可信数据空间关键技术深度研究报告

In-depth Research Report on Key Technologies ofTrustworthy Data Space 摘要 可信数据空间是支撑数据要素安全高效流通的新型基础设施，通过整合隐私计算、区块链、数据沙箱等核心技术，实现数据“可用不可见”和“可控可计量”，破解数据孤岛与信任缺失难题。其架构以集中式与分布式结合的联邦模式为核心，依托可信数据空间服务平台和接入连接器两大组件，提供身份管理、数据目录、数字合约及使用控制等关键能力。中国在隐私计算(如联邦学习、多方安全计算）、区块链确权与溯源、数据沙箱安全隔离等领域取得显著创新推动金融、医疗、工业等场景落地。未来，技术深度融合、标准化互通、跨域协同应用将成为发展重点，但仍需突破性能瓶颈、完善法规标准并构建可持续生态，以释放数据要素价值，赋能数字经济高质量发展。 目录摘要引言1.可信数据空间的总体架构1.1可信数据空间的核心构成，2.可信数据空间的关键技术体现3.可信数据空间核心技术体系详解3.1 数据使用控制技术3.2 数字合约技术3.3 隐私计算技术3.4 区块链技术133.5数据沙箱技术...154.关键技术的融合发展趋势4.1融合发展趋势4.2典型案例.5.关键技术的实现路径与模式195.1 关键技术实现路径195.2 关键技术实现模式206.中国在可信数据空间关键技术上的创新216.1 隐私计算技术的创新与应用216.2 区块链技术的创新与应用236.3数据沙箱技术的创新与应用 6.4 AI 智能体技术的创新与应用.26 7.未来发展趋势与挑战27 引言 随着数字经济的迅猛发展，数据已成为核心生产要素，其高效流通与安全利用是释放数据价值、推动数据要素市场化配置的关键。然而，数据跨主体共享中的隐私泄露、权属不清、信任缺失等问题，成为制约数据要素价值释放的主要瓶颈。可信数据空间作为保障数据“可用不可见”“可控可计量”的新型基础设施，通过整合隐私计算、区块链、数据沙箱等前沿技术，构建安全、可信、高效的数据流通环境，为破解“数据孤岛”、实现数据合规共享提供了重要解决方案。 本报告聚焦可信数据空间的关键技术，系统梳理其总体架构与核心构成，深入解析隐私计算、区块链、数据沙箱等核心技术的原理、应用及融合路径，探讨中国在相关技术领域的创新实践与应用成果，并展望未来发展趋势与挑战。旨在为可信数据空间的技术研发、产业落地及政策制定提供参考，助力构建数据要素高效流通的可信生态，支撑数字经济高质量发展。 1.可信数据空间的总体架构 可信数据空间的总体架构设计旨在构建一个安全、可信、高效的数据流通环境，以促进数据要素的价值释放。根据国家数据局发布的《可信数据空间技术架构》以及相关解读，可信数据空间作为国家数据基础设施的重要组成部分，其架构设计遵循国家数据基础设施的整体架构和基本约束。采用集中式与分布式相结合的联邦架构，以适应不同数据资源的汇聚和管理需求。例如，公共数据可以通过中心化方式接入，而其他数据资源则可通过点对点方式接入，这种设计兼顾了灵活性与兼容性。 1.1可信数据空间的核心构成 可信数据空间的核心构成包括可信数据空间服务平台和接入连接器两大核心组件！ 可信数据空间服务平台是运营方运营可信数据空间的支撑平台，为参与方提供数据流通和使用的基础服务。该平台至少应具备四类关键的公共服务能力，以降低参与门槛：分布式数字身份和信任管理、数据目录及数据服务管理、数字合约管理以及数据使用控制。其中，身份管理、接入连接器管理、目录管理等功能可以复用国家数据基础设施的区域/行业功能节点相关能力，并根据可信数据空间业务需求进行扩展。国际空间互通网关作为可选功能，由服务平台按需建设。这种集中式的服务平台设计与国际数据空间参考架构模型（IDS-RAM）中分布式服务平台的概念有所不同，IDS-RAM通过连接器、数据中介、数据应用市场等多个组件共同实现运营管理功能。 