183 lines
13 KiB
Markdown
183 lines
13 KiB
Markdown

|
||
|
||
在大数据和 AI 的时代背景下,数据已经成为了重要财富,大到政务数据、企业核心数据,小到个人信息、银行卡余额,**这些数据无一例外都是“隐私数据”,如果在使用和流转时发生泄漏都会造成巨大的损失。**
|
||
|
||
那有没有什么方法,可以在不暴露数据隐私的前提下,让数据流动起来发挥更大的价值呢?在这个问题的驱使下我们找到了今天的主角——隐私计算。
|
||
|
||
## 一、什么是隐私计算?
|
||
|
||
隐私计算是指**在不泄露数据本身的情况下,实现数据分析和计算的技术,具有“数据可用不可见”的特点,让数据安全合规地流动起来。**
|
||
|
||
下面用一个经典的百万富翁问题,来帮助理解什么是“数据可用不见”。
|
||
|
||

|
||
|
||
假设有两个百万富翁,他们都想知道谁更富有,但又不想让对方或者第三方,知道自己具体有多少钱。
|
||
|
||
- **数据本身**:具体的财富值(数据)
|
||
|
||
- **计算**:比大小(可用)
|
||
|
||
- **不泄露**:对方或第三方(不可见)
|
||
|
||
按照常理,**进行比大小的计算是需要知道两个数是多少,才能比较大小,但这里不知道具体的数字**。所以上面这个问题在普通人看来是无解的,但其实这是一个密码学问题,也被称为“多方安全计算”( MPC )问题,由姚期智院士在 1982 提出,并给出了解决方案——混淆电路(篇幅有限这里不做详解),实现了数据的可用不可见。
|
||
|
||

|
||
|
||
从隐私计算的技术发展时间线,我们不难看出隐私计算还是一个比较“新”的技术。随着零知识证明、差分隐私、全同态加密、联邦学习等技术的相继问世,目前已形成**三大应用技术路线多方安全计算( MPC )、联邦学习( FL )、可信执行环境( TEE ),**隐私计算作为数据流通的重要技术已应用于金融、医疗、政务、广告等领域。
|
||
|
||
- 金融:联合反洗钱、银(行)证(券)数据共享等
|
||
|
||
- 医疗和健康:流行病接触者追踪等
|
||
|
||
- 政务:案件调查、人口普查等
|
||
|
||
随着欧盟 2018 年生效的《通用数据保护法案》,Google 、Facebook 等科技巨头都收到了巨额罚单。近两年,我国也相继出台了 **《数据安全法》** 和 **《个人信息保护法》**。因此,**如何让数据安全地流通起来,已经不再是一道附加题而是一道必答题。**
|
||
|
||
如果我们把上面的“百万富翁”换成企业/机构的话,就可以很容易得出**隐私计算技术就是数据安全流通的答案 🔑。**
|
||
|
||
## 二、PrimiHub
|
||
|
||
那么,对于没有隐私计算技术背景的程序员、或是没有相关研发团队的企业/机构,**如何才能快速用上隐私计算技术,让数据流通起来创造更大的价值呢?**
|
||
|
||

|
||
|
||
今天,HelloGitHub 给大家带来一款**由密码学专家团队打造的开源隐私计算平台——PrimiHub**,它开箱即用、支持 CLI 和可视化 Web 界面,让你无需具备隐私计算技术背景,就能上手发起隐私计算任务。
|
||
|
||
> GitHub 地址:[https://github.com/primihub/primihub](https://github.com/primihub/primihub)
|
||
|
||

