“格物”平台 V2.1 | 让全同态密码应用开发更高效。

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 近日，“格物”全同态密码开发平台（简称“格物”平台）正式发布，该平台旨在为全同态密码（Fully Homomorphic Encryption, FHE）开发者提供一套全面、高效的底层技术工具，包括先进的软件开发框架、异构的硬件加速解决方案以及智能的应用任务编译调度框架，意在解决全同态密码技术应用落地面临的核心难题。

全同态密码技术被誉为密码学领域的“圣杯”，它允许在加密数据上直接进行计算，而无需解密，实现了“数据可用而不可见”的安全目标，为数据协作与共享开启了新的安全范式。然而，该技术在实际应用中长期面临两大挑战：

1.性能瓶颈：

FHE 计算量相比明文计算高出数个数量级，导致计算性能成为制约其广泛应用的主要障碍。

2.开发复杂度： 

为了在 FHE 上实现通用计算并达到最优性能，开发者需要具备深厚的密码学专业知识，以准确选择密码协议、同态参数和编码方法，这涉及复杂的全局优化问题。

针对这些挑战，“格物”平台提供了创新性解决方案。接下来我们将从新版本核心功能、主要新增特性和性能指标三个维度对“格物”平台展开介绍。

一、新版本核心功能

“格物”平台通过 FHE 指令编译器、FHE Runtime 和算力芯片三个核心组件，构建了一套端到端的 BFV 和 CKKS 全同态密码算法应用开发及硬件加速解决方案。它通过异构硬件加速架构和上层应用开发框架，致力于帮助开发者克服 FHE 的性能瓶颈和开发复杂度，加速安全计算应用的落地。产品技术架构和两大核心功能介绍如下。

1. 异构硬件加速平台，实现性能飞跃

“格物”平台构建了一套强大的异构硬件加速体系，通过统一接口，灵活调度 CPU、GPU、FPGA 等多种算力芯片执行 FHE 计算。值得一提的是，平台配备的“格物”FPGA 加速卡采用了定制化的高性能 FPGA 设计，全面支持 BFV 和 CKKS 算法的各个算子。配合专用的芯片编译器和调度器，“格物”平台能够实现端到端性能相较于纯软件计算提升高达两个数量级。此外，其 CPU 任务调度组件也能充分挖掘 CPU 多核资源，实现 FHE 任务的高效并行处理。

2. 封装应用开发框架，降低开发门槛

“格物”平台不仅提供底层加速能力，更在此基础上推出了一系列应用开发框架，如“格物致数”密文查询框架和“格物致慧”AI 模型安全推理框架。这些框架封装了数据库查询、AI 模型推理等典型场景下的 FHE 密文计算最优流程，使开发者无需深入研究复杂的 FHE 底层细节，即可专注于上层业务逻辑和方案设计，极大降低了安全计算应用的开发门槛。

二、新版本主要特性

1. 统一接口执行任务调度

支持用户通过统一的 Python 接口定义 FHE 计算任务，并在运行时调用 CPU 或 FPGA 加速卡执行计算任务。

2. 新增 bootstrapping 算子支持

新增 CPU 对 CKKS 算法 bootstrapping 算子的支持。

三、新版本性能指标

“格物”开发平台搭配高性能 FPGA 加速卡作为核心硬件，优化全同态加密算法复杂计算算子的电路布局和数据通路，提升全同态密文计算任务的计算效率，主要算子加速比超过 100 倍，解决大规模数据在密文态进行运算处理时计算量膨胀过大的难题，全面支持 BFV、CKKS 全同态算法。基于格物硬件加速卡（FPGA）相比纯软的加速倍数，如下图所示。

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在实际应用层面，基于格物平台可以支撑上层应用的开发，如数据库密文查询和 AI 模型密文推理等。以下为数据库密文查询和 AI 密文推理应用的实测数据，基于 CPU 多线程和 FPGA 加速后可达到实用效果。

表 1 匿踪查询性能对比表（FHE 计算时间）

表 2 密文推理性能对比表（FHE 计算时间）

“格物”平台的发布，标志着全同态密码技术从理论走向实用迈出了关键一步。它通过软硬件协同优化，有效解决了 FHE 的性能与易用性难题，为金融、医疗、人工智能等众多对数据隐私有极高要求的行业，提供了安全、高效、可行的计算新范式。

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关于我们

密流智能科技（深圳）有限公司是一家总部位于深圳的科技创新企业，专注于全同态加密（FHE）技术领域的产品和服务供应商。公司秉承“保障数据安全，激活数据资产价值”的使命，致力于全同态加密技术的自主研发与场景化落地研究。通过底层算法革新及工程化实践，密流智能推动全同态密文计算从理论迈向产业规模化应用。未来，密流智能将继续深耕全同态加密计算技术，推动全球密文计算技术从理论走向规模化应用，致力于成为全同态加密领域具有国际竞争力的领导品牌。

官网：www.cipherflow.cn

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