동형 암호

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Homomorphic Encryption
데이터를 암호화한 채로 연산할 수 있는 암호화 기법

개념[편집]

동형암호.png

특징[편집]

  • 데이터를 복호화하지 않음로 원본 데이터 유출 원천 차단 가능
  • 개인정보 비식별 조치와 달리 원본 데이터의 손실이 거의 없음
    • 개인정보나 민감한 데이터를 대상으로 한 분석에 효과적(PPDM 실현)

동형암호의 한계[편집]

  • 연산 시 마다 암호문에 Noise가 발생하여 복잡한 계산이 불가
    • Noise가 한계치를 넘으면 복호화 불가
    • Bootstrap 기법을 통해 중도에 복호화하여 Noise를 제거하는 방향으로 연구 중
    • Bootstrap 사용 시 연산 속도가 느려지고 계산 결과에 오차가 생기는 문제 발생
  • 현재 Noise 발생을 줄이거나 Bootstrapping을 효율적으로 수행하는 방법 연구 중

동형암호의 분류[편집]

세대 구분[편집]

  • 1세대: 곱셈, 덧셈 등 일부 연산만 가능
  • 2세대: 전체 사칙연산 가능. 성능상의 한계 존재
  • 3세대: 모든 연산 가능, 실무에 적용 가능한 효율성

기능에 따른 구분[편집]

  • 부분동형암호(Partial Homomorphic Encryption)
    • 연산의 종류 제한(덧셈이나 곱셈만 가능 등)
  • 준동형암호(Somewhat Homomorphic Encryption)
    • 연산 횟수 제한(연산이 반복될 경우 데이터 길이가 기하급수적으로 증가)
  • 완전동형암호(Fully Homomorphic Encryption)
    • 연산의 종류나 횟수의 제한이 없음
    • 부트스트래핑, 스쿼싱, 근사값 계산 이용

구현 모델[편집]

  • 엘가말
  • HELib: IBM에서 개발
    • Slot 단위로 평문을 나누어 연산 처리
    • 비트 단위 이동연산자 지원
  • SEAL: 마이크로소프트에서 개발
    • 정수의 덧셈, 곱셈 연산을 지원
    • 부트스트래핑을 수행하지 않음
  • 혜안(HeaAn): 서울대학교 천정희 교수 개발
    • 근사계산법을 사용하여 성능을 월등히 높였다.

같이 보기[편집]