第 8 课:密态引擎SPU框架介绍

本讲主要内容是SPU框架整体结构的介绍。

一、为何做SPU

以大模型预测场景为例,模型是公司的资产,提示词包含用户隐私,如何同时保护模型和提示词。利用隐私计算技术,用户将提示词加密,同时模型在加密环境里进行推理,可以同时保护模型和提示词。

由于数据是敏感且重要的,所以需要隐私计算。

隐私计算是一种高速发展中的技术,包括多方安全计算、同态加密、差分隐私、可信硬件等。基于密码学的隐私计算,提供了非常有限的计算能力,加密计算有易用性差(类型简单,加/乘/与/或等,算子比较底层),性能较差等挑战。SPU就是为了填补加密计算和高级编程语言之间的空白,可以提供较好的易用性(原生AI框架支持),以及较好的性能(编译器运行时协同优化)。

二、SPU简介

SPU是一个虚拟加密处理设备,类比CPU和GPU,从而支持上层的各种应用。SPU是一个虚拟的、安全的、多个参与方的、运算相对较慢的设备。

SPU架构从上至下,分为前端(复用AI前端、TF/JAX/PyTorch)、编译器(将前端产生的机器学习表达加入自定义的隐私保护语义,翻译到运行时。任何数据和密态变量进行计算,结果仍为密态变量。)、运行时(多种并发模型支持,多种协议支持,多部署模式支持)三部分。

SPU的编程界面,使用原生AI框架,使用JIT编译执行,生态无缝衔接,通过修改配置文件即可更改安全协议,无需代码修改。SPU作为一个虚拟设备,也提供了配套的工具链的支持(Profiling、Tracing,Debugging),从而对上层应用和下层协议进行针对性优化以及错误排查。

三、现状和展望

隐语开源生态,SPU支持PPML,支持联邦学习,支持SCQL。

SPU也可以用于前沿学术研究。

SPU作为AI和密码学之间的桥梁,希望可以进一步加速构建隐私计算的生态,例如通过SPU提供的原生Numpy API,构建安全sklearn-like机器学习库,构建安全pandas-like数据分析库,支持更多的安全后端等。

相关推荐
Theodore_10222 小时前
深度学习(11):偏差与方差诊断、学习曲线
人工智能·笔记·深度学习·神经网络·机器学习·计算机视觉
Theodore_10224 小时前
深度学习(12)正则化线性回归中的偏差与方差调试
人工智能·深度学习·算法·机器学习·线性回归
链巨人4 小时前
理解L-平滑 (L-smoothness)和\mu-强凸 (\mu-strong convexity)并以此假设来证明梯度下降方法的收敛性
人工智能·机器学习
Zero7 小时前
机器学习概率论与统计学--(2)统计学基础
机器学习·概率论·统计学
做科研的周师兄7 小时前
巴音河中下游灌溉草地空间分布数据集(2020年)
大数据·人工智能·算法·机器学习·数据挖掘·聚类
纤纡.7 小时前
矿物识别分类:8 种机器学习算法对比与实战(平均值填充数据集)
python·深度学习·算法·机器学习
链巨人9 小时前
海森矩阵(Hessian矩阵)及其应用
线性代数·机器学习·矩阵·概率论
城俊BLOG9 小时前
已落地量产的自动驾驶VLA技术解析:从“感知智能“到“认知智能“的工程化突围
人工智能·机器学习·自动驾驶
云和数据.ChenGuang9 小时前
chromadb为什么需要模拟数据运行
人工智能·神经网络·目标检测·机器学习·计算机视觉
renhongxia19 小时前
生产线数智化质量可靠性管控与安全风险感知
运维·人工智能·安全·机器学习·架构·自动化