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Dissertação

Design of a FHE library for RISC-V processors Using the RISC-V Vector extension EVALUATED

Detalhes: Com o aumento da importância da computação na nuvem, a privacidade da informação que é enviada para esta tem ganho uma crescente preocupação para os utilizadores. No paradigma comum de computação na nuvem, para se realizarem operações na informação, é necessário que esta seja desencriptada o que obrigatoriamente expõe os dados do utilizador a agentes maliciosos que tenham acesso ao sistema de computação na nuvem. Este problema pode ser resolvido a partir da utilização de Encriptação Homomórfica (EH), que permite a realização de operações em dados encriptados. Estas operações, contudo, são significantes mais lentas que as correspondentes operações não encriptadas, o que põe em causa a adoção. Por outro lado, essas operações apresentam consideráveis oportunidades de paralelização, que permitem reduzir consideravelmente o tempo de computação. Neste relatório, apresenta-se a aceleração destas instruções utilizando a extensão vetorial do RISC-V (RVV), para o esquema de encriptação Homomórfica CKKS. Operações quer do lado do cliente quer do servidor foram implementadas com intrínsecas de RVV, executando como cifrotexto-cifrotexto, cifrotexto-textoclaro ou exclusivamente num cifrotexto só, e foram testadas numa unidade vectorial RVV desenvolvida no abranjo do projeto de Iniciativa Europeia de Processadores (EPI). Dada a importância da Number-Theoretic Tranform (NTT) como componente de várias rotinas de EH, um kernel vetorial específico para esta operação voi desenvolvido, que utiliza uma técnica hibrida vetorial com mascaras e a redução de Barrett. Obteve-se para a NTT uma aceleração de 1.81x, com valores de até 12.23x de aceleração para a operação de cifrotexto-cifrotexto ADD.
Keywords: Encriptação Homomórfica, CKKS, NTT, RISC-V, RVV

Discussão: dezembro 5, 2023, 17:0