眾安科技吳小川:密碼學的基礎邏輯及其在區(qū)塊鏈和隱私計算技術中的應用
無隱私不保險?隱私計算構成了用戶信任的護城河,而隱私計算背后的功臣,是密碼學,密碼學也是區(qū)塊鏈技術的基礎之一,這三者間,究竟有著怎樣的協(xié)同關系?
昨晚的隱私計算大課第三講,眾安科技區(qū)塊鏈技術專家、復旦-眾安區(qū)塊鏈實驗室主任吳小川,從技術角度解讀了密碼學的基礎邏輯及其在區(qū)塊鏈和隱私計算技術中的應用,通過密碼學的加持,在金融、保險的分身識別中已經(jīng)有了很好的落地方向和案例。
密碼學最主要的功能就是加解密,如果說把加解密分為兩方的話,可以看出目前加密方是勝出的,因為我們現(xiàn)在所用到的密碼都還沒有被找到很好的攻擊方法或者破解方法。 加密主要分為對稱加密和非對稱加密,對稱加密只需要一把鑰匙,效率高但存在一定風險,非對稱加密用一把鑰匙進行加密,另一把鑰匙進行解密,消除了對稱密鑰當中的密鑰泄露的風險。公鑰加密用在信息認證中就是電子簽名,這也是區(qū)塊鏈當中用到的一個核心密碼學算法。
現(xiàn)代密碼中,量子計算是這幾年比較更火熱的話題,從去年Google發(fā)表的論文可看出,量子計算較之前有了很大發(fā)展,論文表明擴展計算的可能性,可會解鎖一個全新的計算能力。不過,量子計算還有很長路要走,需要多年艱苦的工程和科研工作。
1 區(qū)塊鏈中的密碼學基礎知識 橢圓曲線不僅是區(qū)塊鏈密碼學的基礎,也是現(xiàn)代密碼學的基礎。
橢圓曲線如何在區(qū)塊鏈中得到公鑰呢?首先會隨機選擇一個隨機數(shù)K,K要小于橢圓曲線上所選擇循環(huán)子域的階,用K和一個基點標量乘機得到一個點,這個點我們就稱為一個公鑰。一般我們所聽到的壓縮公鑰與非壓縮公鑰就需要取這個點的X值,非壓縮公鑰則要取X與Y的拼接。得到公鑰之后,此時它和我們所看到的區(qū)塊鏈上的地址還是不一樣的,我們?nèi)孕枰經(jīng)過幾次哈希算法,然后再經(jīng)過base58編碼,最后得到區(qū)塊鏈的地址。
區(qū)塊鏈中所涉及的簽名主要是BLS Signatures和ECDSA。ECDSA是最早期的區(qū)塊鏈項目所用到的橢圓曲線、電子簽名,而BLS是最近經(jīng)常會聽到的一些項目中所用的簽名,最大的區(qū)別是BLS的簽名比較短,更高效。ECDSA計算較BLS復雜,需要用到隨機數(shù),生成簽名和驗簽效率低。
2 區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)隱私保護 提到區(qū)塊鏈,大家很容易經(jīng)常會和隱私扯到一起,而且大家也都認為曾經(jīng)也都可能覺得區(qū)塊鏈可以解決隱私問題,其實這是一種誤解。 區(qū)塊鏈中能做到的只是匿名,但并沒有解決隱私問題,因為區(qū)塊鏈所有的節(jié)點都需要去進行驗證或者計算,就是說需要得到全量的數(shù)據(jù),這個數(shù)據(jù)其實是沒有隱私保護的。 那區(qū)塊鏈上到底有什么數(shù)據(jù)需要進行隱私保護? 區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)可以分為三類:原生數(shù)據(jù)、鏈外數(shù)據(jù)、合約數(shù)據(jù)/交互數(shù)據(jù),后兩者是真正需要保護的隱私數(shù)據(jù),也都屬于鏈外數(shù)據(jù)范疇。 那么區(qū)塊鏈是如何去保護這類數(shù)據(jù)呢?目前業(yè)內(nèi)普遍采用的技術是零知識證明、可信計算等技術,也可以在課程視頻中找到答案。
3 分布式ID和區(qū)塊鏈帶來的隱私保護新方式 數(shù)據(jù)隱私其實是數(shù)據(jù)安全領域中的一個細分領域。數(shù)據(jù)隱私更多的是指個人信息的隱私。世界各地對個人信息保護非常嚴格,尤其是歐美家,最著名的就是GDPR通用數(shù)據(jù)保護條例和CCPA加州消費者保護條款。
GDPR中,嚴格規(guī)定了用戶即數(shù)據(jù)主體擁有數(shù)據(jù)的訪問權、知情權以及禁止第三方共享權,還有拒絕權。而且要求數(shù)據(jù)控制者,也就是我們所說的提供服務的企業(yè),必須明確為用戶提供這些服務,讓用戶可以隨時進行訪問設置并隨時能夠更改這些設置。 對于個人在軟件使用中的隱私保護注意的方面和一些保護的產(chǎn)品,課程中也有詳細的介紹。 在個人信息保護中,分布式ID最近比較火,其最基礎的邏輯就是為每一個實體都重新訂一套身份ID,比如說我們現(xiàn)在在互聯(lián)網(wǎng)上所從事的任何活動,我們現(xiàn)在手機號碼轉(zhuǎn)化成另外一種號碼,我們的身份證信息轉(zhuǎn)化成另一種身份證信息,我們以以一套全新的身份體系去在我們現(xiàn)有的系統(tǒng)當中去使用。 以保險來類比,就是用戶在購買保險的過程當中,用戶所填的信息都是一些他另外一套身份體系,但是對于這另一套身份體系而言,必須有一個中心機構將這套“另外身份體系”與現(xiàn)實的身份體系映射在一起。 映射是由誰來提供?一定是具有公權力的機構,比如保險就是銀保監(jiān)機構來提供真實的虛擬身份和真實身份的映射。 即便打造一套新的虛擬身份系統(tǒng),如果這套系統(tǒng)被多次大量重復使用,也可以對這套的新的身份系統(tǒng)進行分析,把這個人給定位出來。其實,分布式ID和區(qū)塊鏈的接合就能很好地代替中心化機構來映射身份體系。具體如何操作,在課程中也有詳細提及。
雖然說密碼學現(xiàn)在發(fā)展非?欤俏覀兛梢钥吹浆F(xiàn)在計算、加密、安全、多方計算、零知識證明都在發(fā)展,我們能深深深的感受到一些密碼學算法的極大推廣與應用,比如說在早期密碼學推廣的時候可能需要10年時間,現(xiàn)在可能只要三四年的時間。
但僅僅依靠密碼學去推廣或者普及來達到大規(guī)模商用還是非常難的。怎么解決信息化時代數(shù)據(jù)孤島問題,怎么讓這個數(shù)據(jù)在不可見,但是可用的情況下更好的去賦能企業(yè),讓企業(yè)去更好服務客戶,是我們探索致力解決的問題。

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