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PrivGNN:面向密码学图神经网络的高性能安全推理

密码学与安全 2025-11-05 v1 机器学习

摘要

图神经网络(GNNs)是分析和从图结构(GS)数据中学习的强大工具,促进了广泛的服务。将此类服务部署在隐私关键的云环境中, necessitates 发展出安全推理(SI)协议来保护敏感GS数据。然而,现有的SI解决方案大多 focus on用于图像和文本数据的卷积模型,留下了保护GNNs和GS数据方面的挑战相对未被充分探索。在本 work中,我们设计、实现和评估了 \sysname\sysname,一个用于云端图中心推理的轻量级密码学方案。通过在安全两方计算(2PC)中混合加法和函数 secret sharings,\sysname\sysname based于一系列新的2PC交互协议,为线性层实现 1.5×1.5\times1.7×1.7\times 的加速,为非线性层实现 2×2\times15×15\times 相对于最先进(SotA)解决方案的加速。提供了详尽的理论分析来证明\sysname\sysname的正确性、安全性和轻量级特性。广泛的实验在四个数据集上表明\sysname\sysname在保持与明文图属性推理相当的准确性的同时,实现了 1.3×1.3\times4.7×4.7\times 的更快安全预测。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.02185,
  title  = {PrivGNN: High-Performance Secure Inference for Cryptographic Graph Neural Networks},
  author = {Fuyi Wang and Zekai Chen and Mingyuan Fan and Jianying Zhou and Lei Pan and Leo Yu Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.02185},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to FC'25