With the advent of functional encryption, new possibilities for computation on encrypted data have arisen. Functional Encryption enables data owners to grant third-party access to perform specified computations without disclosing their inputs. It also provides computation results in plain, unlike Fully Homomorphic Encryption. The ubiquitousness of machine learning has led to the collection of massive private data in the cloud computing environment. This raises potential privacy issues and the need for more private and secure computing solutions. Numerous efforts have been made in privacy-preserving machine learning (PPML) to address security and privacy concerns. There are approaches based on fully homomorphic encryption (FHE), secure multiparty computation (SMC), and, more recently, functional encryption (FE). However, FE-based PPML is still in its infancy and has not yet gotten much attention compared to FHE-based PPML approaches. In this paper, we provide a systematization of PPML works based on FE summarizing state-of-the-art in the literature. We focus on Inner-product-FE and Quadratic-FE-based machine learning models for the PPML applications. We analyze the performance and usability of the available FE libraries and their applications to PPML. We also discuss potential directions for FE-based PPML approaches. To the best of our knowledge, this is the first work to systematize FE-based PPML approaches.


翻译:随着功能加密的出现,出现了对加密数据进行计算的新可能性。功能加密使数据所有者能够允许第三方在不披露其投入的情况下进行特定计算。它也提供了纯的计算结果,而不像完全单调加密。机器学习的无处不在导致在云计算环境中收集了大量的私人数据。这引起了潜在的隐私问题,并需要更私人和安全的计算解决方案。在隐私保存机器学习方面作出了许多努力,以解决安全和隐私问题。我们注重的是完全同质加密(FHE)、安全的多式计算(SMC)以及最近的功能加密(FE)等方法。然而,基于FE的PPML仍然处于初级阶段,与基于FHE的PPML方法相比,尚未引起多大的注意。在本文中,我们提供了基于FE的PPML工作系统化系统化系统化。我们注重内部产品-FE和基于大地基的机器学习模式,以及最近的功能加密的PPML系统化模型,我们分析了其应用的绩效和可行性。

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