「機密計算的核心在於『自證清白』。通過技術手段，平台證明數據在計算過程中是安全的，沒有被竊取或濫用。」
作者 | 羅燕珊
當今數字經濟時代，數據已成為新的「石油」。然而，如何在利用數據的同時，保障其安全和隱私，始終是業界關注的焦點。隨著數據上雲的趨勢加速，數據在使用（計算）過程中的安全性挑戰日益凸顯。
數據安全挑戰與機密計算的崛起
在數據上雲的時代，越來越多的企業和個人將數據存儲和處理遷移到雲端。然而，數據在使用（計算）過程中的安全性一直是個挑戰。傳統的數據安全主要關注數據在存儲和傳輸過程中的保護，通過加密技術已經取得了較好的效果。但當數據被解密後在內存和 CPU 中處理時，如何確保其不被竊取或濫用，成為了新的焦點。
機密計算正是為了解決這一問題而誕生的技術，它利用可信執行環境（TEE），通過硬體隔離和可信驗證機制，確保敏感數據在 CPU 和內存使用過程中的機密性和完整性。
2022 年 IEEE 的技術預測評選了 16 項將在未來幾年（短期）產生重大影響的技術，機密計算技術作為唯一的安全技術入選其中。業界認為，機密計算有望成為 AI 計算的基礎設施之一。
近些年，全球主流的雲服務商和晶片廠商如亞馬遜、谷歌、微軟、Intel、AMD 等，紛紛布局機密計算領域，推出了各自的 TEE 方案。例如，亞馬遜 AWS 推出了基於 Nitro Enclaves 的機密計算服務；微軟 Azure 提供了基於 Intel SGX 和 AMD SEV 的機密計算實例；英特爾的 SGX 技術和 AMD 的 SEV 技術成為許多雲服務商的基礎。這一趨勢背後，是數據上雲帶來的安全需求，以及對數據隱私保護的日益重視。
在此背景下，10 月 22 日，中關村實驗室、螞蟻集團、北京大學、南方科技大學等多家產學研機構聯合發布了聚焦安全可信底層技術的開源系統軟體棧——星綻（Asterinas）。其中，作為星綻旗下的重要項目，星綻機密計算有望成為數據安全領域的一匹「黑馬」。
星綻機密計算：自主可控的全棧式方案
螞蟻集團副總裁兼首席技術安全官、螞蟻密算科技董事長韋韜指出，之前機密計算在國內沒有真正做起來，是因為它的可信根在 CPU 裡面，而國外廠商的可信根無法在國內建立。他說：「如何能夠通過軟體層面把它打通，讓它成為各個國家能夠被行業信任的可信根，是此前大家覺得做不到的事情，我們是做了非常多的技術工作才把它建立起來。」
據悉，星綻機密計算方案通過引入國內自主的可信模塊（TCM），將信任根從 CPU 廠商解耦，實現了真正的自主可控。
在發布會上，螞蟻密算科技 CTO 閆守孟詳細介紹了星綻機密計算的技術架構：「星綻機密計算是面向機密計算場景的一套全棧式系統軟體棧。從底層的可信執行環境 HyperEnclave，到中間的輕量級 TEE 庫作業系統 Occlum，再到上層的可信數據流通和計算框架 TrustFlow，形成了完整的密態計算解決方案。」
螞蟻密算 CTO 閆守孟介紹星綻機密計算的技術架構
以下是星綻機密計算的三大核心組件：
- HyperEnclave：一個跨平台的可信執行環境（TEE）技術，支持國內外主流 CPU 硬體平台。其獨特之處在於：
- 信任根可以託管於國家權威機構（如中國金融認證中心 CFCA），將信任根從 CPU 廠商解耦，實現自主可控。
- 採用虛擬化技術實現 TEE 和常規執行環境（REE）的隔離，並支持內存加密等安全特性。
- Occlum：一款輕量級 TEE 庫作業系統，也是全球首個由中國公司發起並進入國際機密計算聯盟（CCC）的開源項目。
- 採用內存安全語言 Rust 開發，提供了更高的安全性。
