二、 專利視角看隱私計算

1、 國內(nèi)外隱私專利申請情況

早在20世紀(jì)80年代，以MPC為代表密碼學(xué)理論就已經(jīng)被提出，長期以來處于實驗室研究階段。根據(jù)零壹智庫專利數(shù)據(jù)顯示，隱私計算相關(guān)專利首次于1986年由英國的電信公司Plessey提出申請。

之后的30多年，來自中、美、日、韓、法等26個國家和地區(qū)的公司相繼開展了對隱私計算技術(shù)的研究，并參與了專利申請。截至2021年8月，全球有2，360家公司參與了隱私計算相關(guān)專利申請，合計10，611件。

其中，中國、美國和日本是隱私計算專利申請數(shù)量最多的3個國家，專利申請數(shù)量分別是6，739件、2，211件和603件，占比分別為64％、21％和6％。

圖1： 全球隱私計算專利分布情況

數(shù)據(jù)來源：零壹智庫，智慧芽

從技術(shù)發(fā)展歷程來看，以Google、Intel、微軟為代表的美國企業(yè)開創(chuàng)了隱私計算產(chǎn)業(yè)的先河，中國在2018年先后才開始進(jìn)入啟動階段。但是從專利申請情況來看，中國在隱私計算領(lǐng)域的研究已經(jīng)有超過20年。

縱觀中國在隱私計算領(lǐng)域的專利申請情況，大致可以分為3個階段。

階段一（2011年之前），中國每年申請的隱私計算專利不超過100件，每年參與專利申請的公司不超過60家。在這個階段，雖然隱私計算相關(guān)概念還未提出，但是相關(guān)密碼學(xué)技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)。以華為、中興通訊、飛天誠信為代表的中國科技公司已經(jīng)開始探索密碼學(xué)在數(shù)據(jù)安全和信息安全領(lǐng)域的應(yīng)用，并申請了大量專利。

階段二（2012～2015年），中國每年隱私計算專利申請數(shù)量超過100件，參與專利申請的公司數(shù)量也開始突破100家。在這個階段，華為以先發(fā)優(yōu)勢，專利申請數(shù)量遠(yuǎn)超其他公司。除此之外，騰訊、小米、螞蟻集團(tuán)、阿里巴巴等公司也先繼開展了隱私計算相關(guān)領(lǐng)域的研究。

階段三（2015～至今），中國每年隱私計算專利申請數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，在2019～2020年每年專利申請數(shù)量保持在1，000件以上，參與公司規(guī)模也均在400家左右。在這個階段，中國發(fā)布多項有關(guān)數(shù)據(jù)安全和隱私安全保護(hù)的政策，同時開展了多次治理行動。在這種背景下，除了互聯(lián)網(wǎng)科技公司，眾多金融機(jī)構(gòu)、隱私計算初創(chuàng)企業(yè)、大數(shù)據(jù)公司等相繼加入該賽道，例如微眾銀行、趣鏈、天冕科技、如般量子等。

盡管中國在隱私計算領(lǐng)域的研究晚于美國等發(fā)達(dá)國家，但在政府相關(guān)政策的加持和企業(yè)及個人對隱私安全的愈加重視，中國隱私計算技術(shù)在近兩年獲得快速發(fā)展，并在全球已初具競爭優(yōu)勢。

截至2021年8月，中國已經(jīng)有超過1，700家公司參與了隱私計算專利申請，其中專利申請數(shù)量最多的3家公司分別是螞蟻集團(tuán)（1，195件）、華為（365件）和阿里巴巴（258件）。除此之外，部分公司在近幾年也相繼推出了隱私計算相關(guān)產(chǎn)品，例如螞蟻集團(tuán)推出的螞蟻鏈摩斯多方安全計算平臺，天冕科技在2020年推出了天冕聯(lián)邦學(xué)習(xí)平臺。

圖2：2001～2021H1中國隱私計算專利申請情況

數(shù)據(jù)來源：零壹智庫，智慧芽

2、 中國隱私計算技術(shù)應(yīng)用情況

目前，隱私計算核心技術(shù)主要包括聯(lián)邦學(xué)習(xí)、可信執(zhí)行環(huán)境和多方安全計算。

聯(lián)邦學(xué)習(xí)最早在2016年由Google率先提出。按照騰訊云的解釋，聯(lián)邦學(xué)習(xí)（Federated Learning，F(xiàn)L）是一種打破數(shù)據(jù)孤島、釋放AI應(yīng)用潛能的分布式機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，能夠讓聯(lián)邦學(xué)習(xí)各參與方在不披露底層數(shù)據(jù)和底層數(shù)據(jù)加密（混淆）形態(tài)的前提下，通過交換加密的機(jī)器學(xué)習(xí)中間結(jié)果實現(xiàn)聯(lián)合建模。

