Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
準同型暗号による バーチャルセキュアプラットフォーム の開発
Search
Sponsored
·
Your Podcast. Everywhere. Effortlessly.
Share. Educate. Inspire. Entertain. You do you. We'll handle the rest.
→
nindanaoto
February 08, 2020
Research
360
1
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
準同型暗号による バーチャルセキュアプラットフォーム の開発
Just Do it.
https://github.com/virtualsecureplatform/kvsp
nindanaoto
February 08, 2020
More Decks by nindanaoto
See All by nindanaoto
準同型暗号による バーチャルセキュアプラットフォーム の開発/Development of Virtual Secure Platform
nindanaoto
3
2k
TFHEのための多項式乗算入門
nindanaoto
2
1.3k
Other Decks in Research
See All in Research
ros2-perf-multihost: 分散システムにおける客観的なアーキテクチャ評価フレームワーク
takasehideki
0
190
Vector Map as Language: Toward Unified Remote Sensing Vector Mapping
satai
3
170
全国町字単位空き家率推定データver1.0データ仕様
microbaseinc
0
180
大規模言語モデルは誰を覚えているか / Who Do Large Language Models Memorize?
upura
0
120
【ローカルAI LT大会】SSE: Stable Static Embedding ー速度低下を伴わず 静的埋め込みモデルの潜在能力を引き出す Dynamic Tanh手法の提案
rikkabotan7
0
110
[Fishers] DIVER OSINT CTF 2026 特化AIエージェントハーネスで挑戦するOSINT CTF
analokmaus
0
460
適応的スパムフィルタのための軽量な類似メッセージカウンタ / jsai2026-adaptive-spam-filter
monochromegane
0
4.8k
HackSick vol.7 LT資料【LLMアーキテクチャ入門・事前学習時の躓き所解説】 スパースなAttention・状態空間モデル
rikkabotan7
0
150
SAKURAONE:An Open Ethernet-based AI HPC System And Its Observed Workload Dynamicsin a Single-Tenant LLM Development Environment
yuukit
1
510
Sleuthcon Keynote - How Cybercriminals (ab)use AI
fr0gger
0
290
超効率化への挑戦:1bit LLMの現状と展望
yumaichikawa
0
120
The Landscape of Agentic Reinforcement Learning for LLMs: A Survey
shunk031
4
1.2k
Featured
See All Featured
The Success of Rails: Ensuring Growth for the Next 100 Years
eileencodes
47
8.3k
Introduction to Domain-Driven Design and Collaborative software design
baasie
1
930
Code Review Best Practice
trishagee
74
20k
Leveraging LLMs for student feedback in introductory data science courses - posit::conf(2025)
minecr
1
340
AI Search: Implications for SEO and How to Move Forward - #ShenzhenSEOConference
aleyda
1
1.3k
SEO for Brand Visibility & Recognition
aleyda
0
4.7k
Java REST API Framework Comparison - PWX 2021
mraible
34
9.6k
Optimizing for Happiness
mojombo
378
71k
Noah Learner - AI + Me: how we built a GSC Bulk Export data pipeline
techseoconnect
PRO
0
350
We Have a Design System, Now What?
morganepeng
55
8.3k
GraphQLの誤解/rethinking-graphql
sonatard
75
12k
Testing 201, or: Great Expectations
jmmastey
46
8.2k
Transcript
準同型暗号による バーチャルセキュアプラットフォーム の開発 2020/02/08 カーネル/VM探検隊@関西 10回目 松岡 航太郎 松本 直樹 伴野 良太郎
アジェンダ 1. VSPの紹介 2. TFHEのための多項式乗算入門(松岡) 3. VSP専用プロセッサ設計と 実行エンジンについて(松本) 4. 魚類でもわかるLLVM&ISA設計(伴野)
通常のクラウドコンピューティング プログラムは平文で実行される
悪意ある第三者によって盗聴される恐れ (HWのバス信号を読むなど) 通常手法の問題点
本プロジェクトの提案手法 プログラムを含めすべて暗号化した状態で実行 →盗聴自体を無効化する
本プロジェクトの特徴 • プログラム・データすべてを暗号化 した状態で実行可能 • 数学的安全性の保障 • C言語による記述が可能
None
平文 暗号化済み
暗号化されたプログラムを どうやって実行するか?
