초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
ㅇ 최종목표: 세계 최고 수준의 동형기계학습 알고리즘 개발 및 통합 라이브러리 구축
① 효율적인 논리연산 및 행렬연산을 지원하는 고속화된 동형암호 원천기술
- 동형기계학습에 적합한 동형암호 스킴 개발 및 개선
- 완전 동형암호 재부팅 기술 고속화
- 효율적인 동형암호 기반 논리연산/비다항식 연산 기술 개발
② 데이터 정렬 및 주성분분석, 서포트벡터머신 등 동형기계학습 알고리즘 원천기술
③ 동형암호화된 심층신경망 알고리즘 원천기술
- 효율적인 동

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
ㅇ 최종목표: 세계 최고 수준의 동형기계학습 알고리즘 개발 및 통합 라이브러리 구축
① 효율적인 논리연산 및 행렬연산을 지원하는 고속화된 동형암호 원천기술
- 동형기계학습에 적합한 동형암호 스킴 개발 및 개선
- 완전 동형암호 재부팅 기술 고속화
- 효율적인 동형암호 기반 논리연산/비다항식 연산 기술 개발
② 데이터 정렬 및 주성분분석, 서포트벡터머신 등 동형기계학습 알고리즘 원천기술
③ 동형암호화된 심층신경망 알고리즘 원천기술
- 효율적인 동형 심층신경망 학습 알고리즘 세계 최초 개발(MNIST/CIFAR-10 Dataset에 대한 ResNet-18 모델 학습)
- 동형 심층신경망 예측 알고리즘 개선
④ 동형기계학습 통합 라이브러리 구축 및 시제품 개발, 신뢰성 평가
- 동형기계학습 통합 라이브러리 키 관리 시스템 개발
- 금융, 의료 정보 등 빅데이터를 적용한 동형기계학습 라이브러리 신뢰성 평가

◼ 전체 내용
ㅇ 개발 기술 내용
① 효율적인 논리연산, 행렬연산 등을 지원하는 근사 동형암호 원천기술 개발
- 동형기계학습에 적합한 동형암호 스킴 개발 및 개선
- 효율적인 동형암호 연산기술 개발 및 최적화
* 비교, 최대/최소, 비다항식 연산 기술 개발
* 기본 연산 속도 개선 (덧셈, 곱셈, 재부팅 등)
② 데이터 정렬(Sorting) 및 주성분분석(Principal Component Analysis), 서포트벡터머신(Support Vector Machine) 등 동형기계학습 알고리즘 개발
- 개발된 비교 연산기술을 활용한 효율적인 데이터 정렬 동형암호 알고리즘 개발
- 심층신경망 이외의 기계학습 기법들에 대한 동형암호 기반 알고리즘 개발
③ 동형 심층신경망 알고리즘 개발
- 심층신경망 학습단계에 대한 동형암호 알고리즘 최초 개발
- 심층신경망 예측단계에 대한 동형암호 알고리즘 개선
④ 동형기계학습 알고리즘에 대한 효율적인 구현 및 라이브러리 구축
- 개발한 동형기계학습 알고리즘에 대한 라이브러리 구축 및 최적화
- 의료, 금융, 영상분석 등 실제 산업에 동형기계학습 응용 연구
⑤ 동형기계학습 키 관리 시스템 개발 및 통합 라이브러리(시제품) 신뢰성 평가
- 동형암호 키 관리 시스템 개발 및 통합 라이브러리 구현
- 동형기계학습/키 관리 통합 라이브러리 성능 테스트 등 신뢰성 평가
ㅇ 과제 수행 방법

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
ㅇ 예상 결과물
- Crypto, Eurocrypt, Asiacrypt 2편 포함 최우수1) 국제학회 논문 4편
- SCI(E) 상위 20% 이상 논문 6편 (상위 10% 이상 논문 2편 이상 포함)
- 국내 특허 출원 8건 / 등록 3건
- 해외 특허 출원 4건 / 등록 1건
- iDASH 게놈 보안 경진대회2) 입상
- 기술이전 2건
- 라이브러리 사용을 위한 기술문서 4건
- 서버탑재형 SW 등록 3건
- 동형기계학습 통합 라이브러리 시제품 3건
ㅇ 활용방안
- 금융, 의료 등 민감한 개인정보의 동형암호 데이터분석 서비스 제공
- 커넥티드 카의 개인 위치정보 기반 마케팅 전략수립
- 개인의 소비성향 데이터 자산을 활용한 핀테크 사용 등
ㅇ 기대효과
- (기술적 기대효과) 효율적인 논리연산이 가능한 세계최고 수준의 고속화된 동형기계 학습 기술 개발을 통해 프라이버시 보존 데이터 분석 분야의 선도적인 기술 우위 점유
- (경제적 기대효과) 동형기계학습 원천기술 확보에 따른 금융, 의료데이터 분석시장 개척 및 개인 소비성향 데이터를 활용한 마케팅 등 4차 산업혁명시대의 새로운 데이터 서비스 산업 창출에 기여

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• (1) 기술의 개념 및 정의 ... 8
• (2) 기술개발의 중요성 ... 10
• (3) 기존/유사 기술 대비 개발기술의 우수성 ... 13
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 16
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 51
• 1) 연구수행 결과 ... 51
• 2) 목표 달성 수준 ... 65
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 원인분석 ... 65
• 1) 목표 미달 또는 미흡한 연구결과에 대한 원인(사유) 자체분석 내용 ... 65
• 2) 미달 또는 미흡한 결과물에 대한 보완 활동 ... 66
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 66
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 66
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 67
• 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 68
• 2) 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 70
• 3) 성과활용·관리 추진체계 ... 70
• 4) 기타 ... 70
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 71
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 72
• 8-1. 주관연구기관 (서울대학교) ... 72
• 8-2. 공동연구기관 크립토랩 ... 73
• 8-3. 공동연구기관 University of Washington ... 74
• 8-4. 공동연구기관 한국인터넷진흥원 ... 75
• 끝페이지 ... 76