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谷歌开源 HEIR：让 AI 在加密数据上直接推理

2026 年 8 月 15 日

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隐私与智能，长期被视为一对矛盾。端到端加密能防止数据泄露，却也让服务商无法基于这些数据提供垃圾邮件过滤、病毒检测、内容推荐等功能。医疗、金融等强监管行业更是两难：机构之间往往因合规要求无法共享数据。2026 年 8 月 14 日，谷歌在其安全博客展示了名为 HEIR 的开源编译器，试图用「全同态加密」技术把这对矛盾重新摆正。

同态加密：服务器「算得了」却「看不见」

同态加密（Homomorphic Encryption）是一类允许直接在密文上做计算的技术。借助它，服务器可以处理加密后的数据、返回加密结果，而全程不暴露任何底层信息。一个直观的例子是：云服务可以在完全看不到用户特征的情况下，给出个性化的内容推荐。这并非概念演示，谷歌博客中展示的示例已经实现了这一场景。

当然，同态加密并非免费午餐。它带来可观的计算开销，把「能力—隐私」的取舍变成了「成本」问题。好消息是，这项成本正在快速下降：相关开销从早年九个数量级以上，收敛到如今许多工作负载下约千倍的水平。

HEIR 是什么

HEIR 是「Homomorphic Encryption Intermediate Representation（同态加密中间表示）」的缩写，是谷歌构建的一套基于 MLIR 的开源编译器工具链。它的核心能力，是把原本在明文上运行的预训练 AI 模型，转换为能在加密输入上运行的版本。谷歌的愿景，是把 HEIR 做成「一键式」方案，让没有密码学背景的工程师也能把加密推理接进生产系统。

这不是凭空起的项目。谷歌自 2023 年公布相关意向以来，同态加密社区已逐渐接纳 HEIR。它先后与多家研发同态加密硬件加速器的公司达成合作，包括 Belfort、Niobium、Cornami 与 Optalysys。HEIR 同时也成了高校研究的平台：佐治亚理工学院、卡内基梅隆大学、加州大学圣塔芭芭拉分校、印度理工学院、普渡大学、爱丁堡大学以及清华大学等团队都基于它开展工作。截至目前，已有四篇经过同行评审的论文建立在 HEIR 之上，更多论文正在准备中。

四个已跑通的隐私推理示例

为说明同态加密已经走到哪一步，谷歌公开了四个用 HEIR 编译的私有推理应用（延迟数据均基于单线程 CPU）：

深度学习推荐模型：与 Belfort Labs、LG、纽约大学合作，实现私有内容推荐；
信用卡欺诈检测：与 Niobium、hardshell.ai 合作编译；
入侵威胁检测：与 Niobium 合作，把 Kitsune 加密网络流量异常检测系统编译上线，使服务商能在不泄露数据包内容的前提下发现异常；
唤醒词检测：与 Belfort Labs 合作，让语音触发的 AI 智能体在识别唤醒词的同时，保护录音的隐私。

HEIR 目前支持 BGV、BFV、CKKS、CGGI 等多种同态加密方案，并对接 OpenFHE、Lattigo、tfhe-rs、Jaxite 等后端。

它和「可信执行环境」不是一回事

需要厘清的是，同态加密与另一种隐私方案——可信执行环境（TEE，如硬件机密计算飞地）——处在不同的位置。TEE 能以接近原生的速度承载大模型推理，代价是必须信任硬件厂商与证明链；同态加密的数学保证则更彻底：服务器在密文上计算，从原理上无法读取用户数据，但付出的代价是延迟和模型规模。一个被广泛引用的判断是：未来数年里，大模型交给 TEE，小而高敏的模型交给 FHE，是更诚实的分工。

事实上，目前全球最大规模的全同态加密落地，来自苹果——其在 iOS 18 的来电号码查询、增强视觉搜索等功能中，通过自研的 swift-homomorphic-encryption 在不暴露电话号码与图片特征的前提下查询服务端数据库。