동형 암호 편집하기

[[분류:암호학]]
[[분류:개인정보보호]]
[[분류:데이터 과학]]

;Homomorphic Encryption
;데이터를 암호화한 채로 연산할 수 있는 암호화 기법

==개념==
[[파일:동형암호.png|500px]]

*동형암호 개념은 Rivest, Adleman, and Dertouzos에 의해 1978년 제시
*IBM의 연구원인 Craig Gentry에 의해 2009년 격자 기반 암호화를 사용하는 완전한 동형암호(FHE)를 위한 구조가 최초로 제시<ref>완전동형암호 기술 및 표준 동향(나재훈 한국전자통신연구원 전문위원, 2021.9.)</ref>

==특징==

*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)
*데이터의 무결성을 보장하지 않으며 가단성(Malleability)을 제공

==동형암호의 한계==

*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==
===세대 구분===

*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===

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

==구현 모델==

*'''[[엘가말]]'''
*'''[[HELib]]''': IBM에서 개발
**CKKS 및 BGV 체계와 부트스트랩을 지원
**Slot 단위로 평문을 나누어 연산 처리
**비트 단위 이동연산자 지원
*'''[[SEAL]]''': [[마이크로소프트]]에서 개발
**BFV 및 CKKS 스킴을 지원
**정수의 덧셈, 곱셈 연산을 지원
**부트스트래핑을 수행하지 않음
*[[혜안|'''혜안(HeaAn)''']]: 서울대학교 천정희 교수 개발
**고정 소수점 근사 산술을 기본적으로 지원하는 CKKS 스킴을 구현
**근사계산법을 사용하여 성능을 월등히 향상
*'''PALISADE''': DARPA 자금을 지원받는 방위 계약 업체 컨소시엄에서 개발
**BGV, BFV, CKKS, TFHE 및 FHEW와 같은 여러 동형 암호화 체계 지원
*'''Λ○λ'''('LOL'이라고 발음)
**FHE를 지원하는 링 기반 격자 암호화를 위한 Haskell 라이브러리
*'''NFLlib''': 유럽 HEAT 프로젝트의 파생 결과
**저수준 프로세서 프리미티브를 사용하여 고성능 동형 암호화 탐색을 목적으로 개발
*'''Lattigo'''
**Go로 작성된 격자 기반 암호화 라이브러리
*'''Concrete'''
**TFHE 스킴의 사용자 맞춤을 지원하는 라이브러리

==같이 보기==

*[[PPDM]]
*[[차분 프라이버시]]

==각주==
<references />