조선대(총장 민영돈)는 김영식 정보통신공학부 교수가 서울대 연구팀과 함께 고정밀 암호화 기술을 개발, 프라이버시 보존 인공지능(AI) 기술을 위한 획기적인 전기를 마련했다고 1일 밝혔다.
김 교수는 암호화된 상태로 연산을 수행할 수 있는 CKKS 동형암호를 인공지능(AI)에 적용하기 위한 핵심인 고정밀 부트스트래핑 기술을 개발했다. 동형암호는 미래 핵심 암호 기술로 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 부트스트래핑 기법 정확도를 1000배 이상 높여 동형암호를 실용화하고 데이터 프라이버시를 보장하는 AI 기술을 마련할 것으로 기대하고 있다.
현재 AI 기술 개발을 위해서는 양질의 데이터가 필요하다. 하지만 데이터에는 개인정보 등 민감한 정보가 많아 프라이버시와 법적 규제로 많은 제약이 따른다.
동형암호를 사용하면 민감한 정보를 암호화된 상태로 만들어 암호해독 없이 그 상태로 AI 연산을 수행해 프라이버시를 보호하면서도 원하는 결과를 얻을 수 있다. 동형암호 사용을 위해서는 연산 수행이 필수적인데 연산을 수행하면 자원이 줄어 부트스트래핑 기법을 통해 동형암호를 위한 연산 자원을 보충해줘야 한다.
이 과정에서도 기존 부트스트래핑은 큰 오류를 동반해 연산을 계속할 수 없게 된다는 단점이 있었다. 동형암호 사용에는 연산의 총량이 매우 제한적이었지만 김 교수 팀이 개발한 기술을 통해수는 원하는 양만큼 연산이 가능하다. 심층신경망 연산에도 동형암호를 적용할 수 있다.
연구팀은 해당 기술을 실제로 구현해 표준 심층신경망 AI모델인 ResNet-20에서 동형암호화된 이미지를 AI에 의해 성공적으로 분류할 수 있음을 세계 최초로 시연했다.
이번 연구는 삼성전자종합기술원 지원을 받아 김 교수를 비롯 노종선 서울대 교수, 이준우 연구원, 이은상 연구원, 이용우 연구원(현 삼성전자종합기술원 소속)이 공동 참여했다.
김영식 교수는 “이번 결과는 암호화된 데이터 그대로 AI시스템에 적용하는 방식의 프라이버시 보존 AI 기술을 위한 획기적인 전기를 마련한 것”이라며 “앞으로 연구팀과 함께 동형암호 고속 구현을 통한 실용화 연구에 집중할 것”이라고 말했다.
한편 김 교수는 조선대 연구팀과 함께 지난 4월 포스트 양자 암호 알고리즘과 보안 안전성 검증 원천 기술 확보를 위한 사업을 진행, 정보통신기획평가원(IITP)이 지원하는 정보보호 핵심 원천기술 개발 사업에 선정됐다. 연구팀은 '저사양 디바이스 대상 고효율 포스트 양자암호(PQC) 안전성 및 성능 검증 기술 개발'이라는 과제로 2021년 4월부터 약 3년 9개월 동안 연구비를 지원 받는다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
