1 · 创新命题

中 面向采购小批量“同款”温湿度/惯性传感模组的学校实验室与硬件创业团队，建立上电后十分钟可完成的挑战—响应指纹：组合零偏、噪声谱、温漂斜率和总线时序，判断后续到货是否发生芯片/固件/工艺替换，并输出可复核的批次差异报告，而非用外观和丝印猜真伪。 EN A ten-minute challenge–response fingerprint for look-alike Shenzhen sensor modules, combining bias, noise spectrum, thermal drift, and bus timing to flag batch substitutions and produce an auditable difference report instead of guessing authenticity from silkscreen.

2 · 背景与空白

华强北与电商平台能让中国队伍快速、低价获得多批次模组，也带来同一商品链接下芯片版本、晶振、固件或校准变化。大型企业可做来料检验和 X-ray，学生团队常只在系统失效后才发现替换。已有 ChipWhisperer 研究硬件侧信道，Microchip CryptoAuthentication 等器件做加密身份，电子元件防伪论文研究 PUF；这些方案需要专用芯片、破坏性分析或关注安全芯片，不适合几元到几十元的普通模组。空白在：不声称认证“原厂真品”，只回答“这一批是否与团队验过的基准批显著不同”，并量化便宜测试能发现哪些替换。中国优势正是可从同一 SKU、不同店铺和日期采到多批实物，并在 48 小时内做统一夹具 PCB。

3 · 可检验假设

H1 对至少 4 个采购批次、每批 ≥ 10 块的同类模组，十分钟非破坏测试能在“基准批 vs 不同批”识别中达到宏平均 F1 ≥ 0.85；同批不同个体误拒率 ≤ 10%。 H2 单独使用静态零偏无法稳定跨温度识别，而加入总线时序与两点温漂后，按采购批次留一测试的宏 F1 提升 ≥ 0.15；若无提升，昂贵温控步骤应删除。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建夹具复现所选传感器数据手册或厂家评估板公开的 ≥ 10 个标定值/噪声或时序算例，静态量偏差 ≤ 5%、时序偏差 ≤ 2%；对无法核实的厂家指标不作硬门槛。此条不过，后续全部结论无效。
2. 至少 40 块模组、4 个独立采购批次；测试者对店铺/批次标签盲法，记录订单时间、丝印、封装与固件可读信息，不把店铺名等代理特征喂给模型。
3. 按整个采购批次留一评估，严禁同批随机分板造成泄漏；另报随机分板 vs 留批次评估的高估幅度。
4. 多分类若批次不均衡，报每类精确率/召回、宏平均 F1 与 PR-AUC，不报 accuracy；批内连续指标报中位数与四分位距，不报易受坏板影响的均值。
5. 温度、供电和夹具接触作为混杂因素做交叉实验；最容易犯的致命错误是把测试夹具或环境差异误当成供应链替换指纹。
6. 输出只写“与基准批相似/不同”，不写“假货”；公开夹具、协议与匿名化数据，店铺指控不进入材料。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
样本	华强北线下与主流电商同型号传感模组，分时/分店采购；芯片真伪和批次标签可能不可得，统一写“采购批次”
夹具 BOM	RP2040/STM32 开发板、四线制供电、逻辑分析仪、恒温箱或两点温控铝块、深圳打样 pogo-pin PCB；价格需核实
参考仪器	可溯源温湿度计/转台/静止重力方向夹具，按所选模组选配；借用情况如实记录
分析	Python/SciPy + 可解释树模型；库提供算法，挑战序列、混杂控制和留批评估由团队实现
对照基准	厂家数据手册/评估板与已知正品样片仅用于校验与对比，不计入本项目数据贡献

能力边界：物理指纹会随老化、温度和供电漂移；它不能证明来源、恶意替换或安全后门，只能以给定置信度发现与基准分布不同。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：选定一种有可靠数据手册、可多批采购的模组，冻结采购记录方案。
2. 第 3–4 周：打样统一夹具，完成 10 个公开指标方法学校验。
3. 第 5 周：先做供电、温度、重复装夹实验，估计测量系统方差。
4. 第 6–8 周：盲采 40+ 块、四批数据；实行留一批评估。
5. 第 9 周：特征消融，判断温控步骤是否值得保留。
6. 第 10 周：更换第二个测试操作者和夹具复测，排除操作员指纹。
7. 第 11–13 周：采购方访谈、十分钟工作流与单位经济；报名决策。
8. 第 14 周起：制作线下盲盒测试，评委随机插入模组并显示证据而非“真假”标签。

7 · 新颖性边界

已有工作：ChipWhisperer 做侧信道研究，Microchip ATECC 系列提供加密身份，PUF 文献研究芯片指纹，正规来料检验已有 X-ray/开封分析。不声称发明 PUF、鉴定真伪、发现硬件木马或替代实验室失效分析。本项目贡献是面向低价通用模组的批次变化筛查协议、留批次验证和十分钟采购工作流。护城河是累积批次数据（E）+ 深圳供应链极端具体性（G）；方法易复制，但跨时间/店铺的基准库与夹具适配会累积。

8 · go/no-go

第 4 周末：若公开指标复现偏差 > 门槛，具名降级为“数字总线时序 + 静态零偏重复性研究”，删除无法标定的物理量。第 8 周末：留一采购批宏 F1 < 0.70，则降级为无分类器的“批次差异统计报告”，以效应量和置信区间回答能否区分。第 10 周末：若换操作者后性能下降 > 0.15，则固定 pogo-pin 自动夹具重测；仍不稳定则结论为十分钟指纹不可迁移，不作产品承诺。

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族二 · 本地推理与数据主权