ISOIEC 4922-12023 信息安全.安全多方计算.第1部分总则标准立项发展报告

信息安全安全多方计算第1部分：总则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationSecurity—SecureMultipartyComputation—Part1:General摘要随着大数据、云计算和人工智能技术的深度融合，数据已成为数字经济的核心生产要素。然而，数据价值释放与隐私保护之间的矛盾日益尖锐，如何在不泄露原始数据的前提下实现多方协同计算，已成为信息安全领域亟待解决的关键课题。安全多方计算（SecureMultipartyComputation，SMPC）技术作为密码学的重要分支，为上述问题提供了理论完备的解决方案。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2023年7月正式发布ISO/IEC4922-1:2023《信息安全安全多方计算第1部分：总则》。本标准是ISO/IEC4922系列标准的开篇之作，系统界定了安全多方计算的基本概念、技术框架、安全模型及适用范围，为后续各分册标准以及行业应用实践奠定了术语基础和架构指引。本报告对该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容及其对产业发展的深远影响进行全面阐述与分析。报告认为，该标准的发布填补了安全多方计算领域国际标准化文件的空白，对推动隐私计算技术规范化、促进数据要素安全流通具有里程碑式的意义。关键词：安全多方计算；信息安全；国际标准；隐私计算；密码学；数据要素Keywords:SecureMultipartyComputation;InformationSecurity;InternationalStandard;PrivacyComputing;Cryptography;DataElements1.引言1.1立项背景数字经济时代，数据作为新型生产要素的价值已被广泛认知。政务、金融、医疗、能源等行业对跨机构、跨领域的数据协同计算需求日益迫切。然而，传统的明文数据共享模式面临严重的隐私泄露风险和法律合规挑战。《中华人民共和国数据安全法》和《中华人民共和国个人信息保护法》的相继实施，对数据处理活动提出了更为严格的安全要求。安全多方计算技术允许互不信任的多个参与方在不需要透露各自私有输入数据的前提下，协同完成某个函数的计算并得到正确结果。该技术自姚期智先生于1982年提出百万富翁问题以来，经过四十余年的理论积累与工程演进，已从学术研究走向产业实践，在联合风控、联合营销、基因数据协作、政务数据共享等场景中展现出广阔的应用前景。尽管安全多方计算的技术方案日趋成熟，但业界长期缺乏统一的技术术语、安全模型和测评基准，导致各厂商技术路线各说各话、产品互不兼容、安全强度参差不齐。标准化的缺失已成为制约该技术规模化应用的关键瓶颈。1.2标准基本信息ISO/IEC4922-1:2023由国际标准化组织（ISO）发布，标准全称为《信息安全安全多方计算第1部分：总则》（Informationsecurity—Securemultipartycomputation—Part1:General），发布日期为2023年7月21日，标准状态为现行，语言为英语。该标准属于ISO/IEC4922系列标准的第1部分，旨在为该系列提供总纲性的框架指引。2.标准编制过程2.1标准立项与研制历程ISO/IEC4922-1:2023的研制工作由ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）下属的子委员会SC27（信息安全、网络安全与隐私保护）负责推进。SC27是国际信息安全标准化领域最权威的技术委员会之一，其工作范围涵盖信息安全管理系统、密码学与安全机制、安全评估与测试以及隐私保护技术等多个方向。安全多方计算标准的立项始于对隐私增强技术（PETs）标准化需求的系统评估。随着各国对数据跨境流动和数据本地化政策的关注度上升，以及欧盟《通用数据保护条例》（GDPR）实施后全球隐私合规压力的加大，业界对安全多方计算技术的标准化呼声日益高涨。经过多轮国际会议讨论和专家论证，该项目在SC27框架下正式立项，编号为ISO/IEC4922系列。