[发明专利]一种基于层间融合的人工智能处理器侧信道防御系统

权利要求书

1.一种基于层间融合的人工智能处理器侧信道防御系统，其特征在于，包括：通用人工智能处理器架构、融合控制单元、全局片上缓存单元和条带融合单元；在通用人工智能处理器架构的基础上添加了融合控制单元，并定制了人工智能处理器用于神经网络模型层间融合指令，融合控制单元结合融合指令实现对神经网络模型各个层进行融合处理；在通用人工智能处理器架构上添加全局片上缓存单元，用来缓存人工智能处理器处理的中间数据，所述中间数据包括输入特征图和输出特征图；采用条带融合方法配合融合控制单元和融合指令对神经网络的各个层进行融合处理，减少内存侧信道信息泄露，混淆了攻击者推断神经网络模型的结构，提高了人工智能处理器的安全性能；

所述条带融合单元采用条带融合方法和融合指令实现，其中融合控制单元负责实现融合指令的解析和执行；具体过程为：把输入特征图通过常用的条带划分方法以及卷积核大小来确定条带重合部分进行条带划分，再进行对应条带按条带融合方法结合定制的神经网络层间融合指令对神经网络模型进行层间融合处理，以增强人工智能处理器的安全性，提高人工智能处理器的性能；

整个工作流程如下：

(1)人工智能处理器根据选择的融合策略产生融合指令；

(2)人工智能处理器接收融合指令，并通过融合控制单元解析出执行的指令，然后根据条带融合方法对神经网络模型进行融合处理；

(3)等人工智能处理器完成当前条带的处理结果之后，把处理的融合结果放入到片外的DRAM中，按步骤(1)和(2)继续处理剩余的条带，直至完成整个特征图的融合处理，最终结果放入到对应的片外DRAM中；

(4)根据步骤(1)-(3)，处理神经网络模型要融合的层，最后完成神经网络模型所有的层，输出神经网络模型对应某一类的概率值。

2.根据权利要求1所述的基于层间融合的人工智能处理器侧信道防御系统，其特征在于：所述条带融合单元在实现条带融合方法时，在相邻条带之间必须要有数据重叠的部分；数据重叠部分的行数是由卷积核的大小决定的，具体公式如下所示：

D＝K-1

D为数据重叠部分的行数，K为卷积核的大小。