Héros du calcul confidentiel
TechFlow SélectionTechFlow Sélection
Héros du calcul confidentiel
Les montagnes vertes resteront, les eaux claires couleront toujours vers l'est ; quand nous nous reverrons, nous renouerons notre lien d'autrefois.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Shi Zhong
(I) Le drame déclenché par « Le Classique des Neuf Yin »
L’illustre Huang Shang de la dynastie Song du Nord rédigea jadis deux volumes, supérieur et inférieur, du « Classique des Neuf Yin »,
selon la légende renfermant les principes suprêmes des arts martiaux, permettant à quiconque les maîtrise d’atteindre le rang suprême dans le monde martial.
À l’époque de la dynastie Song du Sud, ce « Classique des Neuf Yin », disparu depuis longtemps, refit surface et provoqua une guerre sans fin entre les différentes écoles martiales. Pour éviter que le peuple ne souffre davantage, les grandes écoles décidèrent d’organiser un tournoi au mont Hua afin que le vainqueur puisse légitimement en devenir le détenteur.
Finalement, Wang Chongyang de l’École Quanzhen remporta la victoire face à quatre adversaires, s’imposant comme le meilleur des Cinq Extrêmes, et obtint ainsi le classique. Pourtant, il choisit de cacher le livre, refusant non seulement de l’étudier lui-même mais interdisant également à ses disciples de l’École Quanzhen de le consulter. Ce n’est qu’à sa mort qu’il transmit les deux volumes à son cadet Zhou Botong pour qu’il en assure la garde.
Le joyeux drille Zhou Botong décida alors de séparer les deux volumes pour les cacher séparément, mais, distrait par son jeu, fut dupé par Huang Yaoshi, l’Homme Malin de l’Est, qui s’empara du volume inférieur...
Or, selon la règle cruelle du « Classique des Neuf Yin » : il faut absolument pratiquer les deux volumes ensemble ; si l’on s’entraîne à moitié seulement, on risque de perdre la raison.
Ainsi, les deux volumes étant désormais dispersés aux quatre vents, plus personne ne pouvait espérer l’utiliser...
Ouyang Feng, le Grand Méchant de l’Ouest, convoitant ardemment le « Classique des Neuf Yin » et la domination du monde martial, vit avec jubilation ce partage forcé du texte sacré.
Il passait chaque jour sur internet à collecter divers manuels martiaux maléfiques, accumulant ainsi une puissance redoutable, menaçant bientôt d’anéantir tous les héros martiaux. À ce rythme, il ne lui resterait plus qu’à éliminer Zhou Botong et Huang Yaoshi, rassembler les deux volumes, et atteindre le sommet de sa gloire... tôt ou tard.
Ne pouvant supporter cette situation, Zhou Botong se rendit à l’Île des Pêchers chez Huang Yaoshi et lui dit : « Si nous continuons ainsi, tout le monde martial sera anéanti par Ouyang Feng ! Je dois étudier le “Classique des Neuf Yin”. Rends-moi donc le volume inférieur. »
Huang Yaoshi répondit : « Je l’ai obtenu par mes propres talents, pourquoi devrais-je te le rendre ? Plutôt que cela, donne-moi ton volume supérieur, je terminerai mon entraînement puis t’aiderai à terrasser Ouyang Feng. »
Zhou Botong répliqua : « Hors de question ! Vieillard sournois, tu veux encore me tromper ?! »
Les deux parties restèrent bloquées, mettant le monde entier en péril.
Alors ils s’assirent pour discuter amicalement et trouvèrent une solution — plutôt que de s’entraîner eux-mêmes, mieux valait confier le classique à un honnête homme, un simple outil nommé Guo Jing, afin qu’il protège le monde après avoir acquis la maîtrise.
