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1、百度数邦平台的可信联盟链李宇 高级研发工程师2022.05.21您公司的logo|01数邦平台简介数邦平台简介03数邦平台联盟链数邦平台联盟链技术路线技术路线02数邦平台联盟链数邦平台联盟链整体框架整体框架04数据隐私与安全数据隐私与安全思考思考目录目录CONTENT您公司的logo|数邦平台简介数邦平台简介01您公司的logo|背景背景您公司的logo|--06欧盟欧盟 GDPRGDPR通用数据保护条例通用数据保护条例开始实施开始实施美国美国 CCPACCPA加州消费者隐私法案加州消费者隐私法案正式颁布正式颁布中国中国 DSLDSL中华民共和国
2、数据安全法中华民共和国数据安全法常委会通过常委会通过中国中国 PIPLPIPL中华民共和国个信息中华民共和国个信息保护法保护法正式施正式施百度数邦平台(百度数邦平台(FedCube)简介)简介您公司的logo|模块层应用层同态加密数据层区块链智能合约可解释性模块AutoDL4A鉴权资源隔离多租户动态存储百度数据联邦平台GPU运算时空类型数据离散型数据时序数据POI数据平台层花销模型日志审计数据审查隐私保护联邦学习/计算To U 合作To G 合作To B 合作数邦平台联盟链数邦平台联盟链整体框架整体框架02您公司的logo|整体框架整体框架:基于区块链的数据隐私知识共享机制:基于区块链的数据隐
3、私知识共享机制|基于区块链的隐私保护数据挖掘机制基于密码学及安全协议的数据隐私安全基于区块链共识机制的数据可靠性保证基于智能合约的多方联合建模参数共享可插拔共识RaftPBFTKafkaPoFPoQ同态加密秘密共享PSI零知识证明多重签名限密码ACL容器化执Ledger DB合约安装合约升级执验证数邦平台联盟链数邦平台联盟链技术路线技术路线03您公司的logo|数邦联盟链的技术路线概要数邦联盟链的技术路线概要|1.联盟链多方协同下身份隐私的集合交集安全计算2.联盟链多方协同下纵向神经网络安全训练方法3.数邦平台的联盟链与可信执行环境在多个企业或者机构集合中寻找共有的交集结果,但不透露交集以为其
4、他用户的信息。多个企业或者机构进行纵向联合建模,但不泄漏每个样本数据的特征值。在调用敏感信息和进行敏感操作时,保证程序的正确执行,同时保护敏感数据的安全。4.数邦平台联盟链的应用示例基本概念回顾:同态加密基本概念回顾:同态加密|同态加密-在密文上进行计算同态加密技术最早在1978年由Rivest等人提出。加法(Paillier)/乘法(ElGamal)同态。!(+)=(!(),!()!()=Multi(!(),!()全同态加密(FHE)密码学“圣杯”Gentry.2009应用:领域广泛,云计算、隐私保护等数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案|一、基于Thre
5、shold Paillier和联盟链的多方隐私集合求交方案1.联盟区块链节点构建由企业和机构通过搭建联盟区块链节点构建基础信任关系。如企业A、B、C分别拥有联盟区块链节点1、2、3,机构D、E、F分别拥有节点4、5、6。A-F通过合作模式构建联盟链,并设置可插拔共识算法保证数据一致性和正确性。账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案|一、基于Threshold Paillier和联盟链的多方隐私集合求交方案2.Threshold Paillier密钥生成账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节
6、点5节点6=2+1=2+1=#=1+)%#&随机#=,参与者=,pk=多方隐私求交任务发布后为各个参与方生成密钥,以及共享公钥。(=私钥|一、基于Threshold Paillier和联盟链的多方隐私集合求交方案3.隐私集合数据加密账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6Paillier的基本加密算法Threshold-Paillier加密=&)*+!&其中 =!数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案参与者将自己的私有数据集合进行加密。参与方通过调用智能合约将密文数据共享给多方求交任务的协同方。|一、基于Threshold Paillier
7、和联盟链的多方隐私集合求交方案4.密文聚合账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6=K-&.,!$&14&数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案聚合者通过智能合约获取共享在链上的其他参与方共享的密文。通过聚合操作将密文数据进行聚合。|一、基于Threshold Paillier和联盟链的多方隐私集合求交方案5.隐私集合解密账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6/0!=1/0!/0!#&数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案聚合者将密文解密后通过智能合约将隐私集合交集结果发布到区块链上。
