Consider the problem of designing secure and private codes for distributed matrix-matrix multiplication. A master server owns two private matrices $\mA$ and $\mB$ and hires worker nodes to help computing their multiplication. The matrices should remain information-theoretically private from the workers. Some of the workers are malicious and return corrupted results to the master. This work is motivated by the literature on myopic adversaries in network coding and distributed storage. Security beyond the Singleton bound is possible when the adversary has limited knowledge about the master's data and probabilistic decoding is acceptable. The key observation in this setting is that the master is the sender and the receiver. Therefore, the master enjoys a plethora of advantages that enable coding for security beyond the Singleton bound. We design a framework for security against malicious adversaries in private matrix-matrix multiplication. Our main goal is to apply this security framework to schemes with adaptive rates previously introduced by a subset of the authors. Adaptive schemes divide the workers into clusters and thus provide flexibility in trading decoding complexity for efficiency. Checking the integrity of the computation per cluster has low complexity but costs deleting the results of a whole cluster with at least one malicious worker. Checking the integrity of the results per worker is more complex but allows an efficient use of the non-malicious workers. Our scheme, called SRPM3, provides a computationally efficient security check that detects malicious workers with high probability and can tolerate the presence of an arbitrary number of malicious workers. We provide simulation results that validate our theoretical findings.


翻译:考虑为分布式矩阵矩阵乘法设计安全和私人代码的问题。 主服务器拥有两个私人矩阵 $mA$和$mB$, 并雇用工人节点帮助计算其乘法。 矩阵应该保持工人的信息- 理论私密性。 一些工人是恶意的, 并将腐败的结果归还给主人。 这项工作受网络编码和分布式存储中短视对手的文献的启发。 当对手对主数据及概率解码的了解有限时, 单顿界限以外的安全是可能的。 此设置中的主要观察是, 母服务器是发送者和接收者。 因此, 母服务器享有大量优势, 能够将安全编码编码到Sington的界限之外。 我们设计了一个框架, 防止私人矩阵矩阵和分布式存储中恶意对手的恶意对手把安全框架应用到先前由作者一组引入的适应率计划中。 适应性计划将工人分为一组, 从而在效率解码复杂性交易中提供灵活性。 检查每组工人的不准确性计算结果时, 一种最不精确的计算方法可以使工人使用一个复杂的计算方法。

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