Una delle principali differenze tra @sunscreentech e altre aziende FHE è che abbiamo scelto il circuit bootstrapping (CBS) rispetto al programmable bootstrapping (PBS) nel nostro stack tecnologico. Ecco perché lo abbiamo fatto 👇🧵 Prima di tutto, cos'è il bootstrapping? Il bootstrapping è il componente più sofisticato e intensivo in termini di calcolo di uno schema FHE. È una tecnica che consente il rinfresco dei ciphertext, riducendo essenzialmente il rumore accumulato dalle operazioni omomorfiche e abilitando ulteriori calcoli. Il Programmable Bootstrapping (utilizzato da @zama_fhe) rinfresca il rumore e valuta una tabella di ricerca in un singolo passaggio. Prende un ciphertext LWE come input e restituisce un nuovo ciphertext LWE, pronto per la prossima ricerca. La latenza per bootstrap è bassa, quindi su porte isolate sembra attraente. Il compromesso è la dipendenza sequenziale. I programmi reali richiedono una catena di bootstraps e le dipendenze lineari tra queste operazioni significano che i calcoli non possono essere eseguiti in parallelo. Questo lascia la maggior parte delle risorse di calcolo (core) inattive. Il Circuit Bootstrapping (utilizzato da @sunscreentech) segue un percorso diverso. Il bootstrap consuma ancora un ciphertext LWE, ma l'output è un "selettore" GGSW espressamente progettato per operazioni CMUX. Ogni CMUX è molto più economico di un bootstrap e, poiché gli alberi CMUX sono imbarazzantemente paralleli, possono essere distribuiti in modo efficiente tra molte risorse di calcolo prima che sia necessaria un'altra costosa operazione di bootstrap. Quel cambiamento nella struttura di dipendenza è decisivo; consente al nostro runtime di saturare le CPU e le GPU multi-core di oggi e si adatta perfettamente ai futuri acceleratori FHE. I CMUX sono una base ampiamente utilizzata nell'hardware di calcolo e, come tale, possiamo utilizzare decenni di lavoro per abilitare il calcolo di uso generale a partire da semplici parti CMUX. I circuiti PBS richiedono generalmente una gestione su misura per l'indicizzazione negaciclica, il padding LUT e le conversioni di formato, tutte cose che rallentano l'iterazione e aumentano l'area di superficie per i bug. Nota però che tfhe-rs astrae quasi tutto questo lavoro per PBS se utilizzi semplicemente i loro parametri predefiniti. Il riutilizzo dei dati è importante man mano che i carichi di lavoro aumentano. Un selettore GGSW prodotto da un CBS può guidare più CMUX, ammortizzando il passaggio costoso su un ampio sotto-circuito. PBS non offre un riutilizzo comparabile; ogni nuova porta comporta un nuovo bootstrap. Quando abbiamo confrontato l'aritmetica a 16 e 32 bit, il pipeline CBS-CMUX ha costantemente eseguito con meno bootstraps sequenziali e un throughput complessivo più elevato. Quei guadagni si ampliano man mano che aumentano i conteggi dei core e si allineano con la nostra roadmap hardware a lungo termine. Per il nostro team @sunscreentech, il CBS ha fornito il giusto equilibrio: parallelismo prevedibile, una storia di calcolo più pulita e una curva di prestazioni che migliora con l'hardware invece di bloccarsi contro colli di bottiglia sequenziali. Ecco perché il CBS è la base del nostro stack e perché continuiamo a puntare sul suo ecosistema.