We present automatically parameterised Fully Homomorphic Encryption (FHE) for encrypted neural network inference and exemplify our inference over FHE compatible neural networks with our own open-source framework and reproducible examples. We use the 4th generation Cheon, Kim, Kim and Song (CKKS) FHE scheme over fixed points provided by the Microsoft Simple Encrypted Arithmetic Library (MS-SEAL). We significantly enhance the usability and applicability of FHE in deep learning contexts, with a focus on the constituent graphs, traversal, and optimisation. We find that FHE is not a panacea for all privacy preserving machine learning (PPML) problems, and that certain limitations still remain, such as model training. However we also find that in certain contexts FHE is well suited for computing completely private predictions with neural networks. The ability to privately compute sensitive problems more easily, while lowering the barriers to entry, can allow otherwise too-sensitive fields to begin advantaging themselves of performant third-party neural networks. Lastly we show how encrypted deep learning can be applied to a sensitive real world problem in agri-food, i.e. strawberry yield forecasting, demonstrating competitive performance. We argue that the adoption of encrypted deep learning methods at scale could allow for a greater adoption of deep learning methodologies where privacy concerns exists, hence having a large positive potential impact within the agri-food sector and its journey to net zero.


翻译:我们为加密神经网络的加密神经网络推断,自动提出完全基因加密参数(FHE),并举例说明了我们对FHE兼容神经网络的推断,我们有自己的开放源代码框架和可复制的例子。我们使用第四代Cheon、Kim、Kim和Song(CKKS)FHE(CKS)计划,在微软简单加密智能智能智能图书馆(MS-SEAAL)提供的固定点上进行计算。我们大大提高了FHE在深层学习环境中的可用性和适用性,重点是组成图、Transal和优化。我们发现,FHE并不是所有隐私保存机器学习(PPML)问题的灵丹妙药,某些限制仍然存在,例如示范培训。但我们也发现,在某些情况下,FHE非常适合用神经网络(MS-SEEAL)提供完全的私人预测。在降低进入障碍的同时,可以使FHE在深层学习领域变得过于敏感,从而能够适应第三方神经网络。最后,我们证明深层的深层学习可以用来进行深层次的深度的深度研究,在深度研究,在深度研究中学习一个高科技网络中,从而展示其真实的收益。我们可以研究。在高科技网络中学习一个更大的方法中学习。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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