計算平臺的發(fā)展可以反映出什么現(xiàn)象

在過往百年的信息技術(shù)發(fā)展過程中，人類一直在追求計算和算力的發(fā)展，終極追求始終朝向智能化的方向在演進(jìn)。隨著人類社會全數(shù)字化時代的即將到來，數(shù)據(jù)的地位和重要性正在不斷上升。

在計算平臺發(fā)展方面，也開始逐步從以計算為中心轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)及其隱私安全為中心，在這個趨勢下，未來的下一代計算平臺會呈現(xiàn)出怎樣的特征？

1. 計算平臺三大階段
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回顧計算機(jī)的發(fā)展歷史，計算需求的變化導(dǎo)致計算性能的變革，每次變革都是一次突破，新一代的計算平臺也隨之出現(xiàn)，而新的計算平臺又構(gòu)建了新的操作系統(tǒng)與生態(tài)體系，最終引領(lǐng)一次新的計算革命。

計算平臺的發(fā)展歷史經(jīng)歷了三大階段

計算平臺是計算機(jī)系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計和開發(fā)的基礎(chǔ)，具有一定的標(biāo)準(zhǔn)性和公開性，同時也決定了該計算機(jī)系統(tǒng)的硬件與軟件的性能。

硬件的基礎(chǔ)是硬件處理器，軟件的基礎(chǔ)是操作系統(tǒng)。

總體來說，計算平臺經(jīng)歷了幾個階段，PC+互聯(lián)網(wǎng)階段，移動互聯(lián)網(wǎng)階段，人工智能階段。

從早期的X86+ Windows和Linux, 到以ARM為主的移動計算平臺Android+IOS，再到現(xiàn)在的人工智能，涌現(xiàn)了很多人工智能加速硬件平臺和軟件平臺，如TPU、Cambrican、NV、Tensorflow、PyTorch等。

Intel率先在1978年推出x86指令集及8086 CPU芯片，解決了通用計算的需求，隨后Intel CPU成為PC標(biāo)準(zhǔn)配置，X86隨之成為PC標(biāo)準(zhǔn)平臺，也成為歷來最成功的計算平臺架構(gòu)。

同時代的AMD也緊跟X86的大船成為通用處理器市場老二。但是當(dāng)年的Intel/AMD們忽視了低功耗處理器的技術(shù)，導(dǎo)致其錯過了撈金如潮的移動互聯(lián)網(wǎng)時代。

ARM最早在1990年設(shè)計出基于RISC的指令集，解決了低功耗計算的需求，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，ARM終于等到了輝煌的移動互聯(lián)網(wǎng)時代機(jī)遇，處理器業(yè)務(wù)也得到了飛速的發(fā)展和豐厚的回報。

近年來隨著深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)逐漸成熟并在大量業(yè)務(wù)場景中的使用落地，谷歌等企業(yè)發(fā)布了TPU為代表的專用加速硬件，以海量數(shù)據(jù)計算為代表的人工智能時代到來。

中科院背景的寒武紀(jì)也近期推出了強(qiáng)大的智能加速芯片，阿里華為等互聯(lián)網(wǎng)巨頭也自然不會錯過這個巨大的機(jī)會，相繼推出智能加速芯片。

2. 數(shù)據(jù)管理的迫切需求

同時近年來區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、量子計算等技術(shù)快速的發(fā)展，讓世界各國同時對數(shù)據(jù)全性和隱私性的重視提高到了前所未有的高度，這都對數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)隱私保護(hù)都提出了更多更高的要求。

我們不禁要問，現(xiàn)有的計算平臺是否完全適用于新的要求？

說一個我身邊的真實(shí)故事，我的一個朋友早些年在某大型國家電信企業(yè)工作。

服務(wù)器是該企業(yè)的重要核心生存資料，有一段時間老板指派他每天上報機(jī)房的空調(diào)溫度。

有一天報告后，老板奇怪地問，我們樓頂那兩臺空調(diào)不都已經(jīng)壞了嗎？怎么還有溫度呢？

這足以說明在現(xiàn)有的技術(shù)機(jī)制下，數(shù)據(jù)的有效性是處于動態(tài)變化中的，需要耗費(fèi)大量時間精力來進(jìn)行管理。

近期肆虐全中國的新冠病毒，也暴露大量的數(shù)據(jù)管理問題，如抗疫物資管理的透明度，疫情數(shù)據(jù)實(shí)時協(xié)同等，這些問題隨著大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的廣泛采用，和社會的快速發(fā)展將會越發(fā)嚴(yán)峻。

