Multi-party computing (MPC) has been gaining popularity over the past years as a secure computing model, particularly for machine learning (ML) inference. Compared with its competitors, MPC has fewer overheads than homomorphic encryption (HE) and has a more robust threat model than hardware-based trusted execution environments (TEE) such as Intel SGX. Despite its apparent advantages, MPC protocols still pay substantial performance penalties compared to plaintext when applied to ML algorithms. The overhead is due to added computation and communication costs. For multiplications that are ubiquitous in ML algorithms, MPC protocols add 32x more computational costs and 1 round of broadcasting among MPC servers. Moreover, ML computations that have trivial costs in plaintext, such as Softmax, ReLU, and other non-linear operations become very expensive due to added communication. Those added overheads make MPC less palatable to deploy in real-time ML inference frameworks, such as speech translation. In this work, we present MPC-Pipe, an MPC pipeline inference technique that uses two ML-specific approaches. 1) inter-linear-layer pipeline and 2) inner layer pipeline. Those two techniques shorten the total inference runtime for machine learning models. Our experiments have shown to reduce ML inference latency by up to 12.6% when model weights are private and 14.48\% when model weights are public, compared to current MPC protocol implementations.


翻译:多年来,多党计算(MPC)作为一种安全的计算模型越来越受欢迎,特别是机器学习(ML)推断。与其竞争者相比,多党计算(MPC)的间接费用比同质加密(HE)要少,而且比Intel SGX等基于硬件的可信任执行环境(TEE)更有活力的威胁模型。尽管具有明显的优势,但多党计算协议仍然支付与适用于ML算法的平文本相比的大幅性能罚款。管理费用是由于增加的计算和通信成本。对于在ML算法、MPC协议增加32x计算成本和在MPC服务器中进行1轮广播的倍增。此外,多党计算(MOC)比普通文本(Softmax,ReLU)和其他非线性操作的成本要低得多。尽管增加通信的好处,但多党协议仍然支付与普通文本相比高的性能罚款。 管理费用是由于增加的计算和通信成本增加。 管理费用是由于增加的计算和通信成本增加。对于在ML算法中普遍存在的倍增倍增乘量,在MPC管道服务器中将MPC管道重量增加32。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
机器学习损失函数概述,Loss Functions in Machine Learning
专知会员服务
82+阅读 · 2022年3月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月3日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月3日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员