三、AI发展趋势为隐私计算的未来发展提供借鉴
刚刚聊到AI和隐私计算之间的关系,其实我们可以用AI的发展趋势预测隐私计算将来的发展趋势。
第一,AI为隐私计算解决兼容互通问题提供了借鉴。AI也有很多框架,比如Tensorflow、PyTorch,各个框架之间也很难互通,但后来出现了ONNX,在数据流图层把各家的协议集中汇聚起来,再转移成另一个框架可以执行的东西。数据流图层面的兼容,是AI发展为解决框架之间互联互通问题提出的方案,对隐私计算的互联互通具有借鉴意义。
第二,AI为隐私计算性能优化提供了方向。我们知道AI也是吃算力的,AI的性能优化基本沿着两条路线,一是硬件升级,最早是CPU,后来又有GPU,再到现在专用的AI芯片;二是算法升级,包括模型的压缩、蒸馏、剪枝,把大模型变成小模型,这些对于隐私计算的发展也是适用的。
第三,AI为隐私计算解决安全性问题提供了路径。我们做了一个技术实验,一张雪山的图片,经过添加对抗噪声,可以让AI识别错误,让其识别成一张狗的图片,这是AI的安全性问题。隐私计算也面临类似的问题,比如通过横向联邦中的数据投毒、模型污染化,所以AI和隐私计算在安全性提升方面面临的问题也是相通的。
第四,AI为隐私计算场景落地问题提供了借鉴。前几年一直说AI赋能万物,AI赋能所有产业,现在大家发现是产业结合AI、场景结合AI。隐私计算目前也处在这两种思想的汇聚期,到底是隐私计算作为底座赋能所有产业,还是结合具体场景来选择相应的隐私计算技术?这是两种路线之争。当然,我们相信结合场景的AI更有价值,结合场景的隐私计算也更实际、更可落地、更有价值。
从AI的发展经验来推演隐私计算的发展,在技术路径方面,概括来说有以下几个思路:
第一,编译器路线。兼容互通应该在底层算子层完成,不应该只停留在软件层或集成层,底层数据流图也是安全、可追溯、可验证的工具,可表达计算逻辑。第二,性能优化。短期可以通过优化底层的密码库来实现,未来还需要新硬件的介入,更好地提升速度。第三,隐私计算的安全性,包含抵御密码协议层和应用层的恶意攻击,随着AI的发展,一些对抗样本攻击的问题开始出现,隐私计算的发展将来也将面临一些新安全问题,我们应该在当前发展的时候就考虑到,而不是先发展后治理。
四、隐私计算的产业路径需要逐场景落地
同样参考AI发展模式,我们认为隐私计算的产业路径需要逐场景落地,并根据不同的场景选择不同的技术路线。借用信通院讲的三大技术路线来阐述多方安全计算、联邦学习和可信执行环境各个路线之间的优劣势。
(1)从应用场景来说,MPC更适合数值类简单计算和查询求交类特定计算;联邦学习主要是针对机器学习的场景,计算逻辑比较复杂,不是简单计算;TEE更适合通用计算场景,比如有时候想跑一个完整的Tensorflow或数据库应用,用前两个比较难,用这个比较合适。
(2)从技术优势的角度来说,简单的分布式统计/查询求交场景下,MPC比较成熟,但复杂计算情况下受限于通信情况,还是不太成熟;联邦学习,保证数据不出库的情况下进行复杂的机器学习、建模,大部分情况下的计算性能还是尚可的,但是在一些特别大量的数据下,密码学计算还是主要的限制;TEE是集中式的数据处理,易开发,它的算法/框架生态是最好的。
(3)从技术劣势的角度来说,MPC的通信量大,支持简单的计算逻辑可行,但计算逻辑一旦复杂,就耗费一定时间,比如一个Resnet,2-party,一张图片的inference可能需要10分钟以上,在实际落地中是完全不可接受的;联邦学习主要是面向AI建模场景,但有的场景就是想简单的求和、求最大值,这时候联邦学习就不是理想方案;TEE主要劣势是依赖于硬件厂商的硬件可信性,和用户是否接受数据集中式处理。
目前隐私计算这一赛道比较火热,但是还有很多问题没有解决。比如隐私计算解决的是数据流通安全性的问题,分离了数据所有权和使用权,避免流通过程中的资产损失,但它没办法解决端到端的安全问题。很多企业更希望获得的是端到端安全保障,比如数据存储、数据采集怎么做,以及数据流通前后的权属该怎么定,隐私计算在解决这样的全链路安全问题上,还面临着一系列挑战。所以,隐私计算仅仅是企业合规建设中的一个技术环节,整体上还是需要在法律法规的指导下进行。
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