In a convolution neural network, a composition of linear scalar product, non-linear activation function and maximum pooling computations are intensively invoked. As such, to design and implement privacy-preserving, high efficiency machine learning mechanisms, one highly demands a practical crypto tool for secure arithmetic computations. SPDZ, an interesting framework of secure multi-party computations is a promising technique deployed for industry-scale machine learning development if one is able to generate Beaver (multiplication) triple offline efficiently. This paper studies secure yet efficient Beaver triple generators leveraging privacy-preserving scalar product protocols which in turn can be constructed from additive-only homomorphic encryptions(AHEs). Different from the state-of-the-art solutions, where a party first splits her private input into a shared vector and then invokes an AHE to compute scalar product of the shared vectors managed by individual MPC server, we formalize Beaver triple generators in the context of 2-party shared scalar product protocol and then dispense the generated shares to MPC servers. As such, the protocol presented in this paper can be viewed as a dual construction of the state-of-the-art AHE based solutions. Furthermore, instead of applying the Paillier encryption as a basis of our previous constructions or inheriting from somewhat homomorphic encryptions, we propose an alternative construction of AHE from polynomial ring learning with error (RLWE) which results in an efficient implementation of Beaver triple generators.


翻译:在连锁神经网络中,大量引用线性螺旋体产品、非线性激活功能和最大共享计算等成分。因此,设计和实施隐私保护、高效机器学习机制,一个高度要求使用实用的加密工具来进行安全计算。SPDZ是一个有趣的多方安全计算框架,如果能够生成 Beaver (倍增) 3级离线系统,则它是一个有希望的行业规模机器学习开发技术。本文研究利用隐私保护标值产品协议来保障高效的Beaver 3级发电机,而这种协议又可以通过添加单添加的同系加密(AHES)来构建。 与最先进的解决方案不同,在这种解决方案中,一个缔约方首先将其私人投入分割成一个共享的矢量计算工具,然后引用AHEA来对由个人 MPC 服务器管理的共享矢量(倍增) 的3级数据生成器产品协议进行正式化,然后向MPC 服务器发送生成的共享的3级产品协议。因此,本文中展示的协议可以由添加的仅使用单性同式同系加密加密加密的加密加密程序,然后将AHEL的双级系统构建为我们之前的双级系统。

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