3. Cấu trúc luận văn
3.3.4 Lưu trữ và tính toán trong đám mây
Để hoạt động trên dữ liệu y tế với FHE, hồ sơ y tế được mã hóa AES phải được chuyển đổi sang phiên bản mã hóa FHE.
Việc chuyển đổi AES sang FHE có thể được thực hiện ngoại tuyến trong khi thời gian chuyển đổi sẽ được hiển thị do sự chậm trễ trong việc cung cấp dữ liệu bệnh nhân được theo dõi từ xa cho bác sĩ. Sự chậm trễ này có thể không quan trọng, vì bác sĩ thường cần những kết quả này trong vài ngày sau khi hoàn thành việc theo dõi từ xa. Dung sai độ trễ này có thể được chuyển thành tiết kiệm chi phí hơn nữa cho HCO, bằng cách thực hiện chuyển đổi AES sang FHE khi tài nguyên tính toán ít tốn kém hơn. Ví dụ: Amazon Web Services (AWS) cung cấp các phiên bản Micro có khả năng tính toán cơ bản nhưng chúng có thể được thuê miễn phí.
Ngoài sự chậm trễ trong việc cung cấp chuyển đổi AES sang FHE, một số lượng tính toán nhất định cũng có thể được thực hiện ngoại tuyến. Ví dụ: giả sử một tập hợp 10.000 kết quả cần được thêm vào để cung cấp nhịp tim trung bình
42 cho bác sĩ. Những kết quả cần thêm này thường nằm trong những khoảng thời gian rất dễ dự đoán, do đó tạo ra các mẫu có thể dự đoán được trong các kết quả có thể tính toán trước. Ví dụ: để giảm bớt thời gian thực trên đám mây khi bác sĩ đang chạy ứng dụng, cứ 100 kết quả có thể được tính tổng và kết quả có thể được lưu trữ trong vùng lưu trữ. Quá trình như vậy có thể được đẩy nhanh bằng cách sử dụng các máy gia tốc chuyên dụng (Guo et al, 2010; Soyata et al, 2012a) và các kỹ thuật tối ưu hóa tính toán (Soyata et al, 1993; Soyata & Friedman, 1994a; Soyata & Friedman, 1994b; Soyata et al, 1995; Soyata & Friedman, 1997; Soyata, 1999).
Hình 3.4: Sơ đồ giảm thiểu thời gian tính toán trong đám mây
Trong ví dụ cụ thể này, cũng được minh họa trong Hình 5, một phép toán điển hình là tính tổng (và do đó, trung bình) của 10.000 số. Tính toán trước các tổng cho 100 số là khả thi. Quan sát thấy rằng, điều này sẽ mở rộng dung lượng lưu trữ cần thiết gấp 100 lần so với chỉ lưu trữ 10.000 kết quả ban đầu, điều này mang lại sự cân bằng giữa độ trễ và lưu trữ bằng cách chuyển thời gian thực thi ứng dụng từ tính toán ngoại tuyến sang tính toán trực tuyến. Ý tưởng này có thể được mở rộng hơn nữa bằng cách xây dựng bộ nhớ đệm máy tính có cấu trúc cây nhật ký bằng cách tính toán mỗi 100 và mỗi 10.000, v.v., cho phép tăng tốc độ tính toán với chi phí lưu trữ cao hơn.