大数据安全与隐私保护_冯登国new

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1、第３７卷第１期计算机学报Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．１２０１４年１月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳＪａｎ．２０１４大数据安全与隐私保护冯登国张敏李昊（中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京１００１９０）摘要大数据（ＢｉｇＤａｔａ）是当前学术界和产业界的研究热点，正影响着人们日常生活方式、工作习惯及思考模式．但目前大数据在收集、存储和使用过程中面临着诸多安全风险，大数据所导致的隐私泄露为用户带来严重困扰，虚假数据将导致错误或无效的大数据分析结果．该文分析了实现大数据安全与隐私保护所面临的技术挑战，整理了若干关键技术及其最新进展．分析指出

2、大数据在引入安全问题的同时，也是解决信息安全问题的有效手段．它为信息安全领域的发展带来了新的契机．关键词大数据；大数据安全；隐私保护；信息安全中图法分类号ＴＰ３０９ＤＯＩ号１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１４．００２４６ＢｉｇＤａｔａＳｅｃｕｒｉｔｙａｎｄＰｒｉｖａｃｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＦＥＮＧＤｅｎｇ－ＧｕｏＺＨＡＮＧＭｉｎＬＩＨａｏ（ＴｒｕｓｔｅｄＣｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｓｓｕｒａｎｃｅＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｆｔｗａｒｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００

3、１９０）ＡｂｓｔｒａｃｔＮｏｗａｄａｙｓｂｉｇｄａｔａｈａｓｂｅｃｏｍｅａｈｏｔｔｏｐｉｃｉｎｂｏｔｈｔｈｅａｃａｄｅｍｉｃａｎｄｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｔｉｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓａｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｔｈａｔｗｉｌｌｔｒａｎｓｆｏｒｍｈｏｗｗｅｌｉｖｅ，ｗｏｒｋａｎｄｔｈｉｎｋ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｓｅｃｕｒｉｔｙｒｉｓｋｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｄａｔａｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｐｒｉｖａｃｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｗｈｅｎｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ，ｓｔｏｒｉｎｇａｎｄｕｔｉｌｉｚｉｎｇｂｉｇｄａｔａ．Ｐｒｉｖａｃｙｉｓ

4、ｓｕｅｓｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｂｉｇｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｓｐｅｌｌｔｒｏｕｂｌｅｆｏｒｉｎｄｉ－ｖｉｄｕａｌｓ．Ａｎｄｄｅｃｅｐｔｉｖｅｏｒｆａｋｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｂｉｇｄａｔａｍａｙｌｅａｄｔｏｉｎｃｏｒｒｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｂｒｏｕｇｈｔｂｙｂｉｇｄａｔａ，ａｎｄｔｈｅｎｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｅｘｐｌｏｉｔｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｓｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ

5、．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｒｇｕｅｓｔｈａｔｂｉｇｄａｔａｂｒｉｎｇｓｎｏｔｏｎｌｙｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ，ｂｕｔａｌｓｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｂｉｇｄａｔａ；ｂｉｇｄａｔａｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｐｒｉｖａｃｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙ数据在不断产生．２０１２年全球信息总量已经达到１引言２．７ＺＢ，而到２０１５年这一数值预计会达到８ＺＢ．这一现象引发了人们的广泛关注．在学术界，图当今，社会信息化和网络化的发展导致数据爆灵

6、奖获得者ＪｉｍＧｒａｙ提出了科学研究的第四范式，炸式增长．据统计，平均每秒有２００万用户在使用谷即以大数据为基础的数据密集型科学研究；２００８年歌搜索，Ｆａｃｅｂｏｏｋ用户每天共享的东西超过４０亿，《Ｎａｔｕｒｅ》推出了大数据专刊对其展开探讨；２０１１年Ｔｗｉｔｔｅｒ每天处理的推特数量超过３．４亿．同时，科《Ｓｃｉｅｎｃｅ》也推出类似的数据处理专刊．ＩＴ产业界行学计算、医疗卫生、金融、零售业等各行业也有大量动更为积极，持续关注数据再利用，挖掘大数据的潜收稿日期：２０１３－０７－２２；最终修改稿收到日期：２０１３－１１－２６．本课题得到国家自然科学基金（９

7、１１１８００６，６１２３２００５，６１１００２３７）、国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金（２０１１ＡＡ０１２３８２４００１）资助．冯登国，男，１９６５年生，博士，研究员，主要研究领域为信息安全与密码学、可信计算与信息保障．Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｄｇ＠２６３．ｎｅｔ．张敏，女，１９７５年生，博士，副研究员，主要研究方向为数据隐私保护、可信计算与云存储安全．李昊，男，１９８３年生，博士，助理研究员，主要研究方向为数据隐私保护与可信计算．１期冯登国等：大数据安全与隐私保护２４７在价值．目前，大数据已成为继云计算之后信息技术安全问题和挑战的同时，也为信息安

8、全领域带来了领域的另一个信息产业增长点．据Ｇａｒｔｎｅｒ预测，新的发展契机，即基