“대용량 데이터의 안전성과 처리속도 높일 암호화 기술 개발”

□ 대용량 데이터 처리를 위한 완전동형암호*가 국내 연구진에 의해 개발됨에 따라 안전한 클라우드컴퓨팅* 환경이 앞당겨질 전망이다. 암호화된 정보를 이용하기 위해 필요한 암호해제 과정을 생략하고 암호화된 상태 그대로 연산이 가능하게 되어 데이터 처리 속도는 높아지고 외부 유출로부터 데이터의 안전성을 지킬 수 있게 됐다.

     * 완전동형암호(fully homomorphic encryption) : 4세대 암호로 암호화된 상태 그대로 원문 정보에 대한 연산이나 검색이 가능함. 기존에는 암호화된 정보를 이용하기 위해 암호를 해제하는 복호화 과정을 거쳐야 해 데이터 안전성이나 처리속도가 낮았음

       (예) 기존 : [원문]100 → [암호화] → AAA → [복호] → 100 → [연산 +1] 101 → [암호화] → BBB → [복호화] → 101 [원문+1]

           완전동형암호 : [원문]100 → [암호화] → AAA → [특수연산] → BBB → [복호화] → 101 [원문+1]

      * 클라우드컴퓨팅 : 데이터센터, 소프트웨어 등 여러 정보통신자원을 통합하여 실시간 수요에 따라 신축적으로 정보를 제공하여 정보통신자원의 이용효율을 극대화하는 기술

□ 천 교수 연구팀은 중국인의 나머지 정리*에 기반하여 암호문에 대응하는 유일한 원문을 복구해내는 방식으로 암호를 해제하지 않고 곧바로 수십에서 수만자리에 이르는 정수들의 연산을 지원할 수 있는 완전동형암호를 개발해냈다. 또한 연구팀이 개발한 완전동형암호는 상황에 따라 비교적 용이하게 설계변경이 가능하다. 

    * 중국인의 나머지 정리 :  3과 5를 곱한 값인 15 이하의 값 중에서 3으로 나누면 1이 남고 5로 나누면 2가 남는 수는 오직 7 하나뿐인데 여기서 3과 5 대신 임의의 두 소수를 가정하는 경우에도 위의 조건을 만족하는 값은 오직 하나 뿐이라는 것. 2,000년전 중국 고전 산경십서에 있는 내용을 17세기 수학자 오일러가 유럽에 소개.

 ○ 중간보안등급의 경우 암호화에 42초, 복호화에 0.04초가 걸리는데 동일한 시간에 처리할 수 있는 데이터 용량이 기존에는 1비트에 불과하나 이번에 개발된 완전동형암호로는 5000비트를 처리할 수 있다. 동시에 처리할 수 있는 정보량이 수천배로 늘게 되어 클라우드, 모바일 금융 등에서 실제 구현될 가능성이 높아진 것이다.

 ○ 특히 정수 기반 동형암호로는 최초로 한 번의 연산으로 여러 데이터 처리가 가능한 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 연산이 가능하도록 설계됐다.

□ 천 교수는 “일명 4세대 암호 기술이라고도 불리는 완전동형암호의 개발은 국내 암호 기술의 세계적 경쟁력을 보여주는 좋은 예시”라며 “향후 효율성을 더 개선하여 은행 전산시스템이나 의료, 납세, 교육 등의 정보시스템에 실제로 적용될 수 있도록 꾸준히 연구하겠다”고 밝혔다.