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)在隱私計算軟硬件結(jié)合的賽道上，在解決隱私計算的安全性和性能的問題上尋求單點突破。星云Clustar和融數(shù)聯(lián)智是其中最早的兩家。

星云Clustar的專長在算力提升方面，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)實驗室主任、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)開源平臺 FATE的算力問題，使FATE的性能實現(xiàn)1到2個數(shù)量級的提升（因測試平臺不同，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，面向隱私計算市場，星云Clustar推出了隱私計算加速卡和隱私計算軟硬件一體機等軟硬件結(jié)合的產(chǎn)品。

在算力提升方面，計算機單機算力提升，主要是要“算得快”；計算機集群內(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)生的計算壓力與延時問題。根據(jù)星云Clustar提供的數(shù)據(jù)，相對于傳統(tǒng)服務(wù)器，星云Clustar在聯(lián)邦學(xué)習(xí)復(fù)雜的同態(tài)加密和解密計算實現(xiàn)1－2個數(shù)量的性能提升；密態(tài)乘法和加法效率提升2－3個數(shù)量級。

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)在單機之間的傳輸過程中不必要的數(shù)據(jù)拷貝，從而大大提升了通信效率，可使數(shù)據(jù)在單機間的傳輸時延降低75％，性能提升200％，極致性能提升450％。

星云Clustar CTO張駿雪告訴零壹財經(jīng)，未來星云Clustar的技術(shù)和產(chǎn)品主要是沿著三根軸展開：更高性能、更多場景、國產(chǎn)化。

其中，在更高性能方面，星云Clustar正在努力降低FPGA的成本，使得未來單位價格購買的算力能進(jìn)一步提升，這將使得在需要處理的數(shù)據(jù)量大幅增長的情況下，隱私計算的算力成本不至于大幅上升。張駿雪預(yù)計，明年星云Clustar能夠使得單位價格購買的算力提升一倍。未來，還可以通過自研技術(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)品在不少大型機構(gòu)做了POC測試，也與微眾銀行、招商銀行、建設(shè)銀行等大型金融機構(gòu)達(dá)成深度合作。張駿雪的切身感受是，從2021年下半年開始，業(yè)內(nèi)對硬件的關(guān)注和討論就越來越多。市場最開始的關(guān)注點在于有和沒有隱私計算系統(tǒng)有什么區(qū)別，但當(dāng)不少機構(gòu)開始嘗試隱私計算系統(tǒng)之后，越來越多的機構(gòu)開始比較哪個系統(tǒng)跑得快。經(jīng)歷了2021年與不少機構(gòu)的POC測試之后，星云Clustar整個團(tuán)隊對于其軟硬件結(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Privacy Preserving Unit，即隱私保護(hù)芯片，簡稱為PPU）PPU26x，并且官方宣布實測密態(tài)數(shù)據(jù)運算加速單元百倍的加速比。融數(shù)聯(lián)智創(chuàng)始人兼董事長袁曄告訴零壹財經(jīng)，PPU26x目前從在真實場景中的測試來看，大多數(shù)情況下能夠使密文運算加速500—800倍。他預(yù)計，明年融數(shù)聯(lián)智可以推出能夠使密文運算加速千倍的產(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，數(shù)牘科技也對外宣布，在隱私工程落地場景的同時，數(shù)牘前沿研究團(tuán)隊也實現(xiàn)了計算機體系架構(gòu)層面的硬件突破。

在給零壹財經(jīng)的回復(fù)中，數(shù)牘科技介紹：

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

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

經(jīng)過結(jié)合硬件的可插拔的特性，能夠非常靈活的對一臺通用的服務(wù)器進(jìn)行能力改造，將之變?yōu)殡[私計算專用服務(wù)器，從而也提高了服務(wù)器資源和算力的利用效率，進(jìn)一步降低計算資源開銷。

就在剛剛過去的2月，隱私保護(hù)計算技術(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正式發(fā)布。

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

與市場共舞

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

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

挑戰(zhàn)隨之而來。在隱私計算的軟硬件結(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，一方面不可避免地正在迎來國際競爭。

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

張駿雪向零壹財經(jīng)透露，星云Clustar已經(jīng)做完了隱私計算加速芯片的設(shè)計，甚至已經(jīng)與芯片生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行過對接。

