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https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44275Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.creator.ID | DE MARIA , K. J. S. | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1914995793705298 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | PEREIRA, Eanes Torres. | - |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0002-9717-794X | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2030738304003254 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | GHEYI, Rohit. | - |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0002-5562-4449 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2931270888717344 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | MARINHO, Leandro Balby. | - |
| dc.contributor.referee2ID | MARINHO, L.B. | pt_BR |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3728312501032061 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | OLIVEIRA, Ricardo Santos de. | - |
| dc.description.resumo | Com a crescente adoção da computação em nuvem para processamento de dados, incluindo informações sensíveis, a segurança da informação em pipelines de aprendizado de máquina tornou-se crucial. A criptografia tradicional protege dados em repouso e em trânsito, mas a necessidade de processamento em texto simples durante a execução de modelos representa uma vulnerabilidade de privacidade. A Criptografia Completamente Homomórfica (FHE) surge como uma solução promissora, permitindo computações diretamente em dados criptografados para mitigar esse risco. No entanto, sua aplicação em algoritmos de ML enfrenta desafios práticos, especialmente em relação ao potencial impacto na acurácia e eficácia dos modelos. Para investigar a viabilidade de manter o desempenho sob FHE, este estudo realiza uma análise comparativa entre modelos tradicionais do Scikit-Learn e suas implementações criptografadas no Concrete ML. Utilizando dados de saúde pública relacionados à COVID-19, avaliou-se o desempenho de Regressão Logística e Árvores de Decisão em termos de acurácia, precisão, recall e AUC-ROC. Os resultados demonstram que enquanto as Árvores de Decisão mantiveram desempenho estatisticamente equivalente em sua versão criptografada, a Regressão Logística apresentou redução de 8% na acurácia, porém com recall excepcionalmente alto (>99%). Testes estatísticos realizados confirmaram estas diferenças, sugerindo que a FHE atualmente oferece melhor custo-benefício para modelos não-lineares. O estudo conclui que, embora existam trade-offs entre privacidade e desempenho, a FHE já se mostra viável para casos de uso específicos onde a confidencialidade dos dados é prioritária, especialmente quando combinada com otimizações de hardware e técnicas de quantização adaptativa. | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFCG | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | Ciência da Computação | pt_BR |
| dc.title | Criptografia Completamente Homomórfica com Concrete ML: Análise de desempenho com o Scikit-learn | pt_BR |
| dc.date.issued | 2025-05-09 | - |
| dc.description.abstract | With the growing adoption of cloud computing for data processing, including sensitive information, information security in machine learning pipelines has become crucial. Traditional cryptography protects data at rest and in transit, but the need for plaintext processing during model execution represents a privacy vulnerability. Fully Homomorphic Encryption (FHE) has emerged as a promising solution, allowing computations directly on encrypted data to mitigate this risk. However, its application in ML algorithms faces practical challenges, especially in relation to the potential impact on the accuracy and effectiveness of the models. To investigate the feasibility of maintaining performance under FHE, this study performs a comparative analysis between traditional Scikit-Learn models and their encrypted implementations in Concrete ML. Using public health data related to COVID-19, the performance of Logistic Regression and Decision Trees was evaluated in terms of accuracy, precision, recall and AUC-ROC. The results show that while Decision Trees maintained statistically equivalent performance in their encrypted version, Logistic Regression showed an 8% reduction in accuracy, but with exceptionally high recall (>99%). Statistical tests carried out confirmed these differences, suggesting that FHE currently offers better value for money for non-linear models. The study concludes that, although there are trade-offs between privacy and performance, FHE is already proving viable for specific use cases where data confidentiality is a priority, especially when combined with hardware optimizations and adaptive quantization techniques. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44275 | - |
| dc.date.accessioned | 2025-11-14T18:33:57Z | - |
| dc.date.available | 2025-05-09 | - |
| dc.date.available | 2025-11-14T18:33:57Z | - |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso | pt_BR |
| dc.subject | Criptografia Completamente Homomórfica | pt_BR |
| dc.subject | FHE | pt_BR |
| dc.subject | Machine Learning | pt_BR |
| dc.subject | Concrete ML | pt_BR |
| dc.subject | Scikit-learn | pt_BR |
| dc.subject | Análise Comparativa | pt_BR |
| dc.subject | Avaliação de Desempenho | pt_BR |
| dc.subject | Fully Homomorphic Encryption | pt_BR |
| dc.subject | Comparative Analysis | pt_BR |
| dc.subject | Performance Evaluation | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.creator | DE MARIA , Kleberson John Santos. | - |
| dc.publisher | Universidade Federal de Campina Grande | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.title.alternative | Fully Homomorphic Encryption with Concrete ML: Performance Analysis with Scikit-learn | pt_BR |
| dc.identifier.citation | DE MARIA, Kleberson John Santos. Criptografia Completamente Homomórfica com Concrete ML: Análise de desempenho com o Scikit-learn . 2025. 8f. Monografia (Bacharelado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025. Disponível em:https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44275 | pt_BR |
| Appears in Collections: | Curso de Bacharelado em Ciência da Computação - Trabalho de Conclusão de Curso - Artigo | |
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|---|---|---|---|---|
| KLEBERSON JOHN SANTOS DE MARIA-TCC-CEEI-CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO-(2025).pdf | KLEBERSON JOHN SANTOS DE MARIA-TCC-CEEI-CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO-(2025) | 563.28 kB | Adobe PDF | View/Open |
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