創(chuàng)業(yè)公司入局

除了螞蟻集團(tuán)之外，還有更多的創(chuàng)業(yè)公司正陸續(xù)出現(xiàn)在隱私計(jì)算軟硬件結(jié)合的賽道上，在解決隱私計(jì)算的安全性和性能的問(wèn)題上尋求單點(diǎn)突破。星云Clustar和融數(shù)聯(lián)智是其中最早的兩家。

星云Clustar的專(zhuān)長(zhǎng)在算力提升方面，并且正在這一領(lǐng)域做得更為精深。

該公司由香港科技大學(xué)智能網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主任、高性能網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)軍科學(xué)家陳凱創(chuàng)立于2018年，定位于以算力為核心的隱私計(jì)算技術(shù)商。成立之后的第二年，星云Clustar幫助微眾銀行解決了目前應(yīng)用最廣的聯(lián)邦學(xué)習(xí)開(kāi)源平臺(tái) FATE的算力問(wèn)題，使FATE的性能實(shí)現(xiàn)1到2個(gè)數(shù)量級(jí)的提升（因測(cè)試平臺(tái)不同，性能提升效果略有差異），成為FATE的算力提供商。

與FATE合作之后，面向隱私計(jì)算市場(chǎng)，星云Clustar推出了隱私計(jì)算加速卡和隱私計(jì)算軟硬件一體機(jī)等軟硬件結(jié)合的產(chǎn)品。

在算力提升方面，計(jì)算機(jī)單機(jī)算力提升，主要是要“算得快”；計(jì)算機(jī)集群內(nèi)部和集群之間算力的提升，是要在“算得快”的基礎(chǔ)上還要“傳得快”。在“算得快”和“傳得快”方面，星云Clustar都有所改進(jìn)。

在“算得快”方面，星云Clustar自研了隱私計(jì)算加速卡，它可以解決聯(lián)邦學(xué)習(xí)因使用同態(tài)加密而產(chǎn)生的計(jì)算壓力與延時(shí)問(wèn)題。根據(jù)星云Clustar提供的數(shù)據(jù)，相對(duì)于傳統(tǒng)服務(wù)器，星云Clustar在聯(lián)邦學(xué)習(xí)復(fù)雜的同態(tài)加密和解密計(jì)算實(shí)現(xiàn)1－2個(gè)數(shù)量的性能提升；密態(tài)乘法和加法效率提升2－3個(gè)數(shù)量級(jí)。

在“傳得快”方面，星云Clustar有自研的高效網(wǎng)絡(luò)技術(shù)GDR （GPU Direct RDMA） 。GDR技術(shù)主要是可以消除數(shù)據(jù)在單機(jī)之間的傳輸過(guò)程中不必要的數(shù)據(jù)拷貝，從而大大提升了通信效率，可使數(shù)據(jù)在單機(jī)間的傳輸時(shí)延降低75％，性能提升200％，極致性能提升450％。

星云Clustar CTO張駿雪告訴零壹財(cái)經(jīng)，未來(lái)星云Clustar的技術(shù)和產(chǎn)品主要是沿著三根軸展開(kāi)：更高性能、更多場(chǎng)景、國(guó)產(chǎn)化。

其中，在更高性能方面，星云Clustar正在努力降低FPGA的成本，使得未來(lái)單位價(jià)格購(gòu)買(mǎi)的算力能進(jìn)一步提升，這將使得在需要處理的數(shù)據(jù)量大幅增長(zhǎng)的情況下，隱私計(jì)算的算力成本不至于大幅上升。張駿雪預(yù)計(jì)，明年星云Clustar能夠使得單位價(jià)格購(gòu)買(mǎi)的算力提升一倍。未來(lái)，還可以通過(guò)自研技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品的大規(guī)模上量，使得算力的實(shí)際使用成本進(jìn)一步下降。

