Компания Intel представила новый тип процессора — ускоритель Heracles. Главной особенностью этой разработки является поддержка технологии полностью гомоморфного шифрования (FHE), которая позволяет вычислительному устройству работать непосредственно с зашифрованными данными, не расшифровывая их.
Традиционные методы защиты информации подразумевают, что данные остаются в безопасности только в состоянии покоя или при передаче. Когда информация попадает в центральный или графический процессор для обработки, она неизбежно расшифровывается, становясь уязвимой для перехвата. Технология FHE решает эту проблему, позволяя производить вычисления, не раскрывая исходное содержимое данных. Однако такие вычисления требуют колоссальных математических ресурсов: они основаны на оперировании огромными целыми числами и сложных полиномиальных преобразованиях, с которыми обычные процессоры справляются крайне медленно.
Разработанный Intel чип Heracles представляет собой специализированный ускоритель, который не является процессором общего назначения и не предназначен для работы с обычным программным обеспечением или операционными системами. Его задача — максимально быстро выполнять специфические криптографические операции. Для этого инженеры применили архитектуру с 8192 потоками, организованную в виде сетки из 64 вычислительных блоков (тайлов). В каждом таком блоке установлены арифметические модули, оптимизированные под задачи модульного сложения, умножения и так называемых преобразований «бабочка», необходимых для обработки зашифрованных данных.
Для обеспечения высокой производительности чип оснащен 48 гигабайтами памяти HBM3 с пропускной способностью до терабайта в секунду, а также 64 мегабайтами внутренней буферной памяти. По данным Intel, такой подход позволяет ускорителю работать в 1074–5547 раз быстрее, чем 24-ядерный процессор Intel Xeon при выполнении типичных для FHE операций. Пиковая производительность устройства достигает 29,5 тераопераций в секунду для одних типов вычислений и 9,8 тераопераций — для других.
Процессор Heracles выполнен по 3-нанометровому техпроцессу Intel, работает на частоте 1,2 ГГц и потребляет до 176 ватт. Он выпускается в форм-факторе карты расширения PCIe, которая устанавливается в стандартные серверы и использует жидкостное охлаждение. Устройство поддерживает несколько основных криптографических схем, включая BGV, BFV и CKKS, что позволяет адаптировать его под разные задачи и уровни безопасности.
Читайте также: «В России разработали способ удалить свой биометрический след».