JP7451445B2 - 秘匿演算方法、秘匿演算システム及び秘匿演算管理装置 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る秘匿演算システムのネットワーク構成の一例を示す。
次に、第2実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る秘匿演算システムのネットワーク構成、当該秘匿演算システムに備えられる秘匿演算管理装置及び複数の計算装置の各々のハードウェア構成及び機能構成については、前述した第1実施形態と同様であるため、ここではその詳しい説明を省略し、適宜、図1~図4を用いて説明する。また、本実施形態においては、前述した第1実施形態と異なる点について主に説明する。
Claims (9)
- 秘匿演算管理装置と、前記秘匿演算管理装置と通信可能に接続されるn(nは、2以上の整数)個の計算装置とを備える秘匿演算システムが実行する秘匿演算方法であって、
前記秘匿演算管理装置が、前記秘匿演算管理装置に入力された第1データXに基づいて、X∈Qとなる整数環Qから選択される係数を決定することと、
前記秘匿演算管理装置が、前記第1データXに対してShamirの秘密分散法に基づく秘密分散を実施し、前記決定された係数に基づいて当該第1データXから前記n個の計算装置の各々に対応するn個の第1断片データを生成することと、
前記n個の計算装置の各々が、当該計算装置に対応する第1断片データを当該計算装置が保持する学習モデルに学習させることと、
前記秘匿演算管理装置が、前記秘匿演算管理装置に入力された第2データZに対してShamirの秘密分散法に基づく秘密分散を実施し、前記決定された係数に基づいて当該第2データZからn個の計算装置の各々に対応するn個の第2断片データを生成することと、
前記n個の計算装置の各々が、当該計算装置が保持する学習モデルを用いて当該計算装置に対応する第2断片データに基づく推論を実行することと、
前記秘匿演算管理装置が、前記n個の計算装置の各々のうちのk(kは、2以上、かつ、n以下の整数)個の計算装置の各々によって実行された推論の結果として得られるk個の推論結果データをShamirの秘密分散法に基づいて復号することによって復号データdecを取得することと、
前記秘匿演算管理装置が、前記復号データdecが前記整数環Qの最大値の近傍となる場合、当該整数環Qの最大値に基づいて当該復号データdecを補正することと
を具備し、
前記係数は、Shamirの秘密分散法に基づき、かつ、前記n個の第1断片データの各々が前記整数環Qの最大値未満となるように決定され、
前記n個の計算装置の各々が保持する学習モデルは、当該学習モデルに入力されるデータと当該学習モデルから出力されるデータとが同一となるように学習したオートエンコーダを含む
秘匿演算方法。 - 前記補正することは、前記復号データdecを、前記整数環Qの最大値から当該復号データdecを減算した値に補正することを含む請求項1記載の秘匿演算方法。
- 前記n個の第1及び第2断片データは、Max-Min Normalization処理によって規格化される請求項1~3のいずれか一項に記載の秘匿演算方法。
- 前記秘匿演算管理装置が、前記k個の推論結果データを整数変換することを更に具備する請求項4記載の秘匿演算方法。
- 前記第2データZは、複数の要素z1,…,zd(dは、2以上の整数)を含み、
前記復号データdecは、前記複数の要素z1,…,zdに対応する複数の要素dec1,…,decdを含み、
前記複数の要素dec1,…,decdに対する前記整数環Qの最大値の近傍となる要素の割合が予め定められた値以上である場合、前記k個の推論結果データを復号することは、前記k個の計算装置とは異なる組み合わせのk個の計算装置の各々によって実行された推論の結果として得られる推論結果データを再度復号することを含む
請求項1記載の秘匿演算方法。 - 前記第2データZは、複数の要素z1,…,zdを含み、
前記復号データdecは、前記複数の要素z1,…,zdに対応する複数の要素dec1,…,decdを含み、
前記複数の要素dec1,…,decdに対する前記整数環Qの最大値の近傍となる要素の割合が予め定められた値以上である場合、前記決定することは、前記係数とは異なる係数を再度決定することを含み、
