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數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
2025年06月06日 14:25 來源:數(shù)字中國(guó) 【打印】 
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo),我今天報(bào)告的內(nèi)容就是數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),跟我們這個(gè)主題非常吻合。今天我主要介紹以下4個(gè)方面的內(nèi)容。
一、密碼與數(shù)據(jù)安全
剛才劉局長(zhǎng)已經(jīng)說了,好多關(guān)于區(qū)塊鏈、隱私計(jì)算實(shí)際上都是打通數(shù)據(jù)要素,高效流通非常基礎(chǔ)性的技術(shù)。我們國(guó)家高度重視數(shù)據(jù)安全,實(shí)際上習(xí)近平總書記提出要維護(hù)國(guó)家數(shù)據(jù)安全、保護(hù)個(gè)人信息和商業(yè)秘密、加快構(gòu)建數(shù)據(jù)基礎(chǔ)制度體系。習(xí)近平總書記也提出以顛覆性技術(shù)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,實(shí)際上數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)安全都是新質(zhì)生產(chǎn)力重要的領(lǐng)域。我們?cè)?022年中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)文提出,保護(hù)個(gè)人隱私和確保公共安全前提下來保障我們的數(shù)據(jù),實(shí)際上做隱私計(jì)算的人都非常清楚,就是隱私計(jì)算可以保障這個(gè)屬性。
全球的話,也出臺(tái)了很多數(shù)據(jù)安全戰(zhàn)略,包括很多條例,我們不能說太多。有一個(gè)比較有影響力的就是歐洲的通用信息保護(hù)條例,這是執(zhí)行得比較好的一個(gè)條例。美國(guó)開展的密碼隱私計(jì)算專項(xiàng),特別是高速芯片來保障,實(shí)際上就是搶占這個(gè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)高地的部署。2024年,大家知道美國(guó)白宮發(fā)布了一些關(guān)鍵新興技術(shù)國(guó)家戰(zhàn)略,包括數(shù)據(jù)隱私、數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),還有分布式賬本,實(shí)際上大部分都是跟數(shù)字技術(shù)有關(guān)系。今天我們的數(shù)據(jù)安全面臨很多重要的問題,大家往往忽略的就是數(shù)據(jù)篡改的攻擊,大家覺得加密就行了。但是大家一定注意,不管你是哪種網(wǎng)絡(luò),專用的還是公開的網(wǎng)絡(luò),實(shí)際上攻擊者都是用一樣的能力來進(jìn)行篡改的,大家一定注意這個(gè)問題。比如說我們心臟起搏器,你心跳200下,胰島素泵給你的劑量篡改到20倍,這個(gè)人的生命很難保障的,這是數(shù)據(jù)篡改的攻擊。還有一種數(shù)據(jù)篡改的攻擊,大家要注意,是無碰撞攻擊,有碰撞一定是有攻擊的。大家一定注意,就這個(gè)技術(shù)的出現(xiàn)催生了一些病毒,攻擊我們的基礎(chǔ)設(shè)施,這就是借用密碼算法攻擊的兩個(gè)重大的攻擊事件。密碼這么重要,它保障的是信息安全的機(jī)密的完整性、可驗(yàn)證性。
今天我們國(guó)家已經(jīng)有比較完備的法律體系,包括密碼法、數(shù)據(jù)安全法等一系列的法律。從法律層面,我們國(guó)家是世界領(lǐng)先的,世界領(lǐng)先的法律體系逐步建立起來。下面介紹密碼技術(shù)和隱私計(jì)算,首先是密碼技術(shù),完善密碼系統(tǒng)的概念,密碼學(xué)實(shí)際上最早是從軍事發(fā)展的,就是點(diǎn)到點(diǎn)的通訊。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的通訊就是一對(duì)多的通訊,這就是國(guó)外加密發(fā)展起來的。今天我們直接到后面的,剛才跟林惠民院士交流,實(shí)際上我們密碼學(xué)本身就是扛量子計(jì)算攻擊的,今天我們又回到現(xiàn)代密碼學(xué)的開始的地方,密碼學(xué)最早的設(shè)想我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。