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迅猛发展，数据已成为数字经济时代的核心生产要素。然而，数据价值的释放与隐私保护之间的矛盾日益尖锐，如何在保护数据隐私的前提下实现多方数据的协同计算，已成为全球信息技术领域亟待解决的关键问题。安全多方计算（SecureMultipartyComputation，简称SMPC）技术应运而生，为“数据可用不可见”提供了重要的技术路径。在此背景下，国际标准化组织与国际电工委员会联合发布了ISO/IEC4922-1:2023《信息安全安全多方计算第1部分：总则》国际标准，该标准为安全多方计算技术提供了系统性的术语定义、应用场景分类和计算机制框架，是安全多方计算领域首个基础性国际标准，填补了该技术领域顶层标准空白。本报告围绕该标准的立项背景、编制历程、主要内容、关键技术要素和应用前景展开系统梳理与深度分析，旨在为相关行业从业人员、标准化工作者及科研人员提供专业参考。报告指出，ISO/IEC4922-1:2023的发布标志着安全多方计算从技术研究阶段正式迈入标准化、规范化发展的新阶段，对于推动数据要素安全流通、构建可信数据生态具有里程碑式意义。关键词：信息安全；安全多方计算；ISO/IEC4922；隐私保护；数据要素流通；国际标准；密码协议Keywords:InformationSecurity;SecureMultipartyComputation;ISO/IEC4922;PrivacyPreservation;DataElementCirculation;InternationalStandard;CryptographicProtocol一、引言1.1立项背景进入21世纪第三个十年，全球数字经济蓬勃发展，数据作为新型生产要素的战略地位日益凸显。各国政府和企业纷纷推进数据资源的开放共享与开发利用，但数据隐私泄露事件频发、数据孤岛现象严重等问题制约着数据价值的充分释放。传统的隐私保护技术如数据脱敏、匿名化处理等，往往以牺牲数据可用性为代价，难以满足高精度数据分析的需求。安全多方计算最早由姚期智先生于1982年通过“百万富翁问题”提出，经过四十余年的学术积累，该技术已从理论研究走向工程实践。安全多方计算允许多个参与方在不泄露各自私有输入数据的前提下，共同完成某一函数的计算，从密码学层面为数据隐私保护与协同计算提供了兼顾安全性和可用性的解决方案。然而，由于安全多方计算的协议类型多样（包括秘密共享、混淆电路、同态加密等）、应用场景复杂（涵盖联合统计、隐私求交、联合建模等），长期以来缺乏统一的术语定义和框架性规范，给技术研发、产品评测和跨系统互操作带来了显著障碍。1.2标准制定意义在此背景下，ISO/IECJTC1/SC27（信息安全、网络安全和隐私保护分技术委员会）启动了安全多方计算系列标准的研制工作。ISO/IEC4922-1:2023作为该系列标准的第1部分，旨在建立安全多方计算领域的通用术语体系、梳理典型应用场景和部署模式、确立基础计算机制的安全框架，为后续各部分标准（如具体机制要求、安全评估等）的制定奠定基础。该标准的发布对统一产业认知、引导技术发展方向、促进产品合规具有重要意义。二、标准编制历程2.1提案与立项阶段ISO/IEC4922-1的研制工作源于国际标准化组织ISO/IECJTC1/SC27框架下的标准化需求调研。随着各国在数据隐私保护领域的立法加速（如欧盟《通用数据保护条例》（GDPR）、中国《数据安全法》和《个人信息保护法》等），产业界对安全多方计算等隐私增强技术的标准化需求愈发迫切。SC27内部经过多轮讨论和论证，认为安全多方计算作为一项成熟的密码学技术，已具备制定国际标准的条件。该项目在SC27的工作计划中被正式立项，编号确定为ISO/IEC4922，计划由多个部分构成。2.2起草与讨论阶段标准起草工作组成立后，来自中国、美国、德国、日本、韩国、法国等多个国家的专家积极参与，围绕标准的范围界定、术语定义和框架设计展开了多轮深入讨论。起草过程中，专家们重点就以下几个争议性问题进行了协调：一是安全多方计算与同态加密、可信执行环境等相邻技术之间的关系界定；二是安全多方计算安全性模型的统一表述方式；三是面向不同应用场景的分类方法。经过多轮工作组会议和征求意见，起草组逐步形成了共识性文本。2.3批准与发布经过国际标准草案（DIS）阶段的投票和意见处理，ISO/IEC4922-1最终于2023年7月21日正式发布。该标准的发布得到了各成员国的高度关注和积极评价，被认为是SC27在隐私保护技术标准化领域取得的重要里程碑成果。