Intel po prvýkrát predstavil čip pre úplne homomorfnú šifrovanie (Fully Homomorphic Encryption, FHE), ktorý rieši úlohy 5000-krát rýchlejšie ako klasické serverové procesory. Je to akcelerátor Heracles („Herkules“), vytvorený na objednávku amerických ozbrojených síl na boj proti hackovaniu zo strany kvantových počítačov. „Herkules“ urýchľuje spracovanie úplne šifrovanej informácie bez akejkoľvek dekódovania, pričom zachováva dôvernosť na všetkých etapách.
Úplne homomorfná šifrovanie (Fully Homomorphic Encryption, FHE) predstavuje perspektívnu kryptografickú technológiu, ktorá umožňuje vykonávať ľubovoľné výpočty nad šifrovanými dátami bez potreby ich dešifrovania. Rieši fundamentalný problém dôvery v cloudové služby a AI systémy: údaje zostávajú úplne uzavreté pre platformy aj počas spracovania. Avšak hlavnou prekážkou pre praktické uplatnenie FHE zostáva mimoriadne nízka výkonnosť bežných procesorov a grafických kariet.
O „hlavolamovej“ matematike úplne homomorfného šifrovania sa môžete podrobnejšie dočítať v článku „Úplná homomorfnosť – a žiadna dôvera!“ z nášho archívu. Bez hlbšieho skúmania si všimneme, že na bežných CPU a GPU môžu byť také operácie tisíckrát až desaťtisíckrát pomalšie ako práca s otvorenými údajmi. Preto vedúce spoločnosti a startupy aktívne vyvíjajú špecializované akcelerátory pre FHE. Sme si vedomí, že anonymita vždy bude žiadaná.
Čip, ktorý dostal názov „Herkules“, spoločnosť Intel začala vyvíjať pred piatimi rokmi. Pred konferenciou ISSCC minulý mesiac bolo o ňom málo informácií. Teraz je Intel pripravený postupne zdieľať informácie o ňom, pretože konkurenti nespia a je dôležité zostať na očiach. Podľa predstaviteľov spoločnosti Heracles urýchľuje FHE výpočty až 5000-krát v porovnaní s najlepšími serverovými procesormi Intel Xeon (napríklad 24-jadrovým Sapphire Rapids).
Čip je vyroben najmodernejším 3-nm FinFET procesom spoločnosti, má plochu asi 20-krát väčšiu ako konkurenčné vývojové projekty v oblasti FHE (prevažne 200 mm² namiesto približne 10 mm² u konkurentov) a úzko spolupracuje s dvoma modulmi HBM po 24 GB každý. Čip a pamäť sú umiestnené pod spoločným vodným blokom a sú chladené kvapalným chladením. Celkové prevedenie pripomína výkonný GPU, no rieši iné úlohy.
Architektúra „Herkules“ predstavuje bunkovú štruktúru, ktorá spája párne dlaždice-výpočty prostredníctvom zbernice s priepustnosťou 9,6 TB/s. Externá pamäť HBM s celkovou kapacitou 48 GB je vyrovnávaná spoločnou cache pamäťou pre všetky párne dlaždice s kapacitou 64 MB. Kanál prístupu k externej pamäti zabezpečuje 819 GB/s. Takéto charakteristiky by sa ani najvýkonnejším grafickým akcelerátorom dnes ani nesnívali.
V spoločnosti tvrdia, že Heracles je prvý čip FHE fungujúci „v meradle“. Inými slovami, nie je to laboratórna ukážka, ale riešenie schopné vykonávať reálne veľké úlohy. Naživo na ISSCC čip spracoval anonymný dopyt na šifrovanej databáze voličov (funkcia overovania registrácie hlasu) za 14 μs namiesto 15 ms na Xeon — rozdiel, ktorý pri overovaní 100 miliónov hlasovacích lístkov klesá z 17 dní na 23 minút.
Verejné predstavenie „Herkulesa“ je možné považovať za dôležitý krok v závode o komercializáciu hardvérových FHE platforiem. Startupy Duality Technologies, Optalysys, Niobium Microsystems a ďalšie tiež aktívne propagujú svoje riešenia, ale Intel počíta so svojimi vedúcimi pozíciami v odvetví, ktoré podporia sľubný vývoj. Ak technológia získa široké rozšírenie, radikálne to zmení prístup k ochrane súkromia v cloudových výpočtoch, analýze dát, strojovom učení a mnohých ďalších oblastiach, kde teraz treba obetovať dôvernosť kvôli rýchlosti spracovania.
Zdroj:
Zdroj: 3dnews.ru
