本文提出了一种非相互作用的端到端解决方案，用于使用完全同构加密（FHE）的生物识别模板的安全融合和匹配。给定一对加密的特征向量，我们执行以下密码操作，i）特征串联，ii）通过学习的线性投影降低融合和尺寸，iii）缩放到单位$ \ ell_2 $ -norm和iv）匹配分数计算。我们的方法被称为heft（生物识别模板的同派加密融合），是定制设计的，以克服FHE所施加的独特约束，即缺乏对非偏心操作的支持。从推论的角度来看，我们系统地探索了不同的数据包装方案，以进行计算有效的线性投影，并引入多项式近似来进行比例归一化。从训练的角度来看，我们引入了一种了解线性投影矩阵的FHE感知算法，以减轻近似归一化引起的错误。与各自的UNIBIOMETICTAINS相比，对面部和语音生物识别技术的模板融合和匹配的实验评估表明，（I）将生物识别验证性能提高了11.07％和9.58％的AUROC，同时将特征向量压缩为16（512d至32d）， ，（ii）融合了一对加密的特征向量，并计算出在884毫秒内的1024个画廊的匹配分数。代码和数据可在https://github.com/human-analysis/crypted-biometric-fusion上获得

我们提出了一种方法，可以针对加密域中的大型画廊搜索探针（或查询）图像表示。我们要求探针和画廊图像以固定长度表示形式表示，这对于从学习的网络获得的表示是典型的。我们的加密方案对如何获得固定长度表示不可知，因此可以应用于任何应用域中的任何固定长度表示。我们的方法被称为HERS（同派加密表示搜索），是通过（i）压缩表示其估计的固有维度的表示，而准确性的最小损失（ii）使用拟议的完全同质加密方案和（iii）有效地加密压缩表示形式（ii）直接在加密域中直接搜索加密表示的画廊，而不会解密它们。大型面部，指纹和对象数据集（例如ImageNet）上的数值结果表明，在加密域中，首次准确且快速的图像搜索是可行的（500秒； $ 275 \ times $ 275 \ times $ speed胜过状态 - 与1亿个画廊的加密搜索有关）。代码可从https://github.com/human-analysis/hers-ecrypted-image-search获得。

神经网络的外包计算允许用户访问艺术模型的状态，而无需投资专门的硬件和专业知识。问题是用户对潜在的隐私敏感数据失去控制。通过同性恋加密（HE）可以在加密数据上执行计算，而不会显示其内容。在这种知识的系统化中，我们深入了解与隐私保留的神经网络相结合的方法。我们将更改分类为神经网络模型和架构，使其在他和这些变化的影响方面提供影响。我们发现众多挑战是基于隐私保留的深度学习，例如通过加密方案构成的计算开销，可用性和限制。

As automated face recognition applications tend towards ubiquity, there is a growing need to secure the sensitive face data used within these systems. This paper presents a survey of biometric template protection (BTP) methods proposed for securing face templates (images/features) in neural-network-based face recognition systems. The BTP methods are categorised into two types: Non-NN and NN-learned. Non-NN methods use a neural network (NN) as a feature extractor, but the BTP part is based on a non-NN algorithm, whereas NN-learned methods employ a NN to learn a protected template from the unprotected template. We present examples of Non-NN and NN-learned face BTP methods from the literature, along with a discussion of their strengths and weaknesses. We also investigate the techniques used to evaluate these methods in terms of the three most common BTP criteria: recognition accuracy, irreversibility, and renewability/unlinkability. The recognition accuracy of protected face recognition systems is generally evaluated using the same (empirical) techniques employed for evaluating standard (unprotected) biometric systems. However, most irreversibility and renewability/unlinkability evaluations are found to be based on theoretical assumptions/estimates or verbal implications, with a lack of empirical validation in a practical face recognition context. So, we recommend a greater focus on empirical evaluations to provide more concrete insights into the irreversibility and renewability/unlinkability of face BTP methods in practice. Additionally, an exploration of the reproducibility of the studied BTP works, in terms of the public availability of their implementation code and evaluation datasets/procedures, suggests that it would be difficult to faithfully replicate most of the reported findings. So, we advocate for a push towards reproducibility, in the hope of advancing face BTP research.

