加密算法革命性突破,數(shù)據(jù)保護(hù)難題得解?

同態(tài)加密的想法是,重新設(shè)計(jì)計(jì)算算法,以便算法可以處理加密值。如果數(shù)據(jù)沒有解密,它就不會(huì)泄露出去。有很多積極的研究工作已經(jīng)獲得實(shí)用性不一的算法。

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構(gòu)建自己的云集群

它們是價(jià)格不到50美元的小計(jì)算機(jī)。幾個(gè)四年級(jí)學(xué)生將這些設(shè)備連起來參加了科學(xué)展覽會(huì)。它們是便宜的裝置,但并不意味著它們對(duì)實(shí)際工作沒有多大用處。這就是為什么一些人正在用機(jī)架擴(kuò)建Raspberry Pi集群,這些機(jī)架塞滿小型Linux節(jié)點(diǎn),這些Linux節(jié)點(diǎn)搭配四個(gè)ARM核心的芯片,耗電量很小。

有很多理由避免這個(gè)想法:大型系統(tǒng)效率高得多,它們可以提供數(shù)十個(gè)核心,運(yùn)行數(shù)十個(gè)線程,并共享大量的內(nèi)存和磁盤組,負(fù)載變得很大時(shí),它們可以輕松完成工作。

但是使用更小的獨(dú)立機(jī)器提供了冗余性,因?yàn)樗鼈兪仟?dú)立的。你可能認(rèn)為自己的實(shí)例與其他虛擬機(jī)是分開的,但它們通常共享同一個(gè)CPU,可能有幾十個(gè)甚至幾百個(gè)虛擬機(jī)。帶有獨(dú)立電路板的獨(dú)立機(jī)器提供了安全性和冗余性。

然而,最大的優(yōu)點(diǎn)可能還是價(jià)格,這些集群可能比各大云中的一些實(shí)例便宜得多。當(dāng)然,一些云機(jī)器每月僅需5美元,一年后Raspberry Pi會(huì)開始顯得更便宜。

像這樣的集群允許大規(guī)模并行算法隨意運(yùn)行。許多最引人入勝的問題需要快速處理大量收集的數(shù)據(jù),這些任務(wù)常常不需要按順序完成。有了這些機(jī)器,程序員不僅可以思考天生并行的算法,還可以開始構(gòu)建和部署它們。

這個(gè)趨勢(shì)還沿用了一些主流云服務(wù)采用解決方案的方式,這類解決方案提供了將數(shù)據(jù)傳回到本地的混合方案。一些人想要省錢,一些人想要安全,一些人想要保障。

潛在的首批采用者:有龐大數(shù)據(jù)集需要并行分析的公司。

未來五年成功的可能性:很高。已經(jīng)有集群在部署。

同態(tài)加密

使用數(shù)據(jù)向來是加密界的薄弱環(huán)節(jié)。用一種相當(dāng)安全的加密算法嚴(yán)加保護(hù)信息很簡(jiǎn)單,多年來,標(biāo)準(zhǔn)算法(AES、SHA和DH)已經(jīng)受住了數(shù)學(xué)家和黑客們的持續(xù)攻擊。問題是,如果你想對(duì)數(shù)據(jù)做些什么,就需要解密數(shù)據(jù),這使數(shù)據(jù)留在內(nèi)存中,因而通過任何普通漏洞溜進(jìn)來的人都能窺視。

同態(tài)加密的想法是,重新設(shè)計(jì)計(jì)算算法,以便算法可以處理加密值。如果數(shù)據(jù)沒有解密,它就不會(huì)泄露出去。有很多積極的研究工作已經(jīng)獲得實(shí)用性不一的算法。一些基本的算法可以完成簡(jiǎn)單的任務(wù),比如查找表中的記錄。較復(fù)雜的算術(shù)較棘手,算法非常復(fù)雜,就連執(zhí)行簡(jiǎn)單的加減法也可能需要數(shù)年時(shí)間。如果你的計(jì)算很簡(jiǎn)單,可能發(fā)現(xiàn)處理加密的數(shù)據(jù)更安全、更簡(jiǎn)單。

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作為該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一,IBM一直通過為希望在應(yīng)用程序中添加同態(tài)加密功能的Linux、iOS和MacOS開發(fā)人員提供工具包來推動(dòng)研究工作。

潛在的首批采用者:必須保護(hù)隱私的醫(yī)療研究人員、金融機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)密集型行業(yè)。

未來五年成功的可能性:有高有低。一些基本算法通常被用于保護(hù)數(shù)據(jù)。復(fù)雜的計(jì)算仍然太慢。

無處不在的三錄儀

影片《星際迷航》中的大多數(shù)技術(shù)仍然遙不可及,但是我們已經(jīng)習(xí)慣了把所謂的"通訊器"放在口袋里。如果要說有什么不同的話,那就是目前這一代手機(jī)的顏值比Kirk和Spock會(huì)使用的翻蓋手機(jī)高得多。

我們社會(huì)的下一個(gè)目標(biāo)可能就是三錄儀(tricorder),這是在《星際迷航》中醫(yī)療小組用來診斷疾病和查看人體內(nèi)臟的一種設(shè)備。好消息是,電影編劇從來沒有具體明確三錄儀是干什么用的。我們知道激光器可以殺人或?qū)⑷藫艋瑁泝x本質(zhì)上是McCoy博士手中的道具。

一些研究人員已經(jīng)把三錄儀掛在嘴邊。一群研究人員在研制可塞入口袋的"DNA三錄儀",可以解碼DNA序列。還有人已經(jīng)組裝了一個(gè)數(shù)字聽診器、心電圖傳感器、肺傳感器和手指采血取樣器。高通公司將三錄儀定義為一種能夠捕捉5種生命體征,并可能診斷13種疾病的設(shè)備。

但是我們可以做得更多。目前,CT和MRI掃描設(shè)備又大又貴,需要精密的輻射發(fā)射體和過冷傳感器。但是由于手機(jī)信號(hào)發(fā)射塔,單點(diǎn)輻射源無處不在。如果可以做出這種輻射的傳感器,靈敏度和分辨率只有調(diào)到可見光譜的數(shù)字相機(jī)的一小部分,那么GPU的計(jì)算能力應(yīng)該可以開始解讀我們?nèi)梭w的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。來自附近信號(hào)發(fā)射塔或電視臺(tái)的信號(hào)也可以充當(dāng)因各身體組織而衰減的單點(diǎn)輻射源。

潛在的首批采用者:從外科醫(yī)生到事故現(xiàn)場(chǎng)急救人員的所有人,患有慢性病和憂郁癥的家庭用戶將是忠實(shí)擁躉。

未來五年發(fā)生的可能性:很低。這取決于你認(rèn)為三錄儀能做什么。像測(cè)量血氧這樣的基礎(chǔ)款很簡(jiǎn)單,已經(jīng)面市了。然而,發(fā)現(xiàn)深藏在胰腺內(nèi)的腫瘤還需要更長(zhǎng)時(shí)間。

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