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[AI学术] HEAT:通过近似权重协同适应加速全同态推理

发布于:2026-09-04 22:00 最后更新:2026-09-05 12:23
#Machine Learning #optimization #Artificial Intelligence

全同态加密(FHE)使服务器能够在加密的用户提示上直接运行语言模型,但现有方法仍然极其缓慢。密文只能原生支持加、乘和旋转,乘法只能在有限深度内组合,超过后必须进行代价高昂的重引导(bootstrapping),否则无法继续计算。所有非线性函数必须通过迭代近似实现,每一次迭代都消耗乘法次数。迭代次数越多精度越高,却会更快耗尽深度并触发更多重引导,后者是延迟的主要来源。传统做法在整个模型中统一设定迭代次数,未考虑不同位置对误差的容忍度差异。

我们提出同态加密感知训练(HEAT),一种细调方法,使每个非线性层的迭代次数可学习,并在训练过程中与模型权重共同适应。HEAT 将迭代次数作为可优化的超参数,直接对任务目标进行梯度优化,使模型在推理时能够自行补偿近似误差,无需改变网络结构或从头重新训练。

在加密的 GPT-2 解码实验中,HEAT 将平均迭代次数降低了 $3.1\times$,重引导次数降低了 $1.6\times$,端到端延迟缩短了 $1.4\times$,同时在解码一致性上超过了经过校准的基线。

点评:HEAT 通过让迭代计数与权重共同学习,显著削减了同态推理的计算开销和延迟,为实际部署加密语言模型提供了更具可行性的路径。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2609.01730

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