- 兼容 Linux 生態，使得應用程式無需修改或僅需少量修改即可在 TEE 環境中運行。
- 減少與外部交互的接口，緩解側信道攻擊。
- TrustFlow：一個可信的數據流通和計算框架。
- 確保數據在流轉過程中的隱私性和安全性，提供豐富的開箱即用應用。
- 支持大模型、機器學習、數據分析等多種場景，使得密態計算能夠適用於廣泛的業務需求。
- 信任根可以託管於國家權威機構（如中國金融認證中心 CFCA），將信任根從 CPU 廠商解耦，實現自主可控。
- 採用虛擬化技術實現 TEE 和常規執行環境（REE）的隔離，並支持內存加密等安全特性。
- 採用內存安全語言 Rust 開發，提供了更高的安全性。
- 兼容 Linux 生態，使得應用程式無需修改或僅需少量修改即可在 TEE 環境中運行。
- 減少與外部交互的接口，緩解側信道攻擊。
- 確保數據在流轉過程中的隱私性和安全性，提供豐富的開箱即用應用。
- 支持大模型、機器學習、數據分析等多種場景，使得密態計算能夠適用於廣泛的業務需求。
閆守孟強調，這三大組件相互協作，形成了從底層到上層的完整密態計算框架，為數據的安全可信流通提供了全方位的技術支撐。
螞蟻集團機密計算總監劉雙在受訪時表示，星綻機密計算的使命是將通用計算和智能計算升級為密態計算，降低使用門檻和成本。他強調，機密計算的核心在於自證清白，即通過技術手段，平台可以向用戶證明數據在計算過程中是安全的，沒有被竊取或濫用。
從冷板凳到聚光燈，
機密計算的市場機遇
談及星綻機密計算項目的研發歷程，劉雙坦言，機密計算領域的技術門檻極高，需要深入理解硬體、系統、安全等多方面知識。最初，團隊在沒有現成經驗的情況下，從零開始研發，困難重重。
「當時業務場景尚不明確，很多人不理解我們在做什麼，」劉雙回憶道。從一開始摸著石頭過河，坐了很長時間的「冷板凳」，但團隊始終堅信這項技術能夠成功，相信它的價值和前景。
事實上也是如此。市場需求在不斷上升，數據流通成為大勢所趨。國家數據局局長劉烈宏曾明確指出，數據需要「供得出、流得動、用得好、保安全」。在這樣的背景下，能夠保障數據在流通過程中安全和隱私的機密計算技術，正迎來前所未有的機遇。
劉雙也提到，近年來，市場對機密計算的接受度正迅速提升，越來越多的業務方主動了解機密計算，詢問技術進展，尋求合作。此外，業務場景的落地進度也在加速。「最初，我們向業務方介紹機密計算時，他們並不了解，也缺乏相關的業務場景。但隨著我們不斷地進行概念驗證（POC），機密計算在性能、兼容性和改造成本上展現出明顯的優勢。」
從最初的無人問津，到現在的門庭若市，機密計算的市場機遇已經顯現。過去，星綻機密計算接觸的業務方可能需要一年時間完成 POC，然後項目就處於擱置狀態。但在最近兩年，POC 的完成時間縮短到了三個月，半年內即可落地，產生顯著的業務效果。
開源與商業化雙輪驅動
為進一步推動機密計算技術的普及，螞蟻集團選擇了開源和商業化雙輪驅動的戰略。
開源戰略：「自證清白」，共建生態
於螞蟻而言，開源一直是關鍵的戰略選擇。據悉，星綻機密計算的三個核心組件最初是各自獨立的開源項目。「一開始，我們的項目是分散的，每個組件都有自己獨特的生態系統。後來，我們意識到將它們整合起來，形成一個完整的機密計算生態，會發揮更大的作用。」劉雙說道。
為了實現這一目標，如今螞蟻將這些組件進行了整合，構成更加完整的機密計算生態系統，增強整體的效能。
至於星綻機密計算項目選擇開源的初衷和意義，一方面如前文所述，為了「自證清白」，將全部軟體棧開源後，用戶就可以審查、編譯和部署，親自驗證軟體的安全性。
