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借助MPC保护共享数据隐私,「ARPA」想解决区块链的速度、隐私、算力三大难题

2019-09-20 12:43:43 来源:太阳贵宾会-太阳贵宾会娱乐-太阳贵宾会官网 浏览次数 119

  编者按:本文来自36氪战略合作区块链媒体“Odaily星球日报”(公众号ID:o-daily,APP下载)

  

  Odaily星球日报接触的大多数 AI+区块链项目都在讲一个故事:AI 所需的海量数据在区块链上可以被更高效、低成本、安全地采集和流通,同时 AI 可以提升挖矿和智能合约的效率、处理链上数据冗余。最终,走入成熟期的 AI(下一代生产力)和区块链(下一代生产关系)将交汇并引领下一技术时代。

  不过,ARPA 联合创始人兼COO徐茂桐认为,虽然 AI+区块链听上去很美,但在落地上仍存在诸多难题和挑战。

  数据上链的第一步,是保证数据加密的安全性。 比如,作为重要资产的数据在流通和交换时容易被复制泄露。传统的数据交易平台存在灰色区域,数据的贡献者无法拿到收益。同时,手握海量数据的大公司在日趋严格的隐私保护法规环境下,也越来越难用数据变现。

  Odaily星球日报曾报道过的 Oasis Labs、TRIAS、Taxa 等都选择了用可信硬件构建可信执行环境(Trusted Execution Environment, TEE)这条技术路径。TEE 虽然平衡了安全和成本,但抵御攻击的能力仍低于 SE(智能卡),且必须被安全启动。本周,英特尔披露了本年度第三个 SGX TEE 漏洞——“L1 终端故障”(L1TF)。

  TEE 之外,sMPC(安全多方计算,Secure Multi-party Computation)也是实现加密计算的去中心化链下解决方案,且不依赖于硬件。

  MPC 最早于 1982 年由华裔计算机科学家、图灵奖获得者姚启智提出,用于解决“百万富翁问题”——在没有可信第三方的前提下,两个百万富翁如何不泄露自己的真实财产状况,比较谁更有钱。MPC 的工作原理可简单理解为,多方持有计算数据,在不解密的情况下共同执行一个计算逻辑(比如求最大值),并获得明文计算结果。整个过程中,原始数据和计算模型都是被加密和隐藏的。这就确保了数据在全过程中不被泄露,也分离了数据的使用权和所有权。

  去年年初,还是投资人身份、在复星锐正资本看 AI、区块链和金融科技方向项目的徐茂桐结识了数据标注公司 Stardust 的创始人兼 CEO 章磊。两人看好区块链前景,并希望解决数据领域“数据加密与隐私保护”的痛点,因此共同创建了基于 MPC 加密的链下隐私计算网络 ARPA。

  ARPA 可与现有高性能公链合作,并具有以下三个特性:

  其中的“计算过程和结果的可验证”属于 MPC 的特点。简单讲下背后原理,如果有参与方在数据流转过程中修改了数据或没按 MPC 协议运行,则会产生不同的 MAC 值,以此判断是否被篡改。由于计算和验证的过程被拆分开,并在链下达成共识,因此就避开了区块链存在的冗余计算和低性能。

  MPC 本身适用于通用型计算,且网络节点不一定是区块链节点。而 ARPA 与公链的关系可以想象成是平行的。比如,ARPA 计算网络收到一条来自以太坊的请求,智能合约被触发,计算网络开始执行加密算法任务,并验证结果是否正确,之后通过共识层将数据返还给以太坊。智能合约中的数据经过编译器转换为可被 MPC 网络识别的字节码,并根据 Gossip 协议跨链传播。

  MPC 发展了 30 余年,越来越多的主流机构参与讨论研究,使其性能大幅成长:数据预处理效率相较 2012 年提高了 200 多倍,计算所需时间不到明文的 10 倍。但 MPC 也有显而易见的瓶颈,即对算力、带宽的要求高,计算速度慢于明文计算。

  

  在海外,有些同样看好 MPC 应用前景的公司,比如Sharemind,Enigma 也在用 MPC 设计“秘密合约”。国内,MPC 的研究者还不多,加上章磊之前以服务商身份储备了丰富的产业资源,可以帮 ARPA 形成一定先发优势。

  ARPA 的合作方现包括 Stardust、ANZ、Credit Karma、量化派等。合作方式主要是共同探索 MPC 在高价值数据共享(比如金融场景)中的应用。MPC 可以归集产业内竞争对手(如银行、零售商、航空公司等)的数据,并做到后端数据的隐藏和智能合约的私有化,安全性远高于传统的数据脱敏方式。

  ARPA 可 to B 收取计算和存储服务费(法币或 token)。Token 主要用于安全验证,如果节点作恶则会损失 token。

  当然,MPC 与区块链的结合亦在初期阶段,商业落地仍需一定时间。因此在科研方面,ARPA 与 NYU、浙大、港理工、鲁汶大学合作,并将持续补充系统层研发人员。

  根据路线图,ARPA 计划在 10 月左右上线 MPC 方向的 Proof of concept (POC),走通离线计算和私有化智能合约的逻辑,争取在明年年初上测试网络。

  据介绍,ARPA 于今年 6 月获得来自 Arrington XRP、GBIC、Connect Capital、Ledger Capital、Coefficient Ventures、LYVC等机构的数百万美元基石轮融资,计划于 9 月启动新一轮融资。

  目前 ARPA 核心团队共 7 人,多来自技术和加密学背景;毕业于清华、CMU、UMichigan、NYU、GWU、UC Berkeley,来自Google、Uber、Amazon、Fidelity Investments、CircleUp、MIT Lab、国家密码芯片实验室等。联合创始人兼 CEO 章磊,乔治华盛顿大学金融工程硕士, stardust.ai 创始人兼 CEO ,8 年数据科学从业与创业经验,曾在 CircleUp、AIG、世界银行任职数据科学家、AI科学家和量化开发者,并建立天使投资机器人。联合创始人兼 COO 徐茂桐,毕业于 NYU Stern,有 5 年投资经验,曾在复星集团风险投资基金覆盖区块链、AI大 数据、金融科技等领域。密码学研究员 Alex Su,清华大学密码学博士,研究方向包括身份加密、同态加密、格密码等,曾发表四篇 IEEE/ACM 论文。

  Semi-Homomorphic Encryption and Multiparty Computation

  Practical Covertly Secure MPC for Dishonest Majority – or: Breaking the SPDZ Limits

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