可信執(zhí)行環(huán)境（Trusted Execution Environment， TEE）是Global Platform在2010年提出的一種隱私計算概念，通過芯片等硬件技術(shù)與軟件協(xié)同對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，同時保留與系統(tǒng)運行環(huán)境之間的算力共享。

多方安全計算（Secure Multi－Party Computation， MPC）是20世紀(jì)80年底由姚期智等人提出，是一種基于密碼學(xué)，數(shù)據(jù)所有者在數(shù)據(jù)不出本地數(shù)據(jù)庫的情況下進(jìn)行協(xié)同計算，輸出計算結(jié)果，并保障任何一方無法獲得計算結(jié)果之外的其他信息的技術(shù)。

或許是由于可信執(zhí)行環(huán)境具有通用性高、開發(fā)難度低、算法實現(xiàn)上更加靈活等特點，該技術(shù)專利申請受到眾多科技公司的青睞，數(shù)量明顯高于其它兩個。根據(jù)零壹智庫專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至2021年8月，中國有181家公司申請了相關(guān)專利，合計815件，是隱私計算領(lǐng)域公司參與度最高、專利申請數(shù)量最多的技術(shù)。其次，聯(lián)邦學(xué)習(xí)和多方安全計算，參與專利申請的公司分別有108家和105家，專利申請數(shù)量分別為396件和416件。 圖3： 2021年中國隱私計算各技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠�申請情況

數(shù)據(jù)來源：零壹智庫，智慧芽

密碼學(xué)作為隱私計算核心技術(shù)，通過對稱加密和非對稱加密，消除了信息泄露風(fēng)險。目前，多方安全計算和聯(lián)邦學(xué)習(xí)都有用到密碼學(xué)技術(shù)，最常用到的密碼學(xué)技術(shù)有不經(jīng)意傳輸（Oblivious Transfer）、混淆電路（Garbled Circuit）、秘密分享（Secret Sharing）、同態(tài)加密（Homomorphic Encryption）、零知識證明（Zero－Knowledge Proof）和差分隱私（Differential Privacy）。

從專利申請情況來看，同態(tài)加密和零知識證明在中國關(guān)注度明顯高于其他加密技術(shù)。截至目前，同態(tài)加密有182家公司參與相關(guān)專利申請，專利合計544件；其次是零知識證明，有124家公司參與專利申請，專利合計376件；其他4項密碼學(xué)技術(shù)參與公司數(shù)量均在10～50家公司之間，專利申請數(shù)量在20～110之間。

圖4：密碼學(xué)在隱私計算領(lǐng)域應(yīng)用情況

數(shù)據(jù)來源：零壹智庫，智慧芽 3、 中國隱私計算行業(yè)及場景應(yīng)用

在近幾年，隱私計算技術(shù)和產(chǎn)品逐漸成熟，伴隨著中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)安全和個人隱私安全受到政府、企業(yè)及個人的關(guān)注，除互聯(lián)網(wǎng)科技公司之外，金融機(jī)構(gòu)、醫(yī)療、電信、電網(wǎng)、大消費等多個行業(yè)公司相繼探索隱私計算的應(yīng)用。

從專利申請情況來看，隱私計算主要應(yīng)用場景有金融、醫(yī)療、電網(wǎng)、政務(wù)等多個行業(yè)。

1） 金融＋隱私計算

相較其他行業(yè)，金融行業(yè)由于行業(yè)的敏感性，對于數(shù)據(jù)安全合規(guī)要求更高。尤其從2019年開始，受爬蟲風(fēng)波影響，金融大數(shù)據(jù)行業(yè)受到沉重打擊。同時，自2019年以來，多家金融機(jī)構(gòu)被工信部通報存在違法違規(guī)收集使用個人隱私數(shù)據(jù)的情況。

對于金融行業(yè)而言，如何保證數(shù)據(jù)安全和監(jiān)管合規(guī)的同時，還能賦能風(fēng)險管理、產(chǎn)品營銷等業(yè)務(wù)場景，成為金融機(jī)構(gòu)需要迫切解決的問題。因此，金融行業(yè)成為隱私計算最重要的行業(yè)應(yīng)用之一。