近期國家強(qiáng)調(diào)區(qū)塊鏈在技術(shù)上的戰(zhàn)略意義，區(qū)塊鏈跟物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合也必將成為一個極具潛力的方向。

通過將物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈的技術(shù)進(jìn)行整合，可以有效地對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并杜絕數(shù)據(jù)的篡改 ，改善提高共享協(xié)同效率，同時保證數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性。

3. 來自量子計算的威脅
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近年來量子計算快速發(fā)展，使大家對傳統(tǒng)加密技術(shù)的安全性產(chǎn)生了非常大的質(zhì)疑。比如基于質(zhì)因子分解RSA在量子計算機(jī)面前面臨著巨大的安全風(fēng)險。

量子計算對密碼算法的安全威脅一覽

目前量子計算對密碼算法的攻擊主要有Shor算法和Grover算法。

Shor算法主要針對公鑰密碼算法進(jìn)行，簡單說就是可以通過公鑰可以求私鑰，對公鑰算法的威脅很大；

Grover算法針對的是對稱密碼算法，可以減少窮舉攻擊的復(fù)雜度，但是對稱密碼將密鑰加倍后在量子計算條件下仍然是安全的。

密碼學(xué)界很早就在研究可以抵抗量子計算機(jī)攻擊的密碼算法，最早可以追溯到上世紀(jì)70年代年的 McEliece 加密、Merkle 哈希等。

但是當(dāng)時量子計算威脅并不明顯，而近年來威脅顯著提升之后密碼學(xué)界才提出了后量子概念。

美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所 (NIST)早在 2012 年啟動了后量子密碼的研究工作。

實(shí)現(xiàn)后量子密碼算法主要有以下4種：

第一，基于哈希；
第二，基于編碼，主要用于構(gòu)造加密算法；
第三，基于多變量，主要用于構(gòu)造數(shù)字簽名、加密、密鑰交換等；
第四，基于格，主要用于構(gòu)造加密、數(shù)字簽名、密鑰交換，以及眾多高級密碼學(xué)應(yīng)用。

其中格計算又稱為密碼學(xué)的圣杯，其潛力是非常巨大。

但是格計算的計算復(fù)雜度超高，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還在制定中，目前在工業(yè)界并未廣泛采用。

另外，在保障數(shù)據(jù)隱私安全的技術(shù)方面，INTEL提出硬件安全屋方案SGX，但是目前已有多種有效的攻擊方法針對該方案，所以并不能達(dá)到后量子加密算法一樣安全可靠。

1. LatticeX計算平臺應(yīng)運(yùn)而生

針對上述三方面要求，我們提出了我們自己的解決方案和計算平臺。

萬物智能隱私計算時代到來，我們將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、密碼學(xué)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)緊密的結(jié)合，形成新一代的計算平臺LatticeX。

LatticeX 平臺將更多地沿著格計算后量子技術(shù)路徑發(fā)展演進(jìn)，同時結(jié)合硬件加速技術(shù)。

LatticeX將滿足萬物互聯(lián)在去中心化環(huán)境中，進(jìn)行抗量子攻擊，保障隱私的超大算力/超大帶寬要求的海量大數(shù)據(jù)計算以及人工智能計算。

同時我們也在致力于開發(fā)相應(yīng)的分布式異構(gòu)的硬件加速器產(chǎn)品LatticeX PPU（Privacy Process Unit)。

在PPU中我們將創(chuàng)新性地支持多種后量子密碼算法，并使其與深度學(xué)習(xí)緊密整合，實(shí)現(xiàn)在全密文下的深度學(xué)習(xí)推理和訓(xùn)練，徹底杜絕安全屋方案存在的各種安全威脅。

同時我們支持千G級別的光接口，實(shí)現(xiàn)對大通訊量的實(shí)時安全多方計算的支持。

LatticeX將見證萬物智能隱私計算時代的到來，通過軟硬件系統(tǒng)的深度整合及優(yōu)化，將為業(yè)界提供一個滿足未來超大算力超大帶寬，支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接計算，同時抗量子攻擊，保障全程數(shù)據(jù)隱私安全的分布式去中心化的智能計算平臺。

LatticeX不僅可用于對隱私安全要求嚴(yán)格的行業(yè)如金融，電商，醫(yī)療保健，安防等，也適用于自動駕駛，能源，交通，航天等各個大數(shù)據(jù)行業(yè)。

責(zé)任編輯：ct