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TenSEAL

C/C++

v0.3.15

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A Tenseal é uma biblioteca para fazer operações de criptografia homomórfica em tensores, construídos sobre o Microsoft Seal. Ele fornece facilidade de uso por meio de uma API Python, preservando a eficiência implementando a maioria de suas operações usando C ++.

Características

? Criptografia/descriptografia de vetores de números inteiros usando BFV
? Aste criptografia/descriptografia de vetores de números reais usando ckks
Adição, subtração e multiplicação de elementos de vetores criptografados e vetores criptografados
? Multiplicação de produto e matriz vetorial
⚡ API completa do selo sob tenseal.sealapi

Uso

Mostramos as operações básicas sobre dados criptografados, uso mais avançado para aplicativos de aprendizado de máquina pode ser encontrado em nossa seção de tutorial

 import tenseal as ts

# Setup TenSEAL context
context = ts . context (
            ts . SCHEME_TYPE . CKKS ,
            poly_modulus_degree = 8192 ,
            coeff_mod_bit_sizes = [ 60 , 40 , 40 , 60 ]
          )
context . generate_galois_keys ()
context . global_scale = 2 ** 40

v1 = [ 0 , 1 , 2 , 3 , 4 ]
v2 = [ 4 , 3 , 2 , 1 , 0 ]

# encrypted vectors
enc_v1 = ts . ckks_vector ( context , v1 )
enc_v2 = ts . ckks_vector ( context , v2 )

result = enc_v1 + enc_v2
result . decrypt () # ~ [4, 4, 4, 4, 4]

result = enc_v1 . dot ( enc_v2 )
result . decrypt () # ~ [10]

matrix = [
  [ 73 , 0.5 , 8 ],
  [ 81 , - 5 , 66 ],
  [ - 100 , - 78 , - 2 ],
  [ 0 , 9 , 17 ],
  [ 69 , 11 , 10 ],
]
result = enc_v1 . matmul ( matrix )
result . decrypt () # ~ [157, -90, 153]

Instalação

Usando pip

$ pip install tenseal

Isso instala a última versão embalada no Pypi. Se sua plataforma não tiver um pacote pronto, abra um problema para nos informar.

Construir a partir da fonte

Plataformas suportadas e seus requisitos estão listados abaixo: (Isso é necessário apenas para a construção de tenseal a partir da fonte)

Linux: uma versão moderna do GNU G ++ (> = 6.0) ou CLANG ++ (> = 5.0).
MacOS: Xcode Toolchain (> = 9.3)
Windows: Microsoft Visual Studio (> = 10.0.40219.1, Visual Studio 2010 SP1 ou posterior).

Se você deseja instalar o Tenseal a partir do repositório, primeiro certifique -se de ter os requisitos para sua plataforma (listada acima) e CMake (3.14 ou superior) instalados e, em seguida, obtenha as bibliotecas de terceiros (se você já não o fez) executando o seguinte comando do diretório raiz do projeto

$ git submodule init
$ git submodule update

A Tenseal usa buffers de protocolo para serialização e você também precisará do compilador de buffer de protocolo.

Se você estiver no Windows, primeiro precisará criar a biblioteca do Seal usando o Visual Studio, use o SEAL.sln do arquivo da solução.sln em third_party/SEAL para criar o projeto nativesrcSEAL.vcxproj com Configuration=Release e Platform=x64 . Para mais detalhes, verifique as instruções na construção do selo da Microsoft

Você pode acionar a compilação e a instalação

$ pip install .

Use Docker

Você pode usar nossa imagem do Docker para um ambiente pronto para uso com Tenseal instalado

$ docker container run --interactive --tty openmined/tenseal

Nota: Pontos openmined/tenseal para a imagem da última versão, use openmined/tenseal:dev para a imagem construída a partir da filial mestre.

Você também pode criar sua imagem personalizada, isso pode ser útil para os desenvolvedores que trabalham no projeto

$ docker build -t tenseal -f docker-images/Dockerfile-py38 .

Para executar interativamente esta imagem do docker como um recipiente após a construção, você pode executar

$ docker container run -it tenseal

Usando Bazel

Para usar esta biblioteca em outro projeto Bazel, adicione o seguinte no seu arquivo de espaço de trabalho:


git_repository(
   name = "org_openmined_tenseal",
   remote = "https://github.com/OpenMined/TenSEAL",
   branch = "master",
   init_submodules = True,
)

load("@org_openmined_tenseal//tenseal:preload.bzl", "tenseal_preload")

tenseal_preload()

load("@org_openmined_tenseal//tenseal:deps.bzl", "tenseal_deps")

tenseal_deps()

Benchmarks

Você pode comparar a implementação em qualquer momento executando

$ bazel run -c opt --spawn_strategy=standalone //tests/cpp/benchmarks:benchmark

Os benchmarks de cada mesclagem de relações públicas são enviados aqui.

Tutoriais

Começando
Tutorial 1 - Treinamento e avaliação da regressão logística em dados criptografados
Tutorial 2 - Trabalhando com números aproximados
Tutorial 3 - Benchmarks
Tutorial 4 - Convolução criptografada no MNIST

Publicações

A. BENAISSA, B. RETIUTA, B. CEBERE, AE BELFEDHAL, "Tenseal: uma biblioteca para operações tensoras criptografadas usando criptografia homomórfica", ICLR 2021 Workshop sobre aprendizado de máquina distribuído e privado (DPML 2021).

 @misc{tenseal2021,
    title={TenSEAL: A Library for Encrypted Tensor Operations Using Homomorphic Encryption}, 
    author={Ayoub Benaissa and Bilal Retiat and Bogdan Cebere and Alaa Eddine Belfedhal},
    year={2021},
    eprint={2104.03152},
    archivePrefix={arXiv},
    primaryClass={cs.CR}
}