從專利申請情況來看，金融行業(yè)是隱私計算技術(shù)專利申請數(shù)量最多、參與公司規(guī)模最大的行業(yè)。截至目前，中國有129家公司申請了相關(guān)專利，合計408件。在這些公司當(dāng)中，專利申請數(shù)量最多的3家公司分別是螞蟻集團(tuán)、阿里巴巴和平安集團(tuán)。除此之外，金融機(jī)構(gòu)當(dāng)中建設(shè)銀行、平安集團(tuán)、陽光保險、泰康保險、中國銀聯(lián)、興業(yè)證券等金融機(jī)構(gòu)均有相關(guān)專利申請。

從應(yīng)用場景來看，隱私計算技術(shù)在金融行業(yè)中的應(yīng)用場景包括供應(yīng)鏈金融、資產(chǎn)管理、保險理賠、風(fēng)險管理、反洗錢、金融身份認(rèn)證、征信評估、財務(wù)審計等。

2） 醫(yī)療＋隱私計算

醫(yī)療行業(yè)，醫(yī)學(xué)研究、臨床診斷、醫(yī)療服務(wù)等對數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用挖掘有著強(qiáng)烈需求。但是，現(xiàn)階段醫(yī)療大數(shù)據(jù)搜索、共享、數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)尚處于不成熟階段，缺乏對數(shù)據(jù)的深度可信挖掘和權(quán)限認(rèn)證，尚未形成有體系的標(biāo)準(zhǔn)和保護(hù)措施。嚴(yán)格的法律，缺失的保護(hù)體系和標(biāo)準(zhǔn)，造成大量醫(yī)院，醫(yī)療研究機(jī)構(gòu)等醫(yī)療數(shù)據(jù)擁有者不愿或不敢分享其擁有的數(shù)據(jù)資源，從而嚴(yán)重影響了醫(yī)療數(shù)字化的進(jìn)步和發(fā)展。

為此，一些科技公司采用隱私計算技術(shù)構(gòu)建相關(guān)系統(tǒng)或平臺，各節(jié)點的醫(yī)療機(jī)構(gòu)在不需要共享原始數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行聯(lián)合建模和聯(lián)合數(shù)據(jù)分析，有效推動醫(yī)療行業(yè)數(shù)據(jù)高效利用。

據(jù)零壹智庫不完全統(tǒng)計，截止目前，中國有41家公司申請了隱私計算＋醫(yī)療相關(guān)專利，并且這些公司專利申請數(shù)量保持在1～3件。在這些公司當(dāng)中，騰訊、榮澤科技、醫(yī)渡云等公司均有推出自己的隱私計算產(chǎn)品。

3） 電網(wǎng)＋隱私計算

目前，我國經(jīng)濟(jì)和網(wǎng)絡(luò)科技的飛速發(fā)展，我國對電力系統(tǒng)各方面的需求在不斷提高，智能化進(jìn)程也在不斷推進(jìn)，于此同時，智能電網(wǎng)的安全問題也日益得到重視。其中，裝備在電網(wǎng)中的各種傳感器和智能電表負(fù)責(zé)實時監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)和收集用戶用電數(shù)據(jù)，并將這些信息及時地提交給控制中心處理。但目前的大多數(shù)智能電表都是以明文的形式與控制中心進(jìn)行交互，數(shù)據(jù)的安全性并未得到應(yīng)有的保障，用戶的隱私信息容易被泄露。

為此，一些企業(yè)在近幾年開始探索隱私計算技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。根據(jù)零壹智庫專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至目前，我國有30家公司申請了電網(wǎng)＋隱私計算相關(guān)專利。其中，專利申請數(shù)量最多的兩家公司分別是國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)，專利申請數(shù)量分別是31件和16件，其余28家公司專利申請數(shù)量保持在1～3件之間。

除此之外，根據(jù)專利申請情況，隱私計算應(yīng)用場景還包括出行、智能汽車、酒店、民航、招聘等。很顯然，各行業(yè)對于隱私計算技術(shù)均有不同程度的需求，但是大部分場景處于研發(fā)階段，未來發(fā)展還需更多投入。

4、 全球隱私計算專利榜單TOP20

根據(jù)專利申請數(shù)量，零壹智庫發(fā)布了全球隱私計算專利榜單TOP20。其中，專利申請數(shù)量最多的3家公司分別是螞蟻集團(tuán)（1，195件）、華為（365件）和Intel（346件）。按照公司注冊地，這20家公司分別來自中國、美國、日本、韓國和英國5個國家。其中，中國數(shù)量最多，有13家公司進(jìn)入榜單；其次是美國，有3家公司上榜。

