同态加密技术的应用前景

客户数据加密与现阶段基于互联网大数据和人工智能技术的各种服务项目是一对分歧。在客户隐私保护越来越重要的今天，同态加密技术在互联网大数据和人工智能技术行业发挥着越来越重要的作用，正如大家所看到的，集成电路在同态加密行业可能具有重要的霸权创新效果。

早些时候，Intel官方网络发布了与微软公司合作，签署了英国国防安全高级研究局(DARPA)的同态加密科学研究新项目。DARPA支持的同态加密新项目全名为数据自然环境中的网络信息安全(dataprotectioninvirtualenvironments)，该项目现阶段总支持额度估计在5000万美元左右，其中Intel主要负责产品研发用于同态加密的加速集成ic，而微软公司则负责将Intel的加速硬件配置融入其云服务器，从而将所有硬件配置、手机软件和应用的绿色生态连接起来。Intel官方网络发布了这个新项目的总体目标是根据加速集成ic将同态加密的硬件配置提高100000倍以上。

该新闻报道显示，英国普遍重视同态加密技术，中国DARPA以重金适用ADC12130CIWM同态加密技术，而互联网巨头如英特尔和微软正在积极研发和合理布局销售市场。本文将为大家分析同态加密技术的应用前景，分析半导体技术及其未来可能的集成电路市场需求布局。

同态加密是什么？

同态加密(HomorphicEncryption)对于从事集成ic领域的小伙伴们可能比较陌生，但是相关基本理论在密码算法行业已经有很多年的历史了。

首先，让我们看看传统的加密算法。在传统的数据加密计划中，客户A将自己的数据库加密，并根据无线信道将数据加密的数据信息传输给授权客户B。客户B应用密钥破译客户A发送给他/她的数据加密数据信息，以完成整个过程。在整个过程中，除了客户A和客户B，没有第三方(包括数据传输技术的IT服务提供商)可以应用合理合法的方破译，看到客户传输的原始记录。

随着世界各地针对客户数据信息隐私保护层面的法律标准工作逐步实施，客户数据库加密越来越受到重视，例如，很多APP早就提供了端到端数据加密的信息内容传输，即使 是APP运营商，也无法破译看到客户传输信息内容的密文。然而，客户数据加密与现阶段基于互联网大数据和人工智能技术的各种服务项目是一对分歧。例如，现阶段很多智能摄像机都提供了基于人工智能技术的家庭安全检测，当人工智能技术实体模型检测到异常现象时，就会向客户发出消息推送通知。如果客户数据信息完全数据加密，那么应用传统的加密算法，这种必须应用客户数据信息的人工智能技术服务项目就无法完成，因为用户加密的数据信息第三方无法合理合法破译，那么就无法将其视频传统的数据信息传输给人工智能技术。

同态加密技术可以处理这种差异。利用同态加密技术，第三方可以立即计算数据加密数据信息，并立即将数据加密值返回给客户，客户可以根据破译获得 值。在整个过程中，第三方不容易看到数据加密数据信息的密文，甚至数值对第三方来说也是数据加密的，从而解决了互联网大数据、人工智能技术和客户隐私保护之间的差异。回到之前的人工智能技术进行家庭检查的例子，从客户方面来说，虽然家庭安全检查对客户有使用价值，但客户并不期望将自己家庭的视频监控系统一直上传到智能摄像机的服务方，因为家庭的视频监控视频属于客户的隐私保护。根据同态加密，客户可以将数据加密的视频(而不是初始视频)上传到服务方，而是在服务方面，在服务方面，在服务方面，在整个过程中，客户的情况下，只需要担心客户在整个过程中的情况下，即可以进行人工智能监控。

在客户隐私保护越来越重要的今天，同态加密技术在互联网大数据和人工智能技术行业发挥着越来越重要的作用，正如大家所看到的，集成电路在同态加密行业可能具有重要的霸权创新效果。

加速集成电路是同态加密的基础。

同态加密的基本密码算法基础理论现阶段已经完善，但现阶段同态加密实际落地式的一大短板是硬件配置计算率，处理这个短板需要设计方案专用型的加速集成ic，这也与上周Intel的高姿态正式发表同态加密加速集成ic的信息相匹配。

同态加密需要哪些加速集成电路？首先，从底层计算来看，同态加密计算中的关键算法除了基本的加减法之外，还有移动(rotation)和NTT(numbertheoretictransform，可以认为是傅里叶转换的营销推广，也可以应用快速傅里叶转换优化算法。根据美国大学和哈佛大学2020年发布的一项科学研究，应用同态加密的ResNet-50神经元网络计算，移动和NTT所需的计算速度实际上远远高于加减计算速度的要求。另一方面，如果必须同态加密的ResNet-50实现速度与未数据加密的ResNet-50相同快，那么这种算法的实现速度必须提高4000-160000倍。因此，同态加密技术在算法上，同态加速集成电路的首先必须提高100倍。

此外，在算法方面，如果同态加密必须适用于人工智能技术/神经元网络这种在基本优化算法层面上需要大量的计算，并且有大量的并行计算机会，那么加速集成ic必须适用于优化算法层面上也可以适用于规模并行处理。如何将基本优化算法中的并行计算机会与同态加密计算的特性相结合，进行专业的提升，可能会在很大程度上决定全部加速集成ic的整体特性，包括并行处理的提升和生产线的提升等等。另一方面，这一问题认为，神经元网络本来就需要很大的计算速度，而同态加密则需要很多的计算速度，这也从另一个角度证明，同态加密+人工智能技术中加速集成ic将扮演非常重要的角色。

最终，如何为同态加密加速集成电路设计一个好的手机软件绿色生态也是一个关键课题研究。类似CUDA在人工智能技术中的角色，高效兼容的C语言编译器和手机软件绿色生态也将是同态加密硬件配置普及的重要组成部分。目前，微软的SEAL系列产品同态加密手机软件绿色生态得到了广泛应用，互联网选择和微软合作也可以说是强有力的结合，希望在同态加密硬件绿色生态合作开发设计中起到关键的促进作用。

同态加密集成电路销售市场布局展望。

未来同态加密集成电路销售市场主要是云，同态加密加速卡作为网络服务器的一部分硬件配置配置。互联网作为网络服务器集成电路销售市场的实施者，现阶段由于同态加密行业的合理布局，将来可能成为同态加密集成电路的管理者和领导者之一。

除了互联网主要的特殊加速集成电路计划，人们认为以Xilinx为代表的FPGA计划也有机会加速同态加密销售市场。FPGA的关键优势在于其强大的可编程控制器，可以灵活兼容各种应用。其机会在于同态加密和各种长尾关键词的应用(如视频压缩技术)，从而覆盖专用网络加速器无法覆盖的应用。

此外，Nvidia还可能增加同态加密的对局。从宏观经济角度来看，同态加密非常适合GPU的SIMD架构，但目前GPU对同态加密的一些算法应用还不够完善，而且在手机软件绿色生态方面也没有使力。但是，这一切都可以作为新的设计方案特征加入到下一代GPU中，从而完成GPU对同态加密测量的应用。结合Nvidia原本在人工智能技术行业的管理者影响力，未来估计如果同态加密+人工智能技术得到普及，Nvidia可能会成为该行业的主要制造商之一。此外，同态加密+人工智能技术这对于我国现阶段热销的GPU新成立公司或许也是一个非常值得探索的行业。