Privacy-preserving machine learning (PPML) offers a promising path toward bringing powerful AI services to the edge without exposing sensitive user data. However, its practical deployment remains constrained by the high communication, computation, and data-movement costs of secure multi-party computation (MPC), particularly during nonlinear inference. Existing MPC systems typically decouple input-independent correlated randomness generation from online execution, creating substantial memory pressure to buffer single-use cryptographic data. Moreover, limited storage can force a stop-and-refill execution pattern that repeatedly stalls the pipeline to replenish these buffers, bringing randomness generation back onto the critical path. We propose Interflow, an algorithm-hardware co-design that rethinks this separation by batch-wise processing and pipelining correlated-randomness generation with online execution: while the current batch consumes pre-generated randomness to execute secure nonlinear operations, correlation generation proceeds concurrently for the next batch. By leveraging interleaved execution, efficient data movement, and hardware acceleration, the design transforms preprocessing from a serialized, storage-intensive offline phase into a continuously overlapped pipeline that generates correlated randomness closer to the point of consumption, reducing memory footprint and data movement overhead. Implemented on the Zynq UltraScale+ ZCU102, Interflow improves nonlinear evaluation throughput by up to 1.55x for CNN operators and 1.48x for transformer operators. It achieves up to 1.26x speedup for ResNet-50 and up to 1.21x speedup for BERT-base, and reduces memory footprint by up to 37%, compared with baseline frameworks.


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人工智能杂志AI(Artificial Intelligence)是目前公认的发表该领域最新研究成果的主要国际论坛。该期刊欢迎有关AI广泛方面的论文,这些论文构成了整个领域的进步,也欢迎介绍人工智能应用的论文,但重点应该放在新的和新颖的人工智能方法如何提高应用领域的性能,而不是介绍传统人工智能方法的另一个应用。关于应用的论文应该描述一个原则性的解决方案,强调其新颖性,并对正在开发的人工智能技术进行深入的评估。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ai/
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