接入连接器是用户接入可信数据空间服务平台、访问和使用可信数据空间资源的入口。它除了具备身份管理功能外，还扩展出数据交付、数据资源管理、数据产品管理、数字合约管理和数据使用控制等五项功能。连接器是依据数字合约执行使用控制的系统载体，支持数据提供方、数据使用方、数据服务方通过其提供数据、使用数据以及提供增值服务。可信数据空间的 建设遵循“三统一”原则，即统一目录标识、统一身份登记、统一接口要求，这是实现国家数据基础设施互联互通和数据共享的基本要求。通过身份管理、连接器管理、目录管理等功能，可以实现与国家数据基础设施的对接，打破数据孤岛。 2.可信数据空间的关键技术体现 可信数据空间的关键技术体现旨在确保数据在跨主体流通使用过程中的可信、可控和可用，其核心在于通过一系列技术手段实现数据“可用不可见”、“可控可计量”(如图1所示)这些技术共同构成了可信数据空间的技术底座，支撑着数据共享、开放和交易环境的构建。 从技术组成角度看，可信数据空间以数字合约和使用控制技术为核心，目标是实现数据跨主体流通使用的可信（符合预期）。数字合约技术用于描述特定参与方对数据内容、使用方式使用次数等流通利用行为的预期并达成共识；而使用控制技术则集成在特定软硬件环境中，对 使用数据的算法、应用进行控制和审计，确保数据访问、分析、计算等行为符合预期。 按利益相关方视角分类（如图2所示），数据提供者以存证溯源、身份认证等技术锚定数据“出身”，从源头保障来源可信与版权安全；数据使用者借数据目录标识、检索及访问控制等技术，精准、安全地挖掘数据价值；平台运营者用资源调度、使用控制、数字合约技术，让资源与规则高效落地；监管及合规方依托监管审计、使用控制技术，对数据流转“过程留痕、行为审计”；价值共享生态成员则靠价值评估、收益分配、联合开发技术，推动价值公平共创与分配，各角色技术协同，构建数据生态运转体系。 数据价值实现技术框架 具体而言，可信数据空间的技术体现主要包括以下几个方面：首先是分布式数字身份和信任管理，它为参与各方提供统一的身份认证机制，确保每个实体的身份在数据空间中被可信地识别，并管理各方之间的信任关系，确保数据访问符合预设的信任规则。其次是数据目录及数据服务管理，数据目录作为数据可发现机制的核心，清晰描述数据资源的属性、用途和使用限制，使所有参与者能够发现和订阅满足自身条件的数据资源。再者是数字合约管理，通过数字合约明确数据流通的规则和条件，保障各方权益。最后是数据使用控制，通过技术手段对数据的使用过程进行监控和审计，确保数据使用行为符合合约约定，防止数据滥用 此外，可信数据空间还广泛应用了隐私计算、区块链、数据脱敏、数据沙箱等技术。隐私计算技术，如多方安全计算、联邦学习等，能够在保护数据隐私的前提下实现数据的联合分析 和计算，是实现“数据可用不可见”的关键。区块链技术则通过其不可篡改的特性，为数据提供确权机制，确保数据的所有权和使用权得到明确，并结合隐私计算技术对数据使用进行追踪和记录，为数据贡献者提供合理的利益分配。数据沙箱技术则通过构建一个隔离的安全计算环境，允许数据在受控的环境中进行使用和分析，确保数据不泄露。这些技术的综合运用，共同构成了可信数据空间的技术体系，为实现数据的安全可信高效流通利用提供了坚实的技术保障。 3.可信数据空间核心技术体系详解 可信数据空间的构建离不开一系列前沿技术的支撑，这些技术共同构筑了数据安全流通和价值释放的基石。其中，数据使用控制技术和数字合约技术是保障数据“可控可计量”的基础支撑技术，而隐私计算、区块链和数据沙箱作为可信数据空间的三大核心技术。 3.1数据使用控制技术 数据使用控制技术（如图3所示）作为可信数据空间中保障数据“可控可计量”流通的核心支撑，通过预先设置数据使用条件形成控制策略，实时监测数据使用过程，动态决定数据操作的许可或拒绝。这种技术能够在数据流通的过程中确保数据的安全性，防止数据的滥用和泄露。使用控制是实现数据资源可信共享的重要基础，也是保障数据价值共创的重要技术手段。