[开源+免费] 一款释放数据价值的项目，开源隐私计算平台

[xueweihan]

在大数据和 AI 的时代背景下，数据已经成为了重要财富，大到政务数据、企业核心数据，小到个人信息、银行卡余额，这些数据无一例外都是“隐私数据”，如果在使用和流转时发生泄漏都会造成巨大的损失。

那有没有什么方法，可以在不暴露数据隐私的前提下，让数据流动起来发挥更大的价值呢？在这个问题的驱使下我们找到了今天的主角——隐私计算。

一、什么是隐私计算？

隐私计算是指在不泄露数据本身的情况下，实现数据分析和计算的技术，具有“数据可用不可见”的特点，让数据安全合规地流动起来。

下面用一个经典的百万富翁问题，来帮助理解什么是“数据可用不见”。

假设有两个百万富翁，他们都想知道谁更富有，但又不想让对方或者第三方，知道自己具体有多少钱。

• 数据本身：具体的财富值（数据）
• 计算：比大小（可用）
• 不泄露：对方或第三方（不可见）

按照常理，进行比大小的计算是需要知道两个数是多少，才能比较大小，但这里不知道具体的数字。所以上面这个问题在普通人看来是无解的，但其实这是一个密码学问题，也被称为“多方安全计算”（ MPC ）问题，由姚期智院士在 1982 提出，并给出了解决方案——混淆电路（篇幅有限这里不做详解），实现了数据的可用不可见。

从隐私计算的技术发展时间线，我们不难看出隐私计算还是一个比较“新”的技术。随着零知识证明、差分隐私、全同态加密、联邦学习等技术的相继问世，目前已形成三大应用技术路线多方安全计算（ MPC ）、联邦学习（ FL ）、可信执行环境（ TEE ），隐私计算作为数据流通的重要技术已应用于金融、医疗、政务、广告等领域。

• 金融：联合反洗钱、银(行)证(券)数据共享等
• 医疗和健康：流行病接触者追踪等
• 政务：案件调查、人口普查等

随着欧盟 2018 年生效的《通用数据保护法案》，Google 、Facebook 等科技巨头都收到了巨额罚单。近两年，我国也相继出台了 《数据安全法》 和 《个人信息保护法》。因此，如何让数据安全地流通起来，已经不再是一道附加题而是一道必答题。

如果我们把上面的“百万富翁”换成企业/机构的话，就可以很容易得出隐私计算技术就是数据安全流通的答案 🔑。

二、PrimiHub

那么，对于没有隐私计算技术背景的程序员、或是没有相关研发团队的企业/机构，如何才能快速用上隐私计算技术，让数据流通起来创造更大的价值呢？

今天，HelloGitHub 给大家带来一款由密码学专家团队打造的开源隐私计算平台——PrimiHub，它开箱即用、支持 CLI 和可视化 Web 界面，让你无需具备隐私计算技术背景，就能上手发起隐私计算任务。

GitHub 地址：https://github.com/primihub/primihub

下面，我将先介绍如何快速上手 PrimiHub ，最后通过演示一个完整的应用案例，让你能够真正的入门 PrimiHub ，并将隐私计算应用到实际的业务中。

三、快速上手

PrimiHub 是在隐私计算应用技术之上构建的隐私计算平台，封装了底层的密码学协议让开发者专注于业务、更容易上手。下面就让我们实际上手体验一下，让数据流动起来吧！

3.1 安装

虽然 PrimiHub 提供了 Docker 、可执行文件、本地编译的安装方式，但是如果你只是想在本地体验一下，我强烈推荐 Docker 一键安装，因为真的是太 easy 了 ～

# 第一步：下载
git clone https://github.com/primihub/primihub.git
# 第二步：进入目录
cd primihub
# 第三步：启动
docker-compose up -d

3.2 发起任务

PrimiHub 将复杂的隐私计算技术封装成了一个个任务，只需要修改配置文件，然后执行命令发起任务即可。

PrimiHub 目前支持联合统计、隐私求交、匿踪查询、联邦学习等功能。

• 联合统计：多个参与方在不暴露私有数据的情况下，共同完成均值(AVG)、求和(SUM)、最大值(MAX)、最小值(MIN) 等计算
• 隐私求交：在不暴露参与方私有数据的情况下，实现两个或多个参与方之间的数据交集计算。
• 匿踪查询：保证用户向数据源方提交查询请求时，在数据源方不知道用户查询条件和结果的前提下完成查询。
• 联邦学习：一种分布式模型训练技术，在数据不动、模型出域的前提下完成全局模型的训练。

下面是通过命令行发起一个「隐私求交」任务的全过程，task_config_file 参数指定配置文件。

# 1. 进入容器
docker exec -it primihub-node0 bash
# 2. 发起隐私求交任务
./primihub-cli --task_config_file="example/psi_ecdh_task_conf.json"
I20230616 13:40:10.683375    28 cli.cc:524] all node has finished
I20230616 13:40:10.683745    28 cli.cc:598] SubmitTask time cost(ms): 1419
# 3. 查看结果
cat data/result/psi_result.csv
"intersection_row"
X3
...