大多数视觉检索应用程序商店都有用于下游匹配任务的向量。这些向量从可以监视用户信息的地方，如果不仔细保护，将导致隐私泄漏。为了减轻隐私风险，当前的作品主要利用不可变形的转换或完全加密算法。但是，基于转换的方法通常无法实现令人满意的匹配性能，而密码系统则遭受了大量的计算开销。此外，应提高当前方法的安全水平，以面对潜在的对手攻击。为了解决这些问题，本文提出了一个称为SecureVector的插件模块，该模块通过随机排列，4L-DEC转换和现有同构加密技术来保护功能。 SecureVector首次实现了实时的实时和无损的功能匹配，而且安全级别比当前的最新设备高得多。关于面部识别，重新识别，图像检索和隐私分析的广泛实验证明了我们方法的有效性。鉴于该领域的公共项目有限，我们的方法和实施基准的代码是在https://github.com/irvingmeng/securevector中进行开源的。

生物识别技术，尤其是人脸识别，已成为全球身份管理系统的重要组成部分。在Biometrics的部署中，必须安全地存储生物信息，以保护用户的隐私是必要的。在此上下文中，生物识别密码系统旨在满足生物识别信息保护的关键要求，从而实现隐私保留存储和生物识别数据的比较。该工作调查了通过深卷积神经网络提取的面部特征向量的改进的模糊Vault方案的应用。为此，引入了一个特征转换方法，将固定长度的实值深度特征向量映射到整数值的功能集。作为所述特征变换的一部分，进行了对不同特征量化和二碳技术的详细分析。在关键绑定处，获得的特征集被锁定在可解释的改进的模糊拱顶中。对于关键检索，研究了不同多项式重建技术的效率。所提出的特征转换方法和模板保护方案是生物识别特性的不可知。在实验中，构造了基于可解释的改进的深面模糊Vault基础模板保护方案，采用用培训的最先进的深卷积神经网络提取的特征，该特征在接受附加角度损失（arcFace）。为了最佳配置，在Furet和FRGCV2面部数据库的跨数据库实验中实现了0.01％的假匹配速率低于1％以下的假非匹配率。平均而言，获得高达约28位的安全级别。这项工作提出了一个有效的面基模糊Vault方案，提供了面部参考数据的隐私保护以及从脸部的数字键推导。

本文提出了一种保护用于代表基于神经网络的面部验证系统中的人面的敏感面嵌入的方法。 PolyProtect使用基于由用户特定系数和指数参数参数化的多变量多项式的映射将映射变换为更安全的模板。在这项工作中，在合作用户移动面验证上下文中的两个开源面部识别系统中，在最艰难的威胁模型中对PolyProtect进行评估，该模型具有完全通知的攻击者，具有完全了解系统和其所有参数。结果表明，可以调整聚类以在多保护面部验证系统的识别准确性和多保护模板的不可逆转之间实现令人满意的权衡。此外，示出了聚保模板可有效地解释，特别是如果以非天真的方式选择在聚类映射中使用的用户特定参数。评估使用实用方法进行了实用方法，以在实践中将方法的鲁棒性展示在该方法的侵略性保护方案中。使用公开可用的代码，此工作完全可再现：https://gitlab.idiap.ch/bob/bob.paper.polyprotect_2021。

保留保护解决方案使公司能够在履行政府法规的同时将机密数据卸载到第三方服务。为了实现这一点，它们利用了各种密码技术，例如同性恋加密（HE），其允许对加密数据执行计算。大多数他计划以SIMD方式工作，数据包装方法可以显着影响运行时间和内存成本。找到导致最佳性能实现的包装方法是一个艰难的任务。我们提出了一种简单而直观的框架，摘要为用户提供包装决定。我们解释其底层数据结构和优化器，并提出了一种用于执行2D卷积操作的新算法。我们使用此框架来实现他友好的AlexNet版本，在三分钟内运行，比其他最先进的解决方案更快的数量级，只能使用他。