8、各个参与方通过获得的隐私交集集合将交集用户数据通过双向SSL方式共享给任务的协同方。其中,需要包括共享数据的大小,共享数据的条目,共享数据的hash,以及共享成功的时间戳等过程信息。|账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案数邦平台联盟链的多方隐私集合求交方案一、基于Threshold Paillier和联盟链的多方隐私集合求交方案6.多方隐私集合求交流程图|账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案二、基于ElGamal及其变形的纵向联合建模方案1
9、.ElGamal加密算法2.ElGamal同态加密性密钥生成:G为素序数q和生成器g的循环群,公钥为(G,q,g,h).其中,=!.X ,X为私钥,私钥生成后分发给联合建模参与方。加密:r .解密:参与方拥有(m1,m2,m3)m1+m2+m3E(m1,r)E(m2,r)E(m3,r)|账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案二、基于ElGamal及其变形的纵向联合建模方案3.ElGamal算法的probabilistic特性4.ElGamal同态加密密文共享ElGamal算法的加密操作需要一个随机数作
10、为输入。区块链节点1(任务发起者)将选取随机数r同时将数据加密上链。1-6按照顺序依次进行密文的同态加法计算并利用智能合约记录操作顺序和结果。|数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案二、基于ElGamal及其变形的纵向联合建模方案5.神经网络结构6.神经网络的训练方法输入层、隐含层、输出层正向传播输入数据乘以单元/节点之间的每个连接权重,然后将所有乘积相加进入激活函数。反向传播通过对网络中所有权重计算损失函数的梯度,将梯度反馈给最优化方法,用来更新权值以最小化损失函数。损失函数|账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6数邦平台联盟链的多方纵
11、向联合建模方案数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案二、基于ElGamal及其变形的纵向联合建模方案7.sigmoid函数的线性近似求解1 Efficient implementation of piecewise linear activation function for digital VLSI neural networks|数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案二、基于ElGamal及其变形的纵向联合建模方案8.神经网络正向传播安全计算过程隐含层:23+2&+24=(52565)输出层:3+&+4=2723+272&+27249.神经网络反向传播的安全
12、计算过程输出层权重:通过random share方法设计多方安全乘法计算,并且安全的计算出梯度值,进一步更新权重。隐含层权重:同样的,通过random share方法设计多方安全乘法计算,可以将梯度值进行计算,并更新隐含层权重。|账本账本账本账本账本账本节点1节点2节点3节点4节点5节点6数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案数邦平台联盟链的多方纵向联合建模方案二、基于ElGamal及其变形的纵向联合建模方案10.安全性分析可以证明在Semi-honest模型下的安全性。Semi-honest是指参与方遵守协议,但是会尝试去分析获得的数据。由于计算过程都是在密文上进行,所以可以抵抗链上成员获取数
13、据后进行分析。11.区块链多方共识的分布式安全存储区块链的多方共识为分布式安全存储提供了可追溯、防篡改特性。在多方共识的基础上,通过可信计算/监管可以保障数据的质量以及执行的正确性。数邦平台联盟链可信执行环境数邦平台联盟链可信执行环境您公司的logo|Baidu MesaTEESGX/TPMTrusted&Secure environmentSGX Attestation智能合约/节点加密存储客户端区块区块区块三、数邦平台联盟链成员网络与可信执行环境数邦平台联盟链的应用场景数邦平台联盟链的应用场景|四、数邦平台联盟链的应用场景示例科学数据机构A科学数据机构B科学数据中心C行业数据机构E行业数据机构F其他机构G数邦平台联盟链API上链备案上链备案查询任务查询任务备案信息备案信息数据数据/模型共享模型共享数据隐私处理数据隐私处理行业数据机构D企业政务部门科研人员区块链公有云平台区块链私有化部署联盟链成员网络04您公司的logo|数据隐私与安全数据隐私与安全思考思考数邦平台可信联盟链技术总结数邦平台可信联盟链技术总结您公司的logo|思考为什么要关注隐私和安全问题?-长期主义-非常感谢您的观看您公司的logo|