在编制过程中，来自中国、美国、德国、日本、韩国、法国等多个国家的密码学专家和信息安全标准化专家深度参与了标准草案的起草与讨论。其中，中国专家在安全模型定义、恶意adversary场景分析和应用案例补充等方面做出了重要贡献。2.2编制过程中的核心议题在ISO/IEC4922-1的研制过程中，各方专家围绕以下核心议题展开了深入讨论：术语体系的统一——由于安全多方计算领域涉及密码学、分布式计算、信息安全等多学科交叉，各方术语使用习惯差异较大，统一术语定义是标准编制的首要任务；安全模型的标准化描述——安全多方计算协议的安全性需要基于严格的安全模型来定义，包括半诚实模型（Honest-but-Curious）和恶意模型（Malicious）等不同安全假设；技术框架的层级化设计——标准需要兼顾底层密码原语、中层协议构造和上层应用接口的多层次需求，形成清晰的技术架构。经过多轮投票和意见征询，标准文稿在充分吸收各方意见的基础上逐步完善。2023年7月21日，ISO/IEC4922-1:2023正式发布，标志着该标准完成了从项目立项到国际标准出版的全部法定程序。3.标准主要内容解析3.1标准的适用范围ISO/IEC4922-1:2023为安全多方计算提供了总体框架、核心概念和通用术语定义。该标准适用于以下场景：多个参与方需在互不信任的环境下联合计算某个函数但不愿暴露各自私有输入的场景；需要在不泄露原始数据的前提下完成数据融合分析的场景；以及对安全多方计算产品和服务进行设计、开发、测评和部署时需要统一安全语义和术语基础的场景。3.2核心术语与概念体系标准系统定义了安全多方计算领域的一系列核心术语，包括但不限于：-安全多方计算（SecureMultipartyComputation,SMPC）：多个参与方各自持有私有输入，通过协作计算协议共同完成某个确定性或概率性函数的计算，并获得正确输出，同时保证各参与方的私有输入除由输出可推导的信息外不被其他参与方获知。-参与方（Participant）：参与安全多方计算协议执行的实体，可以包括计算方、输入提供方和结果接收方等不同角色。-安全模型（SecurityModel）：对攻击者行为和协议安全性保障程度的抽象描述。标准中明确区分了半诚实模型（恶意攻击者不会偏离协议规范，但会窃听和试图从协议执行中推导额外信息）和恶意模型（恶意攻击者可以任意偏离协议规范以破坏安全性或正确性）。-保密性（Confidentiality）：各参与方的私有输入信息不会被非授权的其他参与方获知，除非这些信息可从输出结果和自身输入中逻辑推导获得。-正确性（Correctness）：协议执行完毕后，所有参与方获得的结果必须与函数在真实输入上执行的结果一致。-公平性（Fairness）：若一个参与方获得了协议输出，则所有参与方都能获得输出，即不允许存在某些参与方获得结果而其他参与方被剥夺输出的情况。3.3安全多方计算技术框架标准在ISO/IEC4922-1中构建了一个层次化的安全多方计算技术框架，将SMPC系统分为三个主要层级：（1）密码原语层：包括安全多方计算协议所依赖的基础密码学组件，如同态加密方案、秘密共享机制、不经意传输（ObliviousTransfer）、混淆电路（GarbledCircuit）等。标准对这些密码原语的基本语义和安全要求进行了阐述，为上层协议构造提供基础组件。（2）协议构造层：涵盖如何利用底层的密码原语构造完整的SMPC协议，涉及协议流程设计、通信复杂度优化、恶意行为检测与惩罚机制等。标准在这一层面对协议的交互模式、输入阶段、计算阶段和输出阶段进行了规范化描述。（3）应用接口层：定义了SMPC系统对外提供的功能接口和交互规范，以便上层应用能够以标准化方式调用底层安全计算能力。这一层面的标准化对于不同SMPC产品间的互操作性尤为关键。3.4安全性质与攻击模型ISO/IEC4922-1:2023对安全多方计算协议需要满足的安全性质进行了系统定义，主要包括保密性、正确性和公平性三个方面。此外，标准还详细描述了两种典型的攻击者模型：半诚实攻击者模型和恶意攻击者模型。标准同时指出，在特定场景中可能还需要考虑更强的安全要求，如终止性（GuaranteedOutputDelivery）——即所有诚实参与方都必须获得协议输出；主动安全性（ActiveSecurity）——即对抗恶意偏离协议行为的防护能力；以及鲁棒性（Robustness）——即即使部分参与方存在恶意行为，协议依然能正常完成计算。