サーバ1台で構成可能な秘密分散法を用いた行列乗算の効率的でセキュアな委託計算

• Item type: Journal(1)
• 公開日: 2020-05-15
• タイトル: サーバ1台で構成可能な秘密分散法を用いた行列乗算の効率的でセキュアな委託計算
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Secure Outsourcing Computation for Matrix Multiplication based on Secret Sharing Scheme using Only One Server
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: [特集：情報システム論文] 秘密分散法，秘匿計算，委託計算，行列乗算，クラウド
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
• 資源タイプ: journal article
• ID登録: 10.20729/00204511
• ID登録 / ID登録タイプ: JaLC
• 著者所属: 東京理科大学
• 著者所属: 東京理科大学
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Tokyo University of Science
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Tokyo University of Science
• 著者名: 岩村, 惠市; 山根, 将司
• 著者名(英): Keiichi, Iwamura; Masashi, Yamane
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 行列乗算は深層学習を含む機械学習の分野で広く使用されている．しかし，行列のサイズが大きくなるにつれて計算量は膨大になっていく．個人が持つ携帯端末やPCなどの限られた計算資源ではそのような大規模な計算を実行することは困難である．この問題を解決するために，個人がクラウドなどの高性能サーバに入力や計算結果を秘密にしたまま安全に計算を委託できる委託計算手法が研究されている．本稿では，秘密分散法に基づき1台のサーバのみを使用して安全で効率的な行列乗算の委託計算を実現できる手法を提案する．1台のサーバによる秘密分散法を用いた委託計算は，1つの秘密情報の複数の分散値に異なる乱数をかけることによって安全に実現される．提案手法は，少なくとも3台のサーバを必要とする秘密分散法に基づく手法の短所を解決し，さらに準同型暗号化に基づく手法よりも非常に少ない計算量で実行することを可能にする．提案手法は，受動的敵対者だけでなく能動的敵対者に対する安全性を持つ．さらに，提案手法は行列乗算に対する既存手法よりも計算量において効率的であることを示す．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: Matrix multiplication has been widely used in the field of machine learning including deep learning. However, as the size of matrix is larger, the computational complexity becomes more enormous. Because of the limited performance or storage on the device, it is impossible for an individual to perform such large-scale computations. To tackle this problem, the technology which enables the consumer as a client to outsource computation securely for high-performance server in the cloud, namely, secure outsourcing computation is studied. In this paper, we propose secure and efficient outsourcing matrix multiplication based on secret sharing scheme and using only one server. Our method is realized by multiplying some shares of a secret by different random numbers. Proposed method allows to delete the demerit of secret sharing scheme which needs multiple servers, and moreover, to perform less computational complexity than that of the method based on homomorphic encryption. We prove the security of our method against not only passive adversaries but also active adversaries. In addition, we show that our method has more efficient computational complexity than existing method of secure outsourcing computation.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN00116647
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌; 巻 61, 号 5, p. 1073-1079, 発行日 2020-05-15
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 1882-7764