2021年，星云Clustar的產(chǎn)品在不少大型機(jī)構(gòu)做了POC測(cè)試，也與微眾銀行、招商銀行、建設(shè)銀行等大型金融機(jī)構(gòu)達(dá)成深度合作。張駿雪的切身感受是，從2021年下半年開(kāi)始，業(yè)內(nèi)對(duì)硬件的關(guān)注和討論就越來(lái)越多。市場(chǎng)最開(kāi)始的關(guān)注點(diǎn)在于有和沒(méi)有隱私計(jì)算系統(tǒng)有什么區(qū)別，但當(dāng)不少機(jī)構(gòu)開(kāi)始嘗試隱私計(jì)算系統(tǒng)之后，越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)開(kāi)始比較哪個(gè)系統(tǒng)跑得快。經(jīng)歷了2021年與不少機(jī)構(gòu)的POC測(cè)試之后，星云Clustar整個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)于其軟硬件結(jié)合的產(chǎn)品在2022年的更大規(guī)模落地充滿(mǎn)了信心。

融數(shù)聯(lián)智則在創(chuàng)立之初就瞄準(zhǔn)了芯片研發(fā)，這是算力提升當(dāng)中最艱難的部分。

融數(shù)聯(lián)智創(chuàng)立于2019年8月，兩年后，即2021年，融數(shù)聯(lián)智正式發(fā)布首款隱私保護(hù)芯片（全稱(chēng)Privacy Preserving Unit，即隱私保護(hù)芯片，簡(jiǎn)稱(chēng)為PPU）PPU26x，并且官方宣布實(shí)測(cè)密態(tài)數(shù)據(jù)運(yùn)算加速單元百倍的加速比。融數(shù)聯(lián)智創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)袁曄告訴零壹財(cái)經(jīng)，PPU26x目前從在真實(shí)場(chǎng)景中的測(cè)試來(lái)看，大多數(shù)情況下能夠使密文運(yùn)算加速500—800倍。他預(yù)計(jì)，明年融數(shù)聯(lián)智可以推出能夠使密文運(yùn)算加速千倍的產(chǎn)品PPU36x。

星云Clustar和融數(shù)聯(lián)智之外，推出軟硬件結(jié)合產(chǎn)品的隱私計(jì)算創(chuàng)業(yè)公司在不斷增多。

2021年12月，在宣布完成超3億元人民幣Pre－A及A輪融資時(shí)，數(shù)牘科技也對(duì)外宣布，在隱私工程落地場(chǎng)景的同時(shí)，數(shù)牘前沿研究團(tuán)隊(duì)也實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)層面的硬件突破。

在給零壹財(cái)經(jīng)的回復(fù)中，數(shù)牘科技介紹：

數(shù)牘科技的軟硬協(xié)同的隱私計(jì)算方案，圍繞全國(guó)產(chǎn)化進(jìn)行生產(chǎn)打造，不僅是上層的隱私計(jì)算平臺(tái)，從底層芯片選擇、硬件電路的設(shè)計(jì)，到國(guó)產(chǎn)密碼算法研發(fā)，都是完全的國(guó)產(chǎn)自主可控，不斷鞏固自身產(chǎn)品體系的安全性和可靠性。

具體來(lái)講，數(shù)牘隱私計(jì)算硬件可單獨(dú)完成數(shù)據(jù)的“算、存、傳”，將現(xiàn)有的隱私計(jì)算平臺(tái)中涉及的算法、算子等核心運(yùn)算進(jìn)行能力下沉，使其部分托管至硬件環(huán)境中，并通過(guò)調(diào)用硬件的加速能力提升現(xiàn)有計(jì)算平臺(tái)的整體性能。

經(jīng)過(guò)結(jié)合硬件的可插拔的特性，能夠非常靈活的對(duì)一臺(tái)通用的服務(wù)器進(jìn)行能力改造，將之變?yōu)殡[私計(jì)算專(zhuān)用服務(wù)器，從而也提高了服務(wù)器資源和算力的利用效率，進(jìn)一步降低計(jì)算資源開(kāi)銷(xiāo)。

