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"心脏病":发动机技术
前段时间中兴的事件,让普通人都意识到芯片行业是中国科技发展的痛脚。然而短板不仅仅是芯片,更短的短板是发动机技术,尤其是航空发动机技术。
航空发动机的技术主要垄断在第一梯队的GE,PW,RR,第二梯队俄罗斯的手里。俄罗斯主要还是吃前苏联的老本,研发能力已经大不如前。不过由于中国无法获得西方的发动机技术,所以J20,J10都是使用的俄罗斯的AL-31F系列。
航空发动机:制造业皇冠上的明珠
中国在航空发动机方面,由于技术和核心工艺的严密封锁,自身研发能力的缺失,导致中国的航空发动机远远落后于欧美和俄落实。
即便现在勉强能用的太行发动机,技术来源主要是两块:内部核心机来自GE的CFM-56逆向测绘,外层风扇参考的是AL31,美俄合璧。
对于现代航发来讲,机械上的外形和原理真没啥东西可保密。真正保密的是工艺和经验还有设计时的原始参数和意图,在山寨的时候修改原始设计慎之又慎。
发动机叶片
研究发动机是件非常非常难的事情,全中国范围内真正研究发动机的就那几个院校,几个人。某高校某专业学生保送研究生的时候可以随便选专业,发动机专业的老师非常坦率地说,我们和国际先进水平至少有40年差距。下面学生都傻了,最后几乎没有人去选这个专业。
发动机研发的难点在于你看不见摸不着的工艺,材料,参数。研究材料的很多时候跟炼丹的道士差不多,很多曲线,参数都是需要大量实验,大量时间,大量金钱,加一帮聪明的科学家才能做出来的。
比如发动机上的单晶叶片:即便卖给你,你就是拿来分析成分也无所谓,反正你知道成分了也不知道我是怎么做到把一整片叶片甚至涡轮盘做成单晶的。而如果做不成单晶,发动机性能就会大打折扣。国内单晶叶片的技术在2000年前后才被某高校突破,才有进展。
而其他新材料的突破需要的时间更长,比如做可以用来做航发的陶瓷材料突破了。从开始到突破,前后近20年。这个技术突破后获得国家最高的发明一等奖。
2004年,张立同主持的"耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术"获国家技术发明奖一等奖,使该奖项在连续6年空缺后实现了"零"的突破。
而当初张立同院士开始研究这个陶瓷基技术的时候,基本没拿到什么经费,还得搞副业支持研究。什么叫筚路蓝缕,这就是。
随着大运,歼20,C919的发展,国家对航空发动机的需求快速增加。国家也出巨资去投资发动机。在2020年前,国家将投入千亿资金,支持航空发动机及燃气轮机产业的发展。航发进入大发展期。
在GE翻车的工程师
最近一段时间不断有华人工程师落网,快都不是新闻了。最近一起是GE工程师郑小清。通用公司的资深工程师Xiaoqing Zheng因为涉嫌偷盗该公司的涡轮制造流程图等送回中国,被起诉。
翻车的老司机
其实这个人能在GE混到这个地步,已经是非常非常不容易了。他是非常少的航空专业科班出身的研究人员。因为很多发动机技术都是军民两用的,对从业人员的clearance要求非常高。而且美国,俄罗斯,欧洲都知道某些国家对发动机技术的强烈需求,所以很多公司一代华裔已经很难进入核心技术研究团队。
被以盗窃商业机密起诉
从起诉书中看到,他把39份通用公司的设计与流程图纸,matlab代码加密打包,然后放到一张照片文件的代码后面,将其伪装成一张正常的照片,从公司服务器上拷贝出来,发到自己的邮箱里面。他将照片的代码和图纸的代码,用特征码"88"分隔,以免混淆。检方在起诉书中专门说明,这个特征码在中国文化里边有"发财"的意思。
而事实上通用电气一直对郑小清有所怀疑,也展开过内部调查,只是没有采取措施。
2014年,郑小清将 19020 个电子文件拷贝到私人U盘,安保人员曾进行过调查,但 GE 也无法确认具体内容,随后其向安保人员表示已删除这些文件。2016年 GE 开始禁止员工使用外部U盘。
2017年底,郑小清再次被发现将工作电脑中的 400 个未知文件反常加密,之后 GE 在他电脑中安装监控软件。
2018年7月5日,郑小清将 39 个 MATLAB 文件和一个 Excel 表压缩成名为"optimization.zip"的文件,并用AxCrypt加密重命名为"F03B336A.axx"。
