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隱語社區可信數據空間MOOC第11講:2.5 基於可信硬件的隱私計算框架TrustFlow

📘 一、TrustFlow 概述

1. 定義

  • TrustFlow 是一套基於可信硬件(TEE)的隱私計算框架,提供受保護、隔離的執行環境,支持數據的安全存儲與計算。

2. 目標

  • 實現 data-at-rest、data-in-transit、data-in-use 的全鏈路安全。
  • 支持遠程認證、安全通信、密態存儲、策略檢查等核心能力。

🛡️ 二、可信執行環境(TEE)基礎

1. TEE 核心能力

能力 説明
安全啓動 硬件保護啓動過程,防止惡意程序運行
內存加密 硬件加密內存,防止內存竊取
遠程認證 第三方可驗證運行環境與軟件完整性

2. 數據安全維度

  • 存儲安全:數據加密存儲,基於策略的密鑰管控
  • 傳輸安全:數據加密傳輸,密鑰受TEE保護
  • 計算安全:執行環境與代碼安全,通過遠程認證保證

🏗️ 三、TrustFlow 架構與組件

1. 整體架構

  • 支持多種TEE硬件:Intel SGX/TDX、AMD SEV、海光 CSV、HyperEnclave
  • 提供:可信機器學習、可信數據分析、安全通信、策略檢查、遠程認證、密態存儲

2. 授權策略模型

策略要素 説明
數據ID 唯一標識數據
數據擁有者ID 標識數據所有者
被授權機構列表 可訪問數據的機構
算法約束 訪問列、算法類型、參數等限制
通用約束 計算平台、執行時間、應用簽名等限制

🔧 四、TEE 應用改造與 CCTF

1. TEE 應用改造三方面

改造方向 內容
遠程認證 生成認證報告,支持多種TEE硬件
數據讀寫加固 數據加解密、密鑰管理、安全存儲訪問
通信加固 通信加密、硬件保護通信密鑰、安全通信組

2. CCTF:Confidential Computing Transparency Framework

  • 目標:讓TEE使用更簡單,實現“應用無痛TEE化”
  • 核心組件

    • RA Proxy:遠程認證代理
    • Data Capsule Proxy:數據密鑰獲取、加解密、存儲對接
    • Trustflow Envoy:數字信封透明加解密、TLS加密

🚀 五、TrustFlow 快速開始(簡要流程)

1. 數據加密流程(以 breast cancer 數據為例)

  1. 安裝CLI工具:使用Docker鏡像安裝 capsule-manager-sdk
  2. 生成數據密鑰cas_util generate-data-key-b64
  3. 加密數據文件cas_util encrypt-filealice.csvbob.csv 分別加密

2. 運行CCTF在線服務

  • 支持遠程認證、數據密鑰傳遞、加密數據執行、結果安全返回
  • 體現“數據不離域、計算可流動”的隱私計算理念

🤖 六、擴展應用:大模型密算平台

  • 支持在線模式的大模型推理(如 chalgim3
  • 提供參數配置:temperature, top_k, top_p, repetition_penalty, max_tokens
  • 強調生成內容的兼容性、完整性、功能性

📌 七、總結

  • TrustFlow 是基於TEE的隱私計算框架,提供端到端的數據安全保護。
  • 通過 CCTF 降低TEE使用門檻,支持多種硬件與場景。
  • 適用於可信機器學習、安全數據分析、大模型密算等場景。
  • 密態膠囊等技術協同,構建完整的數據要素可信流通體系。
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