隐私计算实训营学习四：SecretFlow的安装和部署

news2024/11/18 11:27:07

文章目录

  • 一、SecretFlow安装
  • 二、SecretFolw部署模式简介
  • 三、SecretFlow部署-仿真模式
  • 四、SecretFlow部署-生产模式

一、SecretFlow安装

SecretFlow运行要求：

  • Python >= 3.8
  • 操作系统：CentOS7、Anolis8、Ubuntu 18.04/20.04、macOS 11.1+、WSL2
  • 资源：≥ 8核16GB

安装包：

  • secretflow：包含secretflow所有的requirements，体积较大
  • secretflow-lite：仅包含基础功能(不包含深度学习等依赖库)，体积较小

安装方式：

1、docker镜像。

docker hub：
docker run -it secretflow/secretflow-anolis8:latest
docker run –it secretflow/secretflow-lite-anolis8:latest

阿里云：
docker run -it secretflow-registry.cnhangzhou.cr.aliyuncs.com/secretflow-anolis8:latest
docker run –it secretflow-registry.cnhangzhou.cr.aliyuncs.com /secretflow-lite-anolis8:latest

2、pypi安装：要求pip >= 19.3，建议使用conda管理python环境。

pip install –U secretflow #全版本
pip install –U secretflow-lite #lite版本

3、源码安装：要求pip >= 19.3，建议使用conda管理python环境。

#1.下载源码并建立Python虚拟环境
git clone https://github.com/secretflow/secretflow.git
cd secretflow
conda create -n secretflow python==3.8
conda activate secretflow

#2.安装secretflow
#涉及到C++编译，建议使用镜像secretflow/release-ci:latest
python setup.py bdist_wheel #生成python内容包
pip install dist/*.whl #安装

此处采用方式2利用conda构建虚拟环境安装(本想用源码编译安装，依赖环境太多，后续有空再尝试)：

#conda构建一个虚拟环境
conda create -n sf python=3.8
conda activate sf

#pip安装SecretFlow，此处参考其他博主更换pip源
pip install -U secretflow -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

安装完成如图：
在这里插入图片描述
测试仿真单机部署：
在这里插入图片描述

二、SecretFolw部署模式简介

SecretFlow提供了仿真模式与生产模式两种部署方案：仿真模式用于快速验证代码效果，仅需在一台机器上部署代码即可；生产模式针对安全生产设计，主要作了安全增强，每一个参与方都是独立的Ray集群，所有参与方都需要执行代码。
SecretFlow与Ray关系：Ray为分布式计算框架，SecretFlow使用Ray作为分布式计算调度框架，Ray集群由一个主节点和零或若干个从节点组成。
在这里插入图片描述

三、SecretFlow部署-仿真模式

通信网络：
在这里插入图片描述
1、单机仿真：单个节点模拟alice、bob两个参与方。

#address='local'：表示启动一个本地的Ray节点
>>> import secretflow as sf
>>> sf.init(parties=['alice', 'bob'], address='local') #parties参与方、address在当前启动一个Ray的节点
>>> alice = sf.PYU('alice') #PYU为明文计算设备
>>> bob = sf.PYU('bob')
>>> alice(lambda x : x + 1)(2) #alice进行计算
<secretflow.device.device.pyu.PYUObject object at 0x7fe932a1a640>
>>> bob(lambda x : x - 1)(2) #bob进行计算
<secretflow.device.device.pyu.PYUObject object at 0x7fe6fef03250>

