Idash_Otriver

版本号：v2.0.0 dev分支

简介：基于Lattigo v3.0.5 实现密文下的线性与非线性模型评估

环境配置：

• 系统环境：windows 10及以上或ubuntu 18及以上系统。
• GO SDK：golang 1.18
• 第三方库链接：https://github.com/tuneinsight/lattigo

1 效率测试

计算用时包括（密钥生成，加解密，编解码，同态计算）

测试环境（Starfire: 4 Core Intel(R) Xeon(R) Platinum 8269CY CPU @ 2.50GHz，32g内存）

	Lasso	XGB & Lasso	Lasso（Two Task）	XGB & Lasso（Two Task）
数据加载	460.51 ms	500.31 ms	602.06 ms	811. 92 ms
编码 & 加密	2.74 s	4.54 s	2.72 s	4.61 s
点积	1.00 s	1.97 s	1.05 s	1.95 s
重线性化	4.96 ms	13.35 ms	4.69 ms	15.12 ms
重缩放	1.03 ms	2.77 ms	1.36 ms	2.90 ms
解密	8.93 ms	8.26 ms	8.59 ms	8.67 ms
计算用时	4.01 s	6.77 s	4.15 s	7.07 s

2 准确率测试

线性逻辑回归模型的准确率：

	RMSE(非编码)	AUC(非编码)
Task 1	0.01966
Task 2	0.03814
Task 3	0.05155
Task 4		0.98990
Task 5		0.98990

3 用法

3.1 运行方法

源码下载与依赖拉取

git clone http://gitlab.os.adc.com/OppoResearch/dataintel/privacy/idash_otriver.git

注：go mod 命令在starfire平台上可能无法联网使用，需要设置GOPROXY变量

运行./utils_test.go下面的五个测试TASK，对五个任务进行测试。

sudo go build -buildvcs=false
sudo go test -c utils_test.go utils.go load.go ckks_basic.go model.go linear.go nonlinear.go -o evaluate.test
./evaluate.test

3.2 用例

• 线性模型 + 实部编码

// model = 1(linear model), task = 1(continuous task), thread = 6(6 goroutine), encodeParams = 1(weight * encodeParams)
params := ModelParams{1, 1, 6, 1}
evaRes := params.Model()
label := LoadLabel("label/label_1.csv")
RMSE := CompareRMSE(evaRes, label)
fmt.Println("TASK 1 RMSE: ", RMSE)

// model = 1(linear model), task = 4(discrete task), thread = 4(4 goroutine), encodeParams = 1(weight * encodeParams)
params := ModelParams{1, 4, 4, 1}
evaRes := params.Model()
label := LoadLabel("label/label_4.csv")
AUC := CompareAUC(evaRes, label)
fmt.Println("TASK 4 AUC: ", AUC)

• 非线性模型 + 实部编码

// model = 2(nonlinear model), task = 1(continuous task), thread = 6(6 goroutine), encodeParams = 1(weight * encodeParams)
params := ModelParams{2, 1, 6, 1}
evaRes := params.Model()
label := LoadLabel("label/label_1.csv")
RMSE := CompareRMSE(evaRes, label)
fmt.Println("RMSE: ", RMSE)

// model = 2(nonlinear model), task = 4(discrete task), thread = 6(6 goroutine), encodeParams = 1(weight * encodeParams)
params := ModelParams{2, 4, 6, 1}
evaRes := params.Model()
label := LoadLabel("label/label_4.csv")
AUC := CompareAUC(evaRes, label)
fmt.Println("TASK 4 AUC: ", AUC)

• 复数编码 （将任务1的权重编码到实部，将任务5的权重编码到虚部）

// model = 1(linear model), task0 = 1(continuous task), thread = 6(6 goroutine), task1 = 5(discrete task) encodeParams = 1(weight * encodeParams)
params := ModelParallelParams{1, 1, 5, 6, 1}
evaRes0, evaRes1 := params.ModelParallel()
label1 := LoadLabel("label/label_1.csv")
RMSE1 := CompareRMSE(evaRes0, label1)
fmt.Println("TASK 1 RMSE: ", RMSE1)

label5 := LoadLabel("label/label_5.csv")
AUC5 := CompareAUC(evaRes1, label5)
fmt.Println("TASK 5 AUC: ", AUC5)

5 底层库更改

5.1 模数链新增

SEAL参数新增

文件：./vendor/github.com/tuneinsight/lattigo/v3/ckks/params.go

// choose params `SEAL BFV-128bit-default` which same as SEAL 
PN13QP218SEAL = ParametersLiteral{
		LogN:     13,
		LogSlots: 12,
		Q: []uint64{0x7fffffc8001, // 43 + 3 x 44
			0xfffffffc001,
			0xffffff6c001,
			0xfffffebc001},
		P:            []uint64{0x7fffffd8001}, // 43
		DefaultScale: 1 << 44,
		Sigma:        rlwe.DefaultSigma,
		RingType:     ring.Standard,
}

5.2 多维同态乘法

1维密文与2维密文的乘法

文件：./vendor/github.com/tuneinsight/lattigo/v3/ckks/evaluator.go

// add Interface
Mul2DegreeNew(op0, op1 Operand) (ctOut *Ciphertext)

5.3 多维密文重线性化

3维密文重线性化

文件：./vendor/github.com/tuneinsight/lattigo/v3/ckks/evaluator.go

// add Interface
RelinearizeDegree(ct0 *Ciphertext, ctOut *Ciphertext)