随着基于位置的越来越多的社交网络，隐私保存位置预测已成为帮助用户发现新的兴趣点（POI）的主要任务。传统系统考虑一种需要传输和收集用户私有数据的集中方法。在这项工作中，我们展示了FedPoirec，隐私保留了联合学习方法的隐私，增强了用户社交界的功能，以获得最高$ N $ POI建议。首先，FedPoirec框架建立在本地数据永远不会离开所有者设备的原则上，而本地更新盲目地由参数服务器汇总。其次，本地推荐人通过允许用户交换学习参数来获得个性化，从而实现朋友之间的知识传输。为此，我们提出了一种隐私保留协议，用于通过利用CKKS完全同态加密方案的特性来集成用户朋友在联合计算之后的偏好。为了评估FEDPOIREC，我们使用两个推荐模型将我们的方法应用于五个现实世界数据集。广泛的实验表明，FEDPOIREC以集中方法实现了相当的推荐质量，而社会集成协议会突出用户侧的低计算和通信开销。

Machine learning is widely used in practice to produce predictive models for applications such as image processing, speech and text recognition. These models are more accurate when trained on large amount of data collected from different sources. However, the massive data collection raises privacy concerns.In this paper, we present new and efficient protocols for privacy preserving machine learning for linear regression, logistic regression and neural network training using the stochastic gradient descent method. Our protocols fall in the two-server model where data owners distribute their private data among two non-colluding servers who train various models on the joint data using secure two-party computation (2PC). We develop new techniques to support secure arithmetic operations on shared decimal numbers, and propose MPC-friendly alternatives to non-linear functions such as sigmoid and softmax that are superior to prior work. We implement our system in C++. Our experiments validate that our protocols are several orders of magnitude faster than the state of the art implementations for privacy preserving linear and logistic regressions, and scale to millions of data samples with thousands of features. We also implement the first privacy preserving system for training neural networks.

最近，基于云的图形卷积网络（GCN）在许多对隐私敏感的应用程序（例如个人医疗保健和金融系统）中表现出了巨大的成功和潜力。尽管在云上具有很高的推理准确性和性能，但在GCN推理中保持数据隐私，这对于这些实际应用至关重要，但仍未得到探索。在本文中，我们对此进行了初步尝试，并开发了$ \ textit {cryptogcn} $ - 基于GCN推理框架的同型加密（HE）。我们方法成功的关键是减少HE操作的巨大计算开销，这可能比明文空间中的同行高的数量级。为此，我们开发了一种方法，可以有效利用GCN推断中基质操作的稀疏性，从而大大减少计算开销。具体而言，我们提出了一种新型的AMA数据格式方法和相关的空间卷积方法，该方法可以利用复杂的图结构并在HE计算中执行有效的矩阵矩阵乘法，从而大大减少HE操作。我们还开发了一个合作式框架，该框架可以通过明智的修剪和GCN中激活模块的多项式近似来探索准确性，安全级别和计算开销之间的交易折扣。基于NTU-Xview骨架关节数据集，即，据我们所知，最大的数据集对同型的评估，我们的实验结果表明，$ \ textit {cryptogcn} $均优胜于最先进的解决方案。同构操作的延迟和数量，即在延迟上达到3.10 $ \ times $加速，并将总代态操作数量减少77.4 \％，而准确度的较小精度损失为1-1.5 $ \％$。

