Page 293 - 《软件学报》2026年第6期

2612 软件学报 2026 年第 37 卷第 6 期

制缺失与责任不清. 不同的流通模式对各阶段的安全与可信需求存在显著差异. 例如, 组织内部流通模式更关注数
据处理阶段的权限控制与防泄露; 数据交易模式则高度依赖数据发布阶段的质量证明与数据溯源阶段的血缘验证;
而数据跨境模式对数据传输阶段的合规性与数据存储的本地化要求严格.
为更好地厘清海量技术方案的发展脉络, 本文基于对现有研究的归纳, 提炼出如下两大核心演进模型, 作为技
术分析的理论框架, 并在第 3、4 节分别对数据要素流通 6 大阶段的安全问题与可信问题展开详细剖析.
● 安全技术: “三线分化、协同融合”模型. 即安全技术从单一传统密码学基础防线, 逐步分化为应对数据动态
计算的隐私增强路线、应对环境风险的硬件隔离路线及应对多方协作风险的分布式可追溯路线, 最终走向协同融合.
● 可信技术: “验证深度递进”模型. 即信任机制的构建呈现出从身份可验证 (你是谁), 深化到行为可验证 (行
为是否合规), 最终达到数据内容可验证 (数据本身及其声明为真) 的层层递进规律.
3 数据要素流通安全问题

安全问题是制约数据要素高效流通与价值释放的核心挑战, 其风险贯穿于流通全过程 (如图 3 所示). 本节结
合数据要素流通的 6 个阶段, 分析各阶段的主要安全挑战, 并探讨现有解决方案和待解决问题.

安全问题

数据泄露 数据泄露 数据泄露 数据泄露 发布不可控
数据篡改 数据篡改 数据篡改
数据提供者 数据篡改 丢失与延迟 存储不可用 处理不可用 隐私泄露 数据使用者

数据提供者 数据采集 数据传输 数据存储 数据处理 数据发布 数据使用者
··· ···
数据提供者 数据溯源 数据使用者

数据泄露 数据篡改 溯源不可用
图 3 数据要素流通各阶段安全问题

3.1 数据采集阶段
数据采集作为流通起点, 其安全性直接决定了后续环节的可靠性与合法性. 此阶段面临数据泄露、篡改、伪
造注入及账户冒用等威胁. 针对这些挑战, 现有研究主要沿硬件安全、密码学、身份认证与访问控制、系统架构
安全及协议安全等路线展开, 但普遍存在成本、性能与安全性之间的权衡问题. 本节将围绕自动化设备采集、人
工录入、第三方接口调用与网络爬虫这 3 类典型采集方式, 剖析其安全挑战、技术方案及局限.
3.1.1 自动化设备采集
自动化设备 (如物联网设备) 因成本敏感和功能优先的设计, 普遍存在安全机制薄弱的问题, 成为攻击者的主
要目标, 易遭受蠕虫和病毒攻击 [24] 或窃听攻击 [25] 等威胁. 这一场景的关键挑战在于受限资源与安全需求之间的矛
盾, 推动了两条主要技术路线的发展.
针对设备安全机制等问题, 以可信执行环境 (TEE) 为代表的硬件安全路线呈现出场景驱动特征. 例如, Guan
等人 [26] 利用 TrustZone 为物联网应用构建可信执行环境, 即使操作系统遭受攻击, 关键安全应用仍能在隔离环境
中安全运行. 然而, 其局限性在于依赖特定硬件支持, 具有较高的使用成本.
这一局限性推动了软件 TEE 的发展, Han 等人 [27] 提出了一种无需 TrustZone 的可信执行环境, 采用内核降权
和精确内存管理等技术, 在软件层面实现隔离. 其主要优势在于不依赖专有硬件, 部署成本低, 适用于更多种类的
嵌入式设备. 然而, 其隔离强度弱于硬件 TEE, 易受到内核及旁路攻击等威胁. 为适应资源更受限的端侧设备, 杜冬