20-区块链 隐私计算一线实践报告(2022).pdf

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1 报告名称报告名称报告名称 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 生态重塑 区块链+隐私计算一线实践报告(2022)|2022.04 研究机构:零壹智库 发布机构:零壹财经、陆家嘴杂志 研究支持:蚂蚁链、八分量 报告主编:柏亮 于百程 执行主编:温泉 报告调研:温泉 刘翌 朱戈奇 陈丽姗 报告撰写:温泉 朱戈奇 刘翌 陈丽姗 视觉设计:张艳茹 1 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 1 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 区块链与隐私计算的结合是必然,二者互为刚需。没有隐私计算,区块链无法解决隐私保护问题,无法为更多数据源提供服务;没有区块链,隐私计算无法解决数据确权与利益分配问题,多方数据协作难以达成。区块链与隐私计算结合,未来将形成大规模数据流通网络,推动数据资产化的发展。同时,将使得全社会重新确定数据权责以及利益分配机制。区块链与隐私计算的应用,目前主要有五个方向:解决单点实际问题、扩大联盟链应用范围、提供网络安全相关服务、建立为企业提供服务的区块链+隐私计算基础平台、建立同时为企业和个人提供服务的区块链+隐私计算基础平台。区块链与隐私计算技术的结合,目前尚未大规模推开。一方面是因为二者结合主要是解决多方数据协作的问题,目前实际需求尚未爆发;另一方面是因为二者结合涉及到新商业模式的形成、权责与利益的重新分配,需要更多的时间。区块链与隐私计算结合的应用要大规模落地需要三个前提条件:一是全社会数字化程度的提升;二是技术的进一步成熟;三是法律法规的完善与数据交易商业模式的形成。其中,前两个条件更为关键。区块链+隐私计算的应用,涉及网络安全、数据安全,未来将成为新基建的重要组成部分。这是关乎网络空间主权和国家安全和未来发展利益的重要方面,因此这个领域的国产化是未来趋势。目前,在区块链与隐私计算技术相结合的实践中,也呈现出了软硬件技术相结合、更多技术融合发展的趋势。2 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 前言前言.4 一、问题的缘起一、问题的缘起.5(一)区块链对隐私计算的需求是如何出现的.5(二)隐私计算对区块链的需求是如何出现的.8 二、实践探索二、实践探索.10(一)实践方向.10(二)行业图谱.20 三、应用案例三、应用案例.22(一)政务应用.22 3 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告(二)金融应用.23(三)物流与供应链应用.25(四)医疗应用.26(五)其他应用.28 四、关键问题展望四、关键问题展望.32(一)区块链与隐私计算的结合是必然趋势吗.32(二)二者结合会改变什么.35(三)为什么目前区块链+隐私计算的应用尚未大规模普及.38(四)应用的大规模普及,还需要解决哪些问题.38(五)区块链+隐私计算的应用中还蕴藏着哪些趋势.39 致谢.41 4 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 前言前言 在研究隐私计算的发展趋势时,我们发现一个现象:入局隐私计算的公司当中,有不少是有区块链背景的公司。这引发了我们的好奇 从 2017 年底开始,区块链爆火,区块链被认为是改变世界的技术,未来互联网的基础设施。虽然后来的发展证明,区块链的爆火当中有相当大成分是泡沫,但是从 2017 年至今,区块链获得了长足的发展。首先,2019 年 10 月 24 日,习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调“要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口,明确主攻方向,加大投入力度,着力攻克一批关键核心技术,加快推动区块链技术和产业创新发展”。至此,区块链上升至国家战略。