ISOIEC 4922-12023 信息安全.安全多方計算.第1部分總則標準立項發展報告

信息安全安全多方計算第1部分：總則標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:InformationSecurity—SecureMultipartyComputation—Part1:General摘要隨著大數據、云計算和人工智能技術的深度融合，數據已成為數字經濟的核心生產要素。然而，數據價值釋放與隱私保護之間的矛盾日益尖銳，如何在不泄露原始數據的前提下實現多方協同計算，已成為信息安全領域亟待解決的關鍵課題。安全多方計算（SecureMultipartyComputation，SMPC）技術作為密碼學的重要分支，為上述問題提供了理論完備的解決方案。在此背景下，國際標準化組織（ISO）于2023年7月正式發布ISO/IEC4922-1:2023《信息安全安全多方計算第1部分：總則》。本標準是ISO/IEC4922系列標準的開篇之作，系統界定了安全多方計算的基本概念、技術框架、安全模型及適用范圍，為后續各分冊標準以及行業應用實踐奠定了術語基礎和架構指引。本報告對該標準的立項背景、編制過程、核心技術內容及其對產業發展的深遠影響進行全面闡述與分析。報告認為，該標準的發布填補了安全多方計算領域國際標準化文件的空白，對推動隱私計算技術規范化、促進數據要素安全流通具有里程碑式的意義。關鍵詞：安全多方計算；信息安全；國際標準；隱私計算；密碼學；數據要素Keywords:SecureMultipartyComputation;InformationSecurity;InternationalStandard;PrivacyComputing;Cryptography;DataElements1.引言1.1立項背景數字經濟時代，數據作為新型生產要素的價值已被廣泛認知。政務、金融、醫療、能源等行業對跨機構、跨領域的數據協同計算需求日益迫切。然而，傳統的明文數據共享模式面臨嚴重的隱私泄露風險和法律合規挑戰?！吨腥A人民共和國數據安全法》和《中華人民共和國個人信息保護法》的相繼實施，對數據處理活動提出了更為嚴格的安全要求。安全多方計算技術允許互不信任的多個參與方在不需要透露各自私有輸入數據的前提下，協同完成某個函數的計算并得到正確結果。該技術自姚期智先生于1982年提出百萬富翁問題以來，經過四十余年的理論積累與工程演進，已從學術研究走向產業實踐，在聯合風控、聯合營銷、基因數據協作、政務數據共享等場景中展現出廣闊的應用前景。盡管安全多方計算的技術方案日趨成熟，但業界長期缺乏統一的技術術語、安全模型和測評基準，導致各廠商技術路線各說各話、產品互不兼容、安全強度參差不齊。標準化的缺失已成為制約該技術規?；瘧玫年P鍵瓶頸。1.2標準基本信息ISO/IEC4922-1:2023由國際標準化組織（ISO）發布，標準全稱為《信息安全安全多方計算第1部分：總則》（Informationsecurity—Securemultipartycomputation—Part1:General），發布日期為2023年7月21日，標準狀態為現行，語言為英語。該標準屬于ISO/IEC4922系列標準的第1部分，旨在為該系列提供總綱性的框架指引。2.標準編制過程2.1標準立項與研制歷程ISO/IEC4922-1:2023的研制工作由ISO/IECJTC1（信息技術聯合技術委員會）下屬的子委員會SC27（信息安全、網絡安全與隱私保護）負責推進。SC27是國際信息安全標準化領域最權威的技術委員會之一，其工作范圍涵蓋信息安全管理系統、密碼學與安全機制、安全評估與測試以及隱私保護技術等多個方向。安全多方計算標準的立項始于對隱私增強技術（PETs）標準化需求的系統評估。隨著各國對數據跨境流動和數據本地化政策的關注度上升，以及歐盟《通用數據保護條例》（GDPR）實施后全球隱私合規壓力的加大，業界對安全多方計算技術的標準化呼聲日益高漲。經過多輪國際會議討論和專家論證，該項目在SC27框架下正式立項，編號為ISO/IEC4922系列。在編制過程中，來自中國、美國、德國、日本、韓國、法國等多個國家的密碼學專家和信息安全標準化專家深度參與了標準草案的起草與討論。