EmotionX、Chiptip Technology との協業により、完全準同型暗号(FHE)を大規模クラウド環境で実行可能にする計算基盤を構築

EmotionX 株式会社(本社:東京都港区、代表取締役 CEO:吉水康人、以下「EmotionX」)は、Chiptip Technology 株式会社(本社:東京都港区、代表取締役 CEO:福田エリック、以下「Chiptip」)のFPGA オーケストレーションソフトウェア vFPGA Orchestrator™ を採用し、両社共同で、Kubernetes による次世代計算基盤を構築しました。EmotionXの完全準同型暗号(FHE: Fully Homomorphic Encryption)計算技術に、ChiptipのFPGA仮想化・オーケストレーション技術を組み合わせることで、複数のFPGAを束ねて並列に動作させることが可能になり、ニーズに応じた計算能力を柔軟に拡張できるクラウド環境が整いました。

■背景

近年、AIやデータ分析の高度化に伴い、医療、金融、公共分野などにおいて機密性の高いデータを安全に活用するニーズが急速に高まっています。一方で、従来のデータ処理では、分析や計算のためにデータを一度復号する必要があり、情報漏洩やプライバシー侵害のリスクが課題となっていました。

完全準同型暗号(FHE)は、暗号化されたままのデータに対して計算処理を行うことを可能にする次世代暗号技術であり、機密データを安全に活用できる基盤技術として世界的に注目されています。しかしながら、FHEは計算負荷が非常に大きく、実用化には高性能な専用計算基盤が不可欠です。

EmotionX は、この課題を解決するため、FPGAを活用した高速暗号計算技術の開発を進めています。一方で、FPGAはCPUやGPUと比較してクラウド環境での運用・管理が難しく、大規模なクラウドインフラとして活用するためには高度なリソース管理技術が必要となります。

■協業の内容

Chiptipは、Kubernetesを基盤としてFPGAをクラウド計算資源として管理・運用するためのプラットフォームソフトウェアvFPGA Orchestrator を開発いたしました。これにより、FPGA をコンテナ化されたワークロードと同様に扱い、柔軟なスケーリングや効率的なリソース管理を可能にします。

本協業では、EmotionXのFHE 計算アクセラレーション技術とChiptipのFPGAオーケストレーション技術、ネットワークFPGA技術を組み合わせることで、以下のような次世代計算基盤を実現しています。

・暗号化データを暗号のまま計算するクラウド基盤

・FPGAクラスタの規模拡張による FHEの計算能力拡張

・ホストCPU 不要の低コスト・アジャイルな分散高速計算基盤

・Kubernetesによる FPGAリソース管理

これにより、機密データを安全に活用できるFHEクラウドをデータセンタースケールに拡大していくことができます。

■今後の展望

FPGAをクラウドネイティブな計算資源として活用する技術の高度化を進めるとともにFHEの計算基盤をラック単位でデータセンタースケールに拡大していきます。

EmotionXは、先端半導体を用いたASICへの移行を見据えています。ASIC 開発には一般に数年を要し、完成まで顧客フィードバックを継続的に得ることが困難なため、完成時点で市場ニーズとの乖離が生じるリスクがあります。ChiptipのvFPGA Orchestratorを用いて構築した FPGA クラウド基盤を活用することで、EmotionXは FHE 計算サービスを早期に市場投入し、Kubernetesによるアジャイルな開発サイクルを通じて顧客ニーズを継続的に取り込むことを可能にしました。本環境で十分な実績と要件の検証を積み上げながらASIC 開発へと移行することで、先端半導体への投資リスクを大幅に低減することが可能になります。

■FPGAとASICについて

FPGA(Field Programmable Gate Array)とは、製造後でも内部の回路構成を書き換えられる半導体チップです。短期間で開発・改良ができる柔軟性を持つ一方、専用設計のチップに比べると処理効率やコスト面でやや劣ります。

ASIC(Application Specific Integrated Circuit)とは、特定の用途に合わせて設計・製造される専用の半導体チップです。量産時の処理性能や電力効率に優れますが、開発には数年単位の期間と多額のコストがかかり、一度製造すると設計変更ができません。

■代表コメント

>EmotionX 代表取締役 CEO 吉水康人

今回 Chiptip のオーケストレーション技術と組み合わせたことで、これまでボード単体でしか動かせなかった FPGAを複数束ねて並列に動作させることが可能になり、ニーズに応じて計算能力を柔軟に拡張できる体制が整いました。今後は、この基盤を北海道の再生可能エネルギーデータセンターへとスケールアウトしていくことで、環境負荷を抑えながらFHEの普及を加速させてまいります。そして将来に向けた先端半導体の設計開発にも資源を投入していきます。

>Chiptip Technology 株式会社 代表取締役 CEO 福田エリック

完全準同型暗号という、社会的インパクトが極めて大きく、かつ計算負荷の面でも非常に挑戦的な技術に真正面から取り組む EmotionXと協業できることを、大変光栄に思います。当社は、FPGAをKubernetesの管理下に置くvFPGA Orchestratorによって、半導体開発を予算の大きさではなくアイデアの大きさで進められるようにすることを目指してきました。専用チップの完成を待たずに実サービスを立ち上げ、そこで得た知見をハードウェアに還元していく——その進め方が実際のプロダクトとして成立することを本協業で示せることに、大きな手応えを感じています。

■ EmotionX 株式会社について

EmotionX は、キオクシアからカーブアウトして設立されたスタートアップです。FHEの高速処理技術を核に、準同型暗号計算のクラウド基盤と専用ハードウェアを開発し、安全保障・宇宙・金融・ライフサイエンス・半導体など幅広い領域で、安全かつ効率的なデータ活用の実現を目指しています。

会社名:EmotionX 株式会社

代表者:吉水康人(代表取締役 CEO)

所在地:東京都港区芝浦 3 丁目 1-21 田町ステーションタワーS

WEB: https://www.emotionx.co.jp/

■Chiptip Technology 株式会社について

Chiptip Technology は、FPGAクラウドを構築・運用するためのプラットフォームソフトウェアvFPGA Orchestratorを開発・提供するテクノロジー企業です。半導体開発を民主化し、予算の大きさではなくアイデアの大きさが未来のコンピューティングを切り拓く世界を目指しています。

会社名:Chiptip Technology 株式会社

代表者:代表取締役 CEO 福田エリック

所在地:東京都港区六本木 7 丁目 3 番 2 号 ラポール乃木坂 305 号

WEB: https://chiptip.tech/

■ 本件に関するお問い合わせ

下記のお問い合わせフォームからご連絡ください。

EmotionXに関するお問い合わせ： https://www.emotionx.co.jp/contact

Chiptipに関するお問い合わせ： https://chiptip.tech/contact/ ／ info@chiptip.tech

※ vFPGA Orchestrator は Chiptip Technology株式会社の商標です。