在張駿雪看來，隨著隱私計算技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)鏈不斷突破，數(shù)據(jù)的運算方式、環(huán)境將愈發(fā)復(fù)雜，CPU、GPU等現(xiàn)有芯片將逐漸無法覆蓋大規(guī)模密態(tài)復(fù)雜運算的需求，而利用FPGA等可定制算力硬件，推進(jìn)密態(tài)數(shù)據(jù)專用AISC芯片和算力平臺的研發(fā)與創(chuàng)新，將會是提升隱私計算在實際生產(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)投入與市場回報。隱私計算作為非常新興的行業(yè)，在商業(yè)化模式方面充滿了“戰(zhàn)爭迷霧”，找準(zhǔn)企業(yè)定位，明晰發(fā)展方向，與客戶、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)智推出專用隱私保護(hù)芯片，在外界看來，這其中風(fēng)險極大——芯片是一個技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，如果推出的芯片遲遲無法獲得市場回報，這有可能使一家創(chuàng)業(yè)公司面臨極大的挑戰(zhàn)。

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

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)從全球來看處在前列，并沒有晚，與Intel的進(jìn)度幾乎同步�！拔覀兾ㄒ粨�(dān)心的就是，會不會有些早了。因為隱私計算的發(fā)展仍然處于初期。但確定的是，我們的錢不會白投，路不會白走�！痹瑫舷蛄阋钾斀�(jīng)表示。

就在本文調(diào)研過程中，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。

從全球來看，隱私計算的軟硬件結(jié)合，正在變成一個廣受關(guān)注的領(lǐng)域，國際競爭在逐漸升溫。

秦承剛最早看到一篇和密態(tài)運算加速相關(guān)的論文是2012年美國一所高校的博士生做的。從2015年開始，這個領(lǐng)域在學(xué)術(shù)界變得越來越熱，越來越繁榮。MIT、微軟、Intel都有相關(guān)的論文和工作成果發(fā)表。從2021年開始，更多業(yè)界的公司、甚至領(lǐng)頭羊公司都開始關(guān)注這個領(lǐng)域。

2021年3月，美國國防高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，簡稱DARPA）發(fā)布全同態(tài)硬件加速計劃DPRIVE（Data Protection in Virtual Environments，虛擬環(huán)境中的數(shù)據(jù)保護(hù)項目）。DPRIVE尋求開發(fā)用于全同態(tài)計算的硬件加速器，與基于軟件的全同態(tài)方法相比，它將大大減少計算運行時的開銷、大大加快全同態(tài)計算的速度，從而使該技術(shù)更易于用于敏感的國防應(yīng)用以及商業(yè)用途。該計劃，有包括Intel在內(nèi)的四個團(tuán)隊入選。

DARPA是美國國防部屬下的一個行政機構(gòu)，負(fù)責(zé)研發(fā)用于軍事用途的高新科技。有文章這樣評價它的作用：“DARPA通過孵化突破性技術(shù)以持續(xù)推動經(jīng)濟的發(fā)展，是美國生產(chǎn)率增長的核心引擎”。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)、無人機和腦機接口等，都是其推動發(fā)展的。

而在業(yè)界，2021年末，Intel開源了一個用FPGA加速全同態(tài)算法庫的項目。歐洲也出現(xiàn)一家名為ZAMA的公司，開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)運算的速度幾乎跟明文運算一樣快。當(dāng)這個芯片成為現(xiàn)實，隱私計算甚至云計算的技術(shù)體系肯定會發(fā)生演進(jìn)�！�

作為中國金融支付場景里科技領(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)略儲備。一方面希望多年來的技術(shù)積累在解決市場面臨的真實問題中有所作為，并且與市場協(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際同行。

從科技創(chuàng)新來看，秦承剛認(rèn)為，隱私計算的軟硬件結(jié)合正在開啟一場長跑，其成果在未來數(shù)年中才能逐漸顯現(xiàn)。他告訴零壹財經(jīng)，現(xiàn)在在硬件的創(chuàng)新方面正處于體系結(jié)構(gòu)的黃金時代。這是因為，移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展使得應(yīng)用場景發(fā)展很快，上層的軟件也發(fā)展很快，這使得在計算機底層進(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。而從隱私計算的長遠(yuǎn)發(fā)展來看，硬件的演進(jìn)是加速，算法的演進(jìn)是變革，未來軟件和硬件的創(chuàng)新會相互促進(jìn)和推動。

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

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

根據(jù)第三方機構(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)明專利排行榜》，截至2021年3月19日，中國有7家公司沖進(jìn)前十，螞蟻更是以740件的專利申請數(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)明專利排行榜前十（截至2021年3月19日）

來源 ：IPRdaily、incoPat

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

End．

       原文標(biāo)題 : 隱私計算軟硬件結(jié)合起跑