零知识机器学习(zkML)允许服务器在保持模型参数私有的前提下,向客户端提供可验证的推理结果。然而,现有zkML系统面临证明生成成本过高的问题,且扩展性受限,因为证明生成过程中的并行度不足——增加线程数并不能显著减少证明时间。现有系统采用整体证明计算,即为整个机器学习模型构建一个单一证明,这种方式限制了并行性。本文提出zkComposer,一种模块化的证明构建框架,通过引入额外的并行维度来克服这一限制。zkComposer将zkML正确推理的证明分解为多个独立的子证明,每个子证明覆盖推理计算的一个子集,例如模型中的连续若干层。相邻子证明通过共享边界层激活值的密码学承诺进行链接,从而保证整体推理的正确性,无需额外的链接证明或修改底层密码学原语。实验在三个卷积神经网络(CNN)和GPT-2模型上进行评估。在CNN工作负载上,与zkCNN相比,zkComposer将证明时间和响应时间降低最多3.25倍。在GPT-2上,按模型层分区时,与zkGPT相比降低最多4.83倍;当同时跨模型层和输入序列分区时,降低最多6.84倍。zkComposer通过分解证明结构,显著提升了zkML系统的可扩展性,为实际部署提供了更高效的解决方案。
💡 推荐理由: zkML是实现隐私保护推理的关键技术,但高昂的证明生成成本阻碍了其实际应用。zkComposer通过创新的分解方法大幅提升扩展性,有望降低zkML的部署门槛,对安全从业者而言,这意味着更可行的隐私计算方案。
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