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
wuyk55521 分钟前
ROS2 Humble 从入门实战教程:第六章:节点:机器人的工作细胞
机器学习
数聚天成DeepSData4 小时前
教育年限数据库跨版本对齐:年龄组、性别与五年间隔怎么处理
人工智能·深度学习·机器学习·数据集·deepsdata
新新学长搞科研5 小时前
【SPIE出版丨EI稳定检索】第三届模式识别与图像分析国际学术会议(PRIA 2026)
图像处理·机器学习·图像分析
饼饼学习空间智能6 小时前
低空经济进入新兴支柱产业:物理AI如何重构低空智能监管系统?
大数据·深度学习·机器学习
Omics Pro7 小时前
研究证实AI虚拟细胞可用于药物靶点发现
数据库·人工智能·算法·机器学习·自然语言处理
在所不辞兄7 小时前
常微分方程详解与应用
人工智能·神经网络·算法·机器学习
袖清暮雨7 小时前
机器学习之随机森林
人工智能·随机森林·机器学习
lisw058 小时前
图像质量评估:从误差可见度到结构相似性
人工智能·机器学习·计算机视觉
论文复现现场8 小时前
Qwen-VL 票据 OCR 微调需要几张 4090?单卡 QLoRA、4 卡训练与 OOM 排查
人工智能·机器学习·ocr·分布式训练·qlora·rtx4090·qwen2.5-vl
Rocky Ding*8 小时前
Janus-Pro深度解析:视觉编码解耦之后,统一多模态模型如何通过训练与数据扩展能力
论文阅读·人工智能·深度学习·机器学习·aigc·ai-native·janus-pro