T112019-数据智能技术峰会-利用同态加密实现安全的数据交付-2019.12-22页_7mb

利用“同态”加密实现安全的数据交付总结

核心内容

本文档探讨了如何利用“同态”加密技术实现安全的数据交付，以满足数据保护、防止非授权数据泄露以及满足法律法规要求的需求。通过结合对称与非对称加密算法、概率加密和分组加密，实现数据在传输和计算过程中的安全性与效率。

主要观点

• 需求方与供应方之间的数据安全交付：需求方需要保护其商业机密，供应方则需防止非授权数据泄露，同时满足数据交付的法律要求。
• 同态加密的优势：允许在密文上进行计算，无需解密即可得到与明文运算相同的结果，从而保障数据隐私。
• 数据加密与解密流程：数据供应商使用对称加密对数据集进行加密，需求方使用非对称加密对标签数据进行加密，最终通过解密得到所需信息。
• 数据交付效率：采用同态加密技术，可实现高效的解密服务调用，减少网络传输数据量，提升处理速度。

关键信息

同态加密定义

同态加密是一种加密形式，允许在密文上进行代数运算，得到的结果在解密后与对明文进行相同运算的结果一致。

TD增强同态性

通过使用两个加密算法 $E_1$ 和 $E_2$，满足 $m = D_1(D_2(E_2(E_1(m, k_1)), k_2), k_1)$，实现解密顺序的交换。

加密流程

1. 数据供应商：使用对称加密 $K_1$ 对数据集中的标签信息进行加密。
2. 需求方：对选中的标签数据使用非对称加密 $K_1 \cdot K_2$ 进行加密，并返回给数据供应商。
3. 数据供应商：解密 $K_1$，返回加密后的标签数据 $S_1 \cdot K_2$。
4. 需求方：解密 $K_2$，得到最终的标签数据 $S_1$。

加密技术组合

• 对称与非对称加密：使用对称加密加密数据，使用非对称加密加密密钥，提高安全性。
• 概率加密：采用随机密钥或随机数进行逐条加密，实现一次一密，增强安全性。
• 分组加密：对数据集进行分区，每个分区使用不同的密钥对，提高整体安全性。

数据格式

• Id：用户ID，例如 0 T30rXSRbe9UzuthMZB7TgcoltQ。
• b：数据源，例如 C4W1YiX6JvomII9E7jCy5Uz3Sw。
• atts：属性，例如 VqD1zMqtXQLP6HaAoUC1+g。

应用场景

• 查询或补充外部数据：单方使用，需求方通过加密标签数据，从供应方获取所需数据。

方案优势

• 安全性极高：采用同态与概率加密算法，确保数据在传输和计算过程中不被泄露。
• 按实际使用计量：在不知道请求方内容的情况下，可对数据进行统计，实现按需交付。
• 数据交换效率高：解密服务调用仅传输加密后的密钥，减少网络传输量，单条数据处理时间固定。
• 快速开发：提供SDK实现数据接收、匹配、解密等功能，便于快速对接现有系统。

性能指标

• QPS：5000/节点
• 处理时间：毫秒级
• 数据膨胀：
  • 1024位密钥：344B/条
  • 2048位密钥：688B/条
  • HASH校验（可选）：64B/条

适用场景

• 查询或补充外部数据：适用于需求方与供应方之间进行数据交换的场景，尤其适用于对数据隐私有较高要求的行业。

回顾与展望

回顾

• 面临的问题：数据隐私保护、非授权数据泄露、法律合规等。
• 同态加密的创新：通过组合对称与非对称加密，实现数据安全交付。
• 实现中的增强：引入概率加密、分组加密等技术，提高安全性与效率。
• 产品的特点与适用场景：安全性高、效率高、支持快速开发，适用于数据查询与补充场景。

展望

• 国密支持：未来计划支持国家密码管理局认证的加密算法。
• 减少数据膨胀：通过优化加密算法，降低数据体积。
• 提升压缩率：进一步压缩加密数据，提高传输与存储效率。

应用展示

• 服务名称：数据交换同步解密服务02、数据交换同步解密服务、数据同态解密服务。
• 状态：已上架、审核中。
• 发布范围：非公开发布。

总结

通过同态加密技术，TalkingData 实现了在不泄露用户隐私的前提下，进行安全的数据交付。该方案在安全性、效率和开发便捷性方面具有显著优势，适用于对数据隐私要求高的行业场景。未来将进一步优化加密算法，支持国密标准，减少数据膨胀，提升整体性能。