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元宇宙与隐私计算的碰撞, 究竟会迸发出多么耀眼的火花?(中篇)

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基于上篇对元宇宙的起源、概念以及目前发展面临的难题的介绍,本篇将主要专注探讨支撑元宇宙建设的关键技术方案及元宇宙未来发展方向的展望。以下请 Enjoy~

如何保护元宇宙的数据安全? 

当前,数据正在加速生产要素化,放到元宇宙中,数据的价值属性将更加凸显。

也许至今元宇宙仍局限于图片、影像和游戏,但未来这个宏大的概念必然涵盖人们生活的方方面面,它融合了现实世界与虚拟世界的特点,创建了一个包罗万象的场景。然而,不可避免的是,为了给用户提供更好的沉浸式体验,元宇宙首先得成为一个巨大的数据集合体和算力加速器。 

数据来源于用户,包括但不限于身份属性、生理反应、行为路径、社交关系等类型,甚至是情感状态和脑波模式等信息都将是数据采集的类型,而这些不断更新和快速增加的用户隐私数据便是支撑元宇宙持续运转的重要底层资源和生产要素。 

那么,为了让隐私数据避免被盗取或滥用,必须有先进的技术方案以及配套的监管机制来实现数据管控——到那时,隐私计算技术势必成为元宇宙发展中的关键一环。 

什么是隐私计算? 

在「隐私计算词典」往期的文章中,我们讲到在中心化互联网的发展中,传统数据安全手段难以适配日益增长的数据共享需求。多源异构的大数据时代需要更丰富、更安全、更具适用性的技术手段,以确保数据有序被利用、实现数据价值最大化。为解决数据隐私保护问题,隐私计算一词开始出现在人们的视线里。 

2016年发布的《隐私计算研究范畴及发展趋势》首次将隐私计算定义为“面向隐私信息全生命周期保护的计算理论和方法,是隐私信息的所有权、管理权和使用权分离时隐私度量、隐私泄漏代价、隐私保护与隐私分析复杂性的可计算模型与公理化系统。” 

隐私计算并非单一技术,它是一套包含密码学、人工智能、安全硬件等领域的技术体系,以保护数据全生命周期安全为基础,实现数据处于不可见状态下的计算和分析,从而达到促进数据要素流通、有效提取数据价值的目的。 

其中,基于密码学基础的安全多方计算技术用于解决一组互不信任的参与方之间保护数据机密性的协同计算问题。多个参与方共同参与协同计算,输出计算结果,并保证任何一方均无法得到除应得的计算结果之外的其他任何信息。 

基于可信硬件的 TEE 可信执行环境技术则是提供一个受信任的环境,进行隐私数据处理、计算等执行操作,用于隐私数据运算或是可信应用运行,保证执行过程中的数据信息安全,实现数据「可用不可见」。 

基于人工智能的联邦学习技术则涉及「联邦」和「学习」两部分,是密码学和人工智能相结合的分布式学习技术,旨在保障大数据交换时的信息安全、数据保护,有效帮助多行业的数据进行机器学习建模。 但无论哪一种隐私计算技术,其最终目标都是为了实现数据的「可用不可见,可算不可识」,这也是隐私计算技术的核心理念。 

而在实际落地中,不少项目或企业正不断尝试将区块链技术与隐私计算技术相结合。一方面,区块链上的数据需要采用隐私算法来保护;另一方面,区块链可以成为隐私计算协作里的底座和枢纽。 

诚然,随着技术的不断发展,区块链从一种防篡改、可追溯、共享的分布式账本管理技术,转变为分布式的网络数据管理技术,利用密码学技术和分布式共识协议保证网络传输与访问安全,实现数据交叉验证、全网一致、不可篡改。 

隐私计算虽然实现了在多方协作计算过程中对于输入数据的隐私保护,但是原始数据、计算过程和结果均面临着可验证性问题。而区块链因其分布式账本、智能合约、共识机制等技术特性,可以实现原始数据的链上数据核验、计算过程关键数据和环节的上链存证回溯,确保计算过程的可验证性。 

区块链需要借助使用场景和其他技术才能最大程度发挥效应,使得数据流通正向循环、实现价值体现,而隐私计算则成为区块链完美的借力点之一。

反过来,将区块链技术对计算的可信证明应用到隐私计算中,则可以在保护数据隐私的同时增强隐私计算过程的可验证性,两者相辅相成,能够实现更广泛的数据协同。 

隐私保护已经是虚拟和扩增实境技术中的一个实际需求,而放到元宇宙的建设中将是至关重要的。为了避免传统互联网失信于人的错误再次发生,隐私计算技术保证了用户隐私数据的加密共享,得以让多样化的数据持续作为支撑元宇宙世界发展的能量源泉。 

如何释放网络计算的能量? 

事实上,隐私计算除了能够保证「隐私安全」,「计算」也是至关重要的一部分。 

自新冠疫情开始至今,数字经济在这期间发挥着重要作用。无论是办公、娱乐、社交等一系列活动都在向线上转移,我国多年积累的数字经济系统逆势而上,算力作为数字经济的新引擎,对保障社会生产及生活运转做出了重大贡献。 

元宇宙作为承载人类未来现实和虚拟活动的平台,必须要建立在先进的算力基础设施之上。可以设想,未来的元宇宙不仅仅局限于现有的产品,而是要实现充分的「沉浸式」、「低延时」等特性。 

要想实现像电影《失控玩家》里描述的场景,不仅对 VR/AR 等硬件技术和网络传输系统提出了很高的要求,还取决于高性能的算力。 

首先,「沉浸式」意味着人们需要借助 VR/AR 设备或者脑机接口,也许在未来,这些硬件设备会成为像手机一样的标配。同时,虚拟世界和真实世界相互交汇融合,线上+线下融合的「沉浸式体验」将成为是否实现真正意义上的元宇宙的评判标准之一

而「低延迟」将涉及到两方面,一方面是元宇宙体验的低延迟性,要保证现实和虚拟的场景和用户行为同步,给用户更好的体验;另一方面则是为了保证算力的延续,数据的更换频率将呈指数级增长,因此需要连续不断的低延迟性数据同步和运算。 

作为一个全新的事物,元宇宙的成长和发展需要规模巨大的计算和数据存储能力支撑。更加真实、更加完整的体验也意味着海量的数据生产,现实世界的计算能力和存储能力直接决定了元宇宙的规模和完整度。 

可见,算力的发展一方面来源于网络通信速度,另一方面还取决于能够获取到的数据规模。因此,强大的算力和海量的数据交互都是在互相成就,加速元宇宙的实现。 

那么,算力稀缺的问题又该如何解决? 

云计算边缘计算则成为了技术变革的方向。 

云计算是一种集中式服务,来自世界各地的数据都通过网络传输到云端进行处理。云计算的核心是可以将分散的计算机资源集中在一起,用户通过网络便可以获取到无限的资源,同时获取的资源不受时间和空间的限制。

iMedia Research 数据显示,2021年全球云计算市场规模有望达到2654亿美元。而中国是云计算市场增长最快的国家,其中阿里云、腾讯云和华为云位列国内市场前三。

而边缘计算则是通过边缘化的形式,在靠近数据源头的一侧进行数据处理,就近提供服务。其应用程序在边缘侧发起,产生更快的网络服务响应,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。

实际上,云计算和边缘计算这两种方案都属于分布式计算的范式,能够有效提升网络计算速度。集中式服务的云计算高效且安全,边缘式数据处理的边缘计算灵敏而实时,在今后的算力技术发展中,这两种方案都值得深耕,并将结合实际使用需求,配合元宇宙所需源源不断的算力发展。

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