초록 ▼

□ 연구개요
▪ 본 연구의 최종 목표는 “실제 산업에 응용 가능한 수준의 성능을 갖는 완전동형암호 기반 보안 빅데이터 프레임워크 및 그 운용 방법의 제안”임. 이를 위해 아래의 세 개의 목표를 설정:
1) 완전동형 암호문으로 암호화되어 표현된 대용량 데이터에 대한 기본 연산인 Membership, Exact matching, 그리고 정렬등의 대하여 산업계에서 응용이 가능한 수준의 성능을 내는 것을 목표로 함.
2) 두 번째 핵심 목표는 완전동형암호 자체의 연산을 알고리즘 또는 구현 측면에서 효과적으로 성능을 개선하는

□ 연구개요
▪ 본 연구의 최종 목표는 “실제 산업에 응용 가능한 수준의 성능을 갖는 완전동형암호 기반 보안 빅데이터 프레임워크 및 그 운용 방법의 제안”임. 이를 위해 아래의 세 개의 목표를 설정:
1) 완전동형 암호문으로 암호화되어 표현된 대용량 데이터에 대한 기본 연산인 Membership, Exact matching, 그리고 정렬등의 대하여 산업계에서 응용이 가능한 수준의 성능을 내는 것을 목표로 함.
2) 두 번째 핵심 목표는 완전동형암호 자체의 연산을 알고리즘 또는 구현 측면에서 효과적으로 성능을 개선하는 것을 목표로 함.
3) 세 번째 목표는 이러한 개선된 연구 결과를 다양한 분야에 응용하는 방법 제안.

□ 연구 목표대비연구결과
▪ 본 연구는 애초의 목표에 대비하여 100% 이상의 연구 결과를 내었으며, 그 구체적인 내역은 다음과 같음.
1) 완전동형암호화 된 1천만개 이상의 데이터에 대해서 PC 환경에서 10초 내에 멤버십 유무를 확인할 수 있는 방법을 제안하였음 (2021년 SCI급 저널에 게재)
2) GPU를 사용하여 기존의 CKKS 연산의 속도를 획기적으로 개선할 수 있는 방안을 제안 및 구현 (CHES’21 발표)
3) 대용량 CKKS 동형암호 데이터에 대한 효율적인 정렬 방안을 제안하였고, 파라미터 분석을 통해 k-way sorting network 기반 동형암호 데이터의 정렬에 대해 이론적 분석 및 실증을 수행 (IEEE TIFS 2021년 발표)
4) CKKS, TFHE 환경에서 부동 소수점 실수에 대한 암호화 표현 및 연산 방안 제안 (2020년 SCI급 저널 게재)
5) 동형암호화된 패스워드에 대한 노출 없는 비도 분석에 대한 연구 (2021년 Q1급 SCI급 저널 게재)
6) RLWE 기반 양자 내성 암호의 성능 향상 방안 연구 (2021년 SCI급 저널 게재)

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
▪ 본 연구의 결과는 CKKS 동형암호를 이용한 프라이버시 보존 데이터 분석에 적용할 수 있는 요소기술이며, 프라이버시 보존 빅데이터 처리를 위해 반드시 필요한 기술임.
▪ 후속 연구에서는 이를 바탕으로 좀 더 실용화에 가까운 동형암호 기반 프라이버시 보존 응용 설계 및 구현, 그리고 동형암호 자체의 성능 개선에 활용될 예정임.
▪ 동형암호는 2027년 세계적으로 3000억 이상의 시장으로 커 질것으로 예상되며, 이러한 시장의 국내 선점을 위해 국내 기업들이 본 연구 결과를 충분히 활용할 수 있을 것이라 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 최종 목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 동형암호화된 대용량 암호화 데이터에 대한 효율적인 정렬에 대한 연구 ... 5
• (2) GPU를 이용한 동형암호화 연산의 성능 개선에 관한 연구 ... 8
• (3) 동형암호로 암호화된 대규모 데이터에 대한 Membership 연산 제공에 관한 연구 ... 10
• (4) Floating Point 형식으로 표현된 실수 값의 동형암호를 이용한 표현 및 연산 방법에 대한 연구 ... 13
• (5) RLWE 기반 암호 성능 향상 방법의 적용 ... 17
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 18
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 18
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 3) 목표 달성 수준 ... 18
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 19
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 19
• 6. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 34