Sans perdre de temps, ils appelèrent Guo Jing cette nuit-là pour en parler. Guo Jing, naïf, répondit simplement : « Merci infiniment à vous deux grands héros pour votre confiance ! Je suis prêt à donner ma vie pour accomplir cette mission ! »
« Hahahaha, attendez un peu ! »
Une voix retentit soudain depuis un coin de la pièce. Celui qui apparaissait n’était autre que Duan Zhixing, descendant de la famille impériale du royaume de Dali — le Sud Éminent.
Il caressa sa barbe, puis déclara lentement : « Vous savez bien que le chapitre le plus important du volume supérieur, l’“Introduction générale”, est écrit en sanskrit. Or, aucun d’entre vous n’a même terminé l’école primaire, comment pourriez-vous le comprendre ? »
Zhou Botong et Huang Yaoshi furent stupéfaits, tandis que Guo Jing baissa tristement la tête.
Duan Zhixing sortit alors un petit carnet de sa poche et ajouta : « Bien que modeste, j’ai eu la chance d’étudier une langue minoritaire à l’université. J’ai toujours sur moi un dictionnaire de sanskrit que je peux utiliser pour traduire. »
Zhou Botong et Huang Yaoshi tendirent aussitôt la main : « Alors, donne-le-nous vite ! »
Duan Zhixing recula vivement de deux pas : « Nous vivons dans une société de droit, pas touche ! Puisque vous refusez de me montrer vos “Classiques des Neuf Yin”, mon dictionnaire reste confidentiel. Seul Guo Jing aura le droit de le consulter. »
« D’accord ! » Les trois hommes finirent par s’entendre.
Ainsi, la question devint technique : comment Guo Jing peut-il s’entraîner aux deux volumes du “Classique des Neuf Yin” + le “Dictionnaire” ?
Assis au sol, ils commencèrent à dessiner un “diagramme de flux” à l’aide de brindilles :
Tout le monde sait que Guo Jing est un garçon honnête, obéissant aveuglément, ici considéré comme un simple outil, sans possibilité de tricher.
Mais Huang Yaoshi comprit rapidement le problème : si nous donnons directement les trois livres à Guo Jing et l’observons pendant son entraînement, grâce à notre maîtrise martiale, nous pourrons facilement reconstituer le contenu complet du “Classique des Neuf Yin” à partir de ses mouvements. Ainsi, le texte original serait divulgué ! Impossible !
Zhou Botong proposa : « Facile ! Puisque le problème vient du fait de “voir”, alors “nous ne regarderons pas”. Pendant que Guo Jing s’entraîne, allons boire ailleurs ! »
Duan Zhixing objecta : « Non, Ouyang Feng rôde dans les parages. Dès que nous serons partis, il pourrait venir botter Guo Jing et voler les trois livres ! »
C’est vrai… Les trois hommes replongèrent dans une morose méditation, tandis que Guo Jing poursuivait joyeusement un papillon.
Soudain, un inconnu portant des lunettes et affichant un sourire narquois passa près d’eux et ricana : « Haha, quand vous êtes coincés, c’est la science qu’il vous faut ! »
Les trois héros levèrent les yeux : « Vénérable maître, qui êtes-vous ? »
L’inconnu répondit : « Je m’appelle Shi·Milliardaire Timide·Zhong, je viens de 900 ans dans le futur. Ce que vous vivez s’appelle chez nous “calcul privé”. Des scientifiques ont déjà inventé plusieurs méthodes. Mon véhicule électrique est garé là-bas, suivez-moi ? »
Les maîtres martiaux se regardèrent, perplexe. Qui c’est ce type ? Et sa voiture, elle tient combien de kilomètres ?
Finalement, n’ayant aucune autre idée, ils décidèrent de tenter le coup et grimpèrent tous dans la voiture.
