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heu 项目亮点解析

2025-06-27 14:34:38作者:秋阔奎Evelyn

1. 项目的基础介绍

heu(Homomorphic Encryption processing Unit)是一个用户友好且高性能的同态加密库,支持多种类型和可扩展的硬件加速。该项目的目标是提供一个易于使用且高效的同态加密解决方案,使得加密算法能够在不解密的情况下进行处理,从而保护数据的安全和隐私。

2. 项目代码目录及介绍

项目的代码目录结构清晰,主要包括以下几个部分:

  • .circleci:用于 CircleCI 的持续集成和持续部署(CI/CD)配置文件。
  • .github:GitHub 的配置文件,包括分支保护规则等。
  • docs:存放项目文档,使用 Sphinx 格式编写。
  • heu:包含 heu 库的所有实现代码。
    • algorithms:持有所有算法的实现。
    • experimental:包含一些独立的实验性代码。
    • library:实现 HE 库的应用层功能。
      • algorithms:遗留的算法,尚未迁移到 SPI(此目录将在迁移后弃用)。
      • benchmark:包含基准测试代码。
      • numpy:实现一组类似 Numpy 的接口。
      • phe:PHE 调度器实现(将被 SPI 替换)。
    • pylib:Python 绑定。
    • spi:定义 HEU 软硬件访问层接口(SPI)。
      • he:包含 HE SPI 和相关草图。
      • poly:定义多项式接口和相关草图。
  • third_party:包含编译所需的三方库,构建过程中将自动下载。

3. 项目亮点功能拆解

heu 项目的主要亮点功能包括:

  • 支持多种同态加密算法,如 Paillier、Okamoto–Uchiyama、EC ElGamal 等。
  • 支持加法同态加密和部分同态加密算法。
  • 提供类似 Numpy 的接口,方便用户使用。
  • 支持硬件加速,提高加密处理效率。
  • 提供丰富的文档和示例,易于用户学习和使用。

4. 项目主要技术亮点拆解

heu 的技术亮点主要包括:

  • 采用 SPI(Software and Hardware Processing Interface)框架,提供了统一接口支持所有 PHE/FHE 算法。
  • 实现了 SPI 草图,简化了算法的实现和迁移过程。
  • 提供自动化测试框架,确保算法的正确性和稳定性。
  • 支持与 Microsoft SEAL 和 OpenFHE 的集成,扩展了库的功能和应用范围。
  • 支持基于 GPU 的 CKKS 算法加速,提高了处理速度。

5. 与同类项目对比的亮点

与同类项目相比,heu 的亮点在于:

  • 高性能:通过硬件加速和优化的算法实现,提供了更高的加密处理效率。
  • 易用性:提供类似 Numpy 的接口和丰富的文档,降低了用户的使用门槛。
  • 开放性:作为开源项目,heu 欢迎社区贡献,不断改进和扩展库的功能。
  • 兼容性:支持多种加密算法,并且与主流的同态加密库兼容,提供了更多的选择空间。
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