美國(guó)2006年制作高維格的密碼研究的三個(gè)算法,一個(gè)是基于哈市函數(shù),所以說就可以看出來互聯(lián)網(wǎng)的密碼大體的研究的范圍。美國(guó)還進(jìn)行了第二批標(biāo)準(zhǔn)的制定,有4個(gè)算法,其中兩個(gè)已經(jīng)被破解了,清華大學(xué)也破解了一個(gè),我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)給它進(jìn)行了破解。2023年的話,美國(guó)就征集了第二大批次的40個(gè)簽名的算法,這個(gè)階段我們成功設(shè)計(jì)的具有數(shù)據(jù)難題的,真正的抗量子計(jì)算機(jī)攻擊的算法。美國(guó)國(guó)家現(xiàn)在也明白過來了,就是給機(jī)器加強(qiáng)密碼的合作,實(shí)際上就是為了應(yīng)對(duì)中國(guó)的挑戰(zhàn),我們國(guó)家在這方面還是非常先進(jìn)的。高維格密碼很簡(jiǎn)單,實(shí)際上1983年高斯提的一個(gè)概念,它有兩大數(shù)學(xué)難題,就是找一個(gè)最短的格向量。第二個(gè)問題就是我們認(rèn)定了一個(gè)目標(biāo)向量器,找最近的一個(gè)格點(diǎn),所以我們?cè)O(shè)計(jì)就是這兩個(gè)數(shù)學(xué)難題,對(duì)抗量子計(jì)算機(jī)的攻擊。大家看,實(shí)際為什么設(shè)計(jì)這個(gè)密碼算法非常成功,我給學(xué)生提了一個(gè)問題,我們做一個(gè)高斯采樣算法就可以了。你采得最好,你設(shè)計(jì)的密碼算法就是國(guó)際上最好的。但是有一個(gè)問題,因?yàn)槊艽a格是隨機(jī)格,它是隨機(jī)高斯,我們離散高斯就是隨機(jī)高斯分布,我們的密碼算法就可以設(shè)計(jì)得是安全的,它有一個(gè)光滑參數(shù),我們團(tuán)隊(duì)圍繞這個(gè)高斯測(cè)度進(jìn)行采樣。實(shí)際上,我們給了一個(gè)高斯采樣的通用算法,并且給出了高斯光滑參數(shù)一個(gè)新的定義,一個(gè)新的公式,就是你做出一個(gè)最好的高斯采樣,你設(shè)計(jì)的密碼算法就是最好的。所以獲得了去年的最佳論文,所以我們一定要注意關(guān)鍵核心問題,一般的暫時(shí)先不做。
美國(guó)尼斯特經(jīng)過六年選出4種算法,三個(gè)是高維格,現(xiàn)在我們國(guó)家的密碼團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的多個(gè)算法綜合性能超過了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上,抗量子計(jì)算機(jī)攻擊的密碼算法的最大優(yōu)勢(shì)是比不抗量子計(jì)算機(jī)攻擊的密碼速度還要快。
二、密碼技術(shù)與隱私計(jì)算
大家知道我們希望數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,加密以后全是密文,如果對(duì)它進(jìn)行操作,這是很難的問題,函數(shù)畢竟不一樣。2023年,聯(lián)合國(guó)大數(shù)據(jù)工作組發(fā)布了隱私計(jì)算,剛才我非常高興,我們的劉局長(zhǎng)提到了安全計(jì)算,提到了隱私計(jì)算。我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)做了一個(gè)非常好的工作,BFV已經(jīng)是RSI標(biāo)準(zhǔn)層,這是非常核心的加密算法,但是有人提出來大素?cái)?shù)下并行計(jì)算,只要是大素?cái)?shù)的時(shí)候可以進(jìn)行同臺(tái)加密計(jì)算,它的最大的問題就是效率低,這是學(xué)界的難題。我們提出來一個(gè)新型的算法,大家知道加密就是用這一些算法來支持的,所以這是最核心的一個(gè)算法。我們提高了151倍,傳統(tǒng)的就是計(jì)算兩三分鐘要停機(jī)12小時(shí)降噪,現(xiàn)在我們是計(jì)算兩三分鐘只停14分鐘降噪就行了,這是軟件的實(shí)現(xiàn)。下一步是硬件實(shí)現(xiàn),如果硬件實(shí)現(xiàn)就是秒級(jí)實(shí)現(xiàn)了,運(yùn)行兩三分鐘就停止兩三秒鐘,因?yàn)榇蠹叶荚谟?jì)算,它安全性是衰減的,不能一直計(jì)算下去,它是這么一個(gè)概念,大家就可以看出來了,這就是美國(guó)做的工作,我們把它提升了151倍。我們還有一個(gè)后續(xù)的工作,也得到了比較好地體現(xiàn),現(xiàn)在應(yīng)該說,并行運(yùn)算的算法是可以進(jìn)行工業(yè)化部署了,特別是硬件實(shí)現(xiàn)的。
