The use of neural networks in edge devices is increasing, which introduces new security challenges related to the neural networks' confidentiality. As edge devices often offer physical access, attacks targeting the hardware, such as side-channel analysis, must be considered. To enhance the performance of neural network inference, hardware accelerators are commonly employed. This work investigates the influence of parallel processing within such accelerators on correlation-based side-channel attacks that exploit power consumption. The focus is on neurons that are part of the same fully-connected layer, which run parallel and simultaneously process the same input value. The theoretical impact of concurrent multiply-and-accumulate operations on overall power consumption is evaluated, as well as the success rate of correlation power analysis. Based on the observed behavior, equations are derived that describe how the correlation decreases with increasing levels of parallelism. The applicability of these equations is validated using a vector-multiplication unit implemented on an FPGA.


翻译:随着神经网络在边缘设备中的应用日益增多,其保密性面临新的安全挑战。由于边缘设备通常允许物理接触,必须考虑针对硬件的攻击,如侧信道分析。为提高神经网络推理性能,硬件加速器被广泛采用。本研究探讨了此类加速器内部并行处理对基于功耗的相关侧信道攻击的影响。研究重点聚焦于全连接层中并行运行且同时处理相同输入值的神经元。本文评估了并发乘累加操作对整体功耗的理论影响,以及相关功耗分析的成功率。基于观测到的行为,推导出描述相关度随并行度增加而降低的方程。通过FPGA上实现的向量乘法单元验证了这些方程的适用性。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于功耗和电磁的侧信道攻击对策综述》
专知会员服务
16+阅读 · 1月25日
《面向边缘AI应用的高性能高能效架构探索》156页
专知会员服务
35+阅读 · 2025年4月12日
《为高度不确定环境中的边缘系统定义参考架构》
专知会员服务
30+阅读 · 2024年7月11日
能耗优化的神经网络轻量化方法研究进展
专知会员服务
27+阅读 · 2023年1月29日
物联网时代分布式深度学习新方向
专知会员服务
55+阅读 · 2020年8月30日
综述:军事应用中使用的一些重要算法
专知
13+阅读 · 2022年7月3日
通过集成 XNNPACK 实现推理速度飞跃
TensorFlow
26+阅读 · 2020年7月30日
【边缘计算】边缘计算面临的问题
产业智能官
17+阅读 · 2019年5月31日
用深度学习揭示数据的因果关系
专知
28+阅读 · 2019年5月18日
硬件加速神经网络综述
计算机研究与发展
26+阅读 · 2019年2月1日
【优青论文】深度神经网络压缩与加速综述
计算机研究与发展
17+阅读 · 2018年9月20日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
美陆军设想无人系统司令部
专知会员服务
2+阅读 · 4月15日
【博士论文】已对齐人工智能系统的持久脆弱性
扭曲还是编造?视频大语言模型幻觉研究综述
专知会员服务
0+阅读 · 4月15日
《采用系统思维应对混合战争》125页
专知会员服务
2+阅读 · 4月15日
战争机器学习:数据生态系统构建(155页)
专知会员服务
7+阅读 · 4月15日
内省扩散语言模型
专知会员服务
6+阅读 · 4月14日
国外反无人机系统与技术动态
专知会员服务
4+阅读 · 4月14日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员