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클라우드 컴퓨팅 환경에서의 개인정보보호를 위한 완전 동형 암호 적용 방안 고찰
A Survey of applying Fully Homomorphic Encryption in the Cloud system 원문보기

情報保護學會論文誌 = Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, v.24 no.5, 2014년, pp.941 - 949  

김세환 (한국과학기술원 전산학과) ,  윤현수 (한국과학기술원 전산학과)

초록
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클라우드 컴퓨팅 서비스는 스마트기기의 보급과 맞물려 편리함을 장점으로 수요가 급격히 증가하고 있다. 시장의 관심을 받으면서 클라우드 컴퓨팅 시스템이 정말로 안전한지에 대한 관심도 높아지고 있는 상황이다. 클라우드 환경의 특성상 서비스 제공자는 데이터를 위탁받는 입장에서 사용자의 개인정보를 유출할 수 있게 되는데, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 완전 동형 암호가 대두되고 있다. 완전 동형 암호는 사용자의 암호화된 데이터를 복호화하지 않고 연산을 가능하게 하는 암호체계이다. 완전 동형 암호를 이용하면 기밀성을 보장하면서 암호문에 대한 키가 없어도 연산을 수행할 수 있기 때문에 클라우드 컴퓨팅 환경에서 발생할 수 있는 보안 위협 요소들을 제거하는데 효과적일 것으로 전망하고 있다. 본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅 서비스에서 발생할 수 있는 보안 위협 요소들을 조사하고 이를 해결할 수 있는 완전 동형 암호에 대하여 살펴본다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Demands for cloud computing service rapidly increased along with the expansion of supplying smart devices. Interest in cloud system has led to the question whether it is really safe. Due to the nature of cloud system, cloud service provider can get a user's private information and disclose it. There...

주제어

#Fully homomorphic encryption   #Cloud computing  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅 보안의 해결책으로 제시되고 있는 완전 동형 암호를 살펴보았다. 완전 동형 암호는 기능에 있어 클라우드 컴퓨팅 보안의 핵심이 될 수 있는 암호 체계이지만, 효율성이 문제가 되어 바로 시장에 투입하기에는 어렵다.
  • 최근 완전 동형 암호는 상대적으로 이해가 쉬운 정수를 기반으로 한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본절에서는 정수 기반 완전 동형 암호 연구의 기초가 되는 논문을 분석하고자 한다. 이 논문은 Gentry의 2009년 초기 알고리즘을 바탕으로 2010년 van Dijk, Gentry, Halevi, Vaikuntanathan[9]에 의해 제안되었으며 일반적으로 DGHV라 불리고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
클라우드 서비스는 어떤 방식으로 구성되는가? 클라우드 서비스는 사용자 각각의 서버를 두는 것이 아니라 하나의 시스템에서 모든 사용자를 관리하는 방식으로 구성된다. 클라우드 서비스 제공의 미숙으로 데이터 격리가 잘 이루어지지 않는 경우를 고려했을 때 클라우드 제공자가 암호키나 평문을 저장하고 있는 것은 매우 위험하다[1].
클라우드 서비스 시스템의 객체는 어떻게 분류되는가? 클라우드 서비스 시스템의 객체는 크게 3개의 유형으로 분류될 수 있다. 첫 번째는, 데이터의 실제 주인으로 서비스 사용자이다. 두 번째는, 데이터를 저장하는 클라우드 서비스 공급자이며 마지막은 클라우드 서비스 사용자이나 데이터의 주인은 아닌 제3자이다. 사용자가 기존 클라우드 시스템이 아닌 서버를 직접 사용할 때에는 외부 침입자만 보안 요소로 고려했었다.
완전 동형 암호란? 완전 동형 암호(Fully Homomorphic Encryption, FHE)는 사용자의 암호화된 데이터를 복호화하지 않고 연산을 가능하게 하는 암호체계이다[7]. 암호문을 복호화하지 않은 상태로 연산을 하더라도 그에 따른 결과가 평문에 대한 연산과 대응되기 때문에 암호문을 가지고 있는 제 3자에게 평문이나 암호키를 전달하지 않아도 연산을 의뢰할 수 있게 된다.
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참고문헌 (12)

  1. Kyoung-a Shin, Sang-jin Lee, "Information security management system on cloud computing service," Journal of The Korea Institute of information Security & Cryptology, 22(1), pp. 155-167. Feb. 2012. 

  2. http://www.idckorea.com/product/Getdoc.asp?idx547&fieldPressRelease 

  3. http://www.microsoft.com/apac/news/cloud-myths/all/index.html 

  4. Gentry, Craig. "A fully homomorphic encryption scheme," Ph.D.Thesis, Stanford University, Sep. 2009. 

  5. Rivest, Ronald L., Len Adleman, and Michael L. Dertouzos. "On data banks and privacy homomorphisms," Found-ations of secure computation, pp. 169-180, 1978. 

  6. C. Gentry, S. Halevi, and V. Vaikuntanathan, "i-hop homomorphic encrypt-ion and rerandomizable yao circuits," CRYPTO 2010, LNCS, vol.6223, pp. 155-172, 2010. 

  7. Myoung In Jeong, "Technical trend of fully homomorphic encryption," The Journal of the Korea Contents Association, 13(8), pp. 36-43, Aug, 2013. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. V. Vaikuntanathan, "Computing blindfolded: New developments in fully homomorphic encryption," Foundations of Computer Science, 2011 IEEE 52nd Annual Symposium on. IEEE, pp. 5-16, Oct. 2011. 

  9. M. Dijk, C. Gentry, S. Halevi, and V. Vaikuntanathan, "Fully homomorphic encryption over the integers," Advances in Cryptology, EUROCRYPT 2010, LNCS 6110, pp. 24-43, 2010. 

  10. JS Coron, D. Naccache, and M. Tibouchi. "Public key compression and modulus switching for fully homomorphic encryption over the integers," Advances in Cryptology, EUROCRYPT 2012. LNCS 7237, pp. 446-464, 2012. 

  11. Cheon, Jung Hee, et al, "Batch fully homomorphic encryption over the integers," Advances in Cryptology, EUROCRYPT 2013, LNCS 7881, pp. 315-335, 2013. 

  12. Ding, Jintai, and Chengdong Tao. "A new algorithm for solving the general approximate common divisor problem and cryptanalysis of the FHE based on the GACD problem," IACR Cryptology ePrint Archive, Report 2014-042, Mar, 2014. 

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