Shi·Milliardaire Timide·Zhong cria : « Attachez vos ceintures ! Je vais rouler comme un dingue ! Wouhahahaha ! »
(II) La querelle des écoles du calcul privé
Quatre héros s’appuyant contre un poteau électrique vomirent pendant une demi-heure avant de reprendre leurs esprits : « Milliardaire Timide, où sommes-nous ? »
« Vous ignorez peut-être que dans 900 ans, les gens utilisent le calendrier occidental. Nous sommes en 2023. En 2023, ceux qui maîtrisent le “calcul privé” sont nombreux, notamment à Lin’an, capitale de l’époque — aujourd’hui rebaptisée Hangzhou. Leur école porte le nom d’“Ant Group”. » dit le timide.
« Ah oui, “quand beaucoup ramassent du bois, même un éléphant peut être rongé”, belle métaphore ! » s’exclama Huang Yaoshi, admiratif.
Informé de la visite des héros, Wei Tao, responsable du calcul privé chez Ant Group, les accueillit chaleureusement en réunion.
Vous avez sûrement goûté maints excellents thés, mais ce que voici s’appelle du Coca-Cola, une boisson moderne remarquable que je consomme quotidiennement.
Prenez donc le temps de savourer cette boisson tout en écoutant l’histoire de nos défis contemporains et leur lien avec votre “Classique des Neuf Yin”.
dit Wei Tao.
En 2023, le monde reste rempli de bandits. Mais ils n’attaquent plus ouvertement ; ils ont adopté des méthodes sophistiquées — comme escroquer les victimes pour qu’elles transfèrent elles-mêmes l’argent de leur compte Alipay ou bancaire.
En tant qu’exploitant d’Alipay, Ant Group lutte activement contre ces fraudes en mobilisant les meilleurs experts pour créer un système complet de “gestion des risques”. Grâce à l’analyse de données massives, ce système identifie les transferts suspects effectués par des victimes désorientées — et bloque immédiatement les transactions à risque. (Voir « La guerre de dix ans entre Alipay et Zhang San »)
De même, d’autres banques et institutions financières ont développé leurs propres systèmes de gestion des risques à partir de leurs données internes.
Problème : chaque institution possède des données différentes.
Un même transfert du compte A vers le compte B peut être identifié comme frauduleux par Alipay, donc bloqué, tandis que la “Banque Qianhei”, faute de ces données, le jugera sans risque et autorisera la transaction. Inversement, la “Banque Qianhuang” peut détecter un risque ignoré par Qianhei.
Les escrocs ont donc appris à exploiter ces failles — ils incitent les victimes à essayer différents canaux jusqu’à ce qu’une banque, manquant précisément les bonnes données, laisse passer la transaction.
Face à ces escrocs tenaces, quelle est la meilleure solution ?
Naturellement, réunir les données d’Alipay et des banques A, B, C, D pour un calcul conjoint — comme porter ensemble une armure indestructible.
Mais le monde réel est plein de contraintes.
En raison des lois sur la protection des données personnelles et des intérêts commerciaux, chaque institution ne peut partager ses données brutes, mais souhaite néanmoins bénéficier du pouvoir de prédiction combiné. Situation délicate.
Wei Tao s’interrompit, observant son auditoire.
« Ah, j’ai compris ! » s’exclama soudain Huang Yaoshi. « Votre “donnée” n’est-elle pas comparable au “texte sacré” du “Classique des Neuf Yin” ? Lorsque vous, moi et frère Duan confions les deux volumes et le dictionnaire à Guo Jing pour qu’il s’entraîne, ne cherchons-nous pas à réaliser un “calcul conjoint” ? Et le fait que chacun de nous veuille protéger son propre “texte sacré” des regards indiscrets n’est-il pas précisément la protection de la “confidentialité des données” ? »
Wei Tao acquiesça.
« Après toutes ces explications, comment donc pratique-t-on cette technique du “calcul privé” qui protège à la fois la confidentialité et permet le calcul conjoint ? » demanda Zhou Botong, impatient.
