Intel ha mostrato per la prima volta il chip per la crittografia completamente omomorfica (Fully Homomorphic Encryption, FHE), che affronta compiti 5000 volte più velocemente dei normali processori server. Questo acceleratore è Heracles, sviluppato su commissione dei militari statunitensi per contrastare gli attacchi da parte dei computer quantistici. «Heracles» accelera l'elaborazione di informazioni completamente criptate senza alcuna decifratura, mantenendo la riservatezza in tutte le fasi.
La crittografia completamente omomorfica (Fully Homomorphic Encryption, FHE) rappresenta una tecnologia crittografica promettente che consente di eseguire calcoli arbitrari su dati crittografati senza la necessità di decodificarli. Ciò affronta il fondamentale problema della fiducia nei servizi cloud e nei sistemi di intelligenza artificiale: i dati rimangono completamente chiusi alle piattaforme anche durante l'elaborazione. Tuttavia, il principale ostacolo alla pratica applicazione della FHE rimane la bassissima performance dei normali processori e GPU.
Maggiore dettaglio sulla matematica 'enigmatica' della crittografia completamente omomorfica può essere trovato nell'articolo «Complete Homomorphism — e nessuna fiducia!» del nostro archivio. Senza approfondire, notiamo che su CPU e GPU comuni tali operazioni possono essere migliaia–decine di migliaia di volte più lente rispetto al lavoro con dati aperti. È per questo che le principali aziende e startup stanno attivamente sviluppando acceleratori specializzati per la FHE. In fin dei conti, l'anonimato sarà sempre richiesto.
Il chip, chiamato «Heracles», è stato sviluppato da Intel cinque anni fa. Fino alla conferenza ISSCC del mese scorso, si sapeva poco su di esso. Ora Intel è pronta a condividere informazioni in modo dosato, poiché i concorrenti sono sempre vigili ed è importante rimanere rilevanti. Secondo i rappresentanti dell'azienda, Heracles accelera i calcoli FHE fino a 5000 volte rispetto ai migliori processori server Intel Xeon (ad esempio, il Sapphire Rapids a 24 core).
Il chip è stato realizzato utilizzando il processo tecnologico avanzato FinFET a 3 nm dell'azienda, ha una superficie circa 20 volte maggiore rispetto ai progetti concorrenti nel campo dell'FHE (oltre 200 mm² invece di circa 10 mm² dei concorrenti) e funziona in stretta collaborazione con due moduli HBM da 24 GB ciascuno. Il chip e la memoria sono racchiusi all'interno di un unico waterblock e raffreddati con un refrigerante liquido. In generale, la realizzazione ricorda una GPU di alto livello, ma risolve compiti diversi.
L'architettura "Hercules" rappresenta una struttura cellulare che collega coppie di tiles-calcolatori tramite un bus con una capacità di 9,6 TB/s. La memoria esterna HBM con una capacità totale di 48 GB è buffering da una cache condivisa per tutte le coppie di tiles con una capacità di 64 MB. Il canale di accesso alla memoria esterna offre 819 GB/s. Caratteristiche simili nemmeno i più potenti acceleratori grafici oggi possono sognare.
L'azienda afferma che Heracles è il primo chip FHE che opera "su scala". In altre parole, non si tratta di una dimostrazione di laboratorio, ma di una soluzione in grado di affrontare compiti reali su larga scala. In una dimostrazione dal vivo all'ISSCC, il chip ha elaborato una richiesta anonima a un database crittografato di elettori (funzione di verifica della registrazione al voto) in 14 µs invece di 15 ms su Xeon: una differenza che, nel controllo di 100 milioni di schede, si riduce da 17 giorni a 23 minuti.
La presentazione pubblica di "Hercules" può essere interpretata come un passo importante nella corsa alla commercializzazione delle piattaforme hardware FHE. Le startup Duality Technologies, Optalysys, Niobium Microsystems e altre stanno anche spingendo attivamente le loro soluzioni, ma Intel punta a posizioni di leadership nel settore, che sosterranno lo sviluppo promettente. Se la tecnologia si diffonderà ampiamente, cambierà radicalmente l'approccio alla privacy nel cloud computing, nell'analisi dei dati, nell'apprendimento automatico e in molti altri settori, dove attualmente è necessario sacrificare la riservatezza a favore della velocità di elaborazione.
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Fonte: 3dnews.ru
