隱私計算詞典丨一文讀懂安全多方計算_ENIGMA

前言：隱私計算賽道作為當下的風口賽道，無數企業紛紛涌入，搶跑占道。作為一家專注于區塊鏈隱私計算賽道科普入門的垂直媒體，同時也是針對隱私計算興趣者開放的低門檻入口，我們匯總并分類了隱私計算行業內晦澀難懂的名詞，編寫了「隱私計算詞典」板塊，幫助大家理解、學習。

前兩篇，我們分別從「數據安全」和「云計算」兩方面入手，講解了對于「隱私計算」一詞的理解。而在「隱私計算」實現方面，所有的理論必定需要技術作支撐，因此，接下來我們將一一介紹有關于實現「隱私計算」的技術手段。?近年來，有很多隱私計算技術取得了關鍵突破，并對未來產業的發展產生了重要的影響，其中安全多方計算、可信執行環境、聯邦學習和區塊鏈輔助的隱私技術工具被認為是目前產業最重要的四大技術發展方向。?考慮到「隱私計算詞典」板塊的核心目的是為了讓大家更好地理解隱私計算技術，因此，本文將拋開晦澀難懂的密碼學原理等理論，只針對技術概念進行入門科普。

隱私計算網絡Oasis Network市值創歷史新高:金色財經報道，1 月 15 日，隱私計算網絡Oasis Network（ROSE）今日觸及0.597347 美元，推動市值達到近21億美元，創下歷史新高，不過本文撰寫時Oasis Network（ROSE）小幅回調至0.579684美元。本周二（1月11日），Oasis官方宣布獲得Binance Labs 4000萬美元投資，后續將推動生態內DeFi、DAO、NFT、元宇宙等領域項目的發展。[2022/1/15 8:50:58]

此篇，我們來介紹隱私計算技術之「安全多方計算」。

首先，我們先代入以下幾個情景——

小明、小紅和小剛三人是好朋友，某天他們想知道誰的存款更多，但又不想公開自己的存款，此時該怎么辦？甲認為自己得了某種遺傳疾病，乙有含有所有疾病DNA模型的數據庫，甲想驗證自己的想法，但同時不希望自己的DNA被乙采集，此時該如何是好？?A、B、C三家公司現有一個項目需要共同合作，但在合作時，需要三家公司各自提供部分數據資源，但誰都不愿意公開自己收集到的數據，此時該采用什么辦法才能讓合作繼續進行？通常情況下，解決上述問題的策略是假設有可信任的第三方或是可信任的服務平臺。但是在目前多變、不確定和充滿對立的環境中，依托第三方極具風險，因此采用這種方式并不合適。?

北京大學研究員肖臻：當前隱私計算方案普遍計算效率較低:金色財經現場報道，10月22日，2021云棲大會-螞蟻鏈“區塊鏈+”可信鏈接技術發展與實踐分論壇在杭州舉行。北京大學研究員、博士生導師肖臻以《區塊鏈+隱私計算融合技術趨勢》為題進行分享。他指出，隱私計算的目標是數據所有權和數據使用權的分離，前景十分宏偉。但現在，隱私計算的發展仍處于早起階段，并沒有實現通用。其涵蓋了聯邦學習、安全多方計算、同態加密、零知識證明、TEE可信執行環境等技術。

肖臻指出，當前隱私計算方案普遍計算效率較低，零知識證明驗證效率低，同態加密消耗資源多，查分隱私降低模型精度。而TEE的新人員與硬件廠商高度綁定，影響可信度，同時存在側信道攻擊的可能性，存在安全隱患。

肖臻介紹，區塊鏈領域中應用最多的零知識證明是zk-SNARK技術。Zcash是zk-SNARK的第一個廣泛的應用，Filecoin利用zk-SNARK完成了復制證明和時空證明。[2021/10/22 20:49:21]

Phala Network宣布加入由Linux基金會、Facebook、微軟等巨頭組成的隱私計算聯盟(CCC):據官方消息，Phala Network在博客宣布正式加入Linux基金會的隱私計算聯盟（CCC，Confidential Computing Consortium），將與業內攜手，共同解決跨行業數據傳輸加密和數據隱私保護問題。

“隱私計算聯盟”（Confidential Computing Consortium）是由Linux基金會和多家巨頭企業組建的聯盟，致力于推進數據隱私并推廣和制定可信執行環境（TEE）技術標準。該聯盟其他成員公司包括Facebook、Google Cloud、微軟、IBM、英特爾、Arm、AMD、英偉達等。[2020/11/10 12:14:06]

那么，究竟如何在保護數據私密性的前提下解決問題？通過分析，我們不難發現以上情景有兩個共同點：?

