区块链与隐私计算：结合发展是刚需，未来呈现两大趋势
资讯 零壹智库 零壹财经 2022-10-09
作者：温泉 朱戈奇 刘翌 陈丽姗
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。
报告【生态重塑：区块链+隐私计算一线实践报告(2022）】通过对10余家国内外代表性公司的深度访谈，对目前区块链与隐私计算相结合的历史、现状与未来趋势进行了研究。报告认为，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。
目前，区块链与隐私计算技术的结合尚未大规模推开。报告认为这主要是由两方面原因造成的：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。
未来，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。
最后，报告指出，区块链与隐私计算技术的结合当中，还有两个重要趋势：
1、国产化的趋势
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、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。
在区块链+隐私计算技术应用的国产化当中，软件的国产化是相对容易实现的。难点在于硬件的国产化，其中最难的部分是芯片的国产化。
这一部分的发展，与信创领域的发展相关。信创，即信息技术应用创新产业，其是数据安全、网络安全的基础，也是新基建的重要组成部分。信创涉及到的行业包括IT基础设施：CPU芯片、服务器、存储、交换机、路由器、各种云和相关服务内容；基础软件：数据库、操作系统、中间件；应用软件：OA、 ERP、办公软件、政务应用、流版签软件；信息安全：边界安全产品、终端安全产品等。
在区块链+隐私计算领域，目前已经有企业在尝试产品的国产化。例如，前文提到的，蚂蚁链自研了密码卡、隐私计算硬件以及自研可信上链芯片，同时还推出了摩斯隐私计算一体机。创业公司如星云Clustar、融数联智也在进行相关国产化硬件产品的研发。
2、软硬件技术相结合、更多技术融合发展的趋势
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。
这主要是缘于几方面的需求：
第一，是加强数据安全性的需求。
隐私计算主要是解决数据在计算过程中不泄露的问题，区块链主要是解决存证问题，二者结合仅能解决数据安全的一部分问题。数据从产生到计算再到消亡，会涉及采集、传输、存储、计算、销毁等多个环节，其生命周期可能会有数十年之久，要真正保障数据安全需要一个更加全方位的、体系化的解决方案，以使得每个环节上都有对应的技术体系保障数据安全
在数据采集阶段需要精心设计设备可信架构，在网络传输阶段需要合理运用安全协议，在存储阶段需要兼顾加密与性能，在数据计算阶段需要灵活选择可信执行环境与密态运算。除此以外，计算环境的可信与安全在防御纵深建设上也至关重要。这些安全保障能力的技术图谱会涉及到可信计算、软硬件供应链安全、隔离技术、网络与存储的透明加密、密钥管理、可信执行环境等等。这其中每一个技术点都有软硬件结合、多种技术融合发挥的空间。
第二，是提升计算性能的需求。
隐私计算的性能目前还比较低，在计算机单机、单机和单机之间、计算机集群之间这三个层面上都存在。
在计算机单机上，隐私计算由于运用了密码学技术，计算过程中涉及到很多加密解密的步骤，这使得计算量以几何级数增加。以全同态算法为例，在通用芯片上密文运算的速度比明文运算慢了10万倍。这意味着，做同样的运算，如果用全同态算法，在Intel最新的Icelake处理器上，跑出来的效果等同于Intel的第一代8086处理器，直接回退了数十年。这使得全同态加密在现实情况下就不具备可用性了。算力问题也是导致全同态算法一直未得到广泛应用的根本原因。
在单机之间和计算机集群之间，会涉及到单机之间和集群之间的通信效率问题。一方面，主流的隐私计算技术无论是联邦学习还是多方安全计算，都有通信问题。密文膨胀、传输次数膨胀，会导致单机之间网络传输效率成为隐私计算的瓶颈之一。另一方面，由于大多数隐私计算的场景都是跨多方的，多方要通过公网进行通信，公网的带宽与时延目前也是巨大的鸿沟。
性能的问题，会随着时间的推移越来越严重。2021年，隐私计算的落地尚处于颇为早期的阶段，主要是在一些机构内部或者是两方、三方之间应用，处理的数据量较小，这个问题还不明显。可是未来，多方数据交换需求的到来、5G和物联网的发展所带来的数据量急剧增大，最终导致的将是数据量爆发式的增长，这需要消耗大量的算力。到那时，隐私计算的性能将面临巨大的挑战。
现在在硬件的创新方面正处于体系结构的黄金时代。这是因为，移动互联网的飞速发展使得应用场景发展很快，上层的软件也发展很快，这使得在计算机底层进行支持的硬件甚至芯片都需要随之进行改变，进入了新一轮的创新周期。
而从区块链与隐私计算结合的长远发展来看，软硬件结合、多技术融合，对隐私计算来说，可以提升性能、安全性和计算效果；对区块链来说，可以促使更多机构低成本加入联盟链，扩大联盟链应用范围。
注：报告全文阅读，请点击《生态重塑：区块链+隐私计算一线实践报告》
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