22、科学计算安全外包的成本分析与应用探讨

科学计算安全外包的成本分析与应用探讨

在科学计算领域，安全外包是一个备受关注的话题。通过使用伪装技术，我们可以在一定程度上保障数据的安全性，但同时也会带来相应的成本。下面将对这些成本进行详细分析。

1. 成本分析

1.1 客户的计算成本

客户采用的伪装技术在计算成本上是可以接受的，因为客户所需的计算量与问题数据的大小成正比。对于一些计算，如求解偏微分方程或优化问题，成本可能是问题数据大小的数倍，甚至 5 到 10 倍。不过，这些计算的求解成本与问题数据的关联不大，即小问题描述可能对应大计算量。

实际上，客户的主要成本并非计算成本，而是掌握制作有效伪装的复杂技术所需的“智力”投入。设想中的 Atri 问题解决环境旨在降低这一成本，普通科学家或工程师有望快速学会创建能提供完全安全保障的伪装。

1.2 代理的计算成本

部分伪装技术可能会显著增加代理的计算成本，由于客户可能需要承担这部分费用，因此值得关注。不过，这种影响因问题而异，在多数情况下，伪装对代理计算成本的影响较小。

提出的伪装技术不会改变计算的基本类型，例如不会将数值积分问题重新表述为常微分方程问题，也不会将线性方程组伪装成非线性方程组。虽然这类伪装可能提供更高的安全性，但并非必要。然而，问题中的微小扰动有时会极大地影响计算的性质和成本。

为了更好地理解，下面详细介绍需要在伪装中保留的问题结构：
- 稀疏性 ：在优化和偏微分方程问题中，数组的稀疏模式可以反映问题的重要信息。通常可以通过“解预处理”（如增加或减少变量数量）来改变稀疏性，但这些改变，尤其是增加变量，可能会对求解