中国电子战的新战力：领存技术刚刚突破的前沿算法“MRD码”

原创星海情报局 2024-03-13 15:53

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网上有个观点很有意思：

“中国人不善于创新。”

且不说这句话真假如何啊，单纯就“创新”这个概念来说，这句话就有一个很不严谨的地方：创新是个很宽泛的表述，只要是搞了个新的东西出来，其实都应该算是“创新”——不管你是底层理论的突破还是工程应用时候有了新的设计，这些都属于创新。

所以，“中国人不善于创新”，这个论断本身就有很多需要被界定的地方。

因为这句话，你可以说他客观，也可以说他不客观。

关键在于，这句话忽略了两个很重要的条件：

中国是一个后发国家，

但中国的发展速度极快。

中国到底有没有创新？

说这种观点客观，是因为从现在许多行业的主流技术和产品来看，中国确实没有做出特别多底层理论的创新。

最显著的例子就是中国的高铁——中国将高铁玩到登峰造极的地方在于，中国虽然不是高铁的发明者，但却实打实地是“高铁网”的发明者。

早年的高铁技术掌握在德国、法国、日本、加拿大等少数西方国家手中，但这些国家不是面积小，就是人口少。然而在中国，当高铁、辽阔国土、十四亿人口以及工程能力凑齐了，我们就让高铁这种装备迎来了属于它的高光时刻。

相似的例子，还有移动支付和新能源汽车。

二维码最早于1994年被日本发明，但很长一段时间里，日本人都不知道到底应该如何将二维码的价值发挥出来。但在中国，当移动支付浪潮兴起，我们在极短的时间内就将二维码的价值发挥了出来——侧面能反映这个趋势的数据是：2011年的时候，全国第三方支付的金额总量也就1000亿元，但到了2015年，这个数字就跳到了12.2万亿元。到了2022年，仅仅是移动支付板块的规模就有近500万亿元了。

这又是一个因为中国基建、市场和国情过于牛逼而起飞的行业。

新能源汽车也是一样，虽然并不是中国的原创性发明，但现在来看，毫无疑问，被中国人做大做强、做到登峰造极了。

那么，难道中国在科技领域的成功就都是这种依靠国情基础的成功吗？

这，其实也就是“中国人不善于创新”的观点不客观的地方。

不客观在于：这些技术和产品，不论是高铁、二维码、新能源汽车，虽然都成名于当代，但其实都是诞生了好几十年的产品了——别人手里的牌都是先发优势，我们手里的牌都是后发劣势，然后你去苛责中国人不善于创新，特别是没有在别人的优势领域里创新。

这是不是有点太强人所难了？

实际上，只要你给中国一个没有后发劣势的赛道，你就能看到中国人所迸发出的惊人的创新能力。

以“DF-17”高超音速反舰弹道导弹为例，“反舰弹道导弹”的概念虽不是我们率先提出的，但在这个概念下，大家却都是站在同一个起跑线上的。后来的事情我们就都知道了，中国成了世界上最先实装这种大杀器的国家。而且这并不仅仅只是一个产品的突破，背后更是中国在空气动力学、材料科学、通信技术、航天技术、制导技术等等多个领域里的突破。

2019年国庆阅兵亮相的DF-17高超音速反舰弹道导弹

第一个提出概念？

很重要吗？

嘿嘿，纠结这个，你就输了。

谁能第一个搞出实用版，谁就是最创新的。

不信的话，就带入“可控核聚变”想想，这个概念已经提出来几十年了，假如中国真的有天率先实现了，那你能说这不是创新的力量？

中国人从不缺乏创新能力，我们之前所表现出的模仿与跟随，

其实更多是条件的不具备导致的不得已而为之。

创新是怎么来的

真正的创新，离不开以下两个因素：

第一，要有足够大的产业规模、完备的产业链。

第二，一定是基于严谨的科学研究而不是拍脑袋。

以无人机为例：生产端，无人机系统中的电池、电机等零部件都属于消费电子行业里的典型产品；消费端，除了航拍需求外，最大的应用莫过于工业、农业、测绘。

无人机是中国在新兴行业里创新力的体现

因此，不论是从市场需求还是行业供应链来说，中国都给无人机行业提供了足够广阔的天地。而且这还是个新兴领域——于是我们看到，中国无人机企业的专利占了全球的70%以上，展示出了超强的创新能力。

