동형암호(Homomorphic Encryption) / ①

문제2) 동형암호(Homomorphic Encryption)

답)

 

 

1. 암호문 연산과 평문 연산 동일, 동형암호(Homomorphic Encryption)의 개요

	정의
	데이터의 손실/유출 없이 암호화된 상태에서 연산및 분석이 가능하도록 하는 차세대 암호 방식
동형암호는 격자문제를 응용한 암호의 일정으로 데이터의 안정성이 보장됨.

 

2. 동형암호의 개념도 및 상세 설명

가. 동형암호(Homomorphic Encryption)의 개념도

평문의 연산 결과와 암호문의 연산결과가 일치하여 데이터 분석이 가능함

 

나. 동형암호 상세 설명

구분	항목	설명
유형	부분적 동형암호	Partial homomorphic encryption(PHE) 오직 한유형의 연산만 지원
	준 동형암호	Somewhat homomorphic encryption(SHE) 덧셈과 곱셈 모두 지원하며 몇번의 연산에도 값 보존 처리
	완전 동형함수	Fully homomorphic encryption(FHE) 준동형암호에 bootstrapping을 통해 이론상으로 대수연산(덧셈, 곱셈, XOR)을 무한번 수행 가능
설계원리	부트스트래핑(Bootstrapping)	암호화된 비밀키를 이용하여 노이즈가 감소된 새로운 암호문 생성 후 연산 수행하는 설계 원리
	스쿼싱(Squashing)	노이즈 증가 감소, 평문 변형되지 않도록 구성하는 원리 복호화 알고리즘 및 공개키 일부 변형
알고리즘	RAD78	최초 동형암호, 속도가 매우 느리고 암호문의 크기가 수십배 커짐
	BGN05	덧셈과 한번의 곱셈 연산 보존 가능
	Gen09	격자(lattice)기반, 난수화 된 에러 사용하여 일정 수 연산 시행 시 에러 증폭되어 복호화 불가능
	CRT-Based	중국인의 나머지 정리 기반, 큰 숫자 단위 연산하여 많은 정보 저장
동형 암호의 수학적 난제를 해결하여 효율성 개선, 정보 저장 용량 증가를 목표로 함

 

3. 동형암호 활용 방안

 

구분	설명
클라우드 연산	클라우드 내에서 다양한 연산 및 통계모형 구축/활용 시에 발생할 수 있는 개인정보 유출을 동형암호를 통해 원천 차단
데이터 기반 의료	유전정보, 생체정보 등을 활용한 정밀 의료
자율주행	자율주행으로 수집된 정보의 탈취 위험을 제거하기 위해 입력된 데이터를 동형암호화하여 정보 이동중 발생 가능한 보안 위험 차단
동형암호는 가명정보의 잠재적 재식별 위험을 줄여 가명정보 처리 적정성 검토에서의 위험성 평가를 간소화

 

 

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