就在剛剛過(guò)去的2月，隱私保護(hù)計(jì)算技術(shù)提供商锘崴科技宣布，與螞蟻集團(tuán)聯(lián)合打造的锘崴信一體機(jī)正式發(fā)布。

據(jù)零壹財(cái)經(jīng)了解，還有更多的廠(chǎng)商正在進(jìn)入這個(gè)賽道，相關(guān)的產(chǎn)品正在研發(fā)、籌備當(dāng)中。

與市場(chǎng)共舞

創(chuàng)業(yè)公司的入局，讓螞蟻的身影在隱私計(jì)算軟硬件結(jié)合方面顯得并不那么孤單。換個(gè)角度來(lái)看，這也是市場(chǎng)需求日漸清晰的信號(hào)。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展和隱私保護(hù)的雙重需要，正使得數(shù)據(jù)密態(tài)時(shí)代的到來(lái)成為大勢(shì)所趨。螞蟻集團(tuán)副總裁、安全隱私技術(shù)委員會(huì)主席韋韜預(yù)測(cè)：“目前，密態(tài)數(shù)據(jù)處理的規(guī)模，就和數(shù)據(jù)挖掘最初的時(shí)候差不多，只在少量、簡(jiǎn)單的場(chǎng)景有所應(yīng)用。未來(lái)，密態(tài)數(shù)據(jù)處理的規(guī)模，也會(huì)像當(dāng)年數(shù)據(jù)挖掘一樣，迎來(lái)爆發(fā)性發(fā)展。” 

挑戰(zhàn)隨之而來(lái)。在隱私計(jì)算的軟硬件結(jié)合方面，創(chuàng)新者們一方面需要小心翼翼地平衡巨大的研發(fā)投入與商業(yè)回報(bào)，一方面不可避免地正在迎來(lái)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

事實(shí)上，星云Clustar的工作已經(jīng)深入到芯片層面，但是要推出產(chǎn)品還需等待時(shí)機(jī)。

張駿雪向零壹財(cái)經(jīng)透露，星云Clustar已經(jīng)做完了隱私計(jì)算加速芯片的設(shè)計(jì)，甚至已經(jīng)與芯片生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行過(guò)對(duì)接。

在張駿雪看來(lái)，隨著隱私計(jì)算技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)鏈不斷突破，數(shù)據(jù)的運(yùn)算方式、環(huán)境將愈發(fā)復(fù)雜，CPU、GPU等現(xiàn)有芯片將逐漸無(wú)法覆蓋大規(guī)模密態(tài)復(fù)雜運(yùn)算的需求，而利用FPGA等可定制算力硬件，推進(jìn)密態(tài)數(shù)據(jù)專(zhuān)用AISC芯片和算力平臺(tái)的研發(fā)與創(chuàng)新，將會(huì)是提升隱私計(jì)算在實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)的效率的重要途徑。但星云Clustar作為一家創(chuàng)業(yè)公司，必須權(quán)衡研發(fā)投入與市場(chǎng)回報(bào)。隱私計(jì)算作為非常新興的行業(yè)，在商業(yè)化模式方面充滿(mǎn)了“戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧”，找準(zhǔn)企業(yè)定位，明晰發(fā)展方向，與客戶(hù)、產(chǎn)業(yè)鏈的互相配合，在“迷霧”中找到企業(yè)發(fā)展的生態(tài)位尤為重要。

聚集了大量芯片研發(fā)人才的融數(shù)聯(lián)智卻已經(jīng)出發(fā)。

融數(shù)聯(lián)智推出專(zhuān)用隱私保護(hù)芯片，在外界看來(lái)，這其中風(fēng)險(xiǎn)極大——芯片是一個(gè)技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，如果推出的芯片遲遲無(wú)法獲得市場(chǎng)回報(bào)，這有可能使一家創(chuàng)業(yè)公司面臨極大的挑戰(zhàn)。

