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CHEHAB: Automatic Compiler Code Optimization for Fully Homomorphic Encryption
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PRE
AI
DOI：10.1145/3771775.3786269.png)
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摘要
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全同态加密（FHE）能够在不解密的情况下直接对加密数据进行有意义的计算。尽管其具有变革性潜力，但FHE计算成本仍然高昂。此外，编写高效的FHE代码是一项易出错、繁琐且耗时的工作，需要密码学专业知识。程序员可能不了解所有可能的优化，而某些优化需要大量努力。本文提出CHEHAB，一个自动向量化标量代码、优化并生成高效FHE代码的编译器。CHEHAB支持结构化和非结构化代码的优化。它以CHEHAB领域特定语言（嵌入C++）表示的程序作为输入，并使用项重写系统（TRS）进行简化。CHEHAB针对两个问题：1）标量代码的向量化；2）减少指令执行延迟和噪声增长。它通过利用等式饱和的TRS解决这两个问题，以向量化代码、减少指令数量并降低电路深度。与相关工作相比，所提出的方法不仅更好地扩展到更大的算术电路，还生成更快的代码。我们在一组核心代码上评估CHEHAB，并与Coyote（一种最先进的FHE向量化编译器）进行比较。结果表明，CHEHAB生成的代码平均执行速度快7.38倍，累积噪声低2.49倍，编译速度快251倍。
Keyword:
Automatic Code Optimization
Compiler
FHE
Fully Homomorphic Encryption
Equality Saturation
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