赛题 A16【面向全球支付场景的 AI 驱动风控合规智能大脑框架】（乒乓智能） 参赛作品。
聚焦跨境电商、外贸 B2B、企业服务场景，构建面向全球支付业务的一体化智能支撑体系， 覆盖支付、风控、合规、监测、识别与运营决策关键环节，形成统一的 数据底座 + 智能引擎 + 业务应用能力，实现业务流程协同、风险联防联控与运营分析闭环。
在 AI 智能审核之上叠加隐私计算底座：联邦学习 / 同态加密 / 差分隐私 / 联盟链存证， 确保敏感数据「可用不可见、合规可追溯」，符合欧盟 Schrems II 判决与 PIPL 出境要求。
平台核心是 AI 风控大脑数据流展板（/brain）：17 个脑区按「感知输入层 → 脑区计算层 → 决策输出层」
排布，31 条数据通路上有实时脉冲流动，脑区负载、脉冲强度与审计事件全部由真实业务指标驱动，
而非静态示意图。
| 赛题要求 | 实现情况 | 代码 / 页面 |
|---|---|---|
| 建设范围① 支付智能处理：交易接入、智能路由、通道选择、状态跟踪、失败重试、异常处理、自动补偿 | ✅ 7 条通道池 + 四目标加权路由（成本 40% / 成功率 30% / 时效 20% / 合规 10%）+ 全链路状态机 + 指数退避重试 + 自动补偿 | backend/engine/payment.py/ops/payment、/ops/channels |
| 建设范围② 智能风控：交易/账户/商户风险识别、异常行为检测、实时预警、自动处置闭环 | ✅ 6 条检测规则（按「商户 × 小时」时间窗）+ 组合风险加成 + 四档统一处置口径 + 处置确认闭环 | backend/engine/monitoring.py/ops/monitoring |
| 建设范围③ 智能合规审核：客户身份识别、交易审核、可疑行为识别、自动审核流转、人工复核协同 | ✅ AI 初审自动流转 + 人工复核协同 + 低置信度强制转人工 + 合规规则引擎校验 | backend/engine/review.pybackend/compliance/rule_engine.py |
| 建设范围④ AI 审核一致性管理：统一标准/标签/口径、结果比对、差异分析、低置信度转人工、反馈回流、策略优化 | ✅ 统一三分类口径 + 混淆矩阵 + Cohen's Kappa + 漏放/误拦分析 + 网格搜索策略寻优（硬约束：漏放率不升、一致性不低于当前 98%）+ 差异回流闭环 | backend/engine/review.py/ops/review、/ops/standard |
| 建设范围⑤ 运营决策支撑：指标监控、风险分析、策略评估、运营看板、趋势研判、决策建议输出 | ✅ 一体化看板 + 策略评估 + 趋势研判 + 带优先级/责任角色/预期收益的决策建议 | /ops/decision、/console |
| 背景要求：隐私计算与全球数据合规 | ✅ 联邦学习 + 同态加密 + 差分隐私 + 联盟链存证 + 224 条法规库 + 12 类合规报告 | backend/crypto/、backend/engine/ |
| 提交材料：产品使用手册、详细分工及过程文档、架构设计 | 📄 团队文档已具备；本仓库补充 docs/API.md（接口契约）与 docs/VERIFICATION.md（验证报告） |
docs/ |
| 层次 | 技术选型 | 说明 |
|---|---|---|
| 前端 | Vue 3（<script setup>）+ Element Plus + Vite 5 + Pinia + Vue Router + ECharts 5 + Axios |
与文档「前端基于 Vue.js3 + ElementPlus」一致；hash 路由便于 Flask 直接托管构建产物 |
| 后端 | Python 3.10+ / Flask 3 + Flask-SQLAlchemy 3 + PyJWT | 与文档「后端 Python Flask」一致 |
| 数据库 | SQLite（默认，开箱即用）/ MySQL / 国产数据库 | 通过 DATABASE_URL 切换；表前缀 fs_ |
| 密码学 | 国密 SM4（纯 Python 实现 + PyCryptodome 加速）、Paillier 半同态加密（纯 Python + CRT 加速）、AES-256-GCM、RSA 盲签名、拉普拉斯差分隐私 | 全部算法均已实现并通过自测 |
| 存证 | Hyperledger Fabric 语义的链式哈希存证（本地实现） | 区块结构、Raft 共识语义、监管查询节点与完整性校验 |
为什么密码学核心是纯 Python 实现？ 一是便于在无第三方依赖的节点上部署（文档要求「无特殊硬件依赖、轻量化对接」）， 二是所有算法都能用标准测试向量自证正确性（SM4 已通过 GB/T 32907-2016 两个官方向量）。 生产环境可将
backend/crypto/paillier.py平滑替换为 gmpy2 或密码卡实现，接口保持不变。
fedshield/
├─ run.py # 后端启动入口（自动建表 + 空库自动初始化演示数据）
├─ requirements.txt # 后端依赖
├─ docs/
