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동형암호를 위한 FPGA 기반의 하드웨어 가속기에 관한 연구 동향

Research Trend on FPGA-based Hardware Accelerator for Homomorphic Encryption

  • 이용석 (서울대학교 전기정보공학부, 서울대학교 반도체 공동연구소) ;
  • 백윤흥 (서울대학교 전기정보공학부, 서울대학교 반도체 공동연구소)
  • Lee, Yongseok (Dept. of Electrical and Computer Engineering and Inter-University Semiconductor Research Center(ISRC), Seoul National University) ;
  • Paek, Yunheung (Dept. of Electrical and Computer Engineering and Inter-University Semiconductor Research Center(ISRC), Seoul National University)
  • 발행 : 2021.11.04

초록

최근 개인 정보 보호를 위해 주목 받고 있는 동형암호 알고리즘은 암호화된 상태로 덧셈과 곱셈 연산이 가능하여, 연산을 위한 복호화 과정 없이 데이터에 대한 가공이 가능하다. 따라서 이러한 동형암호 알고리즘이 개인 정보 보호를 위한 방법으로 떠오르고 있으며, 특히 완전동형암호 알고리즘의 경우 덧셈과 곱셈 연산을 모두 지원하며, 유효 연산 횟수에도 제한이 없어 응용 분야에서 널리 활용될 것으로 예상된다. 그러나, 완전동형암호 알고리즘의 경우 암호문의 크기가 평문대비 크게 증가하고, 다항식으로 구성된 암호문의 덧셈 및 곱셈 연산도 복잡하여 이에 대한 가속이 필요한 실정이다. 이에 FPGA 기반의 동형암호 가속기 개발이 많이 연구되고 있으며, 이를 통해 동형암호 연산의 특징을 이해하고 가속기 연구 동향을 알아보려 한다.

키워드

과제정보

이 논문은 2021 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구이며 (No.2018-0-00230, (IoT 총괄/1 세부) IoT 디바이스 자율 신뢰보장 기술 및 글로벌 표준기반 IoT 통합보안 오픈 플랫폼 기술개발 [TrusThingz 프로젝트]), (No.2020-0-00325, 클라우드 엣지 전주기 데이터 안정성을 위한 추적성 보장 기술 개발), 2021 년도 BK21 FOUR 정보기술 미래인재 교육연구단의 지원을 받았으며, 2021 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NRF-2020R1A2B5B03095204).