MEMS强链及其应用

序

前言

第一章 绪论

1.1 MEMS强链的组成和工作原理

1.2 MEMS强链关键技术研究进展

1.3 主要研究内容

1.4 本章小结

第二章 UQS独特码

2.1 UQS独特码简介

2.2 UQS独特码的数学特性研究

2.3 UQS独特码码集生成算法及工程化实现

2.4 码集

2.5 本章小节

第三章 MEMS强链总体方案

3.1 MEMS强链部件选型

3.2 MEMS强链总体方案和特点

3.3 工作原理

3.4 耦合器设计

3.5 本章小结

第四章 轴向磁场微电机设计研究

4.1 轴向磁场永磁微电机的结构和设计考虑

4.2 适合准LiGA加工的三相多对极轴向磁场永磁微电机绕组布线

4.3 轴向磁场永磁微电机结构参数和设计

4.4 本章小结

第五章 反干涉齿轮集鉴码机构与密码机构虚拟机

5.1 反干涉齿轮集鉴码机构与密码机构虚拟机

5.2 基本概念

5.3 密码机构虚拟机两种运行逻辑

5.4 密码机械固化

5.5 反干涉齿轮集鉴码机构的校验

5.6 算例

5.7 基于密码机构虚拟机的计算机仿真程序

5.8 可靠性计算

5.9 本章小结

第六章 MEMS强链控制研究

6.1 MEMS强链对步进角的要求

6.2 换相规律分析

6.3 MEMS强链控制回路的设计

6.4 本章小结

第七章 MEMS强链的制作技术研究

7.1 内嵌铁镍的多层线圈定子制作工艺研究

7.2 多层复杂结构反干涉齿轮集一体化制作工艺研究

7.3 分离式齿轮盘加工工艺

7.4 棘轮棘爪的加工工艺

7.5 转子加工工艺

7.6 支架、微电机轴、光开关耦合轮、垫圈、插片加工

7.7 精密显微装配

7.8 本章小节

第8章 MEMS强链的试验

8.1 MEMS强链正常解码和误码锁死重复性试验

8.2 MEMS强链振动测试

8.3 MEMS强链高低温测试

8.4 MEMS强链的微电机力矩测试

8.5 MEMS强链无故障使用次数测试

8.6 本章小结

第9章 MEMS强链的物理认证技术

9.1 MEMS强链计算机认证系统

9.2 MEMS强链硬盘加密技术原理

9.3 基于MEMS强链的光纤网络隔离系统

第十章 总结与展望

10.1 本书研究工作总结

10.2 本书创新点小结

10.3 未来工作展望

参考文献

MEMS强链也称MEMS密码锁，是一种用于高风险系统的高可靠性安全保障的微机电装置，可用于武器装备、弹药库、政府、银行、金融、保密等部门的信息安全“要害系统”，属于光、电、机、信息、微制造等多学科交叉领域。从国内来看，目前仅本项目所属的课题组报道了MEMS强链研究，涉及了电脑锁、驱动器、密码锁设计及微电机、鉴码器及UQS机理；从国际来看，主要是美国Sandia国家实验室报道了MEMS强链研究，并已应用于核武器信息安全和计算机防火墙。为打破美国对该项技术的垄断和封锁，创立我国自己拥有的核心技术，上海交通大学经过多年的科研开发，已形成具有自主知识产权的MEMS强链设计、制造、控制、应用理论和体系，已公开专利12篇，软件著作权 2项，国内外刊物发表论文16篇。对轴向磁场微电机、反干涉齿轮集鉴码器、器件设计、制作和测试进行了系统深入地分析研究，并作了大量的工艺和测试试验，成功制作了微小机电强链样机，它能接受２４～６４位UQS密码，破解概率 《 1/10000000。《MEMS强链及其应用》汇聚了本课题组多年来的科研成果结晶，详细阐述了用于信息安全的MEMS强链的核心技术，分为十个部分：（1）MEMS强链本体技术；（2）UQS生成技术； （3）基于密码机构虚拟机的三进制密码机械固化与鉴别技术；（4）基于MEMS技术的轴向磁场步进微电机设计和控制技术；（5）MEMS强链错码自辨识复位技术；（6）MEMS强链制造技术；（7）MEMS强链计算机安全认证技术；（8）MEMS强链网络隔离技术；（9）MEMS强链硬盘加密技术；（10）MEMS强链测试技术。《MEMS强链及其应用》总结多年MEMS强链的研究成果，主要内容均来源于作者长期的实践，语言深入浅出，通俗易懂，著述风格简洁明了，极大方便了相关科技人员阅读，有利推动了我国MEMS安保技术的进展。

《MEMS强链及其应用》研究的关键技术在国防和信息安全领域内得到应用，所有这些工作促进了MEMS强链在国防战略武器、信息安全、银行金融方面的应用。专著对MEMS强链的设计、制造、控制、应用具有很强的指导意义。《MEMS强链及其应用》可供从事MEMS研究及其应用的科技人员和高等学校有关专业教师阅读参考，也可作为电气工程、机械设计、自动控制等专业研究生、本科高年级学生的参考资料。