3-3 大数据协同中的隐私与可靠性保护.pdf

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1、大数据协同中的隐私与可靠性保护腾讯计费平台部张韬|01数据协同中的安全问题02可信执行环境(TEE)简介03TEE 上的分布式计算04区块链协调的数据协同目录 CONTENT|数据协同中的安全问题01|数据安全与实用性的两难|可用性 数据不能明文跨域互通数据成为资产、生产资料个人信息保护法、GDPR 单一平台无法获得全面的数据特征缺失样本偏差 密码学算法性能开销较大 计算逻辑正确性难以保障分布式计算、外包计算机密性可靠性MPCFL同态加密分布式计算硬件加速(GPU等)算法调优数据清洗可信执行环境(TEE)简介02|可信执行环境(TEE)的安全特性|可用性 数据隐私 数据、计算逻辑、结果完整性

2、性能机密性可靠性加密内存内存隔离加密落盘安全信道除启动耗时外，与非TEE环境性能相当远程证明内存隔离防篡改结果认证TEE 硬件|Intel SGX配套基础设施完善：远程证明（IAS、DCAP）、开发者接入产品普及 ARM TrustZone过强的信任假设：需要信任固件预置的 TrustedOS缺乏远程证明等基础设施（华为鲲鹏服务器上搭载了华为自研远程证明机制）RISC-V Keystone/Sanctum、蓬莱暂未有成熟服务器推出设计类似SGX AMD SEV专注于虚拟机隔离场景远程证明存在安全漏洞，且不具备逻辑完整性的保护BWS,CCS19寄存器、IO存在数据泄露的漏洞HB2017,SIGP

3、LAN Notices 2017LZL+,Security19资源调度仍然依赖HypervisorTEE 的接入方式对比|TEE SDK应用级别接入，对业务有侵入式改造攻击面最小 libOS基础设施级别接入，业务少量感知 虚拟化：WebAssembly、Docker、VM基础设施级别接入，业务可无感知TEE 上的分布式计算03|多节点协同|一般步骤节点间两两互验远程证明每两个节点间通信密钥不同 缺点交互复杂度为 2需要维护其他节点信息多节点协同|节点间密钥管理1.数据拥有者通过远程证明验证Key Server，向Key Server注册一对加密公私钥对。2.数据拥有者向Worker提供签名授权

4、使用数据。3.Worker向Guard展示签名，并请求对应解密私钥。4.若Guard本地没有对应私钥，则向Key Server查询。5.Guard发送解密私钥给Worker。6.Worker在运行中，可使用查询到的解密私钥解密来自对应数据拥有者的入参数据。Key Server集中管理密钥和授权Key Guard为同一个物理节点或CVM上的Worker提供密钥查询和授权的常驻服务Worker为执行业务逻辑的协同计算节点以上3个组件均运行在TEE可信域内TEE 上的 分布式计算|适配TEE硬件Spark、TensorFlow等计算框架适配 计算节点间密钥同步Key Server验证节点远程证明Ke

5、y Server-Guard密钥管理使用者授权密钥使用 计算集群对接密文数据库性能对比|区块链隐私交易场景全同态加密：性能较低零知识证明、同态加密：支持场景有限其他MPC：性能、泛用性有提升空间 隐私求交集(PSI)场景密码学算法：性能、泛用性有提升空间合约执行时间链下辅助执行时间全同态加密6 ms无Bulletproofs零知识证明2.48 ms19.87 msPaillier同态加密0.7 ms无SGX隐私合约0.34 ms无TEEBlindRSAOT512 RSA1024 RSA512 RSA512 RSA+SM420 executor*4G1亿 X 1亿8min26s26min21s1

6、12min34s 15min44s40 executor*4G5min26s17min21s75min8s10min35s15min59s20 executor*4G10亿 X 10亿40min153min40 executor*4G25min127min552min83minPSI性能对比128MB内存旧机型单TEE节点隐私交易性能对比区块链协调的数据协同04|数据协同中的监控与协调|数据用途存证计算逻辑（模型）存证数据提供方 数据用量存证数据哈希或签名TEE统计数据量 任