Intel представила чип Heracles для вычислений с полностью зашифрованными данными

Современные технологии шифрования защищают данные при хранении и передаче, но при обработке на процессоре они всё равно расшифровываются, становясь уязвимыми. Intel разработала специализированный ускоритель Heracles, который работает с полностью зашифрованными данными, не расшифровывая их.

Чип использует технологию полностью гомоморфного шифрования (FHE): он принимает, обрабатывает и выдает данные в зашифрованном виде. Heracles был представлен в прошлом месяце на конференции ISSCC. Это не универсальный процессор, а ускоритель, созданный исключительно для математических операций FHE.

По данным Intel, при работе на частоте 1,20 ГГц новый чип выполняет семь ключевых операций FHE в 1074–5547 раз быстрее, чем 24-ядерный процессор Intel Xeon W7-3455 с частотой 2,50–4,80 ГГц.

Архитектура Heracles радикально отличается от обычных CPU и GPU. Он оснащен 8192-поточным SIMD-вычислительным блоком, состоящим из 64 пар тайлов (всего 128 параллельных арифметических конвейеров на пару), организованных в сетку 8×8. Каждый тайл содержит блоки для модульного сложения, вычитания, умножения и специализированных операций «бабочка» для быстрых теоретико-числовых преобразований (NTT), критически важных для FHE.

Чип также поддерживает автоморфизмы и операцию «бутстраппинг» для удаления накапливающегося криптографического шума, что позволяет выполнять длинные цепочки вычислений. Для высокой производительности чип оснащен 48 ГБ памяти HBM3, обеспечивающей пропускную способность в терабиты в секунду, а также 64 МБ быстрой локальной памяти.

Heracles, изготовленный по техпроцессу Intel 3, работает на частоте 1,2 ГГц, имеет площадь 197 мм² и теплопакет 176 Вт. Он выполнен в виде карты расширения PCIe с жидкостным охлаждением и поддерживает основные схемы FHE: BGV, BFV и CKKS.

ИИ: Разработка Intel — важный шаг к созданию по-настоящему конфиденциальных вычислений, где данные остаются зашифрованными на всём пути обработки. Это может революционизировать безопасность в облаках, медицине и финансах, хотя пока речь идёт о специализированном и, вероятно, дорогом ускорителе.