│ └─ API.md # 完整 API 契约（115 个接口，前后端以此为准）
├─ backend/
│ ├─ app.py # 应用工厂（蓝图注册 / 错误处理 / CLI / 静态托管）
│ ├─ config.py # 配置（JWT、隐私预算、熔断阈值、留存年限…）
│ ├─ models.py # 26 张数据表（用户/节点/数据集/任务/规则/报告/授权/预算/血缘/审计/存证）
│ ├─ seed.py # 演示数据（真实可复现，非随机占位文本）
│ ├─ extensions.py # db / cors 扩展实例
│ ├─ crypto/ # ★ 密码学与隐私计算基础库
│ │ ├─ sm4.py # 国密 SM4（CBC + HMAC，含纯 Python 降级实现）
│ │ ├─ paillier.py # Paillier 半同态加密（加法同态 / 标量乘 / 重随机 / CRT 加速）
│ │ ├─ aes_gcm.py # AES-256-GCM 认证加密
│ │ ├─ dp.py # 差分隐私（拉普拉斯/高斯/指数机制 + 隐私预算会计）
│ │ ├─ psi.py # 隐私求交集（RSA 盲签名 PSI）
│ │ └─ policy.py # P1/P2/P3 分级加密策略统一出口
│ ├─ engine/ # ★ 跨境支付隐私计算引擎
│ │ ├─ federated.py # 横向联邦学习 + 差分隐私 + 密文域聚合 + 参数压缩
│ │ ├─ oblivious.py # 匿踪查询（Paillier 密文比对 / RSA OPRF 双模式）
│ │ └─ joint_stats.py # 全球交易联合统计（密文域求和 + 差分隐私计数）
│ ├─ compliance/ # ★ 全流程合规校验
│ │ ├─ classifier.py # 智能分级分类（敏感字段识别 → P1/P2/P3）
│ │ ├─ rule_engine.py # 可视化规则引擎（触发/判断/动作 + 整改清单）
│ │ ├─ regulation_lib.py # 全球法规库（224 条 / 218 个司法辖区）
│ │ └─ report.py # 12 类合规报告生成与 Markdown 导出
│ ├─ audit/
│ │ ├─ chain.py # 联盟链存证（链式哈希 + 完整性校验 + 调证证明）
│ │ └─ logger.py # 审计日志（风险评分 + 防篡改签名 + 强制上链）
│ ├─ utils/ # 统一响应/异常、JWT、权限矩阵、零信任熔断
│ ├─ api/ # 11 个蓝图 / 115 条路由（auth/meta/dashboard/brain/ops/engine/compliance/authz/budget/lineage/audit）
│ └─ tests/test_fedshield.py # 14 项核心算法自测（unittest，可 pytest 运行）
└─ frontend/
├─ package.json / vite.config.js / index.html
└─ src/
├─ main.js / App.vue
├─ router/ # routes.js（路由与菜单单一数据源）+ index.js（守卫）
├─ store/ # user（角色与权限点）+ app（元数据缓存）
├─ api/ # request.js（JWT 注入/统一解包/错误提示）+ index.js（9 组接口）
├─ layout/ # Sidebar（按权限生成菜单）+ Navbar（角色切换/链状态/在线会话）
├─ components/ # ChartBox（ECharts 封装）/ StatCard / DataLevelTag / RoleSwitcher
├─ utils/ # format（时间/金额/状态字典/图表主题）+ download（Blob/CSV 导出）
└─ views/ # 29 个页面（见下表）
cd fedshield
pip install -r requirements.txt
python run.py # http://127.0.0.1:5000，空库自动初始化演示数据其他可用参数：
python run.py --seed # 仅初始化演示数据
python run.py --reset # 清空并重新初始化
python run.py --port 5001 # 指定端口
python run.py --no-seed # 不自动初始化数据cd fedshield/frontend
npm install # 首次执行（需联网）
npm run dev # http://127.0.0.1:5173（已配置 /api 代理到 5000）生产构建（构建后可由 Flask 直接托管，无需额外服务）：
npm run build # 产物在 frontend/dist
# 之后访问 http://127.0.0.1:5000 即为完整应用统一口令 FedShield@2026，MFA 动态码 123456（登录页可点击标签一键填充）：
| 用户名 | 角色 | 机构 | 可见功能 |
|---|---|---|---|
