1月7日至15日,人工智能領(lǐng)域重量級學(xué)術(shù)會議IJCAI 2020(International Joint Conference on Artificial Intelligence)于線上舉行。會議期間,由微眾銀行、蘋果、香港科技大學(xué)等公司及機(jī)構(gòu)聯(lián)合舉辦的第三屆聯(lián)邦學(xué)習(xí)國際研討會同期啟動,會議匯聚機(jī)器學(xué)習(xí)與聯(lián)邦學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的佼佼者,共同聚焦隱私保護(hù)的人工智能展開新一輪的技術(shù)思索與觀點(diǎn)碰撞。由致星科技(星云Clustar)首席科學(xué)家胡水海指導(dǎo)完成的論文(FPGA-Based Hardware Accelerator of Homomorphic Encryption for Efficient Federated Learning)被會議接收,并獲得最佳學(xué)生論文。星云Clustar于會議上展示了星云自主研發(fā)的聯(lián)邦學(xué)習(xí)隱私計(jì)算方案。
聯(lián)邦學(xué)習(xí)國際研討會(International Workshop on Federated Learning for User Privacy and Data Confidentiality)是專門為聯(lián)邦學(xué)習(xí)而設(shè)立的學(xué)術(shù)研討會,也是本年度IJCAI會議中的重要組成部分。繼FL-IJCAI 2019和FL-NeurIPS 2019兩次國際聯(lián)邦學(xué)習(xí)討論會召開之后,本次研討會再次圍繞聯(lián)邦學(xué)習(xí)的隱私保護(hù)機(jī)制、架構(gòu)性能、落地應(yīng)用等諸多方面,對聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行了全方位的回顧、審視與展望。
隨著社會各界對隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)碎片化問題的日益關(guān)注,各國政府也開始接連出臺相關(guān)法規(guī)以禁止數(shù)據(jù)交換聚合,讓人工智能落地遭遇了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。聯(lián)邦學(xué)習(xí)作為一種新式機(jī)器學(xué)習(xí)模式進(jìn)駐行業(yè)視野,做到數(shù)據(jù)“可用不可見”,書寫了數(shù)據(jù)的應(yīng)用和治理的新篇章。聯(lián)邦學(xué)習(xí)通過利用各種隱私保護(hù)機(jī)制來保護(hù)傳輸?shù)闹虚g數(shù)據(jù),其中同態(tài)加密是實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦學(xué)習(xí)的重要技術(shù)之一,它提供了一種對加密數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的功能,但同時(shí),復(fù)雜的運(yùn)算和龐大的操作也會給聯(lián)邦學(xué)習(xí)帶來了巨大的開銷。面對這樣龐大的算力挑戰(zhàn),如何更有效地保持同態(tài)加密在安全性和易用性之間的平衡,一直是聯(lián)邦學(xué)習(xí)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。
星云Clustar在論文“基于FPGA的同態(tài)加密加速器,以實(shí)現(xiàn)高效的聯(lián)邦學(xué)習(xí)(FPGA-Based Hardware Accelerator of Homomorphic Encryption for Efficient Federated Learning)”中,針對性地提出了一種基于異構(gòu)硬件的高性能隱私計(jì)算解決方案,并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的同態(tài)加密框架,旨在為聯(lián)邦學(xué)習(xí)的訓(xùn)練階段提供充沛算力。其本質(zhì)的復(fù)雜性在于為同態(tài)加密的核心操作尋找一個(gè)緊湊的體系結(jié)構(gòu),以適應(yīng)聯(lián)邦學(xué)習(xí)對高加密吞吐量和配置靈活性的要求。該框架實(shí)現(xiàn)了具有代表性的Paillier同態(tài)密碼系統(tǒng),具有高度的靈活性和可移植性,在處理時(shí)鐘周期、資源使用和時(shí)鐘頻率方面對模乘運(yùn)算進(jìn)行了細(xì)致的優(yōu)化。加速器實(shí)現(xiàn)了接近最佳的執(zhí)行時(shí)鐘周期,比現(xiàn)有的設(shè)計(jì)具有更好的DSP效率,并且在各種聯(lián)邦學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練過程中,使加密時(shí)間減少了71%。
伴隨著與數(shù)據(jù)泄露和隱私風(fēng)險(xiǎn)的對抗一路走來,聯(lián)邦學(xué)習(xí)以顯著的科研與社會價(jià)值的高姿態(tài)現(xiàn)已躋身數(shù)據(jù)應(yīng)用和隱私計(jì)算主流技術(shù),也將成為未來新基建的“硬核”需求。致星科技(星云Clustar)正在通過自身加速AI密態(tài)計(jì)算的技術(shù)沉淀,有力推進(jìn)聯(lián)邦學(xué)習(xí)切實(shí)落地的進(jìn)程,助力可信AI重塑企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價(jià)值信仰。