另一方面，開源也降低了技術門檻，使更多的開發者和企業能夠了解並使用機密計算，共同構建機密計算的社區。劉雙表示，他們相信，只有開放合作，才能真正推動機密計算技術的普及和發展。
螞蟻集團副總裁兼首席技術安全官、螞蟻密算科技董事長韋韜在發布現場分享
除了開源生態上的合作，與雲計算廠商的合作也是生態建設的重要一環。韋韜在被問及與雲計算廠商的關係時解釋道：「密算生態在總體上跟雲廠商有一個分工，雲廠商提供算力 IaaS 基礎設施，我們密算主要是做 PaaS 層，提供基於技術信任的通用密態計算服務層，各個行業服務在做 SaaS 層。即 SaaS 是貼近業務的，我們提供通用的運算能力，雲提供算力基礎設施，是這樣一個結合。」
他強調，密態計算因為數據一定是跨主體、跨行業、跨地區、跨流動的，它一定不是一家雲廠商的問題。數據可信流通本質上是應該跨雲的，整個信任應該基於技術的，而不是基於對運營者的。因此，密態計算從業者和雲廠商是很好配合的關係。
商業化應用：賦能產業，創造價值
在開源的基礎上，螞蟻也在積極探索星綻機密計算的商業化路徑，以滿足不同行業和企業的實際需求。
今年，螞蟻集團成立了「浙江螞蟻密算科技有限公司」，推出了「隱語云」商業化產品系列，包括大數據密算平台和大模型密算平台，主要是為企業提供即開即用的機密計算服務，降低使用門檻，加速技術落地。
通過商業化，星綻機密計算得以賦能更多的產業應用。例如，在金融領域，幫助銀行和金融機構實現數據安全共享和聯合分析；在醫療領域，支持多方醫學數據的安全協同研究；在政務領域，保障敏感數據的安全處理和流轉。
其中，與網商銀行和農業農村部大數據發展中心的合作，就是機密計算技術成功應用的典型案例。
2022 年底，農業農村部大數據發展中心與網商銀行達成合作，在螞蟻集團機密計算技術的支持下，推出了「農戶秒貸」服務。通過引入農業大數據和衛星遙感風控系統，為小農戶提供「秒貸秒批、隨借隨還」的普惠金融服務，超 600 萬農戶獲得貸款額度。
為了保障數據安全，雙方引入螞蟻集團的機密計算技術，搭建了一個安全的「智能大腦」。用戶的數據受到兩重保護：
- 第一層是專有一體機堅固的外層，相當於真實的保險柜。
- 第二層是機密計算技術，利用密碼學手段將多源數據加密，保障原始數據不泄露的情況下，在可信執行環境（TEE）中安全的被融合，分析與使用。
通過這種方式，實現了「數據不出域，可用不可見」，在保護數據隱私的同時，充分發揮數據價值。該項目還入選了國家數據局首批「數據要素×」典型金融案例。截至今年 5 月，已有超過 600 萬農戶獲得貸款額度，其中約 80% 的農戶種植面積不到 10 畝。除金融領域外，機密計算在交通、保險等多個行業也有廣泛的應用前景。
韋韜舉例，在新能源車的車險領域，新能源車的保險賠付率一度高達 108%。通過密態計算技術，保險公司可以在保護用戶隱私的前提下，獲取車輛駕駛數據，評估風險，降低保險費用。
他表示：「安全保障數據能夠供給出來，便能夠推動數據做有效融合。現在頭部的保險公司全部參與進來，非常快地做規模化的擴展。這件事情我們用密態計算來做，由於是基於技術信任的，不依賴於運營主體，這樣很快就能在全國範圍推廣，甚至在全球範圍推廣。」
寫在最後
在數字經濟時代，數據的價值不可估量，而其安全和隱私保護也變得至關重要。機密計算作為解決數據使用過程中安全挑戰的關鍵技術，正迎來前所未有的發展機遇。
正如韋韜所言：「當真正地解決好安全問題以後，大家非常樂意把數據供給出來，真正把數據價值驗證好以後，數據流通是水到渠成的事情。」
同樣地，一旦我們看到機密計算的價值，便可期待星綻機密計算能為數據安全建立更牢的防線，賦能更多產業，實現數據要素的價值最大化。