一种计算机可信执行环境下的隐私数据协同计算方法

本发明涉及隐私计算与教育信息技术交叉领域，尤其涉及一种计算机可信执行环境下的隐私数据协同计算方法。

背景技术：

1、随着人工智能与智能制造技术在机械职业教育领域的深度渗透，职业院校校园文化建设正经历从设备展示向数字素养浸润的范式转型。机械类专业院校通过环境文化改造、活动文化设计及人工智能体辅助三条路径，对学生进行数字意识、数字技能、数字伦理、数字协作与智能应用五个维度的持续熏陶，产生了大量跨模态、时序耦合的育人数据，涵盖学生在文化长廊中的驻留轨迹、社团活动中的交互日志、实训周中的设备操作序列以及人工智能体对话中的反思记录。

2、现有隐私计算技术在该领域存在三重深层缺陷。其一，多路径文化浸润耦合效应无法分离，环境文化、活动文化与人工智能体交互三条路径存在复杂的非线性交互效应，现有方案仅能对单一路径或聚合后的混合效应进行统计计算，无法将路径间的耦合残差从总效应中分离，导致归因结果失真。其二，教学节点间策略异质性导致协同聚合失真，不同班级、专业部乃至校企节点的文化浸润策略在内容深度、实施节奏、评价标准上存在显著差异，直接聚合各节点的隐私保护特征会引入策略冲突噪声，现有方案缺乏在隐私保护状态下对节点策略异质性进行量化与校准的机制。其三，学生数字素养成长的非线性跃迁难以捕捉，学生在持续文化浸润中并非线性成长，而是在特定临界节点发生从量变到质变的跃迁，现有时序分析方法仅能做平滑趋势拟合，无法检测这种临界跃迁点，导致策略进化方向偏离实际成长规律。

3、因此，亟需一种面向机械职业教育校园文化建设场景的计算机可信执行环境下的隐私数据协同计算方法，在保障原始育人数据不出域的前提下，实现多路径文化浸润耦合效应的隐私保护型解耦分离、教学节点策略异质性的可信校准归因及学生素养临界跃迁感知下的浸润策略定向进化。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中机械职业教育校园文化建设中多路径文化浸润耦合效应分离难、教学节点策略异质性校准难及学生素养临界跃迁感知难的深层技术问题，而提出的一种计算机可信执行环境下的隐私数据协同计算方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种计算机可信执行环境下的隐私数据协同计算方法，包括以下具体步骤：

4、s1.在机械职业教育校园文化建设场景中，各教学节点在可信执行环境中对原始多源校园文化浸润数据进行采集，所述原始多源校园文化浸润数据包括环境文化浸润数据、活动文化浸润数据及人工智能体交互浸润数据；各教学节点通过文化浸润时间窗口将采集到的三类数据映射至统一育人时间轴；协同计算协调器接收计算任务发起方提交的原始协同计算请求，所述原始协同计算请求包括计算任务标识、参与方名单和可执行计算程序；所述协同计算协调器对可执行计算程序进行静态代码分析，从所述可执行计算程序的指令序列中提取每一条与数据访问相关的指令所涉及的目标数据字段标识符和该指令对应的操作码类型，并按照所述可执行计算程序的控制流关系将提取出的全部指令及其对应的目标数据字段标识符和操作码类型组织成程序数据操作关系图；所述协同计算协调器将程序数据操作关系图分别发送至各教学节点；各教学节点根据本地存储的各自隐私数据所对应的预设数据用途策略，对所述程序数据操作关系图中涉及该教学节点隐私数据的操作码类型及其执行顺序关系进行逐项审查，生成各自的第一用途声明凭证，所述第一用途声明凭证包括该教学节点允许执行的第一操作码类型白名单和禁止执行的第二操作码类型黑名单、各操作码类型对应的数据字段标识符以及各操作码类型在控制流中被允许出现的程序位置区间；各教学节点利用各自私钥对所述第一用途声明凭证进行数字签名后返回至协同计算协调器；所述协同计算协调器对各教学节点返回的第一用途声明凭证中的第一操作码类型白名单进行交集合并、对第二操作码类型黑名单进行并集合并，生成协同计算任务规范，所述协同计算任务规范包括可执行计算程序、统一的操作码类型白名单、统一的操作码类型黑名单以及各操作码类型对应的程序位置区间约束；各教学节点在完成与所述协同计算协调器的用途声明交互并接收到协同计算任务规范后，利用多模态特征提取模型对映射至所述统一育人时间轴后的校园文化浸润数据生成隐私保护浸润特征向量，利用路径耦合解耦模型生成表征三类浸润路径间非线性交互效应的耦合残差向量，并基于零知识证明生成可验证凭证，所述可验证凭证用于证明解耦封装与用途声明过程在可信执行环境内完成且未被篡改；所述隐私保护浸润特征向量与耦合残差向量均通过差分隐私机制进行脱敏处理，并附加与所述协同计算任务规范对应的数据用途标签；

