10月22日,聚焦安全可信底层技术的开源系统软件栈——“星绽”(Asterinas),由中关村实验室、蚂蚁集团、北京大学、南方科技大学等产学研机构联合对外发布,并向全球开发者开源。“星绽”系统软件栈旗下包括星绽OS和星绽机密计算两大项目,分别面向通用执行环境和可信执行环境提供安全原生的系统软件,为云计算、数据可信流通、人工智能等安全攸关的计算场景,构建安全可信的技术底座。
以下是
对星绽机密计算的技术解读
数据已经成为数字经济的核心生产要素之一,数据安全流通是释放数据要素价值的重要途径,其关键在于保护数据安全与隐私的安全技术。机密计算作为隐私计算三大技术路线之一,利用可信执行环境(TEE),通过环境隔离和可信验证机制,保护敏感数据在CPU和内存中安全的一种前沿技术。如果说隐私计算是数据流通中的“管道技术”,那么机密计算则是“枢纽技术”,多方数据汇聚到中心,安全的进行融合计算。随着云计算的普及,保护数据使用中安全变得更有挑战。近些年,各大云计算公司如亚马逊、谷歌、微软等都在积极布局机密计算,保护数据全生命周期的安全。
星绽机密计算以HyperEnclave、Occlum和TrustFlow三大核心组件为基础,构建以技术为基石的信任体系。
01
HyperEnclave作为开放跨平台可信执行环境(TEE)技术,提供了硬件级别的可信隔离的计算环境,解决了可信根CPU依赖的行业痛点,提供公信的可信根,并可托管到国家权威机构。
02
Occlum则是一个轻量级的TEE操作系统,支持多种主流编程语言和文件系统,使得机密计算应用能够轻松复用现有工具和生态;
03
TrustFlow则专注于构建可信的数据流通计算框架,确保数据在流转过程中的安全性和隐私性。
这些组件相互协作,形成了从底层的安全虚拟化环境到上层的可信服务软件栈,提供支撑大规模复杂数据流转场景的密算能力,满足了不同场景下的机密计算和隐私计算需求。
技术特点:
01
全栈覆盖:从底层的安全虚拟化环境到上层的可信服务,星绽机密计算为开发者提供了端到端的安全解决方案。
02
普惠通用:兼容多种CPU硬件平台,弥补国产CPU安全短板,确保可信应用负载可以在各种主流CPU平台上安全运行。
03
自主可控:信任根与CPU厂商解耦,可托管于国家金融基础设施;
04
简单易用:提供了丰富的数据处理能力,有力支撑大数据,大模型等高性能场景,在保护数据隐私的同时可以充分释放数据价值。
05
安全可证:核心代码全部开源,经过权威机构代码审计。
06
权威背书:入选工信部信创典型应用,国家数据局数据要素x金融典型案例,并获得金融科技产品资质;
07
技术领先:已发表顶会论文3篇,含ASPLOS’24,20, ATC’22;授权专利20余项,创新性得到业界广泛认可。
核心组件1:HyperEnclave
HyperEnclave致力于构建一个跨平台的可信执行环境(TEE),是业界第一个兼容多种体系架构和多硬件平台的金融级安全TEE解决方案。它支持国内外主流CPU硬件平台,提供统一TEE抽象,核心代码经过形式化验证。
同时,HyperEnclave将信任根托管在公信权威机构,满足国产自研要求。HyperEnclave为TEE应用提供了隔离执行、远程证明、内存加密、数据封印等完备的安全防护能力,并已规模化应用落地。
核心组件2:Occlum
Occlum是蚂蚁集团开源的TEE库操作系统,也是CCC(机密计算联盟)第一个由中国公司发起的开源项目。它是业界第一个采用内存安全语言Rust开发的TEEOS,为TEE应用提供了一个兼容Linux的运行环境,使得Linux应用程序无需修改或者少量修改就可在TEE环境中运行,极大降低了业务应用适配难度和成本。
核心组件3:TrustFlow
TrustFlow是一个可信易用的数据流通计算框架,确保数据流转过程中的隐私性和安全性。TrustFlow提供了一套完整的数据加工使用跨域管控能力,保护数据在流转过程中被正确安全地使用。同时,TrustFlow提供了丰富的开箱即用应用,囊括大模型、机器学习、深度学习、数据分析等。
应用案例
通过“星绽机密计算”提供的核心能力与服务,可以解决诸多应用场景中“信任”难题。如,多个不互信组织之间的数据融合与联合分析、链上智能合约的机密性保护、公有云平台对外部或内部攻击的防御、高敏感信息(如密码学材料、医疗档案等)的安全保护等。
目前,“星绽机密计算”已经积累了丰富的产业实践,广泛应用于政务、公安、金融、大数据交易、医疗等诸多场景。例如,基于星绽机密计算、区块链等技术的“反诈联盟可信协作网络”,协同公安、人行、运营商等解决风险信息共享难题,共享黑产数据高达数千万条;在金融风控领域,已为数百万金融客户的风控指标计算提供了高安全、高可用的服务。
在推动数据要素流通可信体系的建设上,星绽机密计算积极参与新的产业实践。9月25日,杭州市宣布建成全国首个密态计算中心,应用星绽机密计算开源项目作为安全底座,为数据产业生态中的参与方等提供全生命周期的密态安全保障;今年5月,农业农村部大数据发展中心与网商银行发起的“农户秒贷”项目,基于星绽机密计算构建了密态时空计算平台,入选了国家数据局首批“数据要素x”典型金融案例,目前超600万农户获得贷款额度。

