可信数据空间的技术架构是其实现可信、安全、高效数据流通的基石。它融合了分布式系统、安全计算、区块链和标准化协议等多种前沿技术,旨在构建一个规则驱动、技术使能的协作环境。本章将系统阐述其核心架构模型、关键技术组件、安全可信机制以及互操作性与标准化进展。
2.1.1 国际参考架构(IDS、GAIA-X等) #
国际上,可信数据空间已形成若干具有广泛影响力的参考架构,其中以国际数据空间(International Data Spaces, IDS) 和 GAIA-X 最为典型。
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国际数据空间(IDS):由德国弗劳恩霍夫协会等机构发起,其核心是《国际数据空间参考架构模型》(IDS-RAM)。该架构采用彻底的分布式设计,核心组件包括连接器(Connector)、数据中介(Broker) 和应用商店(App Store),并由独立的身份提供者、词汇中介和清算中心等组件共同实现治理功能。IDS强调数据主权,允许数据提供者通过连接器精细控制数据的使用策略(如用途、次数、时限),确保数据在流通全程“主权不失控”。其架构被设计为可融入企业现有的数字化架构栈,作为数据交换与协作的信任层。
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GAIA-X:作为欧洲的数据基础设施计划,GAIA-X旨在建立一个开放、透明、可信赖的数据与服务生态。它并非直接的数据交换协议,而是更上层的生态系统框架,定义了参与规则、认证标准和合规要求。在实践中,GAIA-X常将IDS-RAM作为其实现数据主权与可信交换的底层技术标准之一,两者协同工作。
与国内架构的对比:我国发布的《可信数据空间 技术架构》技术文件,在愿景上与IDS-RAM相似,都旨在促进安全可信的数据流通。主要区别在于:
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主导与定位:国内架构由国家标准化组织主导,定位为国家数据基础设施的一部分,强调通用性;而IDS-RAM最初由科研与产业界驱动,更侧重工业场景。
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系统设计:国内架构明确了“服务平台+接入连接器”的物理构成,其中服务平台提供集中式的核心管理功能。而IDS-RAM是完全分布式设计,其治理功能由多个分散组件共同承担。
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功能侧重:国内架构当前更侧重于数据流通本身的基础设施能力(如互联互通、使用控制),数据开发利用功能常作为可选或由其他节点提供。而IDS-RAM明确包含了“数据应用市场”(App Store),更强调数据应用(Data APP)的流通与执行。
2.1.2 分层架构设计 #
一个完整的可信数据空间通常采用分层解耦的设计思想,以保障系统的灵活性、可扩展性和安全性。
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1、基础设施层:该层提供底层的计算、存储、网络与安全资源。除了传统的云资源,区块链服务网络(BSN) 等新型公共基础设施成为重要选项,为上层提供分布式信任与存证能力。国家信息中心等机构提出的“1+5+N+1”总体架构,以及包含网络层(跨网)、设施层(跨云)、技术支撑层(跨链)的六层技术架构,均是从基础设施层面确保跨域互联互通的基础。
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2、数据交换层:这是可信数据空间的核心功能层,负责实现数据的可信接入、封装、路由与交付。其核心组件是数据连接器,它部署在数据提供方和使用方侧,作为数据进出空间的唯一网关,执行身份验证、策略执行、数据格式转换等任务。该层还包含目录服务(如Broker),用于发布和发现数据资源。
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3、应用服务层:该层基于流通的数据,提供价值挖掘和业务创新的工具与服务。包括数据沙箱、联合建模平台、隐私计算引擎以及各类数据挖掘与分析工具。例如,运营方可提供高性能GPU集群和AI训练平台,供参与方在受控环境中进行跨域数据价值挖掘。此层也支持“数据应用市场”模式,允许第三方开发的数据应用(Data APP)在连接器上安全运行。
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4、治理与管理层:该层是空间的“策略中枢”和“运营大脑”,贯穿于所有层次。它通过统一身份认证与管理、数字合约管理、审计清算和运行监测等模块,确保整个空间的合规、有序运营。监管方可通过专属的“监管驾驶舱”,实现数据流向追踪、异常行为预警和穿透式审计。

