份標識，實現設備級的強認證，從源頭上保證數據的真實性和可追溯性。當前，PUF技術在物聯網安全、芯片防偽、身份認證等領域的應用日趨廣泛，相關標準化工作也在加速推進。

全國統一大市場戰略下的數據要素定位

全國統一天市場是我國在新發展階段推進市場體系完善和高質量發展的重大戰略部署。《加快建設全國統一大市場的意見》首次將數據要素提升至與傳統生產要素并列的地位，明確要求“加快培育數據要素市場”，建立涵蓋數據安全、權益保護、交易流通的基礎制度。隨后發布的《構建數據基礎制度更好發揮數據要素作用的意見》（2022年12月）進一步提出“建立數據可信流通體系”，強調數據可用性、可信度、可流通性和可追溯性的技術保障需求。這為數據要素市場的技術保障提出了明確要求，即需要有手段確保數據來源真實可靠、流通過程透明可控、使用行為可審計追溯。國家數據局等部門發布《“數據要素 × ”三年行動計劃（2024一2026年）》，部署了未來三年發揮數據要素乘數效應的具體舉措。其中包括完善數據要素市場法規制度、建設數據資源交易流通平臺、培育數據要素市場主體，以及推進“可信數據空間”等創新應用。總體而言，在全國統一大市場戰略背景下，國家鼓勵技術創新，解決數據確權難、安全風險高等制約數據市場發展的技術難題。

人工智能時代數據真實性、設備可信與流通可控的重要性

人工智能（AI）的發展高度依賴于海量高質量數據。數據作為訓練AI模型的“燃料”，其真實性和準確性直接決定了模型輸出結果的可靠程度。

數據真實性的重要性：如果訓練數據中摻入了虛假、不準確甚至惡意篡改的數據，AI模型將被“毒化”（poisoned），導致錯誤的判斷和決策。這在自動駕駛、醫療診斷、金融風控等對安全性要求極高的AI應用中尤其危險。確保數據源頭真實可靠，是防范AI系統風險的第一道防線。此外，在AI生成內容越發逼真的當下，數據真實性也關系到數字內容的可信度和版權歸屬，需要技術手段加以保障。

設備可信的重要性：數據由設備采集和提供，因此設備本身的可信賴程度決定了數據的可信賴程度。如果采集數據的終端設備或傳感器被仿冒、篡改或劫持，那么其產生的數據即使內容看似合理也不可盡信。舉例來說，在金融交易場景中，用戶終端設備的身份若不能可靠驗證，黑客可能用偽造終端進行非法交易；在工業互聯網中，傳感器節點一旦被掉包，反饋的關鍵參數可能誤導調控系統。由此可見，對設備進行唯一身份標識和認證，確保“設備是真實的設備”，是保障數據真實性的前提條件，也是人工智能時代下數據的邊界。

數據流通可控的重要性：數據作為要素進入流通領域后，其使用和傳輸過程需要受到有效監管和保護，以防范數據濫用、泄露以及違法交易。一方面，數據在流通過程中應該確保機密性和完整性，防止被未授權方竊取或篡改；另一方面，數據交易平臺需要對數據的提供方和使用方進行資質審查和行為審計，做到交易全程留痕、可追溯。只有當數據流通過程是“透明且可控”的，市場參與各方才能建立信任，從而積極參與數據交易。AI時代的數據流通往往涉及個人敏感信息和重要商業數據，必須通過技術手段實現“原始數據不出域、數據可用不可見”等安全流通模式，確保數據使用合規和過程可審計。

因此，人工智能時代下數據源頭真實可信、提供設備身份可驗、流通使用過程安全受控，既是全國統一數據市場建設的應有之義，也是數字經濟健康發展的必然要求。

PUF技術在數據可信采集中的作用

PUF利用集成電路制造工藝微差（如晶體管閾值、電容電阻差異）生成唯一“硬件指紋”。其核心機制為挑戰－響應（Challenge-Response）：對物理設備（如芯片）施加輸入（挑戰），基于物理特性生成唯一輸出（響應）。同一設備響應穩定一致，不同設備間響應高度隨機且不可復制，實現“一設備一身份”的硬件級認證。