其次，创新一定是基于严谨的科学研究而不是拍脑袋。

我们之前写压铸机的文章中就曾经批判过网络上流传甚广的一些“拍脑袋”神话，我们一贯都认为，现实世界里的生产，背后往往涉及大量的资金和利益，关联甚广，万万不能拍脑袋。后台的留言里，一位从事服装行业的朋友则贡献了他鲜活的案例：哪怕是在一件毛衣上新加上一个花纹，背后都涉及了十几种机器、数十道工序的调整——这些东西哪里是拍脑袋可以解决的？

产业和市场基础，严谨的科研流程，只有这些才能催生出来创新。

举例来说，通信行业里有个2000年后兴起的领域叫“网络编码”。这个领域虽然兴起于2000年前后，但其数学理论的基础研究早在80年代就开始了——不过，直到今天，“网络编码”技术都没有大规模使用。

因为它概念虽好，但运用却很尴尬。

在没有“网络编码”的传统网络中，路由器、交换机这样的中间节点只是单纯转发数据，不对数据进行任何处理。但问题是，现实里的地下室、高铁、电梯这些东西都会导致信号衰减和数据传输错误，而传统网络对此的解决方案就是不停地重复发数据——卡顿就是这样来的。

为了对抗这些问题，人们发明了“网络编码”技术——在网络编码技术下，路由器、交换机这样的节点将不再“无脑转发”信息，而是会对接收到的信息进行编码，以增强信息的传递效率。这样好是好，但如果其中一个节点编码错误，那么后面的节点就都会被“传染”，错误就会像病毒一样扩散、繁殖——最后的结果依然是卡得要死。

球赛、游戏、电影......这些东西卡了也就卡了，但如果遭遇这种问题的是传递前线图像信号的侦察机或者正在被引导飞往目标的导弹呢？电子战吊舱的干扰能力可比电梯强得多。

所以，这可不仅仅是通信行业自己的难题。

但在深圳，有一家军工企业就解决了这个难题。

这家企业叫“深圳市领存技术有限公司”，领存技术是国家固态硬盘标准制定者、国内首家研发推出闪存测试设备先进厂商，其产品广泛应用于机载、舰载、雷达等领域，欧洲某些国家的飞机黑匣子也由其提供。

近日，他们在最大秩距码（Maximum Rank Distance，简称MRD码）领域取得巨大技术突破，使得MRD码的纠错性能提升了1万倍，完美实现了“网络编码”大规模应用的可能。

有了领存MRD码技术的加持，网络编码可以实现数学理论上线性网络的最大流，有利于提升网络通讯效率。

MRD码的思路并不算清奇：既然错误在节点之间会像“病毒”一样“传染”，那么给信息打一个“疫苗”不就行了？本质上说，MRD码其实就是给“网络编码”技术提供了一种纠错机制——数据在传输中出了差错，就瞬间纠正过来，保证错误不会在不同节点之间传染扩散，从而解决错误带来的卡顿。

另外，“纠错”行为本身相当于是对信息的一种修改，这就和加密只有一步之遥了。因此，MRD码不仅仅是一种纠错算法，本身也是一种加密算法——使用了MRD码之后，即使对方窃听、截获了信息，也必须想办法破解MRD码对信息的加密。

在后量子时代，MRD码的意义在于提供了一个抵御量子计算机攻击的可行和高效的加密手段。

这两个优势加起来，就很有“想象空间”了。

纠错是为了什么？是为了平衡信息的传递速度和准确性。

当下最需要平衡这两者的，莫过于自动驾驶行业。在MRD码的保障下，车和车之间、车和道路之间的数据传输水平将会显著升级，能传递的数据量将大幅度增加，只要算力足够，我们可以在车上堆更多的传感器和雷达以保证安全。

自动驾驶行业之外，军事和工业领域也非常受益于这种能够使得“网络编码”技术有自动修正功能的“MRD码疫苗”。

现代战争瞬息万变，超音速飞行的战斗机和导弹现在都需要用数据链来传递信息，如果可靠的网络编码技术能够普及，那么不同节点之间的数据传输效率将显著提高，即便网络连接不稳定、即便顶着“复杂电磁环境”，关键信息也可以有效传递——MRD码的纠错能力是传统LDPC纠错算法的一万倍，更别提它MRD码还自带加密功能——在低轨卫星和中轨卫星组网的模拟测试中，领存实验室研发的MRD码在纠错性能上相比传统纠错编码（LDPC编码）实现了超过1万倍的提升。

在敌人可能施加的强大电磁干扰面前，MRD码可以让我们的兵器始终保持“清醒”“准确”“秘密”的状态。

“信息论”提出者克劳德·艾尔伍德·香农

还有就是“压缩文件”了，虽然香农极限摆在那里，你不可能无限制地把数据压缩下去，但以目前的压缩技术来看，我们离香农极限还早得很。但至少，借助MRD码的纠错能力，我们可以在如今的基础上，进一步地去压缩数据。