但對(duì)融數(shù)聯(lián)智來(lái)說(shuō)，這是深思熟慮的行動(dòng)。袁曄告訴零壹財(cái)經(jīng)，2020年融數(shù)聯(lián)智的客戶(hù)當(dāng)中已經(jīng)出現(xiàn)了對(duì)芯片的需求，客戶(hù)需要處理大量高并發(fā)的數(shù)據(jù)。面對(duì)這個(gè)需求，雖然可以通過(guò)軟件方案不斷去優(yōu)化算法模型以及密態(tài)運(yùn)算的過(guò)程，但軟件的所有指令都是提交給 CPU 做運(yùn)算，部分提交給 GPU 做加速，不管 CPU 還是 GPU，對(duì)于整個(gè)性能的提升都是有瓶頸的。即使使用FPGA，仍然有瓶頸，F(xiàn)PGA對(duì)性能優(yōu)化的上限是百倍�！皬目吹叫枨螅�到生產(chǎn)出較為成熟的芯片產(chǎn)品，估計(jì)需要3－5年。如果現(xiàn)在不做，到看到大量需求的時(shí)候再做，就有可能來(lái)不及了�！彼�說(shuō)道。

現(xiàn)在，讓袁曄感到稍有些欣慰的是，融數(shù)聯(lián)智的芯片研發(fā)從全球來(lái)看處在前列，并沒(méi)有晚，與Intel的進(jìn)度幾乎同步。“我們唯一擔(dān)心的就是，會(huì)不會(huì)有些早了。因?yàn)殡[私計(jì)算的發(fā)展仍然處于初期。但確定的是，我們的錢(qián)不會(huì)白投，路不會(huì)白走�！痹瑫舷蛄阋钾�(cái)經(jīng)表示。

就在本文調(diào)研過(guò)程中，融數(shù)聯(lián)智完成了新一輪融資。2022年2月28日，北京融數(shù)聯(lián)智科技有限公司發(fā)生工商變更，新增股東為螞蟻集團(tuán)關(guān)聯(lián)公司上海云鉅創(chuàng)業(yè)投資有限公司。

從全球來(lái)看，隱私計(jì)算的軟硬件結(jié)合，正在變成一個(gè)廣受關(guān)注的領(lǐng)域，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)在逐漸升溫。

秦承剛最早看到一篇和密態(tài)運(yùn)算加速相關(guān)的論文是2012年美國(guó)一所高校的博士生做的。從2015年開(kāi)始，這個(gè)領(lǐng)域在學(xué)術(shù)界變得越來(lái)越熱，越來(lái)越繁榮。MIT、微軟、Intel都有相關(guān)的論文和工作成果發(fā)表。從2021年開(kāi)始，更多業(yè)界的公司、甚至領(lǐng)頭羊公司都開(kāi)始關(guān)注這個(gè)領(lǐng)域。

2021年3月，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，簡(jiǎn)稱(chēng)DARPA）發(fā)布全同態(tài)硬件加速計(jì)劃DPRIVE（Data Protection in Virtual Environments，虛擬環(huán)境中的數(shù)據(jù)保護(hù)項(xiàng)目）。DPRIVE尋求開(kāi)發(fā)用于全同態(tài)計(jì)算的硬件加速器，與基于軟件的全同態(tài)方法相比，它將大大減少計(jì)算運(yùn)行時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)、大大加快全同態(tài)計(jì)算的速度，從而使該技術(shù)更易于用于敏感的國(guó)防應(yīng)用以及商業(yè)用途。該計(jì)劃，有包括Intel在內(nèi)的四個(gè)團(tuán)隊(duì)入選。

DARPA是美國(guó)國(guó)防部屬下的一個(gè)行政機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)研發(fā)用于軍事用途的高新科技。有文章這樣評(píng)價(jià)它的作用：“DARPA通過(guò)孵化突破性技術(shù)以持續(xù)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是美國(guó)生產(chǎn)率增長(zhǎng)的核心引擎”。遠(yuǎn)的有GPS和互聯(lián)網(wǎng)的原型ARPANET，近的有精確制導(dǎo)武器、隱形技術(shù)、無(wú)人機(jī)和腦機(jī)接口等，都是其推動(dòng)發(fā)展的。