動態 | 隱私計算項目 Enigma 將發布最小化可行產品 已開源核心組件:隱私計算項目 Enigma 表示，其最小化可行產品「Discovery」的發布已經進入最后準備階段，已經在 Github 上開源了該階段核心組件的代碼，其中包括 Enigma 合約和 Enigma 代碼庫、Enigma Core、Enigma P2P。該項目團隊表示，不久將會在測試網上發布 Enigma 協議的最小化可行產品「Discovery 」，該團隊很快將會發布測試套件和開發者環境，讓開發者可以在 Discovery 上創建 DApp。[2019/4/7]

兩方或者多方參與基于他們各自隱私數據輸入的計算任一參與方不愿意讓其他任何人知道自己輸入的信息對此，華裔計算機科學家、圖靈獎獲得者姚期智教授提出了解決辦法——「安全多方計算」。?

安全多方計算，全稱SecureMulti-PartyComputation，用于解決一組互不信任的參與方之間保護數據機密性的協同計算問題。多個參與方共同參與協同計算，輸出計算結果，并保證任何一方均無法得到除應得的計算結果之外的其他任何信息。?

安全多方計算的技術架構如下圖所示：?

圖片來源：《數據流通關鍵技術白皮書》?

如圖，我們可以將計算過程分成以下步驟：?

發起計算任務，樞紐節點傳輸網絡及信號控制各數據持有方發起協同計算任務通過樞紐節點進行路由尋址，選擇相似數據類型的其余數據持有方進行協同計算節點根據計算邏輯，從本地數據庫中查詢所需數據，共同就計算任務在數據流間進行協同計算在保證輸入隱私性的前提下，各方得到正確的數據反饋簡單說，所有參與方在參與計算時輸入數據至節點，節點統計所有參與方的數據統一進行協同計算，獲取計算反饋，最終將結果給到參與方，這個過程便稱為安全多方計算。?

需要注意的是，不論是在輸入信息的過程中，還是在獲得反饋結果后，各參與方的輸入信息都做到了加密保護，無法獲取自己以外的其他人輸入的信息。換句話說，安全多方計算可以保證獲取數據價值，卻不泄露原始數據內容。

通過以上介紹，我們可以總結出安全多方計算的三個特點：?

安全性安全多方計算研究的是各參與方在協作計算時如何對各方隱私數據進行保護，重點關注各參與方之間的隱私安全性問題，即在安全多方計算過程中必須保證各方私密輸入獨立，計算時不泄露任何本地數據。?

準確性多方計算參與各方就某一約定計算任務，通過約定安全多方計算協議進行協同計算，計算結束后，各方得到正確的數據反饋。?

去中心化協同計算中，各參與方地位平等，不存在任何有特權的參與方或第三方，提供一種去中心化的計算模式。?

隨著數字經濟的飛速發展，眾多企業越來越向著「數據為王」的方向發展，對于現在的企業來說，技術似乎已不是難以跨越的鴻溝，而數據正逐步成為企業之間角逐的資本。?

安全多方計算作為密碼學研究的核心領域，可以運用在日常生活的方方面面，例如共享醫療信息卻不想泄露患者隱私，公司之間合作但又不想公開已有數據資源等類似情況。?

雖然安全多方計算也被吐槽說過于強調安全性，導致效率的降低，但是在眾多應用場景下，人們需要的不是效率，而是足夠的安全。?

對此，安全多方計算技術的確可以提供一個安全、私密、可信的數據信息處理方式，為解決網絡環境下的信息安全提供了新的思路，真正解決了實現數據可控共享和保證數據信息安全性之間的兩難問題。?

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