其中，中國專家在安全模型定義、惡意adversary場景分析和應用案例補充等方面做出了重要貢獻。2.2編制過程中的核心議題在ISO/IEC4922-1的研制過程中，各方專家圍繞以下核心議題展開了深入討論：術語體系的統一——由于安全多方計算領域涉及密碼學、分布式計算、信息安全等多學科交叉，各方術語使用習慣差異較大，統一術語定義是標準編制的首要任務；安全模型的標準化描述——安全多方計算協議的安全性需要基于嚴格的安全模型來定義，包括半誠實模型（Honest-but-Curious）和惡意模型（Malicious）等不同安全假設；技術框架的層級化設計——標準需要兼顧底層密碼原語、中層協議構造和上層應用接口的多層次需求，形成清晰的技術架構。經過多輪投票和意見征詢，標準文稿在充分吸收各方意見的基礎上逐步完善。2023年7月21日，ISO/IEC4922-1:2023正式發布，標志著該標準完成了從項目立項到國際標準出版的全部法定程序。3.標準主要內容解析3.1標準的適用范圍ISO/IEC4922-1:2023為安全多方計算提供了總體框架、核心概念和通用術語定義。該標準適用于以下場景：多個參與方需在互不信任的環境下聯合計算某個函數但不愿暴露各自私有輸入的場景；需要在不泄露原始數據的前提下完成數據融合分析的場景；以及對安全多方計算產品和服務進行設計、開發、測評和部署時需要統一安全語義和術語基礎的場景。3.2核心術語與概念體系標準系統定義了安全多方計算領域的一系列核心術語，包括但不限于：-安全多方計算（SecureMultipartyComputation,SMPC）：多個參與方各自持有私有輸入，通過協作計算協議共同完成某個確定性或概率性函數的計算，并獲得正確輸出，同時保證各參與方的私有輸入除由輸出可推導的信息外不被其他參與方獲知。-參與方（Participant）：參與安全多方計算協議執行的實體，可以包括計算方、輸入提供方和結果接收方等不同角色。-安全模型（SecurityModel）：對攻擊者行為和協議安全性保障程度的抽象描述。標準中明確區分了半誠實模型（惡意攻擊者不會偏離協議規范，但會竊聽和試圖從協議執行中推導額外信息）和惡意模型（惡意攻擊者可以任意偏離協議規范以破壞安全性或正確性）。-保密性（Confidentiality）：各參與方的私有輸入信息不會被非授權的其他參與方獲知，除非這些信息可從輸出結果和自身輸入中邏輯推導獲得。-正確性（Correctness）：協議執行完畢后，所有參與方獲得的結果必須與函數在真實輸入上執行的結果一致。-公平性（Fairness）：若一個參與方獲得了協議輸出，則所有參與方都能獲得輸出，即不允許存在某些參與方獲得結果而其他參與方被剝奪輸出的情況。3.3安全多方計算技術框架標準在ISO/IEC4922-1中構建了一個層次化的安全多方計算技術框架，將SMPC系統分為三個主要層級：（1）密碼原語層：包括安全多方計算協議所依賴的基礎密碼學組件，如同態加密方案、秘密共享機制、不經意傳輸（ObliviousTransfer）、混淆電路（GarbledCircuit）等。標準對這些密碼原語的基本語義和安全要求進行了闡述，為上層協議構造提供基礎組件。（2）協議構造層：涵蓋如何利用底層的密碼原語構造完整的SMPC協議，涉及協議流程設計、通信復雜度優化、惡意行為檢測與懲罰機制等。標準在這一層面對協議的交互模式、輸入階段、計算階段和輸出階段進行了規范化描述。（3）應用接口層：定義了SMPC系統對外提供的功能接口和交互規范，以便上層應用能夠以標準化方式調用底層安全計算能力。這一層面的標準化對于不同SMPC產品間的互操作性尤為關鍵。3.4安全性質與攻擊模型ISO/IEC4922-1:2023對安全多方計算協議需要滿足的安全性質進行了系統定義，主要包括保密性、正確性和公平性三個方面。此外，標準還詳細描述了兩種典型的攻擊者模型：半誠實攻擊者模型和惡意攻擊者模型。標準同時指出，在特定場景中可能還需要考慮更強的安全要求，如終止性（GuaranteedOutputDelivery）——即所有誠實參與方都必須獲得協議輸出；主動安全性（ActiveSecurity）——即對抗惡意偏離協議行為的防護能力；以及魯棒性（Robustness）——即即使部分參與方存在惡意行為，協議依然能正常完成計算。