« Ne vous inquiétez pas, “calcul privé” est juste un terme générique », expliqua Wei Tao. « Tout comme votre monde martial compte l’École Wudang, l’École Quanzhen, l’École Tombes des Ancêtres, le calcul privé comporte aussi différentes écoles. Chez Ant Group, nous maîtrisons toutes ces approches. Pour mieux vous faire comprendre leurs différences, permettez-moi quelques précisions. »
« Laissez-moi intervenir, je peux expliquer à votre place », proposa Shi·Milliardaire Timide·Zhong.
« Très bien ! » applaudit l’assemblée.
« Dites-moi, messieurs, faites-vous confiance aux hommes ou au ciel ? » demanda-t-il.
« Que signifie “croire aux hommes”, que signifie “croire au ciel” ? » demandèrent en chœur les héros.
Shi·Milliardaire Timide·Zhong alla au tableau blanc et y inscrivit trois caractères majuscules : « Racine de Confiance ».
La « racine de confiance » est comme les racines d’un arbre. Même si l’arbre atteint des hauteurs vertigineuses, il dépend toujours de ses racines pour survivre. De même, le calcul privé repose sur une « base de confiance ».
Selon la nature de cette racine, le calcul privé se divise en deux grandes écoles :
École 1 : Votre « racine de confiance » repose sur les hommes.
Cette approche consiste à trouver un artisan reconnu comme digne de confiance, chargé de construire une “maison sécurisée”, dont la clé restera en sa possession exclusive.
Les trois héros Huang, Zhou et Duan y introduisent leurs “Classiques des Neuf Yin” et “Dictionnaire de sanskrit” pour effectuer le calcul. L’artisan surveille l’entrée : rien ne sortira, sauf le résultat final — Guo Jing, ayant achevé son entraînement.
Bien sûr, pour les données, cette “maison” n’est pas physique, mais généralement une puce fiable, appelée techniquement TEE (Trusted Execution Environment — Environnement d’Exécution Fiable).
École 2 : Votre “racine de confiance” repose sur le ciel, c’est-à-dire les lois fondamentales de cet univers — les mathématiques.
Parmi ces approches “confiantes en le ciel”, on distingue principalement deux techniques : « apprentissage fédéré » et « calcul sécurisé multipartite ».
Ces méthodes protègent la confidentialité en suivant des principes mathématiques subtils.
Prenons l’exemple du « calcul sécurisé multipartite ».
Les héros doivent découper leurs “Classiques des Neuf Yin” page par page, puis les chiffrer et transmettre selon un protocole précis.
On observe alors un phénomène étonnant : les gestes de Guo Jing durant l’entraînement deviennent extrêmement bizarres. Même en observant toute la scène, personne ne peut reconstituer les données originales.
Pourtant, malgré ces mouvements étranges, la maîtrise finale est parfaite.
Inutile donc d’avoir une “maison sécurisée” — on peut s’entraîner en plein jour.
Ces trois-là : TEE (“confiant en l’homme”), apprentissage fédéré et calcul sécurisé multipartite (“confiants en le ciel”), constituent les principales méthodes actuelles du calcul privé.
résuma Shi·Milliardaire Timide·Zhong.
« Dans notre monde martial, chaque école se croit supérieure et aspire à dominer, y a-t-il de telles rivalités entre ces écoles du calcul privé ? » demanda Duan Zhixing.
« Euh… Oui, probablement », répondit Shi·Milliardaire Timide·Zhong.
« Selon moi, “confier aux hommes” est moins sûr que “confier au ciel” ! Comment faire confiance aux hommes, alors que mon “Classique des Neuf Yin” a justement été volé par quelqu’un ? » lança Zhou Botong en lançant un regard oblique à Huang Yaoshi.
« Parlons des choses, pas des allusions… » soupira Huang Yaoshi.
