The problem of secure distributed batch matrix multiplication (SDBMM) studies the communication efficiency of retrieving a sequence of desired matrix products ${\bf AB}$ $=$ $({\bf A}_1{\bf B}_1,$ ${\bf A}_2{\bf B}_2,$ $\cdots,$ ${\bf A}_S{\bf B}_S)$ from $N$ distributed servers where the constituent matrices ${\bf A}=({\bf A}_1, {\bf A}_2, \cdots, {\bf A}_S)$ and ${\bf B}=({\bf B}_1, {\bf B}_2,\cdots,{\bf B}_S)$ are stored in $X$-secure coded form, i.e., any group of up to $X$ colluding servers learn nothing about ${\bf A, B}$. It is assumed that ${\bf A}_s\in\mathbb{F}_q^{L\times K}, {\bf B}_s\in\mathbb{F}_q^{K\times M}, s\in\{1,2,\cdots, S\}$ are uniformly and independently distributed and $\mathbb{F}_q$ is a large finite field. The rate of an SDBMM scheme is defined as the ratio of the number of bits of desired information that is retrieved, to the total number of bits downloaded on average. The supremum of achievable rates is called the capacity of SDBMM. In this work we explore the capacity of SDBMM, as well as several of its variants, e.g., where the user may already have either ${\bf A}$ or ${\bf B}$ available as side-information, and/or where the security constraint for either ${\bf A}$ or ${\bf B}$ may be relaxed. We obtain converse bounds, as well as achievable schemes for various cases of SDBMM, depending on the $L, K, M, N, X$ parameters, and identify parameter regimes where these bounds match. A remarkable aspect of our upper bounds is a connection between SDBMM and a form of private information retrieval (PIR) problem, known as multi-message $X$-secure $T$-private information retrieval (MM-XSTPIR). Notable features of our achievable schemes include the use of cross-subspace alignment and a transformation argument that converts a scalar multiplication problem into a scalar addition problem, allowing a surprisingly efficient solution.


翻译:安全分发的批量矩阵乘法(SDBMM) 问题来自 $n 的分布式服务器 。 元的构成式矩阵 $ f A* f A* 1, bf AB} 美元 $= $ (bf A* 1 bf B* 1, $ bf A* 2 bb B 美元 2, 美元\ cddot, 美元 美元 美元 美元 美元 美元 分配式矩阵乘数 。 元的构成式矩阵 $ bf A*1, bf A2, 美元, 美元, 美元, 美元 美元 美元, 美元, 美元 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种算算算算算算算算算算算, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种, 一种,

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
42+阅读 · 2021年7月1日
图神经网络综述 (中文版),14页pdf
专知会员服务
330+阅读 · 2020年11月24日
专知会员服务
66+阅读 · 2020年10月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
52+阅读 · 2019年9月29日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年3月29日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
8+阅读 · 2018年12月28日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
8+阅读 · 2017年11月25日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月21日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
42+阅读 · 2021年7月1日
图神经网络综述 (中文版),14页pdf
专知会员服务
330+阅读 · 2020年11月24日
专知会员服务
66+阅读 · 2020年10月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
52+阅读 · 2019年9月29日
相关资讯
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年3月29日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
8+阅读 · 2018年12月28日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
8+阅读 · 2017年11月25日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员