数据小了，很多事情就好办了。

比如我的2TB移动硬盘，很可能就又可以再苟几年了。

至于游戏玩家和电影爱好者就不说了，大家都懂MRD码能给他们带来什么样的福利。

这么好的技术，显然是来之不易。

虽然大家都知道要搞一个“算法疫苗”出来，但这种“算法疫苗”的构建是一个不折不扣的“世界性难题”——美国、英国、日本、德国的不少研究机构都在试图研发可以给信息纠错的算法，但无一例外，都没有取得什么显著的进展，更别提投入使用了。

和绝大多数通信编码技术一样，从根子上查，MRD码也是一个数学问题，背后是极度复杂的数学运算：

在数学的世界里，

有限域理论决定了MRD码的大小、结构、纠错能力；

代数构造影响了编码方案；

组合数学给MRD码提供了分析和设计的工具；

香农的信息论和后来的编码理论给MRD码搭建了基础框架。

......

MRD码与其说是中国通信领域的突破，不如说是中国在应用数学上的成就。

这就是为什么我们反复强调：创新绝对不是拍脑袋，而是需要严谨的科研过程——这是一个标准的从底层数学理论角度而形成的技术创新。

理论之后，实践也很重要。

MRD码算法的数学理论突破了，但尴尬之处在于，现实的场景中，又显然不可能提供足够大的算力——以游戏为例，电脑的算力就那么点，又要渲染图形，又要运行操作系统，还要搞网络编码，这就太难受了。

因此，从80年代诞生到现在，MRD码其实一直都没有实际运用——直到领存实验室用自己的算法搞定了这个问题，直到他们实现了哪怕是普通的笔记本电脑也可以让MRD码发挥出微秒级的编码/解码性能。

通信、纠错、数学、效率、编码......

上一个在通信行业里搞纠错的，

还是华为的“极化码”。

现在，你应该知道MRD码是个多么有前瞻性的技术了吧？

实际上，MRD码早就已经成为6G技术体系里的一个重要组成部分了。

......

说到底：

如果中国没有庞大的信息产业，

如果中国没有大量受过正规科研训练的理工人才，

你觉得我们还能搞出MRD码这样的创新么？

发展“新质生产力”，

离不开创新

最近几天，“新质生产力”的概念很火。关于“新质生产力”，权威的定义是：“发展新质生产力是推动高质量发展的内在动力和重要着力点”。

你说什么是生产力？

通俗的解释是：用什么来生产。

老说工业革命提高生产力，其实那意思不就是工业革命之前都是靠工人手工敲敲打打，靠牛马运输货物；工业革命之后改成了用蒸汽机敲敲打打，用火车运送货物。

在这个背景下，新质生产力指的就是我们的生产工具大升级——用我们的创新、用我们的新技术、新发明去参与实际的生产和市场竞争。

其实历史早就告诉我们这个道理了：如果我们穿越到1840年，那么相比起原始的手工业，蒸汽机绝对是当年的“新质生产力”——在蒸汽机带来的绝对技术领先面前，我们其实别无选择：必须使用，否则就会落后，落后了，就要挨打。

中国错过第一次工业革命的代价是整个屈辱的近代史

这也就意味着，MRD码为代表的底层算法的突破，

其实不仅仅是一个通信编码的进步，更是整个通信产业链的升级：

你的芯片和服务器能支持MRD码么？

如果你不支持，但你的竞争对手支持，

那你要怎么办？

马斯克的“星链”已经在天空中密布了，

中国的民营航天企业也开始发力了，

我们用什么技术来实现和“星链”的竞争呢？

光刻机为代表的半导体设备，

我们目前的确还和先进水平有一定的差距，

在晶体管密度落后的情况下，

有没有什么方法可以增强我们的数据吞吐能力呢？

中国新能源汽车和智能汽车的浪潮方兴未艾，

各家都在发力智能驾驶，

比亚迪今年年初就说要投上千亿元攻关，

而智能驾驶恰恰需要大量数据传输，

这又是多么巨大的一个市场呢？

中国发展了这么多年，终于有了一大批逼平和领先世界的产业和公司。对于这些已经进入无人区的中国玩家来说：从此往后，前面再没有可以参考的目标了，我们过河再也没有石头可以摸了。

老地图，不能再用了。

老旧生产力，也不得不更新了。

而这，恰恰就是我们拼创新、拼基础的时刻。

····· End ·····

星海情报局系统研究

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