論文の概要: ArctyrEX : Accelerated Encrypted Execution of General-Purpose Applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11006v1
• Date: Mon, 19 Jun 2023 15:15:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-21 17:21:39.880059
• Title: ArctyrEX : Accelerated Encrypted Execution of General-Purpose Applications
• Title（参考訳）: ArctyrEX : 汎用アプリケーションの高速化された暗号化実行
• Authors: Charles Gouert, Vinu Joseph, Steven Dalton, Cedric Augonnet, Michael Garland, Nektarios Georgios Tsoutsos
• Abstract要約: FHE(Fully Homomorphic Encryption)は、計算中のユーザデータのプライバシとセキュリティを保証する暗号化手法である。 我々は、暗号化実行を高速化する新しい技術を開発し、我々のアプローチの顕著な性能上の利点を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.19586646316608
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fully Homomorphic Encryption (FHE) is a cryptographic method that guarantees the privacy and security of user data during computation. FHE algorithms can perform unlimited arithmetic computations directly on encrypted data without decrypting it. Thus, even when processed by untrusted systems, confidential data is never exposed. In this work, we develop new techniques for accelerated encrypted execution and demonstrate the significant performance advantages of our approach. Our current focus is the Fully Homomorphic Encryption over the Torus (CGGI) scheme, which is a current state-of-the-art method for evaluating arbitrary functions in the encrypted domain. CGGI represents a computation as a graph of homomorphic logic gates and each individual bit of the plaintext is transformed into a polynomial in the encrypted domain. Arithmetic on such data becomes very expensive: operations on bits become operations on entire polynomials. Therefore, evaluating even relatively simple nonlinear functions, such as a sigmoid, can take thousands of seconds on a single CPU thread. Using our novel framework for end-to-end accelerated encrypted execution called ArctyrEX, developers with no knowledge of complex FHE libraries can simply describe their computation as a C program that is evaluated over $40\times$ faster on an NVIDIA DGX A100 and $6\times$ faster with a single A100 relative to a 256-threaded CPU baseline.
• Abstract（参考訳）: FHE(Fully Homomorphic Encryption)は、計算中のユーザデータのプライバシーとセキュリティを保証する暗号化手法である。 fheアルゴリズムは暗号化されたデータを直接暗号化することなく無制限の算術演算を行うことができる。 したがって、信頼できないシステムによって処理された場合でも、機密データが公開されることはない。 本研究では,暗号化実行を高速化する新しい手法を開発し,その性能上の利点を実証する。 我々は,暗号化領域における任意の関数を評価するための現在の最先端手法であるtorus(cggi)スキーム上の完全準同型暗号に注目する。 CGGIは、ホモモルフィック論理ゲートのグラフとして計算を表現し、平文の各ビットを暗号化ドメインの多項式に変換する。 そのようなデータの演算は非常に高価になり、ビット上の演算は多項式全体の演算となる。 したがって、シグモノイドのような比較的単純な非線形関数の評価は、1つのCPUスレッドで何千秒もかかる。 arctyrexと呼ばれる、エンドツーエンドで高速化された暗号化実行のための新しいフレームワークを使って、複雑なfheライブラリを知らない開発者は、単に計算を、nvidia dgx a100で40\times$、256スレッドのcpuベースラインに対して1つのa100で6\times$で評価されるcプログラムとして記述することができます。

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