論文の概要: FHEmem: A Processing In-Memory Accelerator for Fully Homomorphic Encryption

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.16293v1
• Date: Mon, 27 Nov 2023 20:11:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-18 15:42:08.060744
• Title: FHEmem: A Processing In-Memory Accelerator for Fully Homomorphic Encryption
• Title（参考訳）: FHEmem: 完全同型暗号化のための処理インメモリ加速器
• Authors: Minxuan Zhou, Yujin Nam, Pranav Gangwar, Weihong Xu, Arpan Dutta, Kartikeyan Subramanyam, Chris Wilkerson, Rosario Cammarota, Saransh Gupta, Tajana Rosing,
• Abstract要約: ホモモルフィック暗号化(英: Homomorphic Encryption、FHE)は、暗号化データ上で任意の計算を復号化せずに実行できる技術である。 FHEは、暗号化後のデータサイズの増加により、普通のデータの計算よりも大幅に遅い。 PIMベースのFHEアクセラレータFHEmemを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.884698447131374
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fully Homomorphic Encryption (FHE) is a technique that allows arbitrary computations to be performed on encrypted data without the need for decryption, making it ideal for securing many emerging applications. However, FHE computation is significantly slower than computation on plain data due to the increase in data size after encryption. Processing In-Memory (PIM) is a promising technology that can accelerate data-intensive workloads with extensive parallelism. However, FHE is challenging for PIM acceleration due to the long-bitwidth multiplications and complex data movements involved. We propose a PIM-based FHE accelerator, FHEmem, which exploits a novel processing in-memory architecture to achieve high-throughput and efficient acceleration for FHE. We propose an optimized end-to-end processing flow, from low-level hardware processing to high-level application mapping, that fully exploits the high throughput of FHEmem hardware. Our evaluation shows FHEmem achieves significant speedup and efficiency improvement over state-of-the-art FHE accelerators.
• Abstract（参考訳）: FHE(Fully Homomorphic Encryption)は、復号化を必要とせず、任意の計算を暗号化データ上で実行できる技術である。 しかし、FHE計算は、暗号化後のデータサイズの増加により、平易なデータの計算よりも大幅に遅い。 Processing In-Memory(PIM)は、広範な並列処理でデータ集約的なワークロードを高速化する、有望なテクノロジである。 しかし、FHEは、長いビット幅の乗算と複雑なデータ移動のために、PIM加速に挑戦している。 本稿では,PIMをベースとしたFHEアクセラレータFHEmemを提案する。 低レベルのハードウェア処理から高レベルのアプリケーションマッピングに至るまで,FHEmemハードウェアのスループットをフル活用したエンドツーエンド処理フローを提案する。 評価の結果、FHEmemは最先端のFHEアクセラレーターよりも大幅な高速化と効率の向上を実現している。

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