HEAX: An architecture for computing on encrypted data
- Sadegh Riazi M Laine K Pelton B Dai W
Abstract
クラウドコンピューティングの急速な普及に伴い、データのプライバシー、セキュリティ、機密性をめぐる懸念も大きく高まっています。クラウド事業者は内部および外部からのハッキングの影響を受けやすいだけでなく、GDPR、HIPAA、CCPAなどのプライバシー法のためにデータ所有者が計算を外注できないシナリオもあります。完全同型暗号化（FHE）は、従来の暗号システムとは異なり、暗号化されたデータを復号化することなく、暗号化されたデータの計算を可能にする暗号技術の画期的な発明です。しかし、FHEを大規模に展開する際の最大の障害は、膨大な計算オーバーヘッドである。本論文では、これまでにない性能向上を実現したFHEのための新しいハードウェアアーキテクチャであるHEAXを紹介する。HEAXは、暗号文レベルから微細なモジュール演算レベルまで、複数のレベルの並列性を利用しています。我々の最初の貢献は、数論的変換(NTT)のための高並列化可能な新しいアーキテクチャである。NTTエンジンの上に構築し、同相暗号化されたデータの計算のための新しいアーキテクチャを設計する。再構成可能なハードウェア上での実装により、広い範囲のFHEパラメータに対して164〜268倍の性能向上を実証した。
Summary
- 完全準同型に用いられるNTTをハードウェアベースで高速化
- 高並列化可能なアーキテクチャ