隐私计算单元、加速单元、片上系统和隐私计算方法与流程

    技术2026-07-17  11


    本申请实施例涉及芯片,尤其涉及一种隐私计算单元、加速单元、片上系统和隐私计算方法。


    背景技术:

    1、为了提高机器学习模型的准确性,隐私保护机器学习(privacy-preservingmachine learning,ppml)允许参与者通过应用隐私保护计算技术在模型训练和推理过程中合作,常用的隐私保护计算技术包括安全多方计算(secure multi-party computation,smc)、同态加密(homomorphic encryption,he)和可信执行环境(trusted executionenvironment,tee)等。

    2、由于单一隐私保护计算方案具有各自的劣势,所以目前在隐私保护机器学习中采用多种隐私保护计算技术相结合的计算方案,结合不同隐私保护计算方案的优势,构成高效的隐私保护机器学习方案。

    3、然而,基于多种隐私保护计算方案构成的隐私保护机器学习方案,没有专用硬件支持,导致隐私保护机器学习的效率较低。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请实施例提供一种隐私计算单元、加速单元、片上系统和隐私计算方法,以至少部分解决上述问题。

    2、根据本申请实施例的第一方面,提供了一种隐私计算单元,包括:第一计算子单元、存储子单元和通信子单元;所述第一计算子单元,用于依次计算多个第一域转换密文,并将计算出的所述第一域转换密文存储到所述存储子单元,其中,所述第一域转换密文为将第一待转换数据从第一隐私保护计算域转换至第二隐私保护计算域时的中间密文;所述通信子单元,用于在所述第一计算子单元计算后序第一域转换密文的过程中,向当前隐私计算单元之外的目标隐私计算单元发送前序第一域转换密文,使所述目标隐私计算单元根据所述前序第一域转换密文,生成第一待转换数据在所述第二隐私保护计算域中对应的第一转换后数据。

    3、根据本申请实施例的第二方面,提供了一种隐私计算方法,应用于当前隐私计算单元,所述方法包括:依次计算多个第一域转换密文,并对计算出的所述第一域转换密文进行存储,其中,所述第一域转换密文为将第一待转换数据从第一隐私保护计算域转换至第二隐私保护计算域时的中间密文;在计算后序第一域转换密文的过程中,向所述当前隐私计算单元之外的目标隐私计算单元发送前序第一域转换密文,使所述目标隐私计算单元根据所述前序第一域转换密文,生成第一待转换数据在所述第二隐私保护计算域中对应的第一转换后数据。

    4、根据申请实施例的第三方面,提供了一种加速单元,包括:根据上述第一方面所述的隐私计算单元;控制单元,用于控制所述隐私计算单元工作。

    5、根据本申请实施例的第四方面,提供了一种片上系统,包括根据上述第二方面所述的加速单元。

    6、根据本申请实施例的第五方面,提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信;存储器用于存放至少一可执行指令,可执行指令使处理器执行上述第二方面所述方法对应的操作。

    7、根据本申请实施例的第六方面,提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的方法。

    8、由上述技术方案可知,第一计算子单元依次计算多个第一域转换密文,并将计算出的第一域转换密文存储到存储子单元中,在第一计算子单元计算后序第一域转换密文的过程中,通信子单元向目标隐私计算单元发送前序第一域转换密文,使得后序第一域转换密文的计算过程,与前序第一域转换密文的发送过程至少部分重叠,而无需等待将前序域转换密文发送给目标计算装置后再开始计算后序域转换密文,节省了至少部分将域转换密文发送给目标计算装置的时间,因此对于需要批量进行隐私保护计算域转换的隐私保护计算场景,如隐私保护机器学习等,可以提高隐私保护计算的效率。



    技术特征:

    1.一种隐私计算单元,包括:第一计算子单元、存储子单元和通信子单元;

    2.根据权利要求1所述的隐私计算单元,其中,所述第一隐私保护计算域为同态加密域,且所述第二隐私保护计算域为秘密分享域,或者,所述第一隐私保护计算域为秘密分享域,且所述第二隐私保护计算域为同态加密域。

    3.根据权利要求2所述的隐私计算单元,其中,

    4.根据权利要求3所述的隐私计算单元,所述隐私计算单元还包括:伪随机数生成子单元和缓存子单元;

    5.根据权利要求3所述的隐私计算单元,其中,

    6.根据权利要求2所述的隐私计算单元,其中,

    7.根据权利要求6所述的隐私计算单元,其中,

    8.根据权利要求2所述的隐私计算单元,其中,

    9.根据权利要求8所述的隐私计算单元,其中,

    10.根据权利要求2所述的隐私计算单元,其中,

    11.根据权利要求10所述的隐私计算单元,其中,

    12.根据权利要求1-11中任一所述的隐私计算单元,所述隐私计算单元还包括:第二计算子单元;

    13.一种隐私计算方法,应用于当前隐私计算单元,所述方法包括:

    14.一种加速单元,包括:

    15.一种片上系统,包括根据权利要求14所述的加速单元。

    16.一种电子设备,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信;

    17.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求13所述的方法。


    技术总结
    本申请实施例提供了一种隐私计算单元、加速单元、片上系统和隐私计算方法,该隐私计算单元包括:第一计算子单元、存储子单元和通信子单元;第一计算子单元,用于依次计算多个第一域转换密文,并将计算出的第一域转换密文存储到存储子单元,其中,第一域转换密文为将第一待转换数据从第一隐私保护计算域转换至第二隐私保护计算域时的中间密文;通信子单元,用于在第一计算子单元计算后序第一域转换密文的过程中,向当前隐私计算单元之外的目标隐私计算单元发送前序第一域转换密文,使目标隐私计算单元根据前序第一域转换密文,生成第一待转换数据在第二隐私保护计算域中对应的第一转换后数据。本方案能够提高隐私保护计算的效率。

    技术研发人员:陈朝晖,顾振,陆彦珩,牛迪民,梁子原,金琦傲,张帆,谢源
    受保护的技术使用者:阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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