Effectuer des multiplications matricielles à la vitesse de la lumière pour une cybersécurité renforcée

« Toutes choses sont des nombres », avouait Pythagore. Aujourd’hui, 25 siècles plus tard, l’algèbre et les mathématiques sont omniprésentes dans nos vies, que nous les voyions ou non. L’explosion de l’intelligence artificielle (IA) à la cambrienne a encore rapproché les chiffres de nous tous, puisque l’évolution technologique permet le traitement parallèle d’un grand nombre d’opérations.

Progressivement, les opérations entre scalaires (nombres) ont été parallélisées en opérations entre vecteurs, puis matrices. La multiplication entre les matrices tend désormais à être l’opération la plus exigeante en temps et en énergie des systèmes informatiques d’IA contemporains. Une technique appelée « multiplication matricielle tuilée » (TMM) aide à accélérer le calcul en décomposant les opérations matricielles en tuiles plus petites à calculer par le même système dans des tranches de temps consécutives. Mais les moteurs d’IA électroniques modernes, utilisant des transistors, approchent de leurs limites intrinsèques et peuvent difficilement calculer à des fréquences d’horloge supérieures à ~ 2 GHz.

Les références convaincantes des vitesses ultra-rapides légères et des économies d’énergie et d’encombrement importantes offrent une solution. Récemment, une équipe de chercheurs en photonique du groupe de recherche WinPhos, dirigée par le professeur Nikos Pleros de l’Université Aristote de Thessalonique, a exploité la puissance de la lumière pour développer un moteur informatique photonique compact en silicium capable de calculer des TMM à une horloge record de 50 GHz. fréquence.

Comme rapporté dans Photonique avancée, ils utilisent des modulateurs d’électro-absorption au silicium-germanium et une nouvelle conception architecturale neuromorphique capable d’encoder et de calculer des données. Selon l’auteur correspondant George Giamougiannis, « Ce travail ouvre la voie à la résolution des applications basées sur DL qui nécessitent des calculs de débit de ligne », et le travail promet de contribuer de manière significative à la cybersécurité des centres de données.

Cybersécurité des centres de données : la lumière chasse le mal

Sans aucun doute, l’éclatement de l’IA a équipé les utilisateurs bénins et néfastes de boîtes à outils puissantes pour accélérer et automatiser leurs activités. Les données circulant dans les centres de données (DC) augmentant d’environ 13 % d’une année sur l’autre, elles sont devenues une cible majeure pour les individus malveillants qui cherchent à compromettre des données sensibles, par exemple des données financières, des informations personnelles et la propriété intellectuelle de nombreuses organisations, y compris les agences gouvernementales, les forces militaires, les hôpitaux et les institutions financières. Pour cette raison, la cybersécurité DC est impérative pour empêcher les envahisseurs d’accéder aux informations classifiées.

En effet, les mécanismes de détection des menaces sont confrontés à un nouvel ensemble d’exigences résultant de la quantité de données circulant à travers le grand nombre de serveurs et de commutateurs au sein des DC contemporains. La détection des menaces en temps réel est impérative : l’inspection des paquets doit être traitée à des vitesses ultra élevées. De plus, les menaces doivent être détectées le plus tôt possible sur la route des paquets malveillants : chaque nœud DC doit être équipé d’une puissante boîte à outils de cybersécurité.

Exploitant leur processeur ultrarapide, les chercheurs de l’Université Aristote de Thessalonique, en collaboration avec les experts de NVIDIA dans le domaine de la cybersécurité DC, ont réussi à fusionner la photonique sur silicium avec l’IA pour établir un cadre permettant d’identifier avec succès et rapidement l’un des types d’attaques DC les plus courants, à savoir les attaques par déni de service distribué (DDoS), dans les serveurs de NVIDIA à des débits linéaires. Grâce à ce nouveau schéma de calcul, le nombre pourrait bientôt augmenter pour les attaques DC, du moins pour le moment.