三、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施安全
關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是非常必要的,不管是什么行業(yè),實(shí)際上密碼系統(tǒng)、密碼計(jì)算最多達(dá)到4級(jí)安全,如果是芯片可以達(dá)到5級(jí)、6級(jí)、7級(jí),所以硬件是基礎(chǔ)設(shè)施,是我們整個(gè)國(guó)家的最重要的基礎(chǔ)設(shè)施的部署,從安全性來說,軟件是達(dá)不到這個(gè)高度的。目前,我們的金融、電力、交通做商用密碼的部署方面已經(jīng)部署完了,我們銀行卡全部覆蓋,我們的電表幾年前已經(jīng)達(dá)到5級(jí)以上,還有我們的ETC也是通過商用密碼的部署。我要介紹一款最重要的基礎(chǔ)密碼設(shè)施就是密碼芯片,就是SEA,它要支撐整個(gè)的加密,大家知道,密鑰和軟件保護(hù)一樣,怎么保護(hù)都很難,我們做的實(shí)驗(yàn)就不具體說了,軟件保護(hù)能力很弱的。如果把這個(gè)主密鑰放在硬件里面,安全級(jí)別是非常高的,能夠抵抗。就是因?yàn)樾酒母鞣N攻擊,誕生了密碼學(xué)領(lǐng)域的第六大會(huì)議,專門是針對(duì)硬件安全的,所以也有幾十年的發(fā)展,有大量的攻擊,也催生了測(cè)評(píng)行業(yè)的誕生。大家看一下CC,就是信息技術(shù)安全評(píng)估認(rèn)證,國(guó)際CC認(rèn)證。國(guó)際CC認(rèn)證,我只說密碼芯片的,只說硬件的,大家知道實(shí)際上美國(guó)跟加拿大、歐洲四國(guó)實(shí)現(xiàn)了6國(guó)、7組織他們來發(fā)起的,他們也公布了一個(gè)ISO標(biāo)準(zhǔn)。目前有31個(gè)國(guó)家、100個(gè)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室也沒有。我們國(guó)家整個(gè)的軟件、硬件所有的信息系統(tǒng)達(dá)到怎么一個(gè)安全級(jí)別根本沒有概念,所以我們國(guó)家是需要測(cè)評(píng)認(rèn)證突破,也是一種封鎖,是卡脖子技術(shù)。實(shí)際上,依靠公布的ISO標(biāo)準(zhǔn),我們國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了密碼芯片的5級(jí)測(cè)評(píng),還有一個(gè)測(cè)評(píng)體系,就是BSI測(cè)評(píng)。BSI測(cè)評(píng)實(shí)際上是英國(guó)牽頭的一個(gè)全球授權(quán)的密碼產(chǎn)品測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)室。目前已經(jīng)部署了3家,山東高維密碼測(cè)評(píng)有限公司實(shí)際上拿到了這個(gè)測(cè)評(píng)資質(zhì),拿到資質(zhì)有一個(gè)好處是什么?就是我們的密碼產(chǎn)品出口的時(shí)候,在我們實(shí)驗(yàn)室測(cè)評(píng)就可以了,然后你再出口。但是以往是把核心代碼放到國(guó)外實(shí)驗(yàn)室測(cè)評(píng),現(xiàn)在可以不用交出去,自己在內(nèi)部測(cè)就行了。
四、區(qū)塊鏈技術(shù)及發(fā)展
區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)際上來源于比特幣了,為什么區(qū)塊鏈技術(shù)有兩類技術(shù)?一個(gè)是挖比特幣的時(shí)候需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步,也就是通過分布式系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步,那就是意味著分布式共識(shí)協(xié)議是非常重要的一個(gè)支撐技術(shù)。另外,還有大量的密碼技術(shù),也是區(qū)塊鏈的支撐技術(shù)。