A modern titkosítási technológiák nagy megbízhatósággal teszik lehetővé az adatok védelmét a tárolás során, vagy ameddig azok a rendszeren belül maradnak. De amint az információk elérik a CPU-t, vagy a GPU-t stb, visszafejtésre kerülnek. Ekkor gyakorlatilag már szövegként jelennek meg és sebezhetővé válnak a különféle támadásokkal szemben. Ha ráadásul a feldolgozási műveleteket a felhőben végzik, úgy már teljesen jogos lehet az aggodalom, hogy illetéktelenek hozzáférhetnek az érzékeny adatokhoz. Ebből következik az elvárás, hogy a titkosítás a feldolgozás során is megmaradjon.
A megoldást a teljes homomorf titkosítás (fully homomorphic encryption, FHE) jelenti. Ennek segítségével a titkosított adatokon lehet számításokat végezni anélkül, hogy azokat vissza kellene fejteni. Azonban ez a módszer meglehetősen lassú. Napjaink különböző adatfeldolgozó egységeivel több ezerszer, sőt akár több tízezerszer tovább tarthat a számítás, mintha egyszerűen a visszafejtett adatokkal dolgoznának. Ennek a problémának a megoldására alkottak az Intel kutatói egy új chipet.
A március elején San Franciscó-ban megtartott IEEE Nemzetközi Szilárdtest Áramköri Konferencián az Intel bemutatta a Heracles chipjét, amely egy csúcskategóriás Intel szerver CPU-hoz képest akár 5000-szeresére is felgyorsíthatja az FHE számítási feladatok elvégzését. A Heracles nem hagyományos CPU, nem tud közönséges operációs rendszert futtatni, mivel kizárólag a teljesen homomorf titkosítás matematikai műveleteinek felgyorsítására tervezték. Titkosított adatokat fogad, ebben a titkosított formában dolgozza fel ezeket, és végül titkosított formátumban adja ki.
Bár az FHE terén nem ez az első ilyen áramkör, az Intel biztonsági áramkörök kutatásának vezetője, Sanu Mathew külön is kiemelte, hogy a chip több számítási feladatra képes, mint bármilyen más, eddig fejlesztett FHE-gyorsító. Az Intel demonstrálta is a Heracles gyorsaságát. Egy feladat 15 milliszekundum helyett 14 mikroszekundum alatt készült el. Bár ezt a különbséget egyetlen ember sem venné észre, de például 100 millió szavazólap ellenőrzése több mint 17 nap CPU-munkát igényelne, szemben a Heracles mindössze 23 percével.
Az áramkör az Intel legfejlettebb, 3 nanométeres FinFET technológiájával készül. Egy folyadékhűtéses tokozásban két 24 GB-os, nagy sávszélességű memóriachip veszi körül, azaz jelenleg PCIe gyorsítókártyaként van megvalósítva. Ez a konfiguráció – jegyzi meg az IEEE Spectrum – általában csak a mesterséges intelligencia betanítására használt GPU-kban látható. Érdekesség még, hogy míg más FHE kutatási chipek mérete 10 négyzetmilliméter vagy annál kisebb, a Heracles körülbelül a 20-szorosa ennek.
Forrás (kép és szöveg): spectrum.ieee.org