其次,从区块链企业发展上看,截至 2021 年 12 月,中国共有 120810 家企业在企业名称/曾用名、经营范围或产品资料等工商登记信息中含有“区块链”字样。目前中国已经形成了以粤琼闽、鲁苏浙和陕川渝为代表的区块链企业三大聚集区。再次,从区块链产业应用端上看,区块链主要分布于行业应用、拓展性技术及解决方案、区块链底层基础建设三大领域。行业应用端,金融应用和政务民生居多,同时还涉及医疗、农业、教育等多个实体领域,以及 NFT 和元宇宙等新赛道。与此同时,隐私计算也在飞速发展。作为目前可以实现数据“可用不可见”的唯一技术解,隐私计算可以平衡数据利用与数据保护的矛盾,被认为将成为未来数字社会的基础设施。2021 年是隐私计算规模化落地元年,隐私计算正在进入金融、政务、医疗等领域的真实商业场景。这两种被认为会改变未来的技术为什么会结合?二者结合会改变什么?这是我们想要研究的核心问题。5 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 一、一、问题的缘起问题的缘起 (一)区块链对隐私计算的需求是如何出现的 在中国,区块链与隐私计算最初的相遇是在 2017 年。最初的探索是从微众银行、万向控股、蚂蚁集团的探索开始的。2017 年,微众银行牵头研发的区块链底层平台 FISCO BCOS 正式开源,进一步推动分布式商业生态系统的形成。之后,围绕 FISCO BCOS,微众银行联合多方构建了国产联盟链开源生态圈,生态内涌现了大量基于 FISCO BCOS 研发的应用。而对隐私计算的需求,是在实际业务开展过程中发现的。通过对微众区块链团队的访谈,零壹智库得知微众区块链团队对隐私计算技术的探索开始于 2017 年初。当时,团队发现 FISCO BCOS 在应用过程中的新需求区块链本质上是一个共享账本,应用过程中需要将数据上链,上链后数据对所有人都是透明的。但对金融和医疗这类对数据隐私保护需求比较强的数据源方来说,需要在保证数据安全的基础上实现数据流通,做到“数据可用不可见”。因此,微众区块链团队开始了对隐私计算技术的探索。万向区块链董事长肖风也曾在公开演讲中介绍,BCOS 开源之后,其对隐私计算也日渐关注。因为区块链除了性能、安全性、互操作性、易用性等技术尚未成熟之外,另外一个十分重要的课题就是:区块链应该带来的是隐私保护之下的数据共享。因此,2017 年开始,万向便着手准备隐私计算方面的工作。1 在媒体公开报道中可见的是,万向在这方面最显著的进展是对其投资的公司矩阵元的支持。创业公司矩阵元于 2016 年 8 月获得万向控股 1.5 亿元 A 轮融资,该公司于 2017 年 9 月联合联合中科院信息安全国家重点实验室、武汉大学、上海交通大学发布多方安全计算企业级应用平台。2这是零壹智库在调研中发现的中国最早的多方安全计算企业级应用平台。这个平台,严格地来说还不是区块链+隐私计算的技术平台,但是已经开始将区块链和隐私计算技术相结合。矩阵元 MPC 平台保证多个参与方的数据无需先归集后分析,将数据保存在本地进行协同计算。该平台可满足用户自定义的计算逻辑,作为一个通用平台,可部署在多个应用场景。与此同时,基于 MPC 平台,矩阵元推出了相应的区块链密钥恢复方案。该解决方案基于用户的生物信息与多个中心共同协作通过 MPC 技术对密钥进行加密和解密。中心无法单独获取密钥,只有与用户共同计算才能进行密钥恢复。这个平台可支持毫秒级时延的 1 万向肖风:隐私计算是世界级的话题,2018 年 12 月 5 日,来源于矩阵元官方微信公众号,网址https:/ 参考矩阵元官网,https:/ 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 两方计算,且参与方的数量可持续增加。3 与此同时,蚂蚁集团也在行动。在对蚂蚁链的访谈中,零壹智库得知,2017 年蚂蚁链自主研发的摩斯安全计算平台(MORSE)正式应用于内部业务。2018 年云栖大会上,摩斯安全计算平台(MORSE)正式公开发布。摩斯采用多方安全计算 MPC、可信执行环境 TEE 双引擎的技术架构,并结合差分隐私、区块链等技术,实现数据可用不可见,解决机构数据协同计算过程中的数据安全和隐私保护问题。该平台提供安全模型、安全统计、安全查询、安全匹配、安全策略、安全脚本、安全联盟等安全计算能力。