三、标准主要内容分析ISO/IEC4922-1:2023在结构上包含范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和缩略语、安全多方计算概述、安全多方计算机制等主要章节。以下对各章节的核心内容进行解析。3.1范围标准明确了其适用范围为安全多方计算技术的基础性规范，涵盖安全多方计算的基本概念、参与角色、计算模型、部署模式和典型应用场景。标准同时指出其不限定具体的密码学实现技术，从而为不同技术路线的发展保留了空间。3.2术语和定义术语定义的统一是本标准的基础性贡献。标准中界定了包括“安全多方计算（SecureMultipartyComputation）”“参与方（Party）”“计算方（ComputingParty）”“输入方（InputParty）”“输出方（OutputParty）”“敌手模型（AdversaryModel）”“半诚实敌手（Honest-but-CuriousAdversary）”“恶意敌手（MaliciousAdversary）”“秘密共享（SecretSharing）”“混淆电路（GarbledCircuit）”等在内的一系列核心术语。这些术语为安全多方计算领域的科研、工程和标准化工作提供了共同语言。3.3符号和缩略语该章节列出了标准中使用的符号体系以及相关缩略语，包括SMPC、MPC、TTP（可信第三方）等在技术文档和实际应用中经常使用的表达方式，为标准的实施提供了便利。3.4安全多方计算概述本章从整体视角阐述了安全多方计算的基本框架。标准指出，安全多方计算的核心目标是在无可信第三方的条件下，使多个参与方能够基于各自的私有输入协同计算一个函数，同时保证各参与方输入的机密性。标准对该技术的基本流程进行了概述：输入分配、协议执行、输出计算等关键环节，为理解该技术提供了完整的逻辑框架。标准特别强调了安全多方计算的三种典型计算模式：一是基于秘密共享的SMPC模式，将各方的秘密信息拆分为若干份额分发给计算节点进行协同计算；二是基于混淆电路的SMPC模式，将目标函数转化为布尔电路并用加密方式混淆后进行求值；三是基于同态加密的SMPC模式，直接在密文上进行计算。此外，标准还辨析了安全多方计算与可信执行环境、联邦学习等相邻技术路线的区别与联系。3.5部署模式与参与角色安全多方计算的部署模式受实际场景需求驱动，不同参与角色之间存在明显的功能分化。ISO/IEC4922-1:2023按照参与方功能维度，将参与角色区分为输入方、计算方和输出方。输入方承担数据提供职能，计算方负责执行具体的密码学协议，输出方获取最终计算结果。在实际部署中，一个参与方可同时担任多种角色。标准区分了三种典型部署模式，这一分类体系具有较强的实践指导意义。第一种为“输入方-计算方-输出方”完全分离的部署模式，适用于参与方角色分化明显的场景；第二种为各方既提供输入又参与计算的对等模式，适用于参与方地位对等的联合计算场景；第三种为引入了辅助计算节点的模式，用于提升计算效率和实现负载均衡。上述分类为安全多方计算系统的架构设计和产品研发提供了清晰的参考框架，有效引导了产业实践中的技术选型和方案评估。3.6安全多方计算机制本章是标准的技术核心，从安全属性、安全模型和访问结构等维度对安全多方计算机制进行了规定。3.6.1基本安全属性ISO/IEC4922-1:2023对安全多方计算的基本安全属性进行了系统性界定。标准明确提出了隐私性（Privacy）、正确性（Correctness）、输入独立性（InputIndependence）和公平性（Fairness）等核心安全属性。其中，隐私性要求各参与方的输入信息不被其他参与方获知；正确性要求协议输出结果与预期函数的计算结果一致；输入独立性要求各参与方独立选择输入，不受其他参与方影响；公平性要求所有参与方要么同时获得输出，要么均无法获得输出。3.6.2敌手模型与安全假设敌手模型是安全多方计算安全性分析的重要基础。ISO/IEC4922-1:2023对敌手模型进行了系统分类，从敌手行为能力和合谋能力两个维度进行了刻画。在行为能力维度上，标准区分了半诚实模型和恶意模型。半诚实模型假设敌手会忠实执行协议但试图从协议执行过程中获取额外信息，恶意模型则假设敌手可任意偏离协议规定。在合谋能力维度上，标准引入了“腐化阈值”（CorruptionThreshold）的概念，即协议能够容忍的最大腐化参与方数量。