« Messieurs, ne concluez pas hâtivement par passion. “Confier aux hommes” et “confier au ciel” ont chacun leurs avantages et inconvénients, il faut les peser », intervint Wei Tao. « Je sais que les pratiquants d’arts martiaux attachent une grande importance aux subtilités. Puisque vous êtes venus de loin, prenez le temps de comprendre les mécanismes détaillés du calcul privé avant de choisir la meilleure méthode pour entraîner Guo Jing. »
« Nous vous écoutons avec attention ! » s’exclamèrent les héros.
Wei Tao rit joyeusement : « Excellent ! Chez Ant Group, nous avons de nombreux talents. Permettez-leur de vous présenter leurs expertises ! »
(III) Le Héros Habillé
Shen Si était assis face aux quatre héros, un large sourire aux lèvres.
Il était l’un des pionniers du “calcul privé” chez Ant Group.
En 2017, Shen Si rejoignit Ant Group. À l’époque, le terme “calcul privé” n’existait même pas encore — on pressentait seulement que les données allaient croître et circuler massivement entre institutions. Laisser les données nues en circulation, c’était comme sortir nu dans la rue, indigne d’un monde civilisé…
On décida donc de développer une technologie capable d’“habiller” les données, pour préserver la pudeur et assurer la sécurité.
Pour concevoir des vêtements, il fallait un mannequin. Mais à l’époque, les données des entreprises restaient confinées, sans besoin de circuler — donc sans besoin d’être habillées.
Les “héros habillés” ne pouvaient que lire des articles et imaginer des conceptions…
Six mois plus tard, une opportunité arriva enfin.
Une institution financière souhaita coopérer avec Ant Group pour un calcul conjoint de données, afin de contrôler les risques de crédit.
Shen Si et son équipe étaient ravis, prêts à sélectionner une technologie. Leur choix initial était pourtant rudimentaire : la « transformation matricielle ».
Dans les opérations matricielles, certaines réduisent des “données en haute dimension” en “données en basse dimension”.
Prenons un exemple simple.
Données initiales : dans une classe, Xiao Hong, fille, 4 ans ; Xiao Hua, fille, 5 ans ; Xiao Li, fille, 6 ans ; Xiao Ming, garçon, 7 ans.
Après transformation matricielle : 4 élèves, 3 filles, 1 garçon, 2 âgés de 1 à 5 ans, 2 de 6 à 10 ans.
Ainsi, on préserve les caractéristiques statistiques tout en masquant (partiellement) les informations sensibles.
Comme aplatir un Mario 3D en 2D :
« Mais les données transformées semblent moins précises ! » intervint Huang Yaoshi.
« Exact. Bien que la confidentialité soit protégée, les données deviennent imprécises. Cela améliore légèrement la gestion des risques, mais c’est ni élégant ni parfait. Sans chiffrement mathématique, la sécurité reste limitée. On peut voir cela comme une forme primitive du “calcul privé”. » expliqua Shen Si.
Mais dans ce monde, seul le commencement est difficile. Une fois la première pomme mangée, Adam et Ève réalisent leur nudité, et le progrès de la civilisation s’élance comme un flot irrésistible.
En 2018, Ant Group collabora avec une autre institution financière. Cette fois, les exigences étaient élevées : pas question de se contenter d’un simple feuillage ! Les “héros habillés” devaient opter pour une solution élégante (et pas trop complexe).
Deux options s’offraient à eux : à gauche, “l’apprentissage fédéré”, à droite, “le TEE”.
Qu’est-ce que l’“apprentissage fédéré” ?
Simplifié : si un “calcul conjoint” nécessite 10 étapes, chaque étape produit des “données intermédiaires”.
Dans le cas le plus simple d’“apprentissage fédéré”, chaque partie effectue d’abord quelques étapes chez elle, puis envoie les “données intermédiaires” transformées pour compléter les dernières étapes ensemble.
Réfléchissez : les données intermédiaires ne sont pas les données brutes, donc elles offrent un effet de confidentialité !
C’est un peu comme si chaque héros lisait d’abord son “Classique des Neuf Yin”, puis en faisait une “version résumée” à remettre à Guo Jing.