此外,分布式共識(shí)協(xié)議的安全性證明是經(jīng)過密碼數(shù)字簽名來得到安全性證明的,所以說密碼技術(shù)在區(qū)塊鏈里面起到了非常重要的關(guān)鍵的支撐作用。關(guān)于分布式共識(shí)協(xié)議有兩個(gè)圖靈獎(jiǎng)了,從2009年比特幣產(chǎn)生以后,特別是第二代共識(shí)里面,實(shí)際上它就開始對(duì)這個(gè)區(qū)塊鏈進(jìn)行了很好的支撐作用。到2014年以后,區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈概念提出來,到今天第三代共識(shí),大家看一下,這里面有我們國(guó)家的區(qū)塊鏈共識(shí),迪諾和大圣在第三代共識(shí)里面它的指標(biāo)性能是達(dá)到可證明安全的,并且迪諾和大圣的實(shí)現(xiàn)效能比哈希的效率高、速度更快。
下面介紹一下Dyno迪諾區(qū)塊鏈。它實(shí)際上最先的一個(gè)目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)共識(shí),大家知道我們的區(qū)塊鏈,我們想能夠?qū)崿F(xiàn)在一個(gè)不宕機(jī)的情況下完成它的加入和退出。如果要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的可證明安全的共識(shí),結(jié)構(gòu)就破壞了,要重新證明它的安全性。迪諾公司是具備可證明安全一個(gè)新的協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了不宕機(jī)。它的安全性證明它的性能達(dá)到了1秒6.8萬筆交易,在國(guó)際公開的所有的聯(lián)盟的共識(shí)里面,沒有人公布達(dá)到5萬筆交易,我們是唯一的一家是達(dá)到6.8萬筆交易,我們公布的數(shù)據(jù)與我們信通院的測(cè)評(píng)是一致的,被立項(xiàng)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
還有一個(gè)大圣,就是說另外一個(gè)思想,3F加一個(gè)節(jié)點(diǎn),2F加一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),為什么要TF+1?因?yàn)樗募僭O(shè)有F個(gè)壞的節(jié)點(diǎn)。大家要注意,實(shí)際上我們效率要基于F+1投票,不是2F+1。但是有一個(gè)問題,如果你F+1進(jìn)行了投票,是否是達(dá)到可證明安全?這是很難的事情。所以說我們最終用了三種證書,保證不管是哪種網(wǎng)絡(luò)通訊的環(huán)境下,不管是強(qiáng)的還是一般的標(biāo)準(zhǔn)的,它仍然達(dá)到最高的安全性證明,我達(dá)到F+1的安全性證明的強(qiáng)度,我的效率是利用的F+1的效率,這個(gè)思想是非常先進(jìn)的,目前,分布式共識(shí)領(lǐng)域很多人開始用這種思想進(jìn)行投票了。這個(gè)目前大家看性能是哈希1倍以上,如果高并發(fā)的一下可以達(dá)到35倍以上,目前已經(jīng)被國(guó)際清算銀行寫入貨幣白皮書。還有一個(gè)協(xié)議目前也被東南亞五個(gè)國(guó)家設(shè)計(jì)成央行數(shù)字貨幣,數(shù)字貨幣就是密碼協(xié)議加區(qū)塊鏈或者是區(qū)塊鏈加密碼協(xié)議,所以設(shè)計(jì)了五個(gè)國(guó)家的央行數(shù)字貨幣,也構(gòu)建了亞洲數(shù)字支付平臺(tái)。目前交易額超過150億,作為國(guó)家試點(diǎn),現(xiàn)在開始到非洲落點(diǎn)。
最后,我想介紹一下分布式數(shù)字芯片。毫無疑問,WEB3.0目前表現(xiàn)為兩代技術(shù),一個(gè)是分布式數(shù)字芯片,為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施提供信任的底座。大家知道萬維網(wǎng)聯(lián)盟提供的GRG有170例解決方案,目前我們團(tuán)隊(duì)跟電信領(lǐng)域的同行探討,現(xiàn)在手機(jī)系統(tǒng)提前部署WEB3.0的可能性。如果手機(jī)網(wǎng)絡(luò),因?yàn)槲覀冏约旱氖謾C(jī)號(hào)是實(shí)體的是可控的,它要通過區(qū)塊鏈技術(shù)和分布式數(shù)字芯片支撐這兩大WEB3.0這兩個(gè)最核心的內(nèi)容。
我的報(bào)告就是這些,謝謝。
(以上內(nèi)容根據(jù)嘉賓發(fā)言速記整理)