在可信数据空间中，使用控制能够确保数据在多方主体间的安全流通和高效利用。 3.1.1技术原理和核心逻辑 使用控制技术是一种依托动态策略引擎，对数据使用者的身份、行为、环境等多维度属性开展实时评估，进而实现对数据访问、分析、计算及处理等行为进行精细化管控的技术。该技术不仅聚焦于数据的访问权限，还对数据的使用方式、时间、范围等进行精准把控，以确保数据的使用过程契合预期的策略与规则。在可信数据空间中，使用控制技术是达成数据安全可信流通的核心手段之一。它突破了传统静态授权模式的束缚，能够依据数据使用者的实时状态和使用场景动态调整权限。这种动态特性对于应对复杂多变的数据使用环境意义重大，可有效防范数据的不当使用与泄露。借助使用控制技术，可信数据空间在保障数据开放共享的同时，能最大程度降低数据滥用风险，为数据提供者与使用者搭建信任桥梁。该技术并非孤立运行，而是与数字合约有机融合，明确数据使用预期并保障其实现，为数字合约的有效履约提供了坚实支撑。其核心逻辑包括： 权限动态适配：根据数据使用方的身份（如数字身份认证结果）、使用场景（如金融风控医疗科研）、时间范围等属性，自动分配或调整数据访问权限（如可读、可算、可输出的粒度）。例如，医疗数据在科研场景下仅允许访问脱敏后的统计结果，而在临床诊断场景下可授权访问完整病例（需符合隐私保护法规）。 行为实时监控：通过嵌入在数据流转节点（如接入连接器、沙箱环境）的监控模块，记录数据的访问、计算、传输、输出等操作日志，并与预设规则比对，实时识别违规行为（如超范围下载、未授权转发）。 计量与追溯：结合区块链等技术对数据使用次数、时长、计算量等进行精确计量，为数据价值评估、收益分配提供依据，同时支持全流程追溯，确保责任可界定。 3.1.2核心技术组件 数据使用控制技术的实现依赖于以下关键组件： 动态策略引擎：基于XACML（可扩展访问控制标记语言）等标准，将数字合约中的使用规则转换为机器可执行的策略（如“仅允许A机构在2025年12月31日前使用数据进行模型训练，且输出结果需脱敏”），并支持实时更新策略。 属性基加密（ABE）：一种基于用户属性（如身份、角色、场景）的加密技术，数据所有者通过预设属性密钥对数据加密，只有满足属性条件的用户才能解密或使用数据，从加密层实现权限控制。 硬件辅助管控：与可信执行环境（TEE）结合，在硬件隔离空间内执行权限校验和使用监控，防止软件层攻击导致的管控失效。例如，IntelSGX 的“飞地”可存储敏感权限策略确保其不被篡改。 日志审计与区块链存证：将数据使用日志实时同步至区块链，利用其不可篡改特性确保审计记录真实可信，为合规检查、纠纷溯源提供依据。 3.2数字合约技术 数字合约是可信数据空间里定义数据流通规则、保障多方权益与实现自动化协同的核心技术。它把数据使用的权限、范围、期限、责任划分等条款，转化为可编程的数字协议。数字合约涵盖合约信息，以及允许、禁止、义务三类策略，各策略围绕合约标的、签署主体等要素，分别通过前置义务、补救措施、违约责任等规则细化，实现“规则数字化、执行自动化、违约可追溯”，为数据跨主体流通提供刚性约束与可信基础（见图4所示）。 数字合约生命周期架构图 3.2.1技术原理与核心逻辑 数字合约技术以法律合规性为基础，融合密码学、分布式计算和智能合约编程技术，构建“法律条款 ＋技术协议”的双重约束机制。其核心逻辑包括： 规则形式化定义：将自然语言描述的数据共享协议（如“数据提供方允许使用方在30天内将数据用于模型训练，且输出结果需包含数据贡献度计量”）转化为机器可解析的逻辑语言，明确参与方权利义务、数据使用场景、计算方式、结果交付形式等关键要素。 自动化执行与触发：依托预设的触发条件（如身份验证通过、时间到达、特定操作完成）自动执行合约条款，例如当使用方满足身份认证要求时，合约自动向接入连接器发送授权指令，允许其访问指定数据目录。 隐私保护与可信存证：通过零