Муҳаққиқон бо ин чипи ночиз барои моделҳои сунъии аз нерӯи барқ гуруснашуда як ҳалли амниятро таҳия кардаанд, ки аз ду ҳамлаи маъмул муҳофизат мекунад.
Барномаҳои мониторинги саломатӣ метавонад ба одамон кӯмак кунад, ки бемориҳои музминро идора кунанд ё ба ҳадафҳои фитнес дар роҳ бимонанд, бо истифода аз чизе ҷуз смартфон. Бо вуҷуди ин, ин барномаҳо метавонанд суст ва камсамар бошанд, зеро моделҳои азими омӯзиши мошинсозӣ, ки ба онҳо қудрат медиҳанд, бояд байни смартфон ва сервери хотираи марказӣ интиқол дода шаванд.
Муҳандисон аксар вақт корҳоро бо истифода аз сахтафзор суръат мебахшанд, ки зарурати интиқоли ин қадар маълумотро ба пеш ва пас кам мекунад. Гарчанде ки ин суръатдиҳандагони омӯзиши мошинсозӣ метавонанд ҳисобкуниро ба тартиб дароранд, онҳо ба ҳамлагарон, ки маълумоти махфиро дуздида метавонанд, осебпазиранд.
Барои коҳиш додани ин осебпазирӣ, муҳаққиқони MIT ва Lab MIT-IBM Watson AI суръатбахши омӯзиши мошинсозӣ сохтанд, ки ба ду намуди маъмултарини ҳамла тобовар аст. Чипи онҳо метавонад сабтҳои саломатии корбар, маълумоти молиявӣ ё дигар маълумоти ҳассосро махфӣ нигоҳ дорад ва ҳамзамон ба моделҳои бузурги AI имкон медиҳад, ки дар дастгоҳҳо самаранок кор кунанд.
Даста як қатор оптимизатсияҳоро таҳия кардааст, ки амнияти пурқувватро таъмин мекунанд ва дар ҳоле ки дастгоҳро каме суст мекунанд. Ғайр аз он, амнияти иловагӣ ба дурустии ҳисобҳо таъсир намерасонад. Ин суръатдиҳандаи омӯзиши мошин метавонад махсусан барои барномаҳои AI, ба монанди воқеияти афзоянда ва виртуалӣ ё ронандагии мустақил муфид бошад.
Муаллифи пешбари Майтрей Ашок, донишҷӯи аспиранти муҳандисии барқ ва илмҳои компютерӣ (EECS) дар MIT мегӯяд, дар ҳоле ки татбиқи чип дастгоҳро каме гаронтар ва каммасрафи энергия мегардонад, ки ин баъзан нархи арзандаест барои амният.
«Муҳим аст, ки тарҳрезӣ бо дарназардошти амният аз ибтидо. Агар шумо кӯшиш кунед, ки ҳатто ҳадди ақали амниятро пас аз тарҳрезии система илова кунед, он хеле гарон аст. Мо тавонистем дар марҳилаи тарроҳӣ бисёре аз ин тавозуни муассирро мувозинат кунем ”мегӯяд Ашок.
Ҳаммуаллифони ӯ Саурав Маҷӣ, донишҷӯи аспиранти EECS; Син Чжан ва Ҷон Кон аз лабораторияи MIT-IBM Watson AI; ва муаллифи калон Ананта Чандракасан, сармутахассиси инноватсия ва стратегияи MIT, декани Мактаби муҳандисӣ ва Ванневар Буш профессори EECS. Тадқиқот дар конфронси IEEE Custom Integrated Circuits муаррифӣ мешавад.
Ҳассосияти канали паҳлӯ
Муҳаққиқон як навъи суръатбахши омӯзиши мошинро ҳадаф қарор доданд, ки ҳисоббарории рақамӣ дар хотира номида мешавад. Чипи рақамии IMC ҳисобҳоро дар дохили хотираи дастгоҳ иҷро мекунад, ки дар он қисмҳои модели омӯзиши мошин пас аз интиқол аз сервери марказӣ нигоҳ дошта мешаванд.
Тамоми модел барои нигоҳ доштан дар дастгоҳ хеле калон аст, аммо бо шикастани он ба қисмҳо ва истифодаи дубораи он қисмҳо, микросхемаҳои IMC миқдори маълумотеро, ки бояд ба пеш ва пас интиқол дода шаванд, кам мекунанд.
Аммо чипҳои IMC метавонанд ба ҳакерҳо осебпазир бошанд. Ҳангоми ҳамлаи паҳлӯӣ, ҳакер масрафи нерӯи чипро назорат мекунад ва усулҳои оморро барои баргардонидани маълумот ҳангоми ҳисобкунии чип истифода мебарад. Ҳангоми ҳамла ба автобус, ҳакер метавонад битҳои модел ва маҷмӯаи маълумотро тавассути тафтиши иртибот байни акселератор ва хотираи берун аз чип дуздад.
Ашок мегӯяд, рақами IMC бо иҷрои миллионҳо амалиёт ҳисобро суръат мебахшад, аммо ин мураккабӣ пешгирии ҳамлаҳоро бо истифода аз чораҳои анъанавии амниятӣ душвор мекунад.
Вай ва ҳамкорони ӯ барои ҷилавгирӣ аз ҳамлаҳои паҳлӯӣ ва таҳқиқи автобусҳо як равиши сеҷонибаро пеш гирифтанд.