3.3 更多配置示例

为了方便用户上手，PrimiHub 在 example 目录下，提供了 50 多种隐私计算任务的配置文件，可作为模板快速配置自己的数据源发起任务。

文件	任务
mpc_statistics_sum_task_conf.json	联合统计三方求和(SUM)任务
psi_ecdh_task_conf.json	隐私求交求两个集合的交集
keyword_pir_task_conf.json	匿踪查询
hfl_plaintext.json	线性回归横向联邦明文模式训练
hfl_paillier.json	线性回归横向联邦同态模式训练
......	更多配置示例

四、应用案例

这里我们将通过在 PrimiHub 管理平台模拟演示一个匿踪查询（隐匿查询）的应用案例：检察院要向公安机关查询张三（身份证号）是否有涉毒记录，但是公安机关不想把全量数据提供给检察院查询，检察院也不想暴露他们当前正在侦查的对象。

上面的场景，双方可以通过 PrimiHub 的隐匿查询功能来满足双方需求，实现公安机关看不到检察院的查询，检察院也不用拿到公安机关的全量数据，下面开始操作。

4.1 注册并登陆

匿踪查询需要两方以上进行协同，所以需要选择「节点 1：模拟检察院」和「节点 2：模拟公安机关」进行注册。

节点 1：https://node1.primihub.com/#/register

节点 2：https://node2.primihub.com/#/register

注册完成后打开两个网页分别登陆，刚模拟注册的检察院和公安机关的账号。

4.2 匿踪查询

4.2.1 准备工作

本地准备好待查询的数据如下表，以及查询条件身份证号：110221xxxxx

姓名	身份证号	籍贯	出生日期	涉赌时间
张三	110221xxxxx	北京市	...	...
李四	1102211xxxx	北京市	...	...
王二	11022119xxx	北京市	...	...

4.2.2 上传数据资源

打开「节点 2 」网页（公安机关账号）在「我的资源」点击「添加资源」按钮，将上面表格作为数据资源上传（实际场景中可通过配置数据库进行查询），最后点击保存。

4.2.3 新建匿踪查询任务

打开「节点 1 」网页（检查院）在「隐匿查询」发起一次查询任务，在「选择查询资源」处选择上一步模拟公安机关上传的数据资源，最后点击「查询」按钮。

4.2.4 查看结果

在「节点 1 」网页（检查院）的「隐匿查询」下可以查看上一步创建的「匿踪查询」任务状态，任务运行结束后，点击「导出结果」即可下载结果文件，查看匿踪查询返回的记录。

至此，我们就用 PrimiHub 管理平台完成了一次完整的「匿踪查询」任务。模拟了检察院在公安机关提供的涉赌记录数据中，查询目标对象（ 110221xxxxx ）的涉赌信息。在查询过程中，检察院仅获得查询对象的信息，公安机关也看不到检察院的查询记录，保证了检察院的办案独立性。

五、最后

PrimiHub 是由原语科技开源的隐私计算平台，具有开箱即用、功能丰富、容易上手、灵活配置等特点。

• 开箱即用：拥有 Web 界面、命令行 和 Python SDK 多种使用方式
• 功能丰富：支持匿踪查询、隐私求交、联合统计、联合建模、数据资源管理等功能
• 灵活配置：支持自定义扩展语法、语义、安全协议等
• 自主研发：多方安全计算、联邦学习、同态加密、可信计算等隐私计算技术

隐私计算作为前沿技术，其开发难度可想而知，开源不易如果体验后觉得 PrimiHub 还不错，就点一个 Star✨ 吧！

GitHub 地址：https://github.com/primihub/primihub

在国内外科技巨头纷纷布局隐私计算产业的当下，花些时间学习一下「隐私计算」属实是波只赚不亏的技术投资。虽然目前隐私计算受限于性能等因素还远没到普及的程度，但从各国对于隐私保护的重视程度，隐私数据安全合规的使用和流动注定是未来的趋势。相信待时机成熟之时，隐私计算会和现在的大模型一样，迎来属于自己的时代。

[HXHL]

还有其它的私人会用的到应用场景吗? 感觉虽然题目中讲的公安机关和检察院的例子很好。但是他们并不会去限制自己。

[xueweihan]

@HXHL 我知道的一个私人使用场景和工具就是：谷歌基于隐私求交，做了一个密码检查工具。可以在不泄漏自己密码隐私的情况下，查询自己的密码是否暴露于在网上公开的密码集合。

> 谷歌在 2019 年使用隐私集合求交技术，做出来一款密码检测产品：密码安全检查，现在可以以 Chrome 插件方式使用。原理介绍在谷歌安全 blog 上，名字是：Better password protections in Chrome

[devliu1]

和 fate 比如何

[tommyzhang]

想起了 分歧解决终端机。。。