前記生成することは、前記再度決定された係数に基づいて、前記n個の第2断片データを再度生成することを含む
請求項1記載の秘匿演算方法。 - 秘匿演算管理装置と、前記秘匿演算管理装置と通信可能に接続されるn(nは、2以上の整数)個の計算装置とを備える秘匿演算システムにおいて、
前記秘匿演算管理装置は、決定手段と、第1生成手段と、第2生成手段と、復号手段と、補正手段とを含み、
前記n個の計算装置の各々は、学習処理手段と、推論処理手段とを含み、
前記決定手段は、前記秘匿演算管理装置に入力された第1データXに基づいて、X∈Qとなる整数環Qから選択される係数を決定し、
前記第1生成手段は、前記第1データXに対してShamirの秘密分散法に基づく秘密分散を実施し、前記決定された係数に基づいて当該第1データXから前記n個の計算装置の各々に対応するn個の第1断片データを生成し、
前記n個の計算装置の各々に含まれる学習処理手段は、当該計算装置に対応する第1断片データを当該計算装置が保持する学習モデルに学習させ、
前記第2生成手段は、前記秘匿演算管理装置に入力された第2データZに対してShamirの秘密分散法に基づく秘密分散を実施し、前記決定された係数に基づいて当該第2データZからn個の計算装置の各々に対応するn個の第2断片データを生成し、
前記n個の計算装置の各々に含まれる推論処理手段は、当該計算装置が保持する学習モデルを用いて当該計算装置に対応する第2断片データに基づく推論を実行し、
前記復号手段は、前記n個の計算装置の各々のうちのk(kは、2以上、かつ、n以下の整数)個の計算装置の各々によって実行された推論の結果として得られるk個の推論結果データをShamirの秘密分散法に基づいて復号することによって復号データdecを取得し、
前記補正手段は、前記復号データdecが前記整数環Qの最大値の近傍となる場合、当該整数環Qの最大値に基づいて当該復号データdecを補正し、
前記係数は、Shamirの秘密分散法に基づき、かつ、前記n個の第1断片データの各々が前記整数環Qの最大値未満となるように決定され、
前記n個の計算装置の各々が保持する学習モデルは、当該学習モデルに入力されるデータと当該学習モデルから出力されるデータとが同一となるように学習したオートエンコーダを含む
秘匿演算システム。 - n(nは、2以上の整数)個の計算装置と通信可能に接続される秘匿演算管理装置において、
前記秘匿演算管理装置に入力された第1データXに基づいて、X∈Qとなる整数環Qから選択される係数を決定する決定手段と、
前記第1データXに対してShamirの秘密分散法に基づく秘密分散を実施し、前記決定された係数に基づいて当該第1データXから前記n個の計算装置の各々に対応するn個の第1断片データを生成する第1生成手段と、
前記生成されたn個の第1断片データの各々を、当該第1断片データを学習する学習モデルを保持する前記n個の計算装置の各々に送信する第1送信手段と、
前記秘匿演算管理装置に入力された第2データZに対してShamirの秘密分散法に基づく秘密分散を実施し、前記決定された係数に基づいて当該第2データZからn個の計算装置の各々に対応するn個の第2断片データを生成する第2生成手段と、
前記生成されたn個の第2断片データの各々を、前記学習モデルを用いて当該第2断片データに基づく推論を実行する前記n個の計算装置の各々に送信する第2送信手段と、
前記n個の計算装置の各々のうちのk(kは、2以上、かつ、n以下の整数)個の計算装置の各々によって実行された推論の結果として得られるk個の推論結果データをShamirの秘密分散法に基づいて復号することによって復号データdecを取得する復号手段と、
前記復号データdecが前記整数環Qの最大値の近傍となる場合、当該整数環Qの最大値に基づいて当該復号データdecを補正する補正手段と
を具備し、
前記係数は、Shamirの秘密分散法に基づき、かつ、前記n個の第1断片データの各々が前記整数環Qの最大値未満となるように決定され、
前記n個の計算装置の各々が保持する学習モデルは、当該学習モデルに入力されるデータと当該学習モデルから出力されるデータとが同一となるように学習したオートエンコーダを含む
秘匿演算管理装置。
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