通过生物手段自动验证一个人的身份是在每天的日常活动，如在机场访问银行服务和安全控制的一个重要应用。为了提高系统的可靠性，通常使用几个生物识别设备。这种组合系统被称为多模式生物测定系统。本文报道生物安全DS2（访问控制）评估由英国萨里大学举办的活动，包括面部，指纹和虹膜的个人认证生物特征的框架内进行基准研究，在媒体针对物理访问控制中的应用-size建立一些500人。虽然多峰生物测定是公调查对象，不存在基准融合算法的比较。朝着这个目标努力，我们设计了两组实验：质量依赖性和成本敏感的评估。质量依赖性评价旨在评估融合算法如何可以在变化的原始图像的质量主要是由于设备的变化来执行。在对成本敏感的评价，另一方面，研究了一种融合算法可以如何执行给定的受限的计算和在软件和硬件故障的存在，从而导致错误，例如失败到获取和失败到匹配。由于多个捕捉设备可用，融合算法应该能够处理这种非理想但仍然真实的场景。在这两种评价中，各融合算法被提供有从每个生物统计比较子系统以及两个模板和查询数据的质量度量得分。在活动的号召的响应证明是非常令人鼓舞的，与提交22个融合系统。据我们所知，这是第一次尝试基准品质为基础多模态融合算法。

可取消的生物识别性是指一组技术，其中生物识别输入在处理或存储前用键有意地转换。该转换是可重复的，可以实现后续生物特征比较。本文介绍了一种可消除生物识别性的新方案，旨在保护模板免受潜在攻击，适用于任何基于生物识别的识别系统。我们所提出的方案基于从变形随机生物识别信息获得的时变键。给出了面部生物识别技术的实验实施。结果证实，该方法能够在提高识别性能的同时抵抗泄漏攻击。

使用深度学习模型对敏感用户数据的处理是一个获得最近吸引力的领域。现有工作利用了同构加密（HE）方案来启用加密数据的计算。早期工作是加密货币，需要250秒才能进行一项MNIST推断。这种方法的主要局限性是在He-compypted Ciphertext上执行操作所需的类似FFT的操作。其他人建议使用模型修剪和有效的数据表示来减少所需的操作数量。我们专注于通过提出对CNN推断期间中间张量的表示的更改来改善现有工作。我们在MNIST和CIFAR-10数据集上构建和评估私有CNN，并在用于推广架构的推断的操作数量上减少了两倍。

可取消的生物识别方案旨在通过将特定于用户特定令牌（例如密码，存储的秘密或盐）以及生物识别数据结合使用来生成安全的生物识别模板。这种类型的转换被构造为具有特征提取算法的生物特征转化的组成。可取消的生物特征方案的安全要求涉及模板的不可逆性，无键和可竞争性，而不会损失比较的准确性。尽管最近就这些要求攻击了几项方案，但这种组成的完全可逆性是为了产生碰撞的生物特征，特别是表现攻击，从未得到我们的最佳知识。在本文中，我们借助整数线性编程（ILP）和四次约束二次编程（QCQP）对传统可取消方案进行了形式化这些攻击。解决这些优化问题使对手可以稍微改变其指纹图像，以模仿任何人。此外，在更严重的情况下，有可能同时假冒几个人。

在过去十年中，已经开发出新的深度学习（DL）算法，工作负载和硬件来解决各种问题。尽管工作量和硬件生态系统的进步，DL系统的编程方法是停滞不前的。 DL工作负载从DL库中的高度优化，特定于平台和不灵活的内核，或者在新颖的操作员的情况下，通过具有强大性能的DL框架基元建立参考实现。这项工作介绍了Tensor加工基元（TPP），一个编程抽象，用于高效的DL工作负载的高效，便携式实现。 TPPS定义了一组紧凑而多才多艺的2D张镜操作员（或虚拟张量ISA），随后可以用作构建块，以在高维张量上构建复杂的运算符。 TPP规范是平台 - 不可行的，因此通过TPPS表示的代码是便携式的，而TPP实现是高度优化的，并且特定于平台。我们展示了我们使用独立内核和端到端DL＆HPC工作负载完全通过TPPS表达的方法的效力和生存性，这在多个平台上优于最先进的实现。