5、s2.各教学节点将附加有所述数据用途标签的隐私保护浸润特征向量、耦合残差向量及可验证凭证通过数据可信送达协议发布至分布式共识网络，所述数据可信送达协议至少包括数据加密传输、发送方数字签名和接收方确认回执三个环节；协同节点验证所述可验证凭证的有效性后，基于所述育人时间轴的时序耦合关系与所述耦合残差向量进行跨域对齐，构建策略异质性子空间以量化各教学节点间校园文化浸润策略差异，在所述策略异质性子空间内通过反事实因果推断机制计算不同校园文化浸润路径对学生数字素养成长的跨节点净归因贡献度，所述反事实因果推断机制通过比较各教学节点实际采纳的浸润策略与构造的对照策略下学生素养成长差异来计算贡献度，并生成策略异质性校准因子；所述分布式共识网络在归因计算过程中，依据所述数据用途标签对协同节点发起的超出协同计算任务规范所声明范围的数据字段访问请求进行阻断，并生成用途执行审计记录，所述用途执行审计记录记录了被阻断的数据字段访问请求所涉及的数据字段标识符、操作码类型及阻断原因；

6、s3.各教学节点从所述分布式共识网络获取跨节点净归因贡献度、策略异质性校准因子以及用途执行审计记录，在本地可信执行环境中调用本地预先部署的校园文化浸润策略模型，基于所述隐私保护浸润特征向量与耦合残差向量，检测学生数字素养成长的临界跃迁点，所述耦合残差向量用于表征三类浸润路径间的非线性交互效应对学生数字素养成长的综合影响，计算所述临界跃迁点前后校园文化浸润策略模型的策略预测输出与跨节点净归因贡献度之间的策略偏差，结合所述策略异质性校准因子生成定向优化梯度并更新本地校园文化浸润策略模型，同时将更新后的策略模型参数摘要及跃迁阈值作为远程证明报告的附加载荷，通过远程证明机制回传至所述分布式共识网络，以完成跨节点校园文化浸润策略的可信协同进化。

7、本发明的有益效果为：

8、1.通过路径耦合解耦模型生成耦合残差向量，将环境文化、活动文化及人工智能体交互三条路径间的非线性交互效应从主效应中分离，使后续归因计算精准定位单一路径净贡献度，避免协同效应重复计算或遗漏，实现隐私保护状态下的多路径效应可信解耦。

9、2.通过构建策略异质性子空间，在隐私保护状态下量化不同教学节点间文化浸润策略的差异，将策略差异作为协变量引入反事实因果推断，使跨节点协同计算结果反映策略异质条件下的真实归因关系，而非简单统计平均，提升归因结果的可信度与可解释性。

10、3.通过检测隐私保护浸润特征向量在育人时间轴上的分布突变，识别学生数字素养从量变到质变的临界跃迁节点，基于跨节点净归因贡献度与本地策略预测的偏差生成定向优化梯度，使校园文化浸润策略的进化方向与实际成长规律高度吻合，形成可信闭环下的策略持续进化。