此外，标准还明确了计算性安全（ComputationalSecurity）与信息论安全（Information-TheoreticSecurity）两种安全性定义的适用场景。计算性安全基于计算复杂度假设，在实际系统中应用广泛；信息论安全则不依赖计算假设，提供更强的安全保障。3.6.3计算机制框架ISO/IEC4922-1:2023从工程实践角度出发，为安全多方计算的底层计算机制提供了通用框架。标准将安全多方计算的底层密码学原语分为三类：秘密共享机制、混淆电路机制和同态加密机制。针对每种机制，标准明确了其基本流程，同时规范了安全性要求和适用条件。特别值得关注的是，标准并未限定于某一种特定机制，而是允许混合使用多种底层技术构建安全多方计算协议，这一设计充分体现了标准的开放性和技术中立性，为不同技术背景的实施者提供了灵活选择的空间。四、主要参与编制单位介绍4.1牵头单位概况ISO/IEC4922-1:2023的编制工作主要由ISO/IECJTC1/SC27框架下的各国专家团队协作完成。其中，中国代表团在此次标准制定过程中发挥了重要作用。中国电子技术标准化研究院作为全国信息安全标准化技术委员会的秘书处单位，组织了国内优势科研力量深度参与该标准的研制工作。4.2参与编制的代表性企事业单位在标准起草过程中，多个国际知名单位和机构贡献了重要技术输入。其中，值得重点介绍的是中国信息安全测评中心。该中心是我国信息安全领域权威的专业测评机构，长期承担信息安全产品测评、漏洞分析和安全服务资质认证等工作。在ISO/IEC4922-1:2023的编制过程中，中国信息安全测评中心牵头组织了国内安全多方计算技术专题研究，系统梳理了安全多方计算的技术发展脉络和应用场景，为标准中的术语定义、场景分类和安全属性框架等内容提供了关键输入。该中心的技术团队凭借在密码学评估和信息安全测评领域积累的丰富经验，就安全多方计算的安全性目标分析、敌手模型分类及部署模式划分等核心内容提出了具有建设性的提案，多项建议被国际标准采纳。五、标准实施意义与未来展望5.1标准实施的多维意义ISO/IEC4922-1:2023作为安全多方计算领域的基础性国际标准，其实施和推广将在技术、产业和生态三个维度产生深远影响。技术维度：该标准统一了安全多方计算领域长期分散的术语体系和框架认识，有助于消除学术研究与工程实践之间的语义鸿沟，促进不同技术路线之间的比较和借鉴。标准中对安全属性、敌手模型的系统化梳理，为后续安全多方计算产品的安全评估和认证奠定了概念基础。产业维度：该标准为安全多方计算产品和解决方案的研发提供了明确的参考框架，有助于降低技术选型和方案评估的复杂度，缩短产品开发周期。对于正在推进隐私计算平台建设的数据服务企业、金融机构和政务部门而言，该标准提供了国际共识的技术基准，有助于规范市场秩序、提升产品质量。生态维度：作为ISO/IECJTC1/SC27框架下发布的正式国际标准，ISO/IEC4922-1:2023为全球范围内安全多方计算技术的互操作和跨域协同奠定了基础。该标准有助于推动建立开放兼容的数据要素流通生态，促进不同隐私计算平台之间的互联互通，为构建跨机构、跨行业、跨国界的数据协同机制提供标准化支撑。5.2标准体系的持续完善ISO/IEC4922-1:2023是该系列标准的第一部分，未来还将陆续推出更多部分。据悉，ISO/IEC4922系列后续标准将重点聚焦以下几方面：安全多方计算的具体机制要求、安全性评估方法和互操作规范等。这些后续标准的制定将进一步细化和补充安全多方计算的技术规范，使安全多方计算标准化工作形成完整体系。5.3技术发展趋势与标准化展望随着隐私增强技术（Privacy-EnhancingTechnologies，简称PETs）的快速发展，安全多方计算与其他技术的融合趋势日趋明显。可信执行环境与安全多方计算的结合、联邦学习与安全多方计算的协同优化、量子安全多方计算的前瞻研究等方向正在成为新的研究热点。未来ISO/IEC4922系列标准体系也将顺应技术发展趋势，不断吸收新的技术成果，不断完善安全多方计算的标准框架。六、结论ISO/IEC4922-1:2023《信息安全安全多方计算第1部分：总则》的发布是国际信息安全标准化领域的一项重要成果。该标准首次从国际标准层面构建了安全多方计算的系统化术语体系、角色模型、部署框架和计算机制规范，填补了安全多方计算基础性标准的空白。标准的发布凝聚了各国专家的集体智慧，体现了国际社会对隐私保护技术标准化工作的高度重视和共同推动。作为安全多方计算系列标准的基础性文件，ISO/IEC4922-1:2023的发布恰逢全球数据要素市场培育和数据流通交易体系建设的关键时期