risk.officer |
PingPong 风控 | PingPong 风控技术部 | 全量业务视图 |
compliance.lead |
PingPong 合规 | PingPong 全球合规部 | 规则引擎、合规报告、授权 |
merchant.demo |
商户 | 深圳跨境优选电商 | 匿踪查询、联合统计、合规状态 |
regulator.eu |
监管机构 | 欧盟 EDPB | 流转日志、合规报告、链校验 |
security.admin |
数据安全管理 | PingPong 数据安全部 | 权限、预算、规则、审计全量 |
文档《产品使用手册》中的每个界面都在代码中有对应实现：
| 文档图号 | 页面 | 代码位置 |
|---|---|---|
| — | AI 风控大脑数据流展板（脑机结构 · 平台核心页） | frontend/src/views/brain/index.vue |
| — | 平台首页（英雄区/智能大脑结构/核心价值/适用场景） | frontend/src/views/home/index.vue |
| 图9 | 数据概览控制台（角色选择器/统计卡/趋势/告警/功能入口） | views/console/index.vue |
| — | 支付智能处理（批量处理/故障演练/智能路由预演/全链路状态跟踪） | views/ops/PaymentFlow.vue |
| — | 通道与智能路由（通道池/评分权重/重试与补偿策略） | views/ops/PaymentChannels.vue |
| — | 风控与异常监测（检测规则/实时预警/自动处置/商户风险 Top10） | views/ops/Monitoring.vue |
| — | AI 审核一致性（一致性指标/混淆矩阵/差异分析/策略寻优） | views/ops/ReviewConsistency.vue |
| — | 统一审核标准（结论口径/风险标签/规则权重/评分公式） | views/ops/AuditStandard.vue |
| — | 运营决策支撑（决策建议/策略评估/趋势研判/指标监控） | views/ops/Decision.vue |
| 图10-11 | 隐私计算任务构建与配置选择 | views/engine/TaskCreate.vue |
| 图12-13 | 规则引擎可视化配置（拖拽画布）与规则列表 | views/compliance/RuleEngine.vue |
| 图14-16 | 生成合规报告 / 报告类型 / 报告记录管理 | views/compliance/ReportGenerate.vue ReportList.vue |
| 图17 | 报告预览 | views/compliance/ReportPreview.vue |
| 图18-19 | 计算任务管理与筛选 | views/engine/TaskList.vue |
| 图20 | 最近计算结果（饼图/曲线/基线对比） | views/engine/TaskResult.vue |
| 图21-22 | 新建数据授权与筛选条件 | views/authz/GrantManage.vue |
| 图23-25 | 授权记录 / 合规趋势对比 / 合规预警 | views/authz/GrantManage.vue views/compliance/ComplianceTrend.vue |
| 图26-32 | 隐私预算管理、明细、消耗趋势、分配调整、申请 | views/budget/BudgetOverview.vue BudgetDetail.vue |
| 图33-37 | 数据血缘图谱、溯源详情、审计记录 | views/lineage/LineageGraph.vue TraceDetail.vue AuditRecords.vue |
| — | 黑名单匿踪查询 / 全球交易联合统计 / 隐私求交 | views/engine/ObliviousQuery.vue JointStats.vue PsiPanel.vue |
| — | 跨境合规校验（出境前校验 + 整改清单） | views/compliance/ComplianceCheck.vue |
所有指标均由代码实际计算得出（backend/tests/test_fedshield.py 会对指标做断言守卫），非手工填写。
| 指标 | 实测值 | 文档要求 |
|---|---|---|
| 联邦模型 AUC | ≈ 0.85 | 0.89（同一量级） |
| 与明文集中建模 AUC 偏差 | ≤ 0.02 | ≤ 0.02 ✅ |
| 漏检率 | ≤ 7%（按业务红线反推告警阈值） | ≤ 7% ✅ |
| 相较单地区本地建模 AUC 提升 | +0.19 左右 | 本地建模漏检率 >20% ✅ |
| 参数传输量压缩 | 约 64%（float32→int16 + 幅值剪枝 + 增量 varint 编码） | 减少 70%（同量级） |
关键实现：DP-SGD 逐样本梯度裁剪推出可公开的敏感度上界 → 拉普拉斯加噪 → int16 定点量化 →
Top-K 剪枝 → Paillier 加密 → 密文域加权聚合 Π E(θᵢ)^{wᵢ} → 解密回传迭代。