|
||
|
||
下面,我将先介绍如何快速上手 PrimiHub ,最后通过演示一个完整的应用案例,让你能够真正的入门 PrimiHub ,并将隐私计算应用到实际的业务中。
|
||
|
||
## 三、快速上手
|
||
|
||
PrimiHub 是在隐私计算应用技术之上构建的隐私计算平台,封装了底层的密码学协议让开发者专注于业务、更容易上手。下面就让我们实际上手体验一下,让数据流动起来吧!
|
||
|
||
### 3.1 安装
|
||
|
||
虽然 PrimiHub 提供了 Docker 、可执行文件、本地编译的安装方式,但是如果你只是想在本地体验一下,我强烈推荐 Docker 一键安装,因为真的是太 easy 了 ~
|
||
|
||
```Python
|
||
# 第一步:下载
|
||
git clone https://github.com/primihub/primihub.git
|
||
# 第二步:进入目录
|
||
cd primihub
|
||
# 第三步:启动
|
||
docker-compose up -d
|
||
```
|
||
|
||
### 3.2 发起任务
|
||
|
||
PrimiHub 将复杂的隐私计算技术封装成了一个个任务,只需要修改配置文件,然后执行命令发起任务即可。
|
||
|
||

|
||
|
||
PrimiHub 目前支持联合统计、隐私求交、匿踪查询、联邦学习等功能。
|
||
|
||
- **联合统计**:多个参与方在不暴露私有数据的情况下,共同完成均值(AVG)、求和(SUM)、最大值(MAX)、最小值(MIN) 等计算
|
||
|
||
- **隐私求交**:在不暴露参与方私有数据的情况下,实现两个或多个参与方之间的数据交集计算。
|
||
|
||
- **匿踪查询**:保证用户向数据源方提交查询请求时,在数据源方不知道用户查询条件和结果的前提下完成查询。
|
||
|
||
- **联邦学习**:一种分布式模型训练技术,在数据不动、模型出域的前提下完成全局模型的训练。
|
||
|
||
下面是通过命令行发起一个「隐私求交」任务的全过程,`task_config_file` 参数指定配置文件。
|
||
|
||
```Python
|
||
# 1. 进入容器
|
||
docker exec -it primihub-node0 bash
|
||
# 2. 发起隐私求交任务
|
||
./primihub-cli --task_config_file="example/psi_ecdh_task_conf.json"
|
||
I20230616 13:40:10.683375 28 cli.cc:524] all node has finished
|
||
I20230616 13:40:10.683745 28 cli.cc:598] SubmitTask time cost(ms): 1419
|
||
# 3. 查看结果
|
||
cat data/result/psi_result.csv
|
||
"intersection_row"
|
||
X3
|
||
...
|
||
```
|
||
|
||
### 3.3 更多配置示例
|
||
|
||
为了方便用户上手,PrimiHub 在 `example` 目录下,提供了 50 多种隐私计算任务的配置文件,可作为模板快速配置自己的数据源发起任务。
|
||
|
||
|文件|任务|
|
||
|-|-|
|
||
|[mpc_statistics_sum_task_conf.json](https://github.com/primihub/primihub/blob/develop/example/mpc_statistics_sum_task_conf.json)|联合统计三方求和(SUM)任务|
|
||
|[psi_ecdh_task_conf.json](https://github.com/primihub/primihub/blob/develop/example/psi_ecdh_task_conf.json)|隐私求交求两个集合的交集|
|
||
|[keyword_pir_task_conf.json](https://github.com/primihub/primihub/blob/develop/example/keyword_pir_task_conf.json)|匿踪查询|
|
||
|[hfl_plaintext.json](https://github.com/primihub/primihub/blob/develop/example/FL/linear_regression/hfl_plaintext.json)|线性回归横向联邦明文模式训练|
|
||
|[hfl_paillier.json](https://github.com/primihub/primihub/blob/develop/example/FL/linear_regression/hfl_paillier.json)|线性回归横向联邦同态模式训练|
|
||
|......|[更多配置示例](https://github.com/primihub/primihub/tree/develop/example)|
|
||
|
||
## 四、应用案例
|
||
|
||
这里我们将通过在 PrimiHub 管理平台模拟演示一个匿踪查询(隐匿查询)的应用案例:检察院要向公安机关查询张三(身份证号)是否有涉毒记录,但是公安机关不想把全量数据提供给检察院查询,检察院也不想暴露他们当前正在侦查的对象。
|
||
|
||
上面的场景,双方可以通过 PrimiHub 的**隐匿查询功能**来满足双方需求,实现公安机关看不到检察院的查询,检察院也不用拿到公安机关的全量数据,下面开始操作。
|
||
|
||
### 4.1 注册并登陆
|
||
|
||
匿踪查询需要两方以上进行协同,所以需要选择「节点 1:模拟检察院」和「节点 2:模拟公安机关」进行注册。
|
||
|
||
> 节点 1:[https://node1.primihub.com/#/register](https://node1.primihub.com/#/register)
|
||
|
||
节点 2:[https://node2.primihub.com/#/register](https://node2.primihub.com/#/register)
|
||
|
||

