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，数据孤岛与隐私保护之间的矛盾日益凸显。如何在不泄露原始数据的前提下实现多方协同计算，已成为全球信息技术领域亟待解决的关键课题。安全多方计算（SecureMultipartyComputation，SMPC）作为密码学的重要分支，为这一难题提供了理论严谨、实践可行的技术方案。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》，该标准由国际电工委员会（IEC）于2023年7月21日正式发布，编号为ISO/IEC4922-1:2023，当前状态为现行有效。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心内容与技术框架，深入分析了其在国际标准化体系中的定位及其与ISO/IEC27001、ISO/IEC15408等现有标准体系的衔接关系。报告指出，该标准首次在国际层面为安全多方计算建立了统一的术语体系、参与方角色定义和安全性模型，填补了SMPC领域国际标准的空白，对于指导隐私计算技术研发、规范数据要素市场流通秩序、促进跨境数据合作具有重要意义。展望未来，随着该系列标准后续部分的陆续发布，安全多方计算技术有望在金融风控、医疗健康、政务数据共享等场景中实现规模化应用，为构建安全可信的数字经济生态提供坚实的技术支撑。关键词：安全多方计算；ISO/IEC4922-1；信息安全；密码学协议；隐私计算；数据要素；国际标准Keywords:SecureMultipartyComputation;ISO/IEC4922-1;InformationSecurity;CryptographicProtocol;PrivacyComputing;DataElements;InternationalStandard一、引言1.1研究背景数字经济的蓬勃发展使得数据成为重要的生产要素。然而，数据的价值释放与其隐私保护之间存在天然的张力：一方面，跨机构、跨领域的数据融合分析能够产生巨大的社会经济效益；另一方面，数据中包含的个人信息、商业秘密和国家安全敏感数据又必须得到严格保护。传统的技术手段，如数据脱敏、匿名化和访问控制等，难以在保障数据可用性的同时提供可证明的安全保障。安全多方计算技术起源于姚期智先生在1982年提出的百万富翁问题，经过四十余年的理论积淀和技术演进，已从纯学术研究逐步走向工程化应用。其核心思想是允许多个参与方在不泄露各自私有输入的前提下，共同完成某个函数的计算，并通过密码学协议保证计算结果的正确性和输入信息的保密性。近年来，随着不经意传输（ObliviousTransfer）、混淆电路（GarbledCircuit）、秘密共享（SecretSharing）、同态加密（HomomorphicEncryption）等底层技术的日趋成熟，SMPC的性能瓶颈不断突破，已初步具备在真实业务场景中部署应用的条件。1.2标准化需求分析尽管安全多方计算技术发展迅速，但长期以来缺乏统一的国际标准对其术语定义、功能架构、安全性要求和评估方法进行规范，由此产生了若干制约行业发展的问题：第一，概念体系不统一。不同研究团队和企业在实现SMPC协议时使用了不一致的术语和定义，导致技术交流和产品互操作存在障碍。例如，对于“诚实但好奇”（Honest-but-Curious）敌手模型，不同文献中的表述和定义存在细微差异，给安全评估带来困扰。第二，安全属性难以量化评估。SMPC协议涉及机密性、完整性、公平性、稳健性等多种安全属性，缺少统一的评估框架和度量标准，使用户难以对不同产品方案进行客观比较和选型。第三，合规指引缺失。各国家和地区陆续出台数据保护法规（如欧盟GDPR、中国《数据安全法》《个人信息保护法》等），企业在采用新型数据计算技术时缺乏可以参照的国际标准来证明其合规性。因此，制定安全多方计算的国际标准已成为产业界的共同呼声。ISO/IECJTC1/SC27（信息安全、网络安全和隐私保护分技术委员会）顺应这一需求，启动了ISO/IEC4922系列标准的编制工作。1.3标准定位与意义ISO/IEC4922-1:2023作为该系列标准的第1部分，定位于为安全多方计算提供总体框架和基础性规范。该标准描述了一个多方计算安全框架，规定了通用的安全多方计算概念和参与方角色定义，定义了SMPC的安全属性、风险评估流程和协议评估方案，并明确了多方计算参与方的职责和能力要求。该标准适用于所有类型的安全多方计算活动，包括方案设计、系统开发、产品选型和合规审计等场景，其发布填补了该领域国际标准的空白，具有里程碑式的意义。