コンピュータの頭脳:CPU
プログラムの実行までの流れ 実行バイナリ CPU 結果 コンパイラ によって生成 実行バイナリ を読み込み実行 結果を出力 101011100....
0100110100....
CPU内部の物理論理回路(一部) 1 1 1 1 0 0 1
ANDゲートについて a\b 0 1 0 0 0 1 0 1
CPU内部の物理論理回路(一部) 1 1 1 1 0 0 1
ソフトウェアエミュレーションによって回路を模倣 1 1 1 1 1 0 0
入力に 論理ゲートの処理を行う ↓ プログラムに対する CPUの動作を模倣できる
暗号化された入力に 論理ゲートの処理を行う ↓ 暗号化されたプログラムに対する CPUの動作を模倣できる
準同型暗号
ソフトウェアエミュレーションによって回路を模倣 1 1 1 1 1 0 0
準同型暗号で入力が暗号化された状態で 論理回路を模倣 ① ① ① ① ①
暗号化された入力に 論理ゲートの処理を行う ↓ 暗号化されたプログラムに対する CPUの動作を模倣できる
None
VSP; Virtual Secure Platform VSP = 盗聴を無意味にする仕組み
VSP; Virtual Secure Platform VSP = 盗聴を無意味にする仕組み
VSP; Virtual Secure Platform VSP = 盗聴を無意味にする仕組み 世界初
None
世界初
KVSP (Kyoto Virtual Secure Platform) • VSPを使うためのインタフェース。 • kvspをビルドすれば必要な全てのサブプ ロジェクトがビルドされる。
https://github.com/virtualsecureplatform/kvsp
KVSPデモ
None
CAHPv3 Diamond Iyokan LLVM TFHE
CAHPv3 Diamond Iyokan LLVM TFHE
TFHE; Torus Fully Homomorphic Encryption • 使用している準同型暗号 • CPU向けはフルスクラッチ(TFHE++) •
GPUは微修正版(cuFHE)
CAHPv3 Diamond Iyokan LLVM TFHE
CAHPv3 • CPUの上で動く独自命令セット • 16bitアーキテクチャ • 16/24bit可変長命令 • 実行バイナリサイズが小さい
CPU実装 VSP (Diamond) ARM Cortex M0+ • 独自開発のCPU • CAHPv3準拠
• 約 3,500 ゲート • IoT向けCPU • ARMv6-M準拠 • 約 12,000 ゲート
CAHPv3 Diamond Iyokan LLVM TFHE
Cコンパイラ実装 • LLVMをベースにCAHPv3に対応 • LLVMの最適化フェーズを利用 ◦ 実行バイナリの効率化 ◦ 実行バイナリサイズの低減
CAHPv3 Diamond Iyokan LLVM TFHE
Iyokan • 準同型暗号ゲートの並列実行基盤 • 回路情報を読み込み実行する • CPU(TFHEpp)/GPU(cuFHE)に対応 • 回路情報変換部(L1)・並列実行部 ※回路の合成はyosysを利用
VSPの現状性能 約6秒/クロック on V100 約2.5~5秒/クロック on c5.metal • 準同型暗号の演算自体が遅い •
ROM・RAMが約 20,000 ゲート • ROM・RAM 512Byteずつ
Fully Open Source! • 成果物は全てGitHubで公開中 • ライセンスはApache v2.0など https://github.com/virtualsecureplatform
謝辞 GPU 版の開発にあたって さくらインターネット株式会社様より 高火力コンピューティング をお貸しいただきました。