随后他将电脑与 iPhone手机连接,并把手机中的 IMG2064 文件复制到电脑桌面,重命名为dawn.JPG,之后把 "Happy Fourth of July" 写进照片中,又将其与"F03B336A.axx"放进同一个文件夹。
下一步郑打开 Cygwin Bash Shell,输入命令 cd c:tmp和dir,列出命令行界面上的目录。然后输入vim -b dawn.JPG,列出图片的二进制代码,在代码末尾输入88。随后输入r:F03B336A.axx,将此文件的只读副本插入到照片的代码中,也在末尾输入88。
随后,他返回c:tmp的窗口,将F03B336A.axx的文件名更改为"de.dat"。最后郑小清通过AxCrypt分解并删除文件,将加密的照片发送到自己的私人邮箱。而完成上述步骤他只用了不到10分钟。然而这一切全部被监控软件录屏给录了下来。
郑博士比苹果被抓那个工程师牛一点是,他知道公司的DLP的存在。DLP全称是Data Lost Prevention,本意是为了防止关键金融信息的丢失。但是实际上,这些软件什么都能查的到。如果你简单发一个zip文件出去,很快就会DLP发现。
DLP 技术
所以郑博士使用了steganography这个技术。这就是把机密技术文件的内容隐藏到一个风景或人物图像文件中去,这个办法通常叫"steganography"。 DLP一般是不拦截这样的文件的,因为代价太大。
Steganography 技术
实际上探测Steganography的技术早在20多年前就问世了,只是因为代价太大,而且这么干的人不多,所以没有普及。
不过GE的这个案例,给美国几个关键公司敲响警钟,很快各公司会采用最新的技术来检测和拦截Steganography的。这种最简单的隐藏,使用最原始的方法也可以探测到Steganography。 比如,如果一个1024X768 尺寸的JPG文件的占用存储空间居然大到30M,这个就会触发报警。DLP里面加一条检测规则就可以轻易发现这一类的问题。
而这个案例中,郑已经被公司盯上了,那些专业的监控软件能够监控你的所有keystroke,所有的email都会存档。即便公司暂时查不出Steganography,但可以慢慢分析。漏出破绽只是个时间问题。
郑司机在GE翻车了。
走自己的路,让别人无路可走
最近这一连串证据确凿的盗窃IP的案件爆出来,对在美工作和学习的华人是个巨大的打击,造成了严重的信任危机。
你换位思考一下,如果你是GE的hr,手里一个是德裔的MIT航空专业毕业生,一个是华裔的MIT航空专业毕业生,你会把offer给谁?
华尔街日报上的读者评论
还有很多非常非常推而广之的评论,严重挤压华人在美国科技界的发展空间。最近几年这种走自己的路,让别人无路可走的事情特别多。对于很多人来讲是一条捷径。但是从长远的角度来讲,基本上下场都不太好。为了防删,咱就不举例子了。
结语
在美敏感核心行业的人,要知道信任是最难建立的,也是最容易破碎的。当你伸手的时候,你自己摔碎了这层信任,两边都会失去信任(在美国有别墅有好车,你还能从美国拿东西,谁能相信你不从中国拿东西)。所以不要为了一点利益,断了自己的路,断了后人的路,不要做傻事。另外美国的监控,布防是内紧外松。如果不了解美国监控实力的可以去看看youtube上关于NSA的纪录片。
另外还是以前的观点,靠走捷径是建不成科技强国的,即便真的把代码和参数拿出来了,你还是不知道如何去改进它,不知道why?
而真正的创新研发,张立同的陶瓷基就是个经典案例,可惜知道这种科学家的人非常非常少。人家从开始研发到出成果前后花了近20年时间,这还只是一项技术。中国从来不缺聪明人,不缺踏实肯干的人,但是无论是国家还是民众缺乏耐心。英要是赶的,美也是要超的,但是需要时间,需要投入,需要把钱投到合适的团队手里。
最近被连删两篇文章,其中有一篇还算正能量的,发发广告冲冲喜。
为了防止失联,
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后面也不谈国内时评了,回归教育,科普公号。
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