在国外,区块链技术在应用过程中也出现了对隐私计算技术的需求。零壹智库的访谈对象之一 Oasis Labs 的发展历程就非常典型。4 Oasis Labs 创始人兼 CEO、加州大学伯克利分校计算机系教授宋晓冬是网络安全领域的研究者,被称为“计算机安全教母”。宋晓冬对区块链的关注是从对网络安全的研究开始的,因为区块链的核心就是安全和分布式计算。宋晓冬曾作为发起人之一创建了著名的区块链联盟 IC3。IC3 是由美国国家科学基金会于 2015 年资助成立的一个区块链联盟,由康奈尔大学、加州大学伯克利分校、伊利诺伊州香槟分校和以色列理工学院等学术机构联合发起,不少企业巨头和金融机构也相继加入。作为一个由美国国家科学基金会资助的大型跨组织项目,IC3 组织吸引了众多知名高校的教授与研究生参与,是业界顶级的研究机构。宋晓冬希望,能通过聚集更多高校的研究人员以推进加密货币、分布式系统、智能合约等技术的基础设施搭建,让区块链与分布式系统走进学术与工业界,吸引更多教授、学生、工程师参与到区块链行业,从而成为行业的中流砥柱。但是,在此过程中宋晓冬发现,区块链产业生态仍不健全、公链平台缺乏应用开发者参与贡献。这其中的重要因素之一是隐私保护问题。通过与很多 DApp(Decentralization Application,即“去中心化应用”)开发团队聊天,宋晓冬发现大多数团队想开发的应用都需要处理敏感数据。他们很想有一种在能使用区块链平台时保护数据隐私的方法,比如构建分散式信用评分模型,分散式欺诈检测,基于区块链的基因组数据和物联网的数据市场等等。所有这些应用程序都需要保护数据隐私。没有隐私保护,这些应用根本不可能实现。而当时的区块链平台无法提供这样的隐私保护功能。这让宋晓冬看到了市场对于隐私保障区块链平台的需求。2018 年,宋晓冬领导创建了 Oasis Labs,致力于构建基于区块链的云计算平台,旨在解 3 参考雷锋网报道,跟踪|获得 1.5 亿区块链投资后,矩阵元怎么做区块链?,https:/ Oasis 护航区块链隐私与安全之路,https:/ 生态重塑:区块链+隐私计算一线实践报告 决当下区块链在性能、安全、隐私上的痛点。随着时间的推移,在不同的领域、基于不同的需要和理解,都开始出现将区块链与隐私计算技术结合的探索。比如,杭州趣链科技有限公司(简称“趣链科技”,成立于 2016 年)本身是做区块链技术出身,专注于数据共享平台。在实际业务的运行中,趣链科技发现区块链的公开性使得数据缺乏隐私保护,在科研场景中部分数据不能入库,为银行搭建的金融数据共享平台也无法真正实现多方数据共享。能否保护敏感数据的隐私和安全直接影响各场景下数据流通和共享。于是,趣链科技在 2019 年开始在区块链技术中引入隐私计算技术。再如,北京八分量信息科技有限公司(简称“八分量”,成立于 2016 年)最初的业务是提供可信计算服务。在这项服务的提供过程中,八分量也将区块链技术与可信计算技术相结合进行应用。因为可信计算技术主要是用来保障服务器自身安全,机构一旦将自身数据给外部机构使用之后,就很难把控数据用途。而应用区块链技术,机构将自身数据给到外部机构之后,可以对数据的使用进行存证溯源,这样可以进一步跟踪数据用途,保障数据不被滥用。但是,随着对隐私保护监管的加强,在业务实践中,八分量发现,可信计算与区块链结合之后,仍然需要进一步与隐私计算技术相结合,这样才能做好链上数据的隐私保护,才会有更多的机构愿意将数据上链。因此,从 2019 年 11 月开始,八分量就开始了将隐私计算与区块链、可信计算技术相结合的尝试。再如,杭州宇链科技有限公司(简称“宇链科技”,成立于 2018 年)最初的业务是以区块链技术赋能基础设施建设。在为安全生产领域提供区块链平台建设的过程当中,宇链科技发现,安全生产领域企业往往因为使用或者制造危化品而面临风险,但企业生产数据缺乏可信度使得这类公司难以寻求保险。为解决安全生产领域缺乏保险的行业问题,宇链科技在2020年初开始组建隐私计算团队,推动隐私计算和区块链技术的融合。另一方面,数据使用在法律层面监管趋严的态势同样推动了区块链与隐私计算技术的融合。世界各国对隐私数据
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