#FHE

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👥 作者: Sai Sandeep Damera, John S. Baras

本文针对基于近似全同态加密(FHE)的多智能体控制系统中存在的安全与性能权衡问题,提出了一种新的博弈论分析框架。在加密控制场景下,云端使用CKKS方案对智能体的状态进行全同态加密计算,但由于控制环需要解密以执行控制动作,解密过程中会泄露加密噪声,构成密钥恢复攻击的途径。现有研究多假设静态安全或半诚实云端,且持续性威胁博弈未考虑密码系统内部细节。本文将该系统的安全性建模为一个两阶段博弈:被动侦察阶段和主动操纵阶段,中间由仅检测操纵行为的残差检测器分隔。在被动阶段,问题简化为已知的泛洪攻击权衡;主动防御策略采用重密钥(re-keying)而非自举(bootstrapping),因为只有重密钥能重置累积的泄露。主动阶段是一个检测-规避时间博弈:如果对手进行过度操纵会被检测到,因此理性对手会选择保持隐蔽。在Stackelberg均衡下,防御方采用最懒惰的重密钥节奏来阻止对手,该节奏由图拓扑的控制理论脆弱性决定。边际稳定图(marginally-stable graph)需要比重密连通图更频繁地重密钥。本文揭示了FHE精度、控制精度和重密钥节奏之间的三维张力,确定了博弈存在的可行区域(介于可防御下限和静态足够上限之间)。有效安全点位于该窗口内,其中重密钥是精度效率的代价。更广泛地,反馈环中近似密码系统的安全性是一个动态博弈,防御方的动作是密码方案自身的刷新,该结论可推广到任何必须重复解密以执行动作的系统。

💡 推荐理由: 本文首次将近似FHE的安全性与控制系统的动态博弈结合,揭示了重密钥策略在加密多智能体系统中的核心作用,为实际部署加密控制提供了理论指导。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自 arXiv 其他板块 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.6)
👥 作者: Chenghao Chen, Kailun Qin, Xiaolin Zhang, Chi Zhang, Dawu Gu

本研究提出 Bifrost,一种融合可信执行环境(TEE)与全同态加密(FHE)的混合推理架构,旨在解决云端 Transformer 和大语言模型(LLM)推理中的用户隐私保护问题。当前云端推理存在直接机密性风险:用户提示可能包含敏感代码、业务数据、个人信息或受监管文件,但远程服务会将中间状态暴露给云端软件栈和加速器运行时。全同态加密(FHE)能在加速器端保持纯密文执行,但端到端 LLM 推理因线性层与非线性、缓存状态和刷新敏感算子交错而成本高昂。CPU 可信执行环境(TEE)可原生执行这些算子,但单独的 CPU TEE 无法定义不可信加速器如何参与。Bifrost 的核心思路是将秘密仅提供给经过认证的 CPU TEE,而加速器、设备内存、驱动/运行时栈和主机软件均不在可信计算基内。它利用 FHE 作为安全委托机制,在加速器支持的 CKKS 上执行投影和前馈线性层,同时非线性算子、注意力侧控制逻辑、KV 状态转换以及解密-再加密刷新均在 CPU TEE 内部执行。进一步地,Bifrost+ 应用了预填充/解码分离:提示侧 KV 状态在 CPU TEE 内构建,仅解码侧状态进入混合密文路径。在采用 Euston 方法论进行估计风格对比时,Bifrost 在 GPT-2(1.5B)上预测延迟降低 9.25 倍,在 LLaMA 3(8B)上降低 9.91 倍。在直接 CKKS/FHE 部署中,Bifrost+ 在 GPT-2(124M)上将首词延迟(TTFT)降低 14.6-45.8 倍,在 Qwen3(0.6B)上降低 15.3-53.4 倍。本工作的系统教训是选择性加密执行:仅在需要加速器纯密文委托时使用 FHE,而将非线性、刷新和提示侧工作保留在 CPU TEE 内。该研究适合关注隐私保护推理、TEE 与 FHE 混合方案的安全工程师和研究人员。

💡 推荐理由: 该方案针对云端LLM推理的隐私保护痛点,提出一种实用且高性能的混合架构,为安全从业者提供了在不牺牲性能的前提下保护用户数据的思路。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自 arXiv 其他板块 (+2) | 命中热门研究主题 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)