Osiris：加速全同态加密的脉动式架构
密码学与安全
2024-08-20 v1
摘要
本文展示了如何利用脉动式架构加速全同态加密（FHE）。首先分析 FHE 算法，然后为每个主要核开发脉动式或类脉动式单元。由于各核的数据访问和计算模式不同，连接单元具有挑战性。我们通过提出一种新的数据分片技术——称为肢体交错（limb interleaving）——来克服这一问题。肢体交错在所有核之间创建了通用的数据输入/输出模式，使整个名为 Osiris 的架构能够同步运行。Osiris 能够以高利用率处理密钥切换、引导和完整神经网络推理，覆盖一系列 FHE 参数。为实现高性能，我们提出了一种新的以大步为中心（GSC）的数据流，通过优化复用和并行性，将最先进的 FHE 矩阵-向量乘算法高效映射到 Osiris 上。对 Osiris 的评估表明，它在所有标准基准测试上均优于先前最先进的加速器。
引用
@article{arxiv.2408.09593,
title = {Osiris: A Systolic Approach to Accelerating Fully Homomorphic Encryption},
author = {Austin Ebel and Brandon Reagen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09593},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 15 figures, 5 tables, 2 algorithms