암호화된 데이터를 그대로… 해킹 원천차단

ETRI, 동형암호 고속연산 칩기술 개발

한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 암호화된 데이터를 재식별 절차없이 사용하는 동형암호 고속연산 칩을 개발했다. ETRI 제공

[파이낸셜뉴스] 한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 암호화된 데이터를 서로 주고 받으며 재식별 절차를 거치지 않고 고속으로 사용할 수 있는 전용 처리칩을 개발했다고 6일 밝혔다.

이 동형암호 고속연산 칩기술은 기존 암호방식을 대체해 사생활을 보장하면서 머신러닝 등에 적용할 수 있고 양자컴퓨터 해킹도 견딜 수 있다. 또한 클라우드 데이터 센터 서버나 인공지능 반도체(SoC) 등에도 활용할 수 있다.

이 기술은 네이버, ㈜네오와인, ㈜티맥스티베로, 성균관대, 포항공대, 인하대와 함께 공동개발했다. 이번 연구를 통해 칩 핵심기술 검증용 MPW 시제품, SW 14건, 국내외 특허 21건 출원, 논문 8편 등 성과를 냈다.

연구진은 향후 클라우드 컴퓨팅 서비스 회사나 데이터베이스 관리시스템(DBMS) 기업, 팹리스 기업, 서버 탑재 동형암호 가속기 개발사, 마이데이터 프라이버시 보장 서비스 기업, 공공 및 국방 등 민감 데이터 활용 사업화 기업 등에 기술이전할 계획이다.

기존 암호 기술은 암호화된 데이터를 바로 연산할 수 없었다. 비밀 키를 사용, 데이터를 복호화해 원래의 정보로 바꾼 뒤 다시 암호화해서 전달해야만 했다. 이때 비밀키는 물론 원래의 정보가 노출될 수밖에 없다.

연구진이 개발한 완전동형암호 하드웨어 연산 가속기 칩 핵심기술은 정보를 암호화하면 암호문이 수천 비트의 계수를 갖는 수만 차수 이상의 다항식들로 표현되는 동형암호의 고유한 특성에 적합한 전용 하드웨어 연산 처리 장치이다.

따라서 데이터가 암호화된 상태, 즉 고차 다항식 간에 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등 연산을 빠르게 처리한다. 암호화된 데이터를 바로 연산하고 그 결과값만 암호를 풀어서 데이터를 볼 수 있게 되는 원리다. 아무도 원래의 데이터를 볼 수 없어서 데이터 프라이버시가 확실히 보장된다.

한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 동형암호 연산 가속 칩 기술에 관해 의견을 나누고 있다. ETRI 제공

향후 동형암호 SoC를 탑재해 동형암호가 적용된 동영상을 동형암호가 적용된 인공지능 모델로 실시간 수준으로 추론할 수 있는 완전동형암호 하드웨어 가속기로 확장한 플랫폼까지 개발할 예정이다.

이 기술이 개발됨으로써 향후 동형암호 가속기 전용 칩 및 소프트웨어 개발 플랫폼 관련 연구에도 탄력이 붙을 전망이다. 연구진은 이 기술이 개발 완료되면 △완전동형암호 HW 가속기 칩셋 △프라이버시 보장 데이터 서버에 내장되는 가속기 △동형암호 라이브러리, 인공지능 등에 활용할 응용 SW 등이 주요 성과가 될 것이라고 설명했다.

ETRI 박성천 보안SoC융합연구실장은 "유망기술로 손꼽히던 동형암호 고속연산 칩 핵심기술을 연구해 동형암호의 실용화를 앞당길 수 있는 계기를 마련했다"고 말했다.
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