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火山引擎開(kāi)源基于差分隱私的SQL代理工具Jeddak-DPSQL|環(huán)球今亮點(diǎn)

來(lái)源：中關(guān)村在線(xiàn) 　2023-05-31 20:10:23

近日，火山引擎安全研究團(tuán)隊(duì)對(duì)外開(kāi)源了Jeddak-DPSQL（項(xiàng)目地址：https://github.com/bytedance/Jeddak-DPSQL），這是基于差分隱私的SQL代理工具，適用于數(shù)據(jù)管理者可信的場(chǎng)景模式，以中間件的形式接收SQL統(tǒng)計(jì)查詢(xún)請(qǐng)求，返回滿(mǎn)足差分隱私的查詢(xún)結(jié)果。

【資料圖】

據(jù)悉，火山引擎對(duì)于用戶(hù)敏感數(shù)據(jù)尤為重視，在火山引擎提供的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品中，廣泛采用差分隱私技術(shù)對(duì)用戶(hù)敏感信息進(jìn)行保護(hù)。此類(lèi)數(shù)據(jù)產(chǎn)品通常構(gòu)建于 ClickHouse 等數(shù)據(jù)引擎之上，以 SQL 查詢(xún)方式來(lái)執(zhí)行計(jì)算邏輯，且查詢(xún)邏輯往往較為復(fù)雜，因此對(duì)差分隱私的應(yīng)用提出了以下要求：

零改造、零感知：最大程度避免影響業(yè)務(wù)現(xiàn)有查詢(xún)方式，最好做到業(yè)務(wù)零感知、零改造；

良好、靈活的適配性：能夠適配不同數(shù)據(jù)引擎的查詢(xún)語(yǔ)法，以及能夠處理包含多層嵌套、多重計(jì)算、多表連接等情形的復(fù)雜 SQL 語(yǔ)句；

安全性與可用性平衡：能夠根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)質(zhì)量要求，計(jì)算合理的隱私預(yù)算，在安全性和數(shù)據(jù)可用性之間保持平衡；

為更好解決數(shù)據(jù)安全和隱私合規(guī)治理相關(guān)問(wèn)題，火山引擎安全研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了產(chǎn)品調(diào)研，目前市面上在SQL查詢(xún)場(chǎng)景下加入差分隱私能力的產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品大多都沒(méi)有提供SQL 的自動(dòng)化分析能力，需主動(dòng)調(diào)用 API 或是在 SQL 中調(diào)用 UDF 來(lái)引入差分隱私能力，接入成本較高。其中OpenDP產(chǎn)品限定了輸入 SQL 的方言，僅支持 SQL 92標(biāo)準(zhǔn)，難以在 Hive、ClickHouse 等主流數(shù)倉(cāng)引擎中透明應(yīng)用。

同時(shí)，火山引擎安全研究團(tuán)隊(duì)也注意到云服務(wù)廠商在To B場(chǎng)景下會(huì)提供多款數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品，部分產(chǎn)品的模式面臨泄漏用戶(hù)隱私、法律合規(guī)的風(fēng)險(xiǎn)，該類(lèi)產(chǎn)品通常是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎使用面向?qū)崟r(shí)分析的 clickhouse，計(jì)算邏輯用SQL查詢(xún)的方式執(zhí)行，因此考慮結(jié)合差分隱私技術(shù)提供隱私保護(hù)的SQL查詢(xún)能力。

基于上述挑戰(zhàn)，火山引擎安全研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了Jeddak-DPSQL ，希望能夠?yàn)橥瑯用媾R該類(lèi)問(wèn)題的企業(yè)和個(gè)人提供一定參考和幫助，同時(shí)也希望能夠有更多的外部開(kāi)發(fā)者能夠一起對(duì)該開(kāi)源項(xiàng)目進(jìn)行共建，完善 Jeddak-DPSQL 產(chǎn)品功能，共同構(gòu)建更完備的應(yīng)用生態(tài)。

據(jù)了解，Jeddak-DPSQL 能夠兼容多種數(shù)據(jù)引擎和SQL方言，內(nèi)嵌多種差分噪聲擾動(dòng)算法，具備隱私預(yù)算管理能力，并且能夠與底層數(shù)據(jù)引擎結(jié)合，在數(shù)據(jù)分析師無(wú)感的情況下，對(duì) SQL 語(yǔ)句進(jìn)行自動(dòng)化分析和結(jié)果加噪處理。同時(shí)，Jeddak-DPSQL 已經(jīng)在抖音集團(tuán)相關(guān)業(yè)務(wù)中得到了普遍應(yīng)用與驗(yàn)證。

一、全面了解 Jeddak-DPSQL

1、 Jeddak-DPSQL介紹

Jeddak-DPSQL采用中心化差分隱私（Centralized Differential Privacy，簡(jiǎn)稱(chēng)CDP，適用于數(shù)據(jù)管理者可信的場(chǎng)景）模式，以中間件的形式接收SQL統(tǒng)計(jì)查詢(xún)請(qǐng)求，返回滿(mǎn)足差分隱私的查詢(xún)結(jié)果。一個(gè)典型的查詢(xún)請(qǐng)求處理流程如下：

●首先，核心服務(wù)接受客戶(hù)提交的SQL查詢(xún)語(yǔ)句，對(duì)該語(yǔ)句進(jìn)行解析和重寫(xiě)，以便于計(jì)算隱私噪聲(如將AVG計(jì)算改為SUM/COUNT）；

●然后，核心服務(wù)調(diào)用元數(shù)據(jù)管理服務(wù)，計(jì)算重寫(xiě)后的SQL查詢(xún)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表敏感度，同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)上執(zhí)行重寫(xiě)后的SQL查詢(xún)，得到原始的查詢(xún)結(jié)果；

●最后，核心服務(wù)調(diào)用隱私預(yù)算管理服務(wù)得到為該查詢(xún)分配的隱私預(yù)算，并結(jié)合敏感度在原始的查詢(xún)結(jié)果中添加噪聲并返回。

更多接口使用方式可以參考項(xiàng)目README中的API Documentation部分。

三、后續(xù)計(jì)劃

火山引擎安全研究部門(mén)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，Jeddak-DPSQL會(huì)長(zhǎng)期維護(hù)，歡迎大家使用。他也指出，近期開(kāi)源的Jeddak-DPSQL是首個(gè)版本，因此還存在很多不完善的地方，也希望有更多的外部開(kāi)發(fā)者能夠一起對(duì)該開(kāi)源項(xiàng)目進(jìn)行共建，完善產(chǎn)品功能，構(gòu)建更完備的應(yīng)用生態(tài)。（作者：蔡德道）

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