Machine Learning as a service (MLaaS) permits resource-limited clients to access powerful data analytics services ubiquitously. Despite its merits, MLaaS poses significant concerns regarding the integrity of delegated computation and the privacy of the server's model parameters. To address this issue, Zhang et al. (CCS'20) initiated the study of zero-knowledge Machine Learning (zkML). Few zkML schemes have been proposed afterward; however, they focus on sole ML classification algorithms that may not offer satisfactory accuracy or require large-scale training data and model parameters, which may not be desirable for some applications. We propose ezDPS, a new efficient and zero-knowledge ML inference scheme. Unlike prior works, ezDPS is a zkML pipeline in which the data is processed in multiple stages for high accuracy. Each stage of ezDPS is harnessed with an established ML algorithm that is shown to be effective in various applications, including Discrete Wavelet Transformation, Principal Components Analysis, and Support Vector Machine. We design new gadgets to prove ML operations effectively. We fully implemented ezDPS and assessed its performance on real datasets. Experimental results showed that ezDPS achieves one-to-three orders of magnitude more efficient than the generic circuit-based approach in all metrics while maintaining more desirable accuracy than single ML classification approaches.

我们提出了一种质量感知的多模式识别框架，其将来自多个生物特征的表示与不同的质量和样本数量相结合，以通过基于样本的质量提取互补识别信息来实现增加的识别准确性。我们通过使用以弱监督时尚估计的质量分数加权，为融合输入方式的质量意识框架，以融合输入方式的融合。此框架利用两个融合块，每个融合块由一组质量感知和聚合网络表示。除了架构修改外，我们还提出了两种特定于任务特定的损耗功能：多模式可分离性损失和多模式紧凑性损失。第一个损失确保了类的模态的表示具有可比的大小来提供更好的质量估计，而不同类别的多式数代表分布以实现嵌入空间中的最大判别。第二次丢失，被认为是正规化网络权重，通过规范框架来提高泛化性能。我们通过考虑由面部，虹膜和指纹方式组成的三个多模式数据集来评估性能。通过与最先进的算法进行比较来证明框架的功效。特别是，我们的框架优于BioMdata的模式的级别和得分级别融合超过30％以获得$ 10 ^ { - 4} $ 10 ^ { - 4} $的真正验收率。

Recent years witnessed the breakthrough of face recognition with deep convolutional neural networks. Dozens of papers in the field of FR are published every year. Some of them were applied in the industrial community and played an important role in human life such as device unlock, mobile payment, and so on. This paper provides an introduction to face recognition, including its history, pipeline, algorithms based on conventional manually designed features or deep learning, mainstream training, evaluation datasets, and related applications. We have analyzed and compared state-of-the-art works as many as possible, and also carefully designed a set of experiments to find the effect of backbone size and data distribution. This survey is a material of the tutorial named The Practical Face Recognition Technology in the Industrial World in the FG2023.

收集的数据量不断增长，其分析以提供更好的服务正在引起人们对数字隐私的担忧。为了解决隐私问题并提供实用的解决方案，文献依赖于安全的多方计算。但是，最近的研究主要集中在多达四个政党的小党诚实造成的设置上，并指出了效率的问题。在这项工作中，我们扩展了策略，以在中心舞台上以效率为诚实的多数参与者。在预处理范式中，我们的半冬季协议改善了Damg \ aa Rd和Nielson（Crypto'07）十年最先进的协议的在线复杂性。除了提高在线沟通成本外，我们还可以在在线阶段关闭几乎一半的各方，从而节省了系统的运营成本高达50％。我们恶意安全的协议也享有类似的好处，除了一次性验证外，只需要一半的当事方。为了展示设计协议的实用性，我们基准了使用原型实现的深度神经网络，图形神经网络，基因组序列匹配以及生物识别匹配等流行应用程序。我们改进的协议有助于在先前的工作中节省高达60-80％的货币成本。