Big Data Processing with Compressed Secure Computation

通过压缩安全计算进行大数据处理

• 批准号: 21H05052
• 负责人: 定兼 邦彦
• 金额: $ 101.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05052/
• 关键词: 秘匿計算; 簡潔データ構造; 学習

・ソートアルゴリズムの通信量の削減ソート（データを小さい順に並び替える）はデータの処理において最も重要な処理と言ってよく，多くの計算の内部で使われる．本研究で開発したソートアルゴリズムは，基数ソート (radix sort) に基づいている．これは，数を2進数で表現した際に，まず最下位のビットに基づきソートを行い，次に下から2番目のビットに基づきソートし，というように桁ごとにソートを行うものである．これをそのまま実行すると W ビットの数のソートは W 回のラウンドを必要とする．これを高速化するには1回のラウンドで複数ビットを処理する必要がある．1回に L ビットに基づきソートを行えばラウンド数は W/L に削減される．しかし秘匿計算においては，複数ビットに基づくソートを行う際には問題が生じる．それは，1回のラウンドあたりの通信量が増大してしまうという点である．既存手法では，1ラウンドあたり O(2^L N log N) ビットのオンライン通信量が必要であったが，これを O(NL) ビットに削減した．・秘匿接尾辞ソーティング本研究では，入力文字列の全ての接尾辞をソートするアルゴリズムを開発した．通常の計算モデルでは，長さ n の文字列に対し線形（O(n)）時間で接尾辞をソートすることができるが，秘匿計算モデルでは効率的な（O(n^2） よりも高速な)アルゴリズムは存在しなかった．本研究では O(n log^2 n) 時間の秘匿計算アルゴリズムを与えた．ラウンド数は O(log^2 n), 通信量は O(n log^3 n) ビットである．このアルゴリズムは，平文計算における接尾辞ソートアルゴリズムの中でもダブリングという手法に基づくアルゴリズムを用いており，これは秘匿計算と親和性が高く，効率的なアルゴリズムの開発が可能となった．

· ソ ー ト ア ル ゴ リ ズ ム の traffic の cut ソ ー ト (デ ー タ を small さ い shun に and び for え る) は デ ー タ の 処 Richard に お い て も most important な 処 Richard と said っ て よ く, more く の calculation の internal で make わ れ る. This research で open 発 し た ソ ー ト ア ル ゴ リ ズ ム は, radix ソ ー ト (radix sort) に base づ い て い る. こ れ は, two Numbers into several を で performance し た interstate に, ま ず most lower の ビ ッ ト に base づ き ソ ー ト を い, under The Times に か ら 2's の ビ ッ ト に base づ き ソ ー ト し, と い う よ う に girder ご と に ソ ー ト を line う も の で あ る. こ れ を そ の ま ま line be す る と W ビ ッ ト の number の ソ ー ト は W back の ラ ウ ン ド を necessary と す る. <s:1> れを high-speed するに するに 1 return of <s:1> ラウ ドで ドで complex ビットを processing する necessary がある. 1 back に L ビ ッ ト に base づ き ソ ー ト を line え ば ラ ウ ン ド number は W/L に cut さ れ る. し か し secret: calculate に お い て は, plural ビ ッ ト に base づ く ソ ー ト を line う interstate に は problem が raw じ る. Youdaoplaceholder0 それ, 1 round of ラウ ラウ ドあた ドあた が が the communication volume が increases て まうと まうと う う である points である. Existing methods で は, 1 ラ ウ ン ド あ た り O (2 ^ N log N) L ビ ッ ト の オ ン ラ イ ン traffic が necessary で あ っ た が, こ れ を O (NL) ビ ッ ト に cut し た. Resign, secret: connect the tail ソ ー テ ィ ン グ this study で は, text columns into force の full て の connect tail quit を ソ ー ト す る ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 し た. Usually の computing モ デ ル で は, long さ n の text columns に し seaborne linear (O (n)) time で connect tail quit を ソ ー ト す る こ と が で き る が, secret: calculate モ デ ル で は な sharper rates (O (n ^ 2) よ り も high-speed な) ア ル ゴ リ ズ ム は exist し な か っ た. In this study, で で O(n log^2 n) time <s:1> covert computations ア ゴリズムを ゴリズムを ゴリズムを and えた. Youdaoplaceholder0 ド ド number ラウ O(log^2 n), communication volume ラウ O(n log^3 n) ビットである. こ の ア ル ゴ リ ズ ム は, flat text calculate に お け る connect tail quit ソ ー ト ア ル ゴ リ ズ ム の in で も ダ ブ リ ン グ と い う gimmick に base づ く ア ル ゴ リ ズ ム を with い て お り, こ れ は secret: calculate と affinity が high く, sharper rate な ア ル ゴ リ ズ ム の open 発 が may と な っ た.

项目成果

UDON: Unsupervised Data SelectiON for Biomedical Entity Recognition

UDON：用于生物医学实体识别的无监督数据选择

• DOI: 10.1145/3507524.3507525
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of 4th International Conference on Computing and Big Data (ICCBD)
• 作者: Akdemir Arda;Shibuya Tetsuo
• 通讯作者: Shibuya Tetsuo

Secure computing of eigenvalues and eigenvectors using fully homomorphic encryption

使用全同态加密安全计算特征值和特征向量

• 发表时间: 2021
• 作者: Kanta Moriyama;Hiroshi Sakamoto
• 通讯作者: Hiroshi Sakamoto

Private Evaluation of a Decision Tree based on Secret Sharing

基于秘密共享的决策树私有评估

• 发表时间: 2023
• 期刊: Information Security and Cryptology - ICISC 2022, 25th International Conference, ICISC 2022, Seoul, South Korea, November 30&#8211;December 2, 2022, Revised Selected Papers
• 作者: Mohammad Nabil Ahmed;Kana Shimizu
• 通讯作者: Kana Shimizu

完全準同型暗号(TFHE)のための高機能ライブラリ

用于全同态加密 (TFHE) 的高性能库

Kunihiko Sadakane

贞兼邦彦