【原】隱私安全計(jì)算賦能AI藥物發(fā)現(xiàn)｜翼方健數(shù)受邀參加2021人工智能藥物研發(fā)創(chuàng)新論壇

智藥邦 2021-10-26

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2021年10月14日，在首屆“上海國(guó)際生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)周（IBIWS）”期間，國(guó)內(nèi)隱私安全計(jì)算的代表企業(yè)翼方健數(shù)受邀參加“2021人工智能藥物研發(fā)論壇”。論壇期間，作為翼方健數(shù)的合作伙伴，燧坤智能CEO曾亥年為觀眾分享了隱私安全計(jì)算技術(shù)在AI藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的重要應(yīng)用。翼方健數(shù)副總裁張鶯耀參與了題為“AI與制藥行業(yè)的合作”的圓桌討論。

隱私安全計(jì)算是一個(gè)全新的概念。從技術(shù)層面來(lái)講，隱私安全計(jì)算包含多種計(jì)算模式，其中較為常見的有安全沙箱計(jì)算/TEE、聯(lián)邦學(xué)習(xí)、多方安全計(jì)算、同態(tài)加密等。通過(guò)使用這些前沿的技術(shù)手段，隱私安全計(jì)算得以解決數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)共享這兩者之間的矛盾、最終實(shí)現(xiàn)在保護(hù)數(shù)據(jù)資產(chǎn)安全的前提下完成數(shù)據(jù)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘、流通和合理分配。

翼方健數(shù)副總裁張鶯耀參加討論

2021 年5 月，上海市發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)本市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干意見》，提出要打造以“張江藥谷”為引領(lǐng)的張江生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群和品牌，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)打造出世界級(jí)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群。張江生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)新策源、科創(chuàng)生態(tài)等多方面全球布局，于2021 年10 月11-15 日期間舉辦上海國(guó)際生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)周——“張江生命科學(xué)國(guó)際創(chuàng)新峰會(huì)”，打造了一個(gè)具有全球地標(biāo)意義和引領(lǐng)作用的生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)國(guó)際會(huì)議。

隱私安全計(jì)算：不共享原始數(shù)據(jù)，共享數(shù)據(jù)的價(jià)值

AI制藥領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的核心基礎(chǔ)之一是持續(xù)不斷增加的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)質(zhì)量不佳、特定任務(wù)可用的數(shù)據(jù)過(guò)少、以及負(fù)樣本數(shù)據(jù)缺失等常見問(wèn)題是制約AIDD發(fā)展的關(guān)鍵原因。因此，通過(guò)隱私安全計(jì)算促進(jìn)數(shù)據(jù)協(xié)作，使豐富、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)安全地用于模型訓(xùn)練，對(duì)于AI制藥行業(yè)有著重要的意義。

解決數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題的隱私安全計(jì)算技術(shù)，在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域已有實(shí)例。

以聯(lián)邦學(xué)習(xí)為例，2019年6月1日，由10家頂尖制藥企業(yè)（安進(jìn)、安斯泰來(lái)、阿斯利康、拜耳、勃林格殷格翰、葛蘭素史克、楊森制藥、默克、諾華和施維雅）、2所歐洲大學(xué)、4家初創(chuàng)公司、1家AI藥物研發(fā)公司共同發(fā)起的MELLODDY項(xiàng)目開始運(yùn)行。MELLODDY旨在創(chuàng)建一個(gè)建模平臺(tái)，在該平臺(tái)上利用多家制藥企業(yè)的數(shù)據(jù)，不中心化原始數(shù)據(jù)，通過(guò)分布式數(shù)據(jù)協(xié)作，從而建立更好的AI模型，更高效地發(fā)掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，加速藥物研發(fā)。

翼方健數(shù)提供多種隱私安全計(jì)算方式

翼方健數(shù)的技術(shù)棧支持多種主流的隱私安全計(jì)算方式，包括多方安全計(jì)算MPC、聯(lián)邦學(xué)習(xí)、安全沙箱計(jì)算/TEE，此外還有差分隱私，對(duì)抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。根據(jù)用戶的使用場(chǎng)景、信任假設(shè)的不同，翼方健數(shù)幫助客戶選擇最合適的計(jì)算方式。

根據(jù)信任假設(shè)和計(jì)算復(fù)雜度要求，可以選擇不同合適的計(jì)算方式

以下是其中幾種技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹。

安全沙箱技術(shù)

安全沙箱的計(jì)算環(huán)境，是一個(gè)對(duì)包括管理員在內(nèi)的用戶完全隔離的計(jì)算黑盒。處于加密狀態(tài)的模型和數(shù)據(jù)進(jìn)到沙箱后完成解密，模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算得到的結(jié)果加密后傳輸?shù)缴诚渫?，然后沙箱環(huán)境隨即銷毀，確保模型代碼以及數(shù)據(jù)的安全。

燧坤智能和翼方健數(shù)的協(xié)作主要用到安全沙箱計(jì)算

可信執(zhí)行環(huán)境

在沙箱環(huán)境外增加可信執(zhí)行硬件TEE會(huì)對(duì)內(nèi)存加密，規(guī)避了惡意的平臺(tái)操作系統(tǒng)竊取模型代碼及數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，由此進(jìn)一步提高了沙箱的安全性。翼方健數(shù)是信通院首批通過(guò)TEE測(cè)評(píng)的企業(yè)，并參與制定進(jìn)一步測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)。

可信執(zhí)行環(huán)境進(jìn)一步提高了安全性

全面支持跨平臺(tái)聯(lián)邦學(xué)習(xí)

聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)利用多個(gè)數(shù)據(jù)所有方的數(shù)據(jù)分布式地訓(xùn)練同一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，過(guò)程中各方原始數(shù)據(jù)不離開自己的平臺(tái)，使多方得以安全協(xié)作、共同發(fā)掘數(shù)據(jù)價(jià)值。

翼方健數(shù)開發(fā)了一整套聯(lián)邦學(xué)習(xí)的框架，同時(shí)也支持通用的FATE、TF、Paddle等框架，全面支持跨平臺(tái)聯(lián)邦學(xué)習(xí)，目前已通過(guò)工信部信通院聯(lián)邦學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)測(cè)。