二、标准编制概况2.1编制组织与工作流程ISO/IEC4922-1:2023由ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）下属的SC27分技术委员会负责制定。SC27是国际标准化领域信息安全方向最权威的技术委员会，其工作范围涵盖信息安全、网络安全和隐私保护的技术标准化工作。该标准的编制遵循ISO/IEC导则规定的标准制定流程，经历了以下几个关键阶段：提案阶段（NP）——由成员国或联络组织提交新工作项目提案，经SC27投票表决通过后正式立项；工作草案阶段（WD）——由项目编辑（ProjectEditor）和专家团队起草工作草案，在WG内进行多轮讨论和修订；委员会草案阶段（CD）——草案提交SC27各成员国征求意见，汇总处理反馈意见后形成；国际标准草案阶段（DIS）——经各成员国投票表决通过后形成最终国际标准草案；最终国际标准草案阶段（FDIS）——进行最终投票后正式发布。2.2编制时间线该标准经历了系统严谨的编制过程：项目于2021年正式立项，随后由来自各成员国的密码学专家、信息安全专家和产业界代表组成工作组，着手起草标准框架，经过多轮国际研讨和意见征询，工作草案在2022年逐步成熟。进入2023年后，标准草案先后通过委员会草案（CD）和国际标准草案（DIS）阶段的多轮投票与修订，于2023年7月21日由国际电工委员会正式发布。从立项到出版历时约两年半，反映了国际社会对该标准的高度关注和积极参与。2.3标准基本信息与获取本标准的标准编号为ISO/IEC4922-1:2023，英文名称为"Informationsecurity-Securemultipartycomputation-Part1:General"，由国际电工委员会发布，使用英语编制。其电子版采用加密PDF格式，用户下载后需安装FileOpen插件方可阅读，文件设有水印保护，限制累计3台电脑共打印5次，售价为541.0元人民币。正式用户可通过ISO和IEC官方在线浏览平台（OBP）或各成员国的标准服务网站进行购买和下载。三、标准核心内容解读3.1标准适用范围ISO/IEC4922-1:2023明确规定了其适用范围为安全多方计算活动的通用框架。具体而言，该标准适用于以下场景：SMPC协议和系统的设计开发、SMPC产品和服务的评估与选型、基于SMPC的业务流程规划和部署、以及SMPC相关安全审计和合规检查。该标准既涵盖两方计算场景，也涵盖多方（三方及以上）计算场景，同时对不同的网络部署形态（如集中式、分布式、混合式）均有适用性。3.2核心术语与概念体系该标准的第3章和第4章构建了安全多方计算的术语体系和符号约定，为后续各章奠定了概念基础。关键术语包括：-安全多方计算（SecureMultipartyComputation，SMPC）：一种密码学技术，允许多个参与方在各自的私有输入不泄露给其他参与方的前提下，协作计算某个公开函数的结果。-参与方（Party）：参与SMPC协议的实体，可以是个人、组织或系统。-敌手（Adversary）：试图破坏协议安全性的实体，其攻击能力由计算能力、可腐化参与方数量和腐化策略等参数刻画。-腐化（Corruption）：敌手获取某一参与方的全部内部状态信息或控制其行为的过程。-保密性（Confidentiality）：确保参与方的私有输入信息不会被非授权方获取的属性。-正确性（Correctness）：确保协议执行结果与理想功能定义一致的属性。-公平性（Fairness）：确保所有参与方要么都获得计算结果，要么都不获得（即不存在部分参与方先获得结果而优势占尽的情况）。-稳健性（Robustness）：即使在恶意参与方存在的情况下，协议仍能保证计算正常完成的属性。3.3安全多方计算框架标准的第5章描述了一个通用的安全多方计算框架，该框架从系统架构层面将SMPC实现划分为功能定义、协议设计、协议实现和协议评估四个层次，并对每一层次的核心任务和关键考量进行了规范。框架的核心思想是将SMPC系统视为一个由输入阶段、计算阶段和输出阶段构成的信息处理流程，在此基础上定义各参与方在不同阶段的权利和义务。3.4安全属性定义与风险分析标准的第6章和第7章是技术核心章节。第6章详细定义了SMPC应满足的安全属性，包括输入保密性、输出正确性、公平性和稳健性等，并对每个安全属性给出了形式化的定义和必要的解释说明。该章还专门讨论了不同安全属性之间的权衡关系，例如在部分恶意敌手模型下，公平性可能在特定条件下被妥协，标准对此提供了技术说明和风险提示。第7章建立了SMPC风险评估和评估方案选择的方法论。