2、集群仿真：部署两个节点，分别模拟alice、bob两个参与方。

  1. 在第一台机器上部署Ray主节点，模拟参与方alice(填写真的主节点ip和port)，resources{“标记名”，计算资源数}。
ray start –-head \
--node-ip-address="{ip}" --port="{port} " \
--resources='{"alice": 16} ' \
--include-dashboard=False \
--disable-usage-stats
  1. 在第二台机器上部署Ray从节点，模拟参与方bob(address填写Ray主节点ip和port)。
ray start \
--address="{Ray主节点的通信地址}" \
--resources=' {"bob": 16} ' \
--include-dashboard=False \
--disable-usage-stats
  1. 执行python代码：在alice或者bob其中一台机器上执行即可，address填写实际Ray主节点ip和port。
>>> import secretflow as sf
>>> sf.init(parties=['alice', 'bob'], address=' {ip:port}') #主节点ip与端口
>>> alice = sf.PYU('alice')
>>> bob = sf.PYU('bob')
>>> alice(lambda x : x)(2)
<secretflow.device.device.pyu.PYUObject object at 0x7fe932a1a640>
>>> bob(lambda x : x)(2)
<secretflow.device.device.pyu.PYUObject object at 0x7fe6fef03250>
  1. 创建密态设备SPU(可选)：通信是单独的，每一个参与方都有一个进程，需要先定义cluster_def结构包含nodes参与方地址，需要分配单独的监听地址与端口，此处地址与端口不能和Ray的通信地址端口冲突。
import spu
cluster_def = {
'nodes': [{
'party': 'alice',
'address': '{ip:port of alice}',
 }, {
'party': 'bob',
'address': '{ip:port of bob}',
 },
],
'runtime_config': {
'protocol': spu.spu_pb2.SEMI2K,
'field': spu.spu_pb2.FM128,
'sigmoid_mode': spu.spu_pb2.RuntimeConfig.SIGMOID_REAL,
 }
}
spu = sf.SPU(cluster_def=cluster_def)

四、SecretFlow部署-生产模式

生产模式： 部署两个节点，分别模拟alice、bob两个参与方。
通信网络：
在这里插入图片描述

  1. 在第一台机器上部署Ray主节点，模拟参与方alice(填写真的主节点ip和port)。
ray start –-head \
--node-ip-address="{ip}" --port="{port} " \
--resources='{"alice": 16} ' \
--include-dashboard=False \
--disable-usage-stats
  1. 在第二台机器上部署Ray主节点，模拟参与方bob(填写真的主节点ip和port)。
ray start –-head \
--node-ip-address="{ip}" --port="{port} " \
--resources='{"bob": 16} ' \
--include-dashboard=False \
--disable-usage-stats
  1. alice执行python代码：cliuster_config中的address分别填写alice/bob的通信地址(注意不要和Ray的端口冲突)
    cluster_config中的self_party为alice。
    sf.init中的address填写第一台机器（alice）的Ray主节点ip和port。
import secretflow as sf
cluster_config ={
'parties': {
'alice’: {'address': 'ip:port of alice'},
'bob': {'address': 'ip:port of bob'},
},
'self_party': 'alice',
}
sf.init(address='{Ray head node address of alice}',
cluster_config=cluster_config)
  1. bob执行python代码：cliuster_config中的address分别填写alice/bob的通信地址(注意不要和Ray的端口冲突)。
    cluster_config中的self_party为bob。
    sf.init中的address填写第二台机器（bob）的Ray主节点ip和port。
import secretflow as sf
cluster_config ={
'parties': {
'alice’: {'address': 'ip:port of alice'},
'bob': {'address': 'ip:port of bob'},
},
'self_party': 'bob',
}
sf.init(address='{Ray head node address of bob}',
cluster_config=cluster_config)
  1. 创建密态设备SPU(可选)：通信是单独的，填写实际的alice和bob的通信地址，用于SPU通信；alice和bob都需要执行这段代码，注意不要和Ray通信端口、SecretFlow通信端口冲突。
import spu
cluster_def = {
'nodes': [{
'party': 'alice',
'address': '{ip:port of alice}',
}, {
'party': 'bob',
'address': '{ip:port of bob}',
},
],
'runtime_config': {
'protocol': spu.spu_pb2.SEMI2K,
'field': spu.spu_pb2.FM128,
'sigmoid_mode': spu.spu_pb2.RuntimeConfig.SIGMOID_REAL,
}
}
spu = sf.SPU(cluster_def=cluster_def)

生产模式 - 使用KUSCIA(SecretFlow调度框架)解决多端口问题。 屏蔽不同机构间基础设施的差异，为跨机构协作提供丰富且可靠的资源管理和任务调度能力。 KUSCIA可以自动将SPU、Ray通信做到归一。
在这里插入图片描述
生产模式 - 使用SecretNote提升体验， 一个页面上执行多方代码。
https://github.com/secretflow/secretnote

  1. 与Notebook一致的使用体验，可以在代码单元写代码，所见即所得去执行；
  2. 单操作界面，多节点代码自动执行；
  3. 多节点代码运行状况跟踪；

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