개인정보 - 비식별 - 검색 가능 암호화 - 완전 동형 암호(Fully HomomorphicEncryption)

(개념) 암호화한 상태에서 복호화 없이 평문의 연산을 가능케 해주는 것을 의미 (2009년, Gentry)

암호문들을 더해서 생기는 암호문이 각각의 암호문에 해당되는 평문들의 덧셈의 암호문이 되는 암호

 

(특징) bitwise-XOR 및 bitwise-AND 연산을 암호화된 상태에서 횟수 제한 없이 수행할 수 있는 방법 제시

암호화된 데이터에서 프로그램을 직접 실행할 수 있고, 최종 결과는 사용자의 기기로 반환될 때만 해독되므로 데이터 유출 위험이 없음

 

제3자가 의료, 금융, 법 집행과 같은 분야*에서 민감한 데이터의 기밀성을 해치지 않으면서 분석을 수행할 수 있으며, GPS나 생체인식 등의 일상적인 서비스에 강력한 개인정보보호 기능을 제공할 수도 있음

* 의료연구를 위한 게놈 데이터에 머신러닝 적용, 금융 거래 기록 분석, 탈세 탐지, 범죄 예방 등

 

(연산)

1) '슬롯 회전(rotation)' 연산 수행

 

- 기본적으로 덧셈과 곱셈이라는 산술 연산을 기반으로 작동한다. 여기에 추가적으로, 암호문 내에 여러 개의 평문을 넣을 수 있게 하는 기능이 포함되어 있는데, 이를 통해 암호문 내의 '슬롯'이라 불리는 가상의 공간에서 데이터를 이동시키는 '슬롯 회전(rotation)' 연산을 수행

 

2) '재부팅(Bootstrapping)'

 

- 암호문에서 발생하는 노이즈로 인해 곱셈 연산이 더 이상 수행될 수 없을 때, 동일한 평문을 가진 새로운 암호문을 생성하여 연속적인 곱셈 연산을 가능하게 하는 기술

 

(종류)

1) TFHE (Torus-FHE) 방법

전자금융과 금융보안 제35호, 완전동형암호 기반 프라이버시 보존 기계학습 및 금융보안 분야의 응용 2024.03

 

2) BFV (Brakerski-Fan-Vercauteren) 방법

3) CKKS (Cheon-Kim-Kim-Song) 방법

 

(완전동형암호 기반 프라이버시 보존 기계학습)

1) 나이브 베이즈 (Naive Bayes)

2) 결정 트리 (Decision Tree)

전자금융과 금융보안 제35호, 완전동형암호 기반 프라이버시 보존 기계학습 및 금융보안 분야의 응용 2024.03

 

3) SVM (Support Vector Machine)

4) 클러스터링(Clustering) - K-means 클러스터링 Only

전자금융과 금융보안 제35호, 완전동형암호 기반 프라이버시 보존 기계학습 및 금융보안 분야의 응용 2024.03

 

(단점)

①  완전동형암호는 시간이 지남에 따라 누적되어 결과를 왜곡할 수 있는 노이즈를 생성해 정확성 문제를 야기할 수 있으므로 고급 수학적 계산이 요구

②  완전동형암호는 사이드 채널 공격부터 키 복구 공격에 이르기까지 다양한 유형의 공격에 취약

③  보다 많은 동형암호 소프트웨어 라이브러리와 도구가 제공되고 주요 업계 및 연구기관에서 개발 중이지만, 여전히 초보자나 프로그래머에게 친숙하지 않음

 

https://www.fsec.or.kr/bbs/detail?menuNo=242&bbsNo=11417

금융보안원