한국정보처리학회:학술대회논문집 (Annual Conference of KIPS)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
권호 표지

동형암호를 적용한 보안 제어 기술 동향 분석

Homomorphic Encryption for Securing Cyber Physical Systems: A Survey

  • 이윤지 (서울대학교 전기정보공학부, 서울대학교 반도체 공동연구소) ;
  • 백윤흥 (서울대학교 전기정보공학부, 서울대학교 반도체 공동연구소)
  • Yunji Lee (Dept. of Electrical and Computer Engineering and Inter-University Semiconductor Research Center(ISRC), Seoul National University) ;
  • Yunheung Paek (Dept. of Electrical and Computer Engineering and Inter-University Semiconductor Research Center(ISRC), Seoul National University)
  • 발행 : 2024.10.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

동형암호는 암호화된 상태에서도 연산을 수행할 수 있는 암호이다. 양자컴퓨터 시대가 눈앞에 도래한 지금 양자컴퓨터에도 안전한 격자 문제에 기반을 둔 동형암호가 적용될 수 있는 분야는 무궁무진하다. 하지만 동형암호만으로는 프라이버시 즉 기밀성은 보장하지만 무결성이 보장되지 않는다. 따라서 기밀성과 무결성 모두를 보장하라는 요구를 만족시킬 수 있는 개념의 암호체계가 등장했는데 바로 동형 인증 암호이다. 이 논문에서는 동형 인증 암호와 이를 적용할 수 있는 응용 분야 중 하나인 동형 제어 기술에 대해 소개하고, 무선통신을 사용하는 사이버 물리 시스템을 안전하게 제어하기 위해 기존에 적용된 보안 기술과 비교하여 동형 인증 암호를 적용한 사례는 어떤 기대효과를 누릴 수 있는지 살펴본다. 이를 통해 제어기가 해킹되지 않도록 하는 안전성에 중점을 둔 '보안 비용'과 하드웨어 가속, 알고리즘 최적화로 '실시간 제어'가 가능하게 하는 기술의 최적화가 적절한 조화를 이룰 수 있도록 설계하는 연구의 상업적 효과에 대해 탐구한다.

키워드

과제정보

이 논문은 2024 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며(No.RS-2023-00277326), 2024 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행되었으며 (No.RS-2024-00438729, 익명화된 기밀실행을 이용한 전주기적 데이터 프라이버시 보호 기술 개발), 2023 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구이며(No.2021-0-00528, 하드웨어 중심 신뢰계산기반과 분산 데이터보호박스를 위한 표준 프로토콜 개발), 2024 년도 BK21 FOUR 정보기술 미래인재 교육연구단에 의하여 지원되었으며, 본 연구는 반도체 공동연구소 지원의 결과물임을 밝힙니다.

참고문헌

  1. Craig Gentry. "Fully Homomorphic Encryption Using Ideal Lattices." Proceedings of the forty-first annual ACM symposium on Theory of computing, 2009.
  2. Cheon Jung Hee, Kim Andrey, Kim Miran, Song Yongsoo. "Homomorphic Encryption for Arithmetic of Approximate Numbers." ASIACRYPT, 2017.
  3. Zvika Brakerski, Craig Gentry, Vinod Vaikuntanathan. "Fully Homomorphic Encryption without Bootstrapping." ITCS, 2012.
  4. Fan Junfeng, Vercauteren Frederik. "Somewhat Practical Fully Homomorphic Encryption." Cryptology ePrint Archive, 2012.
  5. Ilaria Chillotti, Nicolas Gama, Mariya Georgieva, Malika Izabachene. "Faster Fully Homomorphic Encryption: Bootstrapping in less than 0.1 Seconds." ASIACRYPT, 2016.
  6. Chihong Joo, Aaram Yun. "Homomorphic Authenticated Encryption Secure Against Chosen-Ciphertext Attack." ASIACRYPT, 2014.
  7. Cheon Jung Hee, et al. "Toward a Secure Drone System: Flying With Real-Time Homomorphic Authenticated Encryption." IEEE Access, 2018.
  8. Andre Teixeira, Kin Cheong Sou, Henrik Sandberg, Karl Henrik Johansson. "Secure Control Systems: A Quantitative Risk Management Approach." IEEE Control Systems Magazine, 2015.