表2： 2021年全球隱私計算專利榜單TOP20

數(shù)據(jù)來源：零壹智庫，智慧芽

顯而易見，中國企業(yè)在隱私計算專利方面，無論是參與數(shù)量、還是排名位置，已經(jīng)占據(jù)上風(fēng)。中國之所以有如此快速發(fā)展，源于近幾年中國在數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)方面的重視，各項政策的發(fā)布增強(qiáng)了對隱私計算技術(shù)的需求，包括互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭、金融機(jī)構(gòu)、隱私計算科創(chuàng)企業(yè)在內(nèi)的公司紛紛在該領(lǐng)域進(jìn)行布局。

三、 案例分析

近幾年，我國隱私計算技術(shù)快速發(fā)展，在金融、醫(yī)療、政務(wù)等領(lǐng)域已經(jīng)有一些企業(yè)成功推出了相關(guān)產(chǎn)品和平臺。零壹智庫圍繞廣告營銷、金融和醫(yī)療三個場景，篩選了一些具有核心技術(shù)優(yōu)勢的公司進(jìn)行案例分析。

1． 騰訊云：聯(lián)合建模釋放商業(yè)價值，實現(xiàn)精準(zhǔn)營銷

在互聯(lián)網(wǎng)巨頭當(dāng)中，以騰訊、百度、阿里巴巴為代表的公司不僅大量布局了隱私計算相關(guān)專利，同時在金融、政務(wù)、醫(yī)療等場景推出了相關(guān)產(chǎn)品。相較其他公司而言，騰訊專利數(shù)量不及螞蟻集團(tuán)、華為和阿里巴巴，但是其在產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)應(yīng)用階段具有自身特點，尤其是在聯(lián)邦廣告方面，優(yōu)勢明顯。

對于廣告主與流量平臺而言，如何在原始數(shù)據(jù)不出域的情況下進(jìn)行聯(lián)合建模，構(gòu)建更精準(zhǔn)的用戶畫像和推薦模型，從而實現(xiàn)定向廣告投放，成為迫切需要解決的問題。

騰訊云基于自研的多數(shù)據(jù)源聯(lián)合計算技術(shù)推出了騰訊云安全隱私計算平臺，在保障數(shù)據(jù)隱私安全的基礎(chǔ)上助力廣告主優(yōu)化用戶質(zhì)量。此外，騰訊云在2021年初，基于“騰訊云安全隱私計算”平臺的廣告業(yè)務(wù)合作，攜手保樂力加完成了多方聯(lián)邦學(xué)習(xí)在廣告營銷領(lǐng)域的首個落地實踐。在確保整個過程各合作方的原始數(shù)據(jù)始終不出本地，騰訊云通過交換加密中間參數(shù)即完成了聯(lián)合建模。通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)聯(lián)合多方訓(xùn)練精準(zhǔn)模型，在較長的 campaign 廣告營銷活動中，其投放效果比對照組有顯著提升。

廣告業(yè)務(wù)對互聯(lián)網(wǎng)巨頭而言，是其主要營業(yè)收入之一，在保證隱私安全的同時，如何實現(xiàn)精準(zhǔn)營銷，是互聯(lián)網(wǎng)平臺比較關(guān)注的問題。

2． 天冕科技：打破數(shù)據(jù)孤島，助力金融機(jī)構(gòu)挖掘數(shù)據(jù)價值

天冕科技是WeLab匯立集團(tuán)旗下領(lǐng)先的金融科技服務(wù)商，依托集團(tuán)8年金融科技的輸出與積累，以大數(shù)據(jù)分析、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等核心技術(shù)為基礎(chǔ)，自主研發(fā)了涵蓋智能信貸風(fēng)控技術(shù)、系統(tǒng)平臺服務(wù)、數(shù)據(jù)中臺以及聯(lián)邦學(xué)習(xí)等在內(nèi)的金融科技解決方案，助力合作機(jī)構(gòu)降低運營成本，提升服務(wù)效率。