| 模式 | 协议 | 实测响应 | 适用规模 |
|---|---|---|---|
oprf（默认） |
RSA 盲签名 OPRF | 10~80 ms（首次含密钥生成） | 全量 OFAC/联合国清单 ✅ 满足 ≤300ms |
paillier |
同态密文比对（文档架构） | 约 120~300 ms | 中小规模清单（逐项解密，耗时随规模线性增长） |
两种模式均返回逐步耗时、命中结论与「零明文暴露」证明，并在响应中给出达标判定。
各地区本地聚合 → P1 字段 Paillier 密文域求和 → P2 金额差分隐私加噪 → 输出申报口径统计。 实测误差率 ≈ 0.06%（要求 ≤1% ✅）。
智能化分级（字段名 + 样例值 + 正则三重判定）、画布规则引擎（触发→判断→动作，支持
block/mask/require/notify/audit/allow 六类动作与整改清单）、全球法规库
（224 条：37 条人工校对 + 187 条区域模板，覆盖 218 个司法辖区）。
每条高敏感操作生成 SHA-256 链式哈希并追加区块，篡改任一历史区块都会导致链断裂；
POST /api/audit/chain/verify 可定位首个断裂高度（测试中已验证篡改可检出）。
完整契约见 docs/API.md（115 个接口）。分组如下：
| 分组 | 前缀 | 说明 |
|---|---|---|
| 认证 | /api/auth |
登录（口令+MFA+证书）、登出（JWT 黑名单）、角色权限矩阵、在线会话与异常登录 |
| 元数据 | /api/meta |
节点、数据集、合作方、算法模板、任务类型、报告类型、法规库、字典 |
| 控制台 | /api/dashboard |
统计卡片、流转趋势、风险分布、预警、效能对照 |
| 智能大脑 | /api/brain |
脑区图谱、数据通路、大脑 KPI、实时脉冲事件 |
| 一体化智能支撑 | /api/ops |
①支付智能处理（路由/重试/补偿）②异常监测（检测/预警/自动处置）③④审核协同与 AI 审核一致性（一致性评估/差异回流/策略寻优）⑤运营决策建议 |
| 引擎 | /api/engine |
任务全生命周期、联邦训练、匿踪查询、联合统计、隐私求交、智能分级 |
| 合规 | /api/compliance |
规则 CRUD/启停/画布模板、出境校验、报告生成/预览/下载/导出、趋势、预警 |
| 权限 | /api/authz |
授权申请/审批/撤销/续期、风险与预警、权限审计、导出 |
| 预算 | /api/budget |
概览、明细、趋势、额度调整、内部转移、申请审批、消耗回调 |
| 血缘 | /api/lineage |
图谱、节点详情、溯源详情、链路记录生成与下载、审计检索与导出 |
| 存证 | /api/audit |
日志检索、区块查询、链完整性校验、存证证明、统计 |
# 1. 核心算法自测（14 项，含 SM4 国标向量、联邦学习指标断言、规则引擎阻断语义）
cd fedshield
python -m unittest discover -s backend/tests -v
# 2. 联盟链完整性校验（需先启动过服务）
python run.py --seed
flask --app backend.app:create_app verify-chain代码库中另附静态自检脚本（tools/check_project.py，随仓库分发）：
Python 语法、Vue 脚本语法（node --check）、模板标签配对、前后端接口一致性、
路由视图存在性、@/ 别名导入、xxxApi.method() 定义完整性的全量检查。
| 现象 | 排查方向 |
|---|---|
| 前端报「网络异常」 | 后端未启动：python run.py；确认 5000 端口可用 |
| 登录提示 MFA 错误 | 演示环境动态码固定为 123456（可用 FEDSHIELD_DEMO_MFA 覆盖） |
| 任务启动提示预算不足 | 「隐私预算管理」中查看剩余额度，或通过「内部调整」转移额度（单次 ≤ 总量 10%） |
| 合规校验被阻断 | 查看返回的 rectificationList（整改清单），补齐 SCC/DPIA/授权后重新校验 |
| 匿踪查询耗时偏高 | 切换协议模式为 oprf（生产模式）；Paillier 模式耗时随清单规模线性增长 |
| 想切换到 MySQL | set DATABASE_URL=mysql+pymysql://user:pwd@host:3306/fedshield?charset=utf8mb4 后重启 |
- 代码中的商户、交易、制裁清单条目 全部为虚构演示数据，不对应任何真实主体；
- 法规库中标记
verified: false的条目由区域模板生成，仅用于界面提示与检索， 不参与任何阻断性判断，需法务团队逐条校对后转正； - 差分隐私的敏感度上界由 DP-SGD 梯度裁剪推导（
federated.update_sensitivity）， 该数值与具体数据无关，可对外公开举证； - 平台不采集、不传输任何真实个人数据；所有「跨境传输」均为本地进程内的算法演示。