Аввалан, онҳо чораи бехатариро истифода бурданд, ки маълумот дар IMC ба қисмҳои тасодуфӣ тақсим карда мешавад. Масалан, сифр каме метавонад ба се бит тақсим карда шавад, ки пас аз амалиёти мантиқӣ ба сифр баробаранд. IMC ҳеҷ гоҳ бо ҳама қисмҳо дар як амалиёт ҳисоб намекунад, аз ин рӯ ҳамлаи паҳлӯӣ ҳеҷ гоҳ иттилооти воқеиро барқарор карда наметавонад.
Аммо барои кор кардани ин техника, барои тақсим кардани маълумот битҳои тасодуфӣ бояд илова карда шаванд. Азбаски IMC рақамӣ миллионҳо амалиётро якбора иҷро мекунад, тавлиди ин қадар битҳои тасодуфӣ ҳисоббарории аз ҳад зиёдро дар бар мегирад. Барои чипи худ, муҳаққиқон роҳи содда кардани ҳисобкуниро пайдо карданд, ки ба таври муассир тақсим кардани маълумот ҳангоми аз байн бурдани ниёз ба битҳои тасодуфӣ осонтар мешавад.
Дуюм, онҳо бо истифода аз шифри сабуке, ки модели дар хотираи берун аз чип нигоҳ дошташударо рамзгузорӣ мекунад, аз ҳамлаҳои санҷиши автобус пешгирӣ карданд. Ин рамзи сабук танҳо ҳисобҳои оддиро талаб мекунад. Илова бар ин, онҳо танҳо дар ҳолати зарурӣ қисмҳои модели дар чип нигоҳ дошташударо рамзкушоӣ карданд.
Сеюм, барои беҳтар кардани амният, онҳо калидеро тавлид карданд, ки рамзро мустақиман дар чип рамзкушоӣ мекунад, на он ки онро бо модел ба пешу пеш ҳаракат кунад. Онҳо ин калиди беназирро аз вариантҳои тасодуфӣ дар чип, ки ҳангоми истеҳсол ҷорӣ карда мешаванд, бо истифода аз он чизе, ки ҳамчун функсияи аз ҷиҳати ҷисмонӣ ғайриимкон маълум аст, тавлид карданд.
«Шояд як сим аз дигараш каме ғафстар бошад. Мо метавонем ин вариантҳоро истифода барем, то сифрҳо ва якҳоро аз схема берун кунем. Барои ҳар як чип, мо метавонем калиди тасодуфиро ба даст орем, ки бояд мувофиқ бошад, зеро ин хосиятҳои тасодуфӣ бо мурури замон набояд ба таври назаррас тағир наёбанд ”мегӯяд Ашок.
Онҳо ҳуҷайраҳои хотираи чипро дубора истифода бурда, нокомилҳои ин ҳуҷайраҳоро барои тавлиди калид истифода бурданд. Ин назар ба тавлиди калид аз сифр ҳисобкунии камтарро талаб мекунад.
"Азбаски амният дар тарҳрезии дастгоҳҳои канорӣ ба як масъалаи муҳим табдил ёфтааст, зарурати таҳияи як стеки мукаммали система, ки ба кори бехатар нигаронида шудааст, вуҷуд дорад. Ин кор ба амнияти сарбории кории мошинсозӣ тамаркуз мекунад ва протсессори рақамиро тавсиф мекунад, ки оптимизатсияи салибро истифода мебарад. Он дастрасии рамзгузоришудаи маълумотро байни хотира ва протсессор, равишҳо барои пешгирии ҳамлаҳои паҳлӯӣ бо истифода аз тасодуфӣ ва истифодаи тағирёбанда барои тавлиди кодҳои беназирро дар бар мегирад. Чунин тарҳҳо дар дастгоҳҳои мобилии оянда муҳим хоҳанд буд ”мегӯяд Чандракасан.
Санҷиши бехатарӣ
Барои санҷидани чипи худ, муҳаққиқон нақши ҳакерҳоро ба ӯҳда гирифтанд ва кӯшиш карданд, ки маълумоти махфиро бо истифода аз ҳамлаҳои паҳлӯӣ ва тафтиши автобус дузданд.
Ҳатто пас аз миллионҳо кӯшишҳо, онҳо натавонистанд ягон маълумоти воқеиро барқарор кунанд ё қисмҳои модел ё маҷмӯи додаҳоро истихроҷ кунанд. Шифр низ шикастнопазир боқӣ монд. Баръакс, барои дуздидани маълумот аз чипи муҳофизатнашуда танҳо тақрибан 5,000 намуна лозим буд.
Илова кардани амният самаранокии энергетикии суръатбахшро коҳиш дод ва он инчунин майдони калонтари чипро талаб мекард, ки истеҳсоли онро гаронтар мекунад.
Даста ба нақша гирифтааст, ки усулҳоеро омӯзад, ки метавонанд дар оянда масрафи энергия ва андозаи чипи онҳоро коҳиш диҳанд, ки татбиқи онро дар миқёс осонтар кунад.
“Бо он ки он хеле гарон мешавад, бовар кунондан ба касе, ки амният муҳим аст, душвортар мешавад. Корҳои оянда метавонанд ин мубодилаҳоро омӯзанд. Шояд мо метавонем онро каме бехатартар гардонем, аммо татбиқаш осонтар ва гаронарзиштар бошад," мегӯяд Ашок.
Муаллиф Адам Зеве