4.標準的意義與價值4.1填補國際標準空白ISO/IEC4922-1:2023是國際標準化領域首個專門針對安全多方計算技術的正式標準。此前，安全多方計算雖然已在學術界有大量研究積累，但缺乏統一的標準文件來規范術語、架構和安全要求。該標準的發布填補了這一空白，為全球范圍內的安全多方計算研究、開發和應用提供了共同的“語言基礎”和“技術坐標系”。4.2推動產業規范化發展當前，安全多方計算技術的產業化進程正在加速。國內外已有眾多廠商推出基于SMPC的隱私計算產品，廣泛應用于金融風控、聯合建模、醫療健康數據協作等領域。然而，由于缺乏統一標準，各產品的技術方案和安全保障水平參差不齊，用戶難以進行橫向比較和有效選型。ISO/IEC4922-1的發布為SMPC產品的設計、開發和安全評估提供了統一基準，有助于規范市場秩序，促進產業健康發展。4.3支撐數據要素安全流通數據要素的安全有序流通是數字經濟發展的前提條件。安全多方計算技術與聯邦學習、可信執行環境等技術共同構成了隱私計算的技術體系。ISO/IEC4922-1作為安全多方計算標準體系的基石，將為“數據可用不可見”的落地實踐提供標準化指引，有力支撐數據要素市場的培育和發展。5.標準參與單位介紹在本標準的研制過程中，中國電子技術標準化研究院（CESI）作為國內信息技術標準化領域的核心權威機構，深度參與了ISO/IEC4922-1:2023的編制工作，發揮了重要作用。中國電子技術標準化研究院（簡稱“電子標準院”）創建于1963年，是工業和信息化部直屬的事業單位，也是國家從事電子信息技術領域標準化工作的核心專業機構。電子標準院是ISO/IECJTC1的國內技術歸口單位，負責組織國內專家參與國際標準化活動，同時承擔全國信息安全標準化技術委員會（TC260）秘書處工作。在信息安全標準化領域，電子標準院長期致力于密碼技術、數據安全、隱私保護等方向的國際標準和國內標準研制，具有深厚的專業積淀和豐富的國際標準化工作經驗。在ISO/IEC4922-1:2023的編制過程中，電子標準院組織國內優勢科研力量和企業專家，系統梳理了國內安全多方計算技術研究和產業實踐的最新成果，向國際標準化組織貢獻了中國智慧和中國方案。特別是在安全模型定義、隱私保護分級要求以及典型應用場景描述等方面，中國專家的意見和建議被充分吸納，為標準的科學性和適用性提升做出了重要貢獻。此外，電子標準院還積極推動安全多方計算相關國家標準和行業標準的同步研制，探索建立國際標準與國內標準協同推進的工作機制，為構建我國隱私計算標準化體系提供了有力支撐。6.標準應用前景與展望6.1系列標準協同推進ISO/IEC4922-1:2023作為系列標準的第1部分，為后續各分冊的研制奠定了堅實基礎。預計該系列后續部分將圍繞安全多方計算的特定技術機制（如秘密共享、混淆電路、同態加密等）、具體應用場景（如隱私保護機器學習、安全統計計算等）以及安全評估方法等方向分別展開，逐步形成完整的安全多方計算標準族。6.2與新興技術融合創新隨著量子計算、區塊鏈、人工智能等技術的發展，安全多方計算技術也在與這些新興技術深度融合。ISO/IEC4922-1:2023所定義的框架具有較好的前瞻性和可擴展性，能夠適應技術演進的客觀需求。例如，在量子安全背景下設計抗量子攻擊的SMPC協議，在區塊鏈智能合約中嵌入安全多方計算邏輯以實現鏈上數據隱私保護等方向，都可在該標準的基礎上進一步延伸和細化。6.3對中國的啟示與機遇對中國而言，ISO/IEC4922-1:2023的發布既是挑戰也是機遇。一方面，國內安全多方計算相關企業和服務提供商需要認真研究和對標國際標準，確保產品和服務與國際接軌；另一方面，中國在隱私計算技術研發和產業應用方面已走在世界前列，有條件也有能力在安全多方計算國際標準的后續研制中發揮更大影響力。國內標準化機構應加大力度推進安全多方計算國家標準體系的建設，促進國際標準與國內標準的良性互動，在全球數據安全治理格局中貢獻更多的中國方案。7.結論ISO/IEC4922-1:2023《信息安全安全多方計算第1部分：總則》的正式發布，是國際信息安全標準化進程中的一個重要里程碑。該標準系統構建了安全多方計算領域的術