Une nouvelle approche pour la confidentialité des données dans les LLMs
Découvrez comment un nouveau système améliore la confidentialité des données et la vitesse de traitement pour les LLM.
Yifan Tan, Cheng Tan, Zeyu Mi, Haibo Chen
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Table des matières
- Quel est le problème ?
- Le coût de la confidentialité
- Voici le héros : un nouveau système
- Prédire ce qui doit être protégé
- Garder les coûts bas
- Tester les eaux
- Le besoin croissant de LLMs
- Le problème avec les services cloud
- Le rôle de l'informatique confidentielle
- Les GPUs rejoignent le combat
- La mécanique de la confidentialité
- Le besoin de vitesse
- Les défis de la prédiction
- Comment gérer les erreurs
- Un coup d'œil au processus
- Comment le nouveau système se démarque
- Une compétition amicale de systèmes
- Prépare-toi pour l'avenir
- Dernières pensées
- Adopter la technologie intelligente
- Source originale
- Liens de référence
Dans le monde tech d'aujourd'hui, tout le monde parle des grands modèles de langage (LLMs). Ces modèles peuvent prendre du texte, le comprendre et fournir un nouveau texte en retour. Pense à eux comme des chatbots super-intelligents qui peuvent écrire des histoires, répondre à des questions et même aider avec des projets scolaires. Mais il y a un hic : quand les entreprises utilisent ces modèles dans le cloud, il peut y avoir de gros soucis de sécurité, surtout quand des données sensibles sont en jeu. Allez, on décortique tout ça.
Quel est le problème ?
Quand les boîtes envoient leurs données vers le cloud, elles risquent que ça soit regardé par quelqu'un qui ne devrait pas. C'est surtout inquiétant pour celles qui gèrent des infos privées. Pour garder les données en sécurité, des esprits brillants ont trouvé un moyen de garder ça privé tout en utilisant des services cloud. C'est là que l'Informatique Confidentielle entre en jeu, avec quelques astuces bien pratiques.
Le coût de la confidentialité
Malheureusement, même si l'informatique confidentielle fait bien son job pour protéger les données, ça peut vraiment ralentir les choses. Imagine que tu es sur l'autoroute, mais chaque fois que tu dois passer un péage, la circulation devient un vrai ralentissement. C'est un peu ce qui se passe avec les LLMs quand ils sont envoyés dans le cloud avec une protection robuste. La vitesse peut chuter jusqu'à 88 %, rendant la vie frustrante pour les utilisateurs et les entreprises.
Voici le héros : un nouveau système
Pour résoudre ce problème, un nouveau système a été développé qui peut garder les choses privées sans ralentir le processus. Ce système croise deux tâches : protéger les données et effectuer des calculs. Ça veut dire qu'une chose peut se faire pendant que l'autre avance, un peu comme écouter de la musique en bossant. L'idée, c'est de cacher le ralentissement causé par le cryptage, pour que tout roule sans accroc.
Prédire ce qui doit être protégé
Un des plus gros défis de ce nouveau système, c'est de savoir quelles données doivent être protégées et quand. C'est comme essayer de deviner ce que quelqu'un va commander au resto avant même qu'il ne regarde le menu ! La solution ? En observant comment les LLMs fonctionnent habituellement, le système peut prévoir quelles données doivent être protégées avant même qu'elles ne soient demandées.
Garder les coûts bas
Le nouveau système ne se contente pas de faire des prédictions ; il a aussi un plan de secours pour quand ça ne se passe pas comme prévu. Si le système se trompe sur les données à protéger, il a une solution économique pour régler le problème. Ça aide à garder le tout en mouvement et à assurer que le processus reste efficace.
Tester les eaux
Les tests ont montré que ce nouveau système n'ajoute qu'un petit temps supplémentaire-environ 19,6%-au service global, ce qui est un gros progrès par rapport aux systèmes sans ce genre de protection. C'est comme avoir une deuxième part de dessert qui ne pèse pas sur l'estomac !
Le besoin croissant de LLMs
Au fur et à mesure que les entreprises cherchent à adopter les LLMs pour diverses tâches, les enjeux deviennent de plus en plus élevés. Ces modèles se font de plus en plus courants dans le fonctionnement des entreprises. Mais comme ils dépendent de puissants processeurs graphiques (GPUs), qui peuvent coûter cher, beaucoup d'entreprises utilisent des services cloud pour y accéder.
Le problème avec les services cloud
Les services cloud sont attirants parce qu'ils peuvent gérer plein d'infos et ne nécessitent pas que les entreprises dépensent beaucoup en matériel. Cependant, ils peuvent aussi présenter des risques. Si des hackers accèdent au cloud, ils pourraient voir les modèles et les demandes des utilisateurs, exposant des données sensibles. Pas top ça !
Le rôle de l'informatique confidentielle
Pour combattre ces risques, l'informatique confidentielle aide en verrouillant les données dans un environnement sécurisé. Ça veut dire que tout accès extérieur est refusé, et seuls les logiciels de confiance sont acceptés. Pense à ça comme garder tes objets de valeur dans un coffre-fort que toi seul peux ouvrir. La technologie est comme un super-héros pour les données, fournissant une protection supplémentaire.