在隱私計算領(lǐng)域，天冕科技不僅申請了十余件相關(guān)專利，還在2020年推出了隱私計算產(chǎn)品“天冕聯(lián)邦學(xué)習(xí)平臺”。該平臺支持支持企業(yè)按照具體的建模場景，溝通并匹配其他聯(lián)邦成員（企業(yè)），在保護(hù)隱私數(shù)據(jù)的前提下，共同完成聯(lián)邦模型的訓(xùn)練與構(gòu)建，幫助建模人員快速搭建聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)（橫向聯(lián)邦、縱向聯(lián)邦、縱橫向混合聯(lián)邦等），促進(jìn)聯(lián)邦成員間的交流與共贏，在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的同時，深度連接各個合作方，達(dá)到了技術(shù)賦能。

天冕聯(lián)邦學(xué)習(xí)平臺在某頭部金融企業(yè)落地案例中，在建模訓(xùn)練3周后，模型KS提升17％，營銷轉(zhuǎn)化率提升20％，ROI提升18％，幫助企業(yè)完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的智能營銷和水平解耦，提升決策能力，以數(shù)據(jù)價值驅(qū)動業(yè)務(wù)迭代和創(chuàng)新。

此外，在2021年6月，作為大數(shù)據(jù)安全計算技術(shù)領(lǐng)域的杰出代表，天冕聯(lián)邦學(xué)習(xí)平臺憑借調(diào)度管理、數(shù)據(jù)處理、算法實現(xiàn)、效果及性能以及安全性等方面的表現(xiàn)，通過了中國信通院的“大數(shù)據(jù)產(chǎn)品能力評測”，榮獲中國信通院頒發(fā)的“聯(lián)邦學(xué)習(xí)基礎(chǔ)能力專項評測證書” 。

追溯天冕科技在隱私計算領(lǐng)域的布局，早在2017年，天冕科技就開始密切關(guān)注隱私計算技術(shù)，在2018～2020年，相繼開始專利申請、產(chǎn)品研發(fā)，最終在2020下半年開始嘗試將隱私計算產(chǎn)品落地，是眾多科創(chuàng)企業(yè)中最早布局隱私計算賽道的公司之一。

3． 醫(yī)渡云：以隱私計算技術(shù)賦能醫(yī)療領(lǐng)域

醫(yī)渡云是一家成立于2014年的醫(yī)療人工智能技術(shù)公司，自成立以來，就致力于醫(yī)療場景下，如何在保障數(shù)據(jù)安全和合規(guī)的前提下，高質(zhì)量高效率地進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理、AI建模以及應(yīng)用。

隨著醫(yī)療行業(yè)的數(shù)字化、智能化發(fā)展，高質(zhì)量的醫(yī)療數(shù)據(jù)成為醫(yī)療行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心要素。但是由于醫(yī)療行業(yè)存在數(shù)據(jù)孤島、脫敏后的數(shù)據(jù)隱私安全性和數(shù)據(jù)監(jiān)管等問題，導(dǎo)致醫(yī)療數(shù)據(jù)在多方機(jī)構(gòu)之間無法完成數(shù)據(jù)互通共享。

為此，在2021年中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上，醫(yī)渡云應(yīng)用最新的數(shù)據(jù)處理、聯(lián)邦學(xué)習(xí)、加密及區(qū)塊鏈等技術(shù)成功推出“多方安全計算平臺（YIDUMANDA）”，將多方安全計算技術(shù)與醫(yī)療場景深度融合，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供一個安全、高效的數(shù)據(jù)共享平臺。該平臺融合了最新的數(shù)據(jù)處理、聯(lián)邦學(xué)習(xí)、加密及區(qū)塊鏈等技術(shù)，在保證醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間并不會傳輸原始數(shù)據(jù)和隱私數(shù)據(jù)前提下，有效保障原始數(shù)據(jù)安全，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可用不可見；同時，基于多數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合建模、聯(lián)合計算，使得有效訓(xùn)練數(shù)據(jù)顯著增加，實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)合規(guī)的安全共享和應(yīng)用。

天冕科技天冕科技是WeLab匯立集團(tuán)旗下領(lǐng)先的一站式金融科技服務(wù)商，依托集團(tuán)8年金融科技的輸出與積累，以大數(shù)據(jù)分析、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等核心技術(shù)為基礎(chǔ)，自主研發(fā)了涵蓋智能信貸風(fēng)控服務(wù)、系統(tǒng)平臺服務(wù)、數(shù)據(jù)中臺服務(wù)、聯(lián)邦學(xué)習(xí)平臺、AI驗室等在內(nèi)的智能金融產(chǎn)品及解決方案，致力于政企機(jī)構(gòu)降本增效。

End．

       原文標(biāo)題 : 春節(jié)特輯 | 隱私計算專利報告（2021）