| 講演名 | 2022-10-25 確率的秘匿演算ハードウェアの設計とプロトタイプ評価 田村 佑樹(東北大), 上野 嶺(東北大), 本間 尚文(東北大), |
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| 抄録(和) | 本稿では，確率的準同型暗号（HESC：Homomorphic Encryption for StochasticComputing）ハードウェアの設計とその性能評価について述べる．HESCは，ストカスティック演算と呼ばれる確率的演算を暗号文上で計算可能な暗号スキームであり，通常の準同型暗号による秘匿演算と比較して，計算誤差を許容することで計算量の大幅な削減が可能となる．これまでHESCの有効性はソフトウェア上でのみ評価されており，専用ハードウェアによる性能評価についてはなされていなかった．本稿では，準同型暗号スキームであるBFV・CKKSに基づくHESCハードウェアの設計を示す．その上で，多項式関数の秘匿演算やニューラルネットワークを用いた秘匿推論に同ハードウェアを適用し，CPUの実行時間との比較により，その有効性を示す． |
| 抄録(英) | This paper describes the design and evaluation of Homomorphic Encryption forStochastic Computing (HESC) hardware.HESC is a cryptographic scheme that can compute stochastic operations, calledstochastic computing, on encrypted data.Compared with the conventional homomorphic encryption schemes, HESC allowsfor a significant reduction in computational complexity at the expenseof computational accuracy while HESC has been evaluated only on software. In this paper, we present a design of HESC hardware based on BFV and CKKS whichare representative homomorphic encryption.We then apply the HESC hardware to computing various polynomial functionsand oblivious inference using neural networks, and show the effectivenessof the hardware in comparison with the corresponding software on thepresent high-end CPU. |
| キーワード(和) | 準同型暗号 / ストカスティック演算 / 秘匿演算 |
| キーワード(英) | Homomorphic Encryption / Stochastic Computing / Secure Computing |
| 資料番号 | HWS2022-38,ICD2022-30 |
| 発行日 | 2022-10-18 (HWS, ICD) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | HWS / ICD |
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| 開催期間 | 2022/10/25(から1日開催) |
| 開催地（和） | 立命館びわこくさつキャンパス |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | ハードウェアセキュリティ，一般 |
| テーマ（英） | Hardware Security, etc. |
| 委員長氏名（和） | 永田 真(神戸大) / 高橋 真史(キオクシア) |
| 委員長氏名（英） | Makoto Nagata(Kobe Univ.) / Masafumi Takahashi(Kioxia) |
| 副委員長氏名（和） | 林 優一(奈良先端大) / 鈴木 大輔(三菱電機) / 池田 誠(東大) |
| 副委員長氏名（英） | Yuichi Hayashi(NAIST) / Daisuke Suzuki(Mitsubishi Electric) / Makoto Ikeda(Univ. of Tokyo) |
| 幹事氏名（和） | 山本 弘毅(ソニーセミコンダクタソリューションズ) / 藤本 大介(奈良先端大) / 新居 浩二(TSMCデザインテクノロジージャパン) / 宮地 幸祐(信州大) |
| 幹事氏名（英） | Hirotake Yamamotoi(Sony Semiconductor Solutions) / Daisuke Fujimotoi(NAIST) / Koji Nii(TSMC) / Kosuke Miyaji(Shinshu Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | / 吉原 義昭(キオクシア) / 塩見 準(阪大) / 久保木 猛(ソニーセミコンダクタソリューションズ) |
| 幹事補佐氏名（英） | / Yoshiaki Yoshihara(KIOXIA) / Jun Shiomi(Osaka Univ.) / Takeshi Kuboki(Sony Semiconductor Solutions) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Hardware Security / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 確率的秘匿演算ハードウェアの設計とプロトタイプ評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Design and Prototype Evaluation of Stochastic Encrypted Computing Hardware |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 準同型暗号 / Homomorphic Encryption |
| キーワード(2)（和/英） | ストカスティック演算 / Stochastic Computing |
| キーワード(3)（和/英） | 秘匿演算 / Secure Computing |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 田村 佑樹 / Yuki Tamura |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 上野 嶺 / Rei Ueno |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 本間 尚文 / Naofumi Homma |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-10-25 |
| 資料番号 | HWS2022-38,ICD2022-30 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | HWS-227,ICD-228 |
| ページ範囲 | pp.46-51(HWS), pp.46-51(ICD), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-10-18 (HWS, ICD) |