标准指出，SMPC风险评估应至少包括以下步骤：识别资产和威胁源、分析敌手能力假设、评估协议的安全强度与实施环境的匹配度、确定残余风险并给出处置建议。3.5参与方职责和能力要求3.6与其他标准的关系ISO/IEC4922-1:2023是ISO/IEC4922系列标准的基础文件。该系列标准的第2部分专门针对基于秘密共享的机制进行规范，与本部分形成互补关系——第1部分提供通用框架和通用要求，第2部分提供特定技术路线的具体实现要求。此外，ISO/IEC4922-1:2023与以下标准存在密切的衔接关系：ISO/IEC27001（信息安全管理体系要求）提供了组织层面的安全管理框架，ISO/IEC4922-1关注技术层面的协议安全；ISO/IEC15408（信息技术安全评估准则，即通用准则CC）提供了安全产品和系统的评估框架，ISO/IEC4922-1可作为CC评估中SMPC功能类别的技术依据；ISO/IEC19592（秘密共享）为SMPC中常用的秘密共享技术提供了基础规范。四、主要起草单位介绍4.1国际电工委员会（IEC）ISO/IEC4922-1:2023由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）发布。IEC成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域的国际标准化工作。IEC的成员覆盖全球170多个国家和地区，其发布的国际标准在全球范围内被广泛采用。在信息安全标准化领域，IEC与ISO联合设立了JTC1联合技术委员会，其中SC27分技术委员会专职负责信息安全、网络安全和隐私保护标准的制定。SC27下设多个工作组（WG），其中WG2专注于密码学与安全机制，是ISO/IEC4922系列标准的具体研制工作组。该工作组汇聚了全球密码学领域的顶尖专家，来自政府机构、学术界、科研机构和企业界的专家共同参与标准制定工作，形成了产学研用紧密结合的标准化工作模式。IEC在标准制定过程中严格遵循透明性、公开性和协商一致性原则，确保标准既反映国际前沿技术发展水平，又兼顾不同国家和地区的发展诉求。多年来，IEC已发布了一系列在信息安全领域具有深远影响的国际标准，为全球信息技术安全提供了基础性技术规范。五、标准实施展望与结论5.1技术发展趋势安全多方计算正处于从学术研究走向大规模产业应用的关键转折期。从技术发展态势来看，以下几个方向值得关注：性能优化方面，随着硬件加速技术（如GPU并行计算、FPGA加速、可信执行环境TEE的融合应用）的发展和新的高级协议设计（如面向恶意安全的自举协议、混淆电路与秘密共享的混合协议等），SMPC的实用性能正在快速提升，逐步满足金融交易、医疗数据分析等场景的实时性要求。标准为此类工程优化提供了统一的功能要求和安全基准，有助于不同优化方案在同等的安全假设下进行公平比较。技术融合方面，SMPC与联邦学习、可信执行环境、同态加密等技术的融合应用越来越普遍，形成互补增强的技术生态。标准所定义的通用框架和安全属性为上述融合方案的安全分析和合规评估提供了基准。标准化生态建设方面，ISO/IEC4922系列标准第2部分的制定和发布，以及其他隐私计算相关国际标准的协同推进，正在构建一个完整的隐私计算标准化体系。这将为产业发展提供清晰的技术指引和合规路径。5.2产业应用前景随着ISO/IEC4922-1:2023的发布实施，安全多方计算技术的产业化进程有望显著加速。在金融领域，SMPC可用于机构间的联合风控、反欺诈和反洗钱分析，在不共享客户原始数据的前提下实现协同决策。在医疗健康领域，多家医院可在不暴露患者隐私信息的前提下开展联合医学研究和流行病学分析。在政务领域，SMPC能够支撑跨部门数据共享与融合计算，提升政务服务的效率和质量。此外，在联合营销、供应链协同、物联网安全等场景中，SMPC也展现出广阔的应用前景。5.3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进程中一个重要的里程碑。作为全球首个系统规范安全多方计算技术的国际标准，它统一了SMPC领域的概念体系和术语定义，明确了安全属性框架和评估方法论，规范了参与方的职责和能力要求，为该领域的科研、开发、应用和合规监管提供了权威的技术依据。该标准的实施将有力促进隐私计算技术的健康有序发展，为全球数据要素市场的培育和数据安全治理体系的构建提供坚实的技术支撑。随着SMPC技术在更多业务场景中的落地应用，以及ISO/IEC4922系列标准的持续完善，我们有理由期待一个更加安全、高效、开放的数据流通生态的加速形成。参考文献[1