技术标准｜隐语技术标准的 What & Why & How

“隐语”是开源的可信隐私计算框架，内置 MPC、TEE、同态等多种密态计算虚拟设备供灵活选择，提供丰富的联邦学习算法和差分隐私机制。

开源项目：
https://github.com/secretflow
https://gitee.com/secretflow

本文根据蚂蚁集团隐语 SPU 研发负责人 谭晋，在1月20日北京「隐语开源社区嘉年华」的演讲分享整理。

各位老师、各位同学、大家下午好，非常高兴有机会在这里跟大家汇报隐语技术标准的相关工作。

隐语为什么要做技术标准化？

其实这是一个行业普遍的问题而不仅仅只是隐私计算的问题，很多行业都希望把标准化建立起来。隐私计算对标准化的诉求也相对强烈，主要是因为隐私计算的技术栈非常复杂，以 MPC 为例，需要从最简单的门电路一直搭到数据分析和机器学习的算法。

相对于明文的各种基建，隐私计算基建还比较有限。明文有丰富的数据库、操作系统、调度基建等，但在隐私计算方面这些是缺失的。其次是安全协议复杂，如果没有透明可观测的技术标准，我们很难验证安全性，同时会导致合作困难，如果各干各的就很难搭建公有基础设施，进而阻碍创新。此外，标准化的缺失一定程度上也存在安全隐患，因为无法用标准化的方式把问题暴露出来，因此我们希望“减少轮子”，促进共建，促进创新，用标准化的手段保障安全。

我们讲技术标准化难以回避的问题是互联互通，我理解它的本质也是要实现技术的标准建设。它就像是标准化的北极星，用一个方向牵引隐私计算标准化的路径。

但由于隐私计算技术还在高速演进的发展阶段，比如每一年都会有新的协议、新的联邦学习算法出现，我理解任何不确定性都是标准化所面临的重要挑战，此外由于部分技术可能还处在 Paper 和 POC 的阶段，依然还需要时间与实践的验证。用标准指导实践，让实践检验标准，它们之间是相辅相成的关系。

因此，隐语所推进的技术标准，是希望结合隐语所提供的技术去打造一个开放的体系，将隐语的技术逐步标准化并实现快速迭代。同时，隐语做的很多部分都和互联互通有着互补的关系，我们希望相关技术标准成熟之后也可以回归到互联互通的大家庭中。

隐语如何做技术标准化

我理解的标准化是没有捷径的，隐语会根据技术框架逐层实现模块化与标准化。比如在隐私计算技术框架中，下面需要有网络层，这一层明文中有非常多的标准化工作，我们要尽量拥抱它；接下来是协议层，每年有很多的安全协议出来，安全模型众多，迭代速度也非常快，这一层我们需要拥抱变化；上面是调度层，其中会有很多并行的调度策略和跨域调度管理；再上面是编译层，涉及大量编译工作，有非常多层的 IR，隐语在这方面已积累了一定的技术沉淀，后续需要进一步推进标准化的工作；最后是算法层，由于算法种类非常多，因此统一也会面临很大的挑战。

由此可见，隐私计算技术框架的每一层都有各自的特点，如有些层目前存在标准化的缺失，有些层需可扩展，有些层则是需要自描述。接下来我以算法层举例，看一下隐语在算法层的标准化思路。

在典型的建模管线中，我们把数据导入到隐私计算平台，数据首先经过数据分析组件，比如相关系数，方差膨胀因子等；接下来会经过数据处理，比如分箱、归一化等；然后数据被拆分，拆成训练集、预测数据集，训练出来的模型会和预测数据一起预测出结果并进行模型评估，评估模型的好坏。我们可以看到算法层的种类、参数都会非常多。实际上在实现的过程中，隐私计算面对不同的场景会有很多变数，每一家的侧重点也不太一样。另外，组件理论上可组合性很强，替换任何一个组件都可以正常工作，又会导致边界约束比较困难。

我们的思路是试图做一个自描述的标准，实现算法组件的可扩展。我们用灵活的通用数据交换格式去描述所有的边，这样所有的点都是自描述的，所有的边都是标准化的。通过配套的数据和管线标准化，理论上我们可以支持无限多的算法组件，甚至可以支持跨引擎的黑盒互联互通。

隐语 spec 都是经过隐语框架实践的。以上图隐语 SecretPad UI 操作界面来示意，上面有非常多的算法组件，鉴于我们是结合实践的标准，因此会有一个开放的 SDK 并且支持代码的反射。也就是说用 Python 写一个算法及其参数，就可以自动反射出组件实例。配合上隐语前端的自动渲染，就实现了“所见即所得” ，即在后端写一个 Python 算法，前端就可以自动拖拉拽。同时，我们也做了系统化的防呆和边界检查，让整个类型系统变得更加安全。值得一提的是，目前隐语的 30+ 组件都以隐语组件标准形式接入，同时这个数量还在不断增长。

隐语技术标准 Roadmap

隐语会根据技术框架逐层实现模块化与标准化。如在协议层，我们将关注安全分级和多种安全模型，同时推进硬件加速实践；在调度层，关注各种跨域的调度策略，推进使用权跨域管控和并行管线加速；在算法层，关注自描述行与可扩展性，同时提供配套的数据和管线标准化等等。

技术标准的分层随着时间的推移可能会发生一些变化，但是我理解即便是技术栈发生变化，我们的一些规则也是不会变的。隐语技术标准会以实践为先，实现快速迭代，同时支持扩展，积极地拥抱变化。当然，我们也会把所有的技术标准向社区开放，欢迎大家的指导和共建。

隐语希望结合自身技术实践与行业共建优势，通过开放的隐语框架，推进相关技术标准的沉淀与演进。「隐语技术标准 SIG」，以特别兴趣小组的形式在隐语开源社区推进，希望能够解耦隐私计算技术栈各层模块，提高算法、协议和调度层的扩展和协作能力，以促进隐语生态伙伴之间的横向协同与链接，推动隐私计算技术的发展及应用。

此外，我们的SIG小组还包括行业生态、隐私安全算法、TEE、加速硬件等，同样欢迎相关的企业与专家学者的加入。

这是我今天的分享，谢谢大家！

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