4.标准的意义与价值4.1填补国际标准空白ISO/IEC4922-1:2023是国际标准化领域首个专门针对安全多方计算技术的正式标准。此前，安全多方计算虽然已在学术界有大量研究积累，但缺乏统一的标准文件来规范术语、架构和安全要求。该标准的发布填补了这一空白，为全球范围内的安全多方计算研究、开发和应用提供了共同的“语言基础”和“技术坐标系”。4.2推动产业规范化发展当前，安全多方计算技术的产业化进程正在加速。国内外已有众多厂商推出基于SMPC的隐私计算产品，广泛应用于金融风控、联合建模、医疗健康数据协作等领域。然而，由于缺乏统一标准，各产品的技术方案和安全保障水平参差不齐，用户难以进行横向比较和有效选型。ISO/IEC4922-1的发布为SMPC产品的设计、开发和安全评估提供了统一基准，有助于规范市场秩序，促进产业健康发展。4.3支撑数据要素安全流通数据要素的安全有序流通是数字经济发展的前提条件。安全多方计算技术与联邦学习、可信执行环境等技术共同构成了隐私计算的技术体系。ISO/IEC4922-1作为安全多方计算标准体系的基石，将为“数据可用不可见”的落地实践提供标准化指引，有力支撑数据要素市场的培育和发展。5.标准参与单位介绍在本标准的研制过程中，中国电子技术标准化研究院（CESI）作为国内信息技术标准化领域的核心权威机构，深度参与了ISO/IEC4922-1:2023的编制工作，发挥了重要作用。中国电子技术标准化研究院（简称“电子标准院”）创建于1963年，是工业和信息化部直属的事业单位，也是国家从事电子信息技术领域标准化工作的核心专业机构。电子标准院是ISO/IECJTC1的国内技术归口单位，负责组织国内专家参与国际标准化活动，同时承担全国信息安全标准化技术委员会（TC260）秘书处工作。在信息安全标准化领域，电子标准院长期致力于密码技术、数据安全、隐私保护等方向的国际标准和国内标准研制，具有深厚的专业积淀和丰富的国际标准化工作经验。在ISO/IEC4922-1:2023的编制过程中，电子标准院组织国内优势科研力量和企业专家，系统梳理了国内安全多方计算技术研究和产业实践的最新成果，向国际标准化组织贡献了中国智慧和中国方案。特别是在安全模型定义、隐私保护分级要求以及典型应用场景描述等方面，中国专家的意见和建议被充分吸纳，为标准的科学性和适用性提升做出了重要贡献。此外，电子标准院还积极推动安全多方计算相关国家标准和行业标准的同步研制，探索建立国际标准与国内标准协同推进的工作机制，为构建我国隐私计算标准化体系提供了有力支撑。6.标准应用前景与展望6.1系列标准协同推进ISO/IEC4922-1:2023作为系列标准的第1部分，为后续各分册的研制奠定了坚实基础。预计该系列后续部分将围绕安全多方计算的特定技术机制（如秘密共享、混淆电路、同态加密等）、具体应用场景（如隐私保护机器学习、安全统计计算等）以及安全评估方法等方向分别展开，逐步形成完整的安全多方计算标准族。6.2与新兴技术融合创新随着量子计算、区块链、人工智能等技术的发展，安全多方计算技术也在与这些新兴技术深度融合。ISO/IEC4922-1:2023所定义的框架具有较好的前瞻性和可扩展性，能够适应技术演进的客观需求。例如，在量子安全背景下设计抗量子攻击的SMPC协议，在区块链智能合约中嵌入安全多方计算逻辑以实现链上数据隐私保护等方向，都可在该标准的基础上进一步延伸和细化。6.3对中国的启示与机遇对中国而言，ISO/IEC4922-1:2023的发布既是挑战也是机遇。一方面，国内安全多方计算相关企业和服务提供商需要认真研究和对标国际标准，确保产品和服务与国际接轨；另一方面，中国在隐私计算技术研发和产业应用方面已走在世界前列，有条件也有能力在安全多方计算国际标准的后续研制中发挥更大影响力。国内标准化机构应加大力度推进安全多方计算国家标准体系的建设，促进国际标准与国内标准的良性互动，在全球数据安全治理格局中贡献更多的中国方案。7.结论ISO/IEC4922-1:2023《信息安全安全多方计算第1部分：总则》的正式发布，是国际信息安全标准化进程中的一个重要里程碑。该标准系统构建了安全多方计算领域的术