Onyx:為 SSD 上的隱匿式近似最近鄰檢索大幅降成本與延遲
近似最近鄰(ANN)搜尋在受信任執行環境(TEE)與第三方 SSD 上運行時,磁碟存取行為會洩漏查詢,傳統以 ORAM 隱匿存取雖可保護隱私,卻造成高成本與延遲。Onyx 顛倒既有設計策略:將帶寬節約責任交給 ANN 層,並讓 ORAM 盡量降低存取次數。
Onyx:在 SSD 上做更便宜、更快的隱匿式 ANN
在受信任執行環境中執行近似最近鄰搜尋時,必須倚賴外部 SSD 儲存向量,但磁碟的存取行為會向主機洩漏查詢。雖然 Oblivious RAM(ORAM)能阻止這類洩漏,與現有磁碟型 ANN 技術結合時,往往導致帶寬與存取次數雙重浪費,成本和延遲都很高。
Onyx 採取相反的設計哲學:把帶寬節省放在 ANN 層,把降低存取次數交給 ORAM。理由是 ANN 的近似特性允許更策略性地削減傳輸量;而 ORAM 在存取次數上沒有同樣的理論下界,可以用結構性設計來降次數。
系統由兩個共設計元件構成。Onyx-ANNS 引入緊縮的中介表示,事先剪掉多數會造成大量帶寬負擔的訪問,盡量不犧牲召回率;Onyx-ORAM 則提出具在地性意識的淺層樹結構,以減少實際磁碟存取次數,同時保持與帶寬友善 ORAM 技術的相容性。
作者指出,與先前的隱匿式 ANN 系統相比,Onyx 在成本與延遲上都有顯著改善,代表在第三方 SSD 上保護查詢隱私時,可以取得更佳的成本效率與使用者延遲體驗。
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原始來源:ArXiv AI
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