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신경망 학습에서 프라이버시 이슈 및 대응방법 분석
Analysis of privacy issues and countermeasures in neural network learning 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.17 no.7, 2019년, pp.285 - 292  

홍은주 (공주대학교 융합과학과) ,  이수진 (공주대학교 수학과) ,  홍도원 (공주대학교 응용수학과) ,  서창호 (공주대학교 응용수학과)

초록
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PC, SNS, IoT의 대중화로 수많은 데이터가 생성되고 그 양은 기하급수적으로 증가하고 있다. 거대한 양의 데이터를 활용하는 방법으로 인공신경망 학습은 최근 많은 분야에서 주목받는 주제이다. 인공신경망 학습은 음성인식, 이미지 인식에서 엄청난 잠재력을 보였으며 더 나아가 의료진단, 인공지능 게임 및 얼굴인식 등 다양하고 복잡한 곳에 광범위하게 적용된다. 인공신경망의 결과는 실제 인간을 능가할 정도로 정확성을 보이고 있다. 이러한 많은 이점에도 불구하고 인공신경망 학습에는 여전히 프라이버시 문제가 존재한다. 인공신경망 학습을 위한 학습 데이터에는 개인의 민감한 정보를 포함한 다양한 정보가 포함되어 악의적인 공격자로 인해 프라이버시가 노출될 수 있다. 공격자가 학습하는 도중 개입하여 학습이 저하되거나 학습이 완료된 모델을 공격할 때 발생하는 프라이버시 위험이 있다. 본 논문에서는 최근 제안된 신경망 모델공격 기법과 그에 따른 프라이버시 보호 방법을 분석한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

With the popularization of PC, SNS and IoT, a lot of data is generated and the amount is increasing exponentially. Artificial neural network learning is a topic that attracts attention in many fields in recent years by using huge amounts of data. Artificial neural network learning has shown tremendo...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 많은 장점에도 불구하고 신경망 학습에는 여전히 프라이버시 문제가 남아있다. 따라서 본 논문에서는 지금까지 신경망 학습의 프라이버시 이슈와 이에 대응하는 해결방안을 분석하였다. 신경망 학습은 학습 단계와 예측 단계로 분류되며 학습 단계에 서는 중앙 집중형 학습과 분산 학습으로 분류되고 각 공 격들은 기존의 프라이버시 보호 기술 DP, HE, SMC와 신경망 학습의 결합을 통해 프라이버시를 보호한다 [9,10,19].
  • 이에 따른 프라이버시 보호 해결 방안이 제안 되었지만 여전히 연구는 초기 단계에 있다. 본 논문에서는 최근 신경망 학습의 각 단계에서 발생하는 프라이버시 공격 기법에 대한 소개와 프라이버시 위협에 대처하기 위한 방안으로 프라이버시를 보호하는 모델과 신경망 학습을 결합하는 보호방식의 최근 연구에 대해 분석한다.
  • 본 절에서는 인공신경망에 대해 조사하고, 프라이버시를 보호하는 기술로 차분 프라이버시와 동형 암호 및 안전한 다자간 계산의 정의를 정리한다. 더 나아가 프라이 버시 보호 기술에 신경망을 결합한 기술들을 정리한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
활성화 함수의 종류에는 무엇이 있는가? 이때 입력의 총합을 출력으로 변환하 는 함수를 활성화 함수라고 한다. 대표적인 활성화 함수에는 시그모이드(Sigmoid), 쌍곡선 탄젠트(Hyperbolic tangent), 렐루(ReLU), 소프트맥스(Softmax)가 있다. 신경망을 통해 출력된 예측 값과 실제 값의 차이를 측정하는 지표로 손실 함수를 사용한다.
신경망에서 나타나는 프라이버시 문제에는 무엇이 있는가? 많은 이점에도 불구하고 프라이버시 문제는 여전히 존재하고 있다. 신경망 학습을 위해 사용되는 많은 양의 학습 데이터에는 개인의 민감한 정보를 포함한 다양한 정보가 있다. 따라서 학습된 모델에서 악의적인 공격자에 의해 중요한 정보가 노출될 수 있다. 실제로 M.
신경망이란 무엇인가? 인간의 뇌에서 뉴런과 뉴런이 시냅스에 연결되어 문제를 처리하는 것과 같이 컴퓨터에서도 뉴런과 뉴런이 연결되어 네트워크를 구성할 때 이를 신경망이라 한다. 생물학에서 쓰이는 신경망과 구분하기 위해 인공신경망이 라 한다.
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