Les GPUs rejoignent le combat
Bien que l'informatique confidentielle puisse aider à protéger les données, l'utiliser avec les LLMs peut ralentir les choses. Ça, c'est parce que les contrôles de sécurité robustes impliquent souvent beaucoup de travail en arrière-plan. Par exemple, quand un modèle comme l'OPT-30B est utilisé avec ces protections, il peut subir un ralentissement significatif. Mais avec le nouveau système en place, il peut travailler pour maintenir la performance tout en s'assurant que tout est sécurisé.
La mécanique de la confidentialité
Le nouveau système utilise quelque chose qu'on appelle le cryptage pipeliné spéculatif. Ce terme un peu technique signifie qu'il peut chevaucher les étapes de protection et de traitement des données, un peu comme tu peux faire plusieurs choses à la fois dans ta vie quotidienne.
Le besoin de vitesse
En gros, l'idée, c'est d'amener le cryptage en arrière-plan pour que ça ne bloque pas les processus principaux. Et le bonus ? Ça rend le système plus efficace !
Les défis de la prédiction
Prédire quelles données seront nécessaires, c'est pas du gâteau. Ça nécessite de comprendre comment fonctionnent les LLMs et ce qu'ils demandent habituellement. Heureusement, en regardant les patterns passés, le système peut apprendre à faire des suppositions plus intelligentes sur les demandes futures.
Comment gérer les erreurs
Mais bon, des erreurs peuvent arriver. Si la prédiction se rate, le système est prêt à gérer ces erreurs avec classe. Ça implique de vérifier les données avant de les envoyer au GPU et d'avoir un plan pour quand les choses ne se passent pas comme prévu.
Un coup d'œil au processus
Le système est composé de différentes parties qui travaillent ensemble. La première partie, c'est le Prédicteur, qui fait des suppositions éclairées sur les données qui seront nécessaires. Ensuite, il y a le Validateur, qui vérifie pour s'assurer que tout est correct avant d'envoyer. Enfin, il y a un gestionnaire d'erreurs pour nettoyer si quelque chose ne va pas !
Comment le nouveau système se démarque
En créant une séparation claire entre le traitement des données et le cryptage, ce nouveau système permet à tout de fonctionner plus vite. Le système ne se contente pas d'équilibrer vitesse et sécurité, mais assure que les deux fonctionnent harmonieusement.
Une compétition amicale de systèmes
Ce nouveau service a été testé contre d'autres qui n'ont pas l'informatique confidentielle. La performance du nouveau système a montré des améliorations impressionnantes, avec un traitement des données plus rapide et moins de temps perdu au final.
Prépare-toi pour l'avenir
Alors que les entreprises cherchent à mettre en œuvre de plus en plus de LLMs, le besoin d'un traitement efficace et sécurisé sera crucial. La tendance montre que l'avenir est dans des systèmes intelligents qui peuvent prédire ce qui est nécessaire tout en gardant tout sécurisé. Cette innovation rendra les LLMs encore plus faciles à utiliser, au bénéfice de tous à long terme.
Dernières pensées
Avec ce nouveau système, le monde des LLMs pave la voie pour un avenir plus sécurisé et efficace. Personne ne veut gérer des problèmes de sécurité qui freinent le progrès, donc avec ces améliorations, c'est juste une question de temps avant que les LLMs ne deviennent un outil standard dans diverses entreprises, boostant la productivité tout en gardant les infos sensibles à l’abri.
Adopter la technologie intelligente
En conclusion, la combinaison d'une approche conviviale, de prédictions solides et de frais bas fait de ce système une avancée prometteuse dans le domaine des LLMs et de l'informatique confidentielle. Alors, attache ta ceinture et prépare-toi pour un voyage vers un avenir numérique plus sûr !
Titre: PipeLLM: Fast and Confidential Large Language Model Services with Speculative Pipelined Encryption
Résumé: Confidential computing on GPUs, like NVIDIA H100, mitigates the security risks of outsourced Large Language Models (LLMs) by implementing strong isolation and data encryption. Nonetheless, this encryption incurs a significant performance overhead, reaching up to 52.8 percent and 88.2 percent throughput drop when serving OPT-30B and OPT-66B, respectively. To address this challenge, we introduce PipeLLM, a user-transparent runtime system. PipeLLM removes the overhead by overlapping the encryption and GPU computation through pipelining - an idea inspired by the CPU instruction pipelining - thereby effectively concealing the latency increase caused by encryption. The primary technical challenge is that, unlike CPUs, the encryption module lacks prior knowledge of the specific data needing encryption until it is requested by the GPUs. To this end, we propose speculative pipelined encryption to predict the data requiring encryption by analyzing the serving patterns of LLMs. Further, we have developed an efficient, low-cost pipeline relinquishing approach for instances of incorrect predictions. Our experiments on NVIDIA H100 GPU show that compared with vanilla systems without confidential computing (e.g., vLLM, PEFT, and FlexGen), PipeLLM incurs modest overhead (less than 19.6 percent in throughput) across various LLM sizes, from 13B to 175B.
Auteurs: Yifan Tan, Cheng Tan, Zeyu Mi, Haibo Chen
Dernière mise à jour: 2024-11-04 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.03357
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.03357
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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