Page 316 - 《软件学报》2026年第6期

陈毅飞 等: 安全可信的数据要素流通综述 2635

5 总结与展望

数据要素流通的安全与可信问题贯穿其全生命周期, 涉及数据采集、存储、传输、处理、发布和溯源这 6 个
阶段. 本文围绕数据要素流通的不同阶段, 系统分析了各阶段的安全与可信性问题以及现有的研究进展和待解决
问题. 综合第 1–4 节的分析, 多种关键技术在保障数据要素流通安全与可信中发挥着核心作用, 但它们在计算复杂
度、通信开销及核心优势上各有侧重. 为直观展现其内在权衡, 表 10 对这些技术进行了横向对比总结. 本节进一
步提炼数据要素流通的宏观发展路线, 剖析当前仍待解决的关键挑战, 并对未来研究方向进行展望.

表 10 安全与可信关键技术横向对比

技术类型 核心操作 计算复杂度 通信开销 主要瓶颈 优势与趋势
密钥生成、签名、 密钥的安全管理; 后量子算法带 提供基础性保障; 后量子密码、聚
数字签名 低 低
验证 来的签名尺寸和性能开销 合/门限签名等是趋势
策略定义、权限验证、 静态策略难以适应动态需求; 复 广泛适用性; 趋势是向动态、细粒
访问控制 较低 低
访问决策 杂策略的管理和一致性维护 度、情景感知的架构演进
密文上的运算 强隐私保障; 算法优化和硬件加速
同态加密 极高 较低 密文计算、重加密/自举、噪声管理
(加法/乘法) 是未来方向
本地模型训练、模型 通信效率、模型投毒、隐私推 实现隐私保护的协同机器学习; 与
联邦学习 高 高
更新的安全聚合 断等问题 其他技术结合增强安全性是趋势
可信执行 硬件隔离区内的明文 低 较低 进出enclave的I/O、内存容量限 性能高, 支持通用计算; 防御侧信道
环境 计算 制 攻击是关键
为物联网设备提供轻量级、低成本
物理不可 基于物理特征生成唯 低 低 响应稳定性受环境影响 (温度、 的防伪和身份认证; 提升稳定性是
克隆函数 一的设备标识 老化)
关键
高 (生成) 证明生成过程的计算与内存消 强隐私性与可验证性; 轻量化等是
零知识证明 生成/验证证明 中
较低 (验证) 耗 研究热点
外包计算、生成正确 高 (计算方) 证明生成的开销较大; 协议设计 保证外包计算结果的可信性; 向更
可验证计算 较低
性证明、验证证明 低 (验证方) 通常针对特定计算类型 通用的计算场景发展
安全多方 多方间分布式加密协 高 极高 多轮网络通信延迟、参与方数 不依赖中心化可信方; 降低通信轮
计算 议交互 量 次是优化重点
共识算法、交易验证、 去中心化信任、不可篡改; 分层、
区块链 中 高 共识延迟、交易吞吐量瓶颈
智能合约执行 链下结合是扩展方向
高效验证远程数据完整性, 无需下
可验证数据 标签生成、完整性 中 低 初始标签生成开销大; 仅保证完 载; 支持动态数据更新、与去中心
存储 证明 整性, 不保证机密性
化存储集成是趋势
对查询结果或数据添 隐私预算分配、噪声与可用性 数学可证明的隐私; 提升可用性是
差分隐私 低 较低
加噪声 的平衡 重点方向
鲁棒、不可感知性和容量之间 为数据提供可追溯的身份标识; 抗
数字水印 水印嵌入/提取 较低 低
的平衡 攻击能力是研究热点
获取、验证并向链上 如何信任外部数据源; 去中心化 连接区块链与现实世界的关键桥梁;
预言机 中 中
提交外部数据 带来的延迟和成本 去中心化预言机网络是主流趋势
内容识别、行为监控、 误报率和漏报率高; 难以防御物 工业界主流内部威胁和合规性解决
数据防泄漏 中 低
策略阻断 理泄露和精心设计的规避手段 方案; 结合AI提升检测精度是趋势

5.1 数据要素流通安全发展路线
基于对现有安全技术的系统性梳理, 本文验证了第 1 节提出的“三线分化、协同融合”的安全技术演进模型.
揭示了数据流通安全保障从传统密码学的单一基础防线开始, 为应对动态处理过程中的挑战, 逐步分化出隐私增
强路线、硬件隔离路线以及分布式可追溯路线. 这 3 条主线并行发展, 各有侧重, 而未来的核心趋势是这 3 条路线
的深度交叉与协同融合, 最终形成一体化的全链路安全保障体系 (如图 8 所示).
(1) 基础: 传统密码学与数据安全
这类技术是保障数据流通安全的基础, 主要解决数据在存储和传输过程中的机密性与完整性, 如对称/非对称