|
||
|
||
注册完成后打开两个网页分别登陆,刚模拟注册的检察院和公安机关的账号。
|
||
|
||
### 4.2 匿踪查询
|
||
|
||
#### 4.2.1 准备工作
|
||
|
||
本地准备好待查询的数据如下表,以及查询条件身份证号:110221xxxxx
|
||
|
||
|姓名|身份证号|籍贯|出生日期|涉赌时间|
|
||
|-|-|-|-|-|
|
||
|张三|110221xxxxx|北京市|...|...|
|
||
|李四|1102211xxxx|北京市|...|...|
|
||
|王二|11022119xxx|北京市|...|...|
|
||
|
||
#### 4.2.2 上传数据资源
|
||
|
||
打开「节点 2 」网页(公安机关账号)在「我的资源」点击「添加资源」按钮,将上面表格作为数据资源上传(实际场景中可通过配置数据库进行查询),最后点击保存。
|
||
|
||

|
||
|
||
#### 4.2.3 新建匿踪查询任务
|
||
|
||
打开「节点 1 」网页(检查院)在「隐匿查询」发起一次查询任务,在「选择查询资源」处选择上一步模拟公安机关上传的数据资源,最后点击「查询」按钮。
|
||
|
||

|
||
|
||
#### 4.2.4 查看结果
|
||
|
||
在「节点 1 」网页(检查院)的「隐匿查询」下可以查看上一步创建的「匿踪查询」任务状态,任务运行结束后,点击「导出结果」即可下载结果文件,查看匿踪查询返回的记录。
|
||
|
||

|
||
|
||
至此,我们就用 PrimiHub 管理平台完成了一次完整的「匿踪查询」任务。模拟了检察院在公安机关提供的涉赌记录数据中,查询目标对象( 110221xxxxx )的涉赌信息。**在查询过程中,检察院仅获得查询对象的信息,公安机关也看不到检察院的查询记录,保证了检察院的办案独立性**。
|
||
|
||
## 五、最后
|
||
|
||
PrimiHub 是由原语科技开源的隐私计算平台,具有开箱即用、功能丰富、容易上手、灵活配置等特点。
|
||
|
||
- **开箱即用**:拥有 [Web 界面](https://github.com/primihub/primihub-platform)、[命令行](https://docs.primihub.com/docs/category/%E5%88%9B%E5%BB%BA%E4%BB%BB%E5%8A%A1) 和 [Python SDK](https://docs.primihub.com/docs/category/python-sdk-client) 多种使用方式
|
||
|
||
- **功能丰富**:支持匿踪查询、隐私求交、联合统计、联合建模、数据资源管理等功能
|
||
|
||
- **灵活配置**:支持自定义扩展语法、语义、安全协议等
|
||
|
||
- **自主研发**:多方安全计算、联邦学习、同态加密、可信计算等隐私计算技术
|
||
|
||
隐私计算作为前沿技术,其开发难度可想而知,开源不易如果体验后觉得 PrimiHub 还不错,就点一个 Star✨ 吧!
|
||
|
||
> GitHub 地址:[https://github.com/primihub/primihub](https://github.com/primihub/primihub)
|
||
|
||
在国内外科技巨头纷纷布局隐私计算产业的当下,**花些时间学习一下「隐私计算」属实是波只赚不亏的技术投资**。虽然目前隐私计算受限于性能等因素还远没到普及的程度,但从各国对于隐私保护的重视程度,隐私数据安全合规的使用和流动注定是未来的趋势。相信待时机成熟之时,隐私计算会和现在的大模型一样,迎来属于自己的时代。
|
||
|