Mais voilà : sans preuve cryptographique rigoureuse, on ne peut garantir l’absence totale de fuite d’information.
Autrement dit, si Huang Yaoshi possède une grande culture martiale, il pourrait reconstruire (au moins partiellement) le texte original du “Classique des Neuf Yin” de Zhou Botong à partir des “données intermédiaires”.
Ce genre de fuite partielle mais incomplète, état “de Schrödinger”, est appelé “fuite d’entropie d’information”.
Les “héros habillés” comprirent que, bien que simple à mettre en œuvre, l’“apprentissage fédéré” ressemble à un pantalon troué, laissant entrevoir la peau — peu rassurant.
Pas que la technologie soit mauvaise, mais pour des données financières très sensibles, il faudrait encore des correctifs.
Ils optèrent donc pour une solution plus élégante : le TEE (Environnement d’Exécution Fiable).
Comment fonctionne ce “TEE” ?
Trois étapes :
Étape 1 : Trouver un artisan fiable pour construire une “maison sécurisée”.
Ici, l’artisan est Intel, et la maison est une zone isolée créée sur la puce Intel, appelée SGX (Software Guard Extensions — Extensions de Protection Logicielle).
Comme illustré ci-dessous :
Étape 2 : Chaque puce génère une clé secrète après réception de sa tâche, verrouillant les données à l’intérieur.
Personne ne reçoit cette clé. Seule la puce peut l’utiliser pour ouvrir la “maison” et libérer le résultat final.
Étape 3 : Shen Si et son équipe doivent coder de nombreux algorithmes.
Ce code doit décomposer une tâche de calcul, la distribuer automatiquement à plusieurs puces Intel, puis recombiner le résultat final.
Comme ceci :
« Ah, cette méthode est vraiment ingénieuse ! Rapide, précise, sans perte de données ! » applaudit Huang Yaoshi.
« Oui, mais vous ignorez un détail », dit Shen Si, fronçant les sourcils. « Nous étions ravis, voulant diffuser largement cette technique, mais avons rencontré des doutes… »
Une institution financière lui demanda : « Même si vous dites que les données sont chiffrées, les machines de calcul sont-elles pas dans vos datacenters ? Comment pouvons-nous être sûrs que vous ne trichez pas ? »
Shen Si répondit : « Erreur ! La racine de confiance du TEE réside dans la puce Intel. Même si la machine est chez nous, le programme dans la puce est figé, et la clé ne nous est jamais donnée… »
L’autre insista : « Le logiciel dans la puce est écrit par des humains, donc il peut comporter des failles. Et Intel est une entreprise américaine — cette solution ne convient peut-être pas à nos exigences de sécurité… »
Shen Si dut admettre : « Certes, ces problèmes sont très improbables, mais impossible de les réfuter totalement… »
Début 2019, le défi ultime des “héros habillés” arriva :
Une banque de l’est de la Chine contacta Ant Group pour explorer un calcul conjoint de données de risque, mais elle ne “croyait qu’au ciel” — exigeant une preuve mathématique de sécurité, zéro fuite d’un octet.
Après discussion, Shen Si et son équipe acceptèrent ce défi “mont Hua” pour atteindre le summum du calcul privé.
Mais quelle “technique divine” pouvait garantir une sécurité absolue ? Leur regard tomba sur le « calcul sécurisé multipartite ».
(IV) Mont Hua et retraite spirituelle
La banque était pressée, voulant le système opérationnel en deux mois.
Or, les solutions de calcul sécurisé multipartite existaient surtout dans des articles académiques, presque jamais mises en pratique — nous devions donc tout créer à zéro, un système conforme aux standards industriels…
se souvient Shen Si.
Bienvenue dans la communauté officielle TechFlow
Groupe Telegram :https://t.me/TechFlowDaily
Compte Twitter officiel :https://x.com/TechFlowPost
Compte Twitter anglais :https://x.com/BlockFlow_News