設備唯一性識別與可信認證：PUF最大的核心能力在于提供硬件級唯一身份認證。因為PUF的物理隨機性無法被復制或模擬，攻擊者無法制造出與目標設備PUF響應完全相同的克隆設備。這使得PUF成為芯片防克隆與防偽的利器，替代傳統存儲密鑰方案，通過動態生成響應實現“秘密不落地”，抵御密鑰竊取風險。設備接人網絡時，系統通過挑戰PUF響應驗證身份，建立“信任根”。當數據進人流通時，可以確信其來源于經過認證的真實設備，為數據要素市場建立信任基礎。

數據可信采集與完整性保障：利用PUF響應，可在設備內部直接生成對稱密鑰或公私鑰對，實現本地數據加密后再上傳，從而防止數據在傳輸途中被竊聽或篡改。由于PUF響應具有不可預測性和唯一性，每臺設備生成的密鑰都不同，攻擊者即使截獲密文也難以破解。此外，PUF生成密鑰的過程不依賴外部密鑰庫，避免了密鑰分發和存儲環節的安全風險，這使PUF非常適配資源受限但安全要求高的終端場景，賦予設備“即插即信”的零信任部署。這種從源頭可信的理念與國家倡導的數據可信流通體系建設高度契合。

PUF技術在金融數據場景中的應用與優勢

金融領域是數據要素價值密集體現的核心場景之一，同時對數據安全和真實性要求極高。無論是數字支付、銀行風控，還是資本市場交易，都涉及大量敏感數據和實時交易指令，任何設備或數據的失信都可能造成重大損失。

終端設備唯一性識別：在移動支付和數字銀行業務中，用戶使用的終端設備承擔著處理機密交易信息和執行身份認證的任務。確保這些終端設備本身可信，是金融安全的基礎。傳統方法依賴芯片序列號或密鑰證書植入設備中，但序列號可能被偽造復制，密鑰證書也面臨被竊取的風險。引人PUF后，每個金融IC芯片可內生出一個獨一無二的PUF身份。在設備制造或發行階段，通過記錄PUF挑戰-響應對，金融機構能夠建立終端設備的身份檔案。日后每次設備接入業務系統時，都可挑戰其PUF以驗證身份真偽，實現硬件級雙因子認證（用戶密碼 + 設備PUF）。這樣即使卡片或設備外形被復制，因PUF不可克隆，攻擊者仍無法偽造出相同“指紋”的設備來通過認證。

交易過程安全與防欺詐：PUF還能為金融交易的數據流提供端到端的安全保護。在移動支付交易中，PUF可用于動態生成交易會話密鑰，對交易數據進行高強度加密簽名，確保交易指令在終端-服務器通信中不會被篡改或偽造。由于PUF生成密鑰不可預測且不重復，即使攻擊者截獲多次交易通信也難以推算密鑰，有效防御重放攻擊和中間人攻擊。此外，PUF能抵御物理竊密手段（如側信道攻擊），適合構建雙離線支付場景下的安全機制。

數據合規監管與審計：金融數據的流通不僅要技術安全，還需要滿足監管合規要求。由于PUF標識唯一且無法偽造，金融或者部門在審計數據交易時，可通過PUF身份追溯每一筆數據的來源設備和使用終端，做到“一數一源，可查可”。PUF為金融數字基礎設施提供了底層硬件信任背書，與現有的軟件加密認證體系形成互補，一方面鞏固了金融系統的安全底座，另一方面也滿足了監管部門對可管可控的要求，使數據要素在金融領域的流通更加規范透明。

總結

在全國統一大市場戰略背景下，數據要素市場建設面臨著前所未有的機遇和挑戰。數據的可信采集、確權和安全流通是數據市場健康發展的基石，而物理不可克隆函數（PUF）技術以獨特的硬件安全優勢為這一基石提供了有力支撐。本文通過政策分析闡釋了構建統一數據市場的時代要求，強調了人工智能時代確保數據真實性、設備可信和流通可控的重要意義。PUF技術作為數據安全的物理邊界，其原理和應用被系統探討，并結合金融場景說明了PUF在保障終端身份唯一、交易安全合規方面的顯著優勢。隨著我國PUF國家標準化工作的推進和產業生態的逐步成熟，PUF有望成為全國統一數據市場的數據基礎制度的重要組成部分，為人工智能技術發展和數據要素的可信流通及價值創造提供有力支撐。