而在業(yè)界，2021年末，Intel開(kāi)源了一個(gè)用FPGA加速全同態(tài)算法庫(kù)的項(xiàng)目。歐洲也出現(xiàn)一家名為ZAMA的公司，開(kāi)始做硬件加速方面的工作。

秦承剛判斷：“如果真能做到全同態(tài)運(yùn)算的速度幾乎跟明文運(yùn)算一樣快。當(dāng)這個(gè)芯片成為現(xiàn)實(shí)，隱私計(jì)算甚至云計(jì)算的技術(shù)體系肯定會(huì)發(fā)生演進(jìn)�！�

作為中國(guó)金融支付場(chǎng)景里科技領(lǐng)頭羊公司，螞蟻集團(tuán)有更多的能力進(jìn)行前瞻性的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備。一方面希望多年來(lái)的技術(shù)積累在解決市場(chǎng)面臨的真實(shí)問(wèn)題中有所作為，并且與市場(chǎng)協(xié)同進(jìn)化，另一方面也希望在數(shù)據(jù)安全如此關(guān)鍵的領(lǐng)域，自身在相關(guān)技術(shù)的發(fā)展方面不要落后于國(guó)際同行。

從科技創(chuàng)新來(lái)看，秦承剛認(rèn)為，隱私計(jì)算的軟硬件結(jié)合正在開(kāi)啟一場(chǎng)長(zhǎng)跑，其成果在未來(lái)數(shù)年中才能逐漸顯現(xiàn)。他告訴零壹財(cái)經(jīng)，現(xiàn)在在硬件的創(chuàng)新方面正處于體系結(jié)構(gòu)的黃金時(shí)代。這是因?yàn)�，移�?dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展使得應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展很快，上層的軟件也發(fā)展很快，這使得在計(jì)算機(jī)底層進(jìn)行支持的硬件甚至芯片都需要隨之進(jìn)行改變，進(jìn)入了新一輪的創(chuàng)新周期。而從隱私計(jì)算的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，硬件的演進(jìn)是加速，算法的演進(jìn)是變革，未來(lái)軟件和硬件的創(chuàng)新會(huì)相互促進(jìn)和推動(dòng)。

從外部環(huán)境來(lái)看，在密態(tài)數(shù)據(jù)的處理方面，中國(guó)已經(jīng)走到了世界的最前沿。由于監(jiān)管環(huán)境的不同，許多國(guó)家仍處于數(shù)據(jù)收集階段，而中國(guó)已進(jìn)入數(shù)據(jù)融合發(fā)展階段。在這一方面，中國(guó)擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

韋韜記得，三年前微軟、IBM、英特爾的隱私技術(shù)專(zhuān)利水平是業(yè)界追趕的目標(biāo)。但是在過(guò)去兩年多時(shí)間里，這個(gè)差距正在被大幅縮小。

根據(jù)第三方機(jī)構(gòu)IPRdaily與incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心聯(lián)合發(fā)布的《2020年全球新興隱私技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利排行榜》，截至2021年3月19日，中國(guó)有7家公司沖進(jìn)前十，螞蟻更是以740件的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量遙遙領(lǐng)先，微軟居第二， IBM及英特爾，分別位列第五名及第六名。

圖 2020年全球新興隱私技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利排行榜前十（截至2021年3月19日）

來(lái)源 ：IPRdaily、incoPat

“中國(guó)在這方面將引領(lǐng)發(fā)展，數(shù)據(jù)行業(yè)有這樣的機(jī)會(huì)�！表f韜最后表示。

End．

       原文標(biāo)題 : 隱私計(jì)算軟硬件結(jié)合起跑