• 제목/요약/키워드: Differential privacy

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Privacy-Preserving Collection and Analysis of Medical Microdata

  • Jong Wook Kim
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제29권5호
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    • pp.93-100
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    • 2024
  • 4차 산업혁명의 도래와 함께 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 클라우드 컴퓨팅 등의 첨단 정보 기술이 다양한 산업 분야에서 혁신을 이끌고 있다. 이 기술들은 방대한 양의 데이터를 생성하고 있으며, 많은 기업들이 이를 활용하고 있다. 그러나 개인 데이터 수집 시 발생할 수 있는 프라이버시 침해 위험으로 인해 사용자들은 민감한 정보 제공을 망설이고 있다. 특히 의료 분야에서는 환자의 병명과 같은 민감한 정보 수집이 큰 도전이 되고 있으며, 프라이버시 문제가 데이터 수집과 분석의 장애가 되고 있다. 본 연구는 프라이버시 보호를 유지하면서도 통계적 정보를 효과적으로 추출할 수 있는 의료 데이터 수집 및 분석 기법을 제안한다. 제안 기법은 기존의 단순한 데이터 수집을 넘어서, 프라이버시를 보장하면서 수집된 데이터에서 통계적 정보를 효과적으로 추출하는 방법을 포함한다. 실제 데이터를 이용한 성능 평가에서는 제안된 기법이 기존 방법보다 더 효과적으로 프라이버시를 보존하며 통계적 정보를 도출할 수 있음을 입증한다.

DES에 기반한 조합형 한글 암호 알고리즘 (An Encryption Algorithm Based on DES or Composition Hangul Syllables)

  • 박근수
    • 정보보호학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.63-74
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    • 1999
  • 본 논문에서 제안하는 HEA(Hangul Encryption Algorithm)는 초성, 중성, 종성의 다차원구조로 이루어진 한글의 특성을 이용하여 조합형 한글 음절을 암호화하여 조합형 한글 음절을 생 성한다. HEA 에서는 암호화 결과가 모두 한글 터미널에 표시가능한 한글이므로 출력 내용이 표시가능해 야 하는 메일 시스템 등에 유용하게 사용될 수 있다. HEA는 DES에 기반하고 있으며 키전수 탐색 differential cryptanalysis linear cryptanalysis 에대하여 DES와 유사한 안전도를 가지며 암호문의 음 소별 임의성, 평문-암호문 연쇄효과 키-암호문 연쇄효과도 갖는다. In this paper we present a Hangul Encryption Algorithm (HEA) which encrypts composition Hangul syllables into composition Hangul syllables using the non-linear structure of Hangul. Since ciphertexts generated by HEA are displayable characters HEA can be used in applications such as Privacy Enhanced mail (PEM) where ciphertexts should be displayable characters. HEA is based on DES and it can be shown that HEA is as safe as DES against the exhaustive key search differential cryptanalysis and linear cryptanalysis. HEA also has randomness of phonemes of ciphertexts and satisfies plaintext-ciphetext avalanche effect and key-ciphertext avalanche effect.

분산 OSN 환경에서 프라이버시 보호를 위한 그룹 기반의 데이터 퍼튜베이션 기법 (A Group based Privacy-preserving Data Perturbation Technique in Distributed OSN)

  • 이주형;박석
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제22권12호
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    • pp.675-680
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    • 2016
  • 다양한 모바일 기기와 모바일 플랫폼 기술의 발전에 따라 online social network(OSN) 사용자 수는 꾸준히 증가하고 있다. OSN 사용자들은 서비스를 통해 자유로운 의사소통과 정보 공유, 그리고 인맥 확대와 같은 사회적 활동을 할 수 있게 되지만, 이는 새로운 사용자 프라이버시 문제를 야기 한다. 이와 같은 사용자 프라이버시 침해 우려를 막기 위해 다양한 분산 OSN 아키텍처들이 소개되어 왔지만, 이 또한 기술적으로 사용자에게 자신의 데이터에 대해 완벽한 통제권을 부여하지 못한다. 본 논문은 OSN 사용자 정보에 대한 통제권의 부재를 해결하기 위해 personal data storage(PDS)를 사용한다. 또한 사용자 친구들을 각기 다른 프라이버시 레벨을 가지는 친구 그룹으로 그룹핑 한 뒤 각기 다른 사용자 친구 그룹들이 자신의 그룹 프라이버시 레벨에 맞는 사용자의 차등된 텍스트 데이터를 제공받도록 함으로써 사용자 프라이버시와 서비스 유틸리티 모두를 고려한 시스템 아키텍처를 제안하였다.

ISO TS 25237을 적용한 보건의료정보의 새로운 재식별 처리에 관한 연구 (Study on the New Re-identification Process of Health Information Applying ISO TS 25237)

  • 김순석
    • 융합보안논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.25-36
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    • 2019
  • 정보 통신 기술의 발달로 환자의 의료 정보를 전자적으로 처리하고 관리하는 병원이 증가하고 있다. 그러나 의료 정보가 전자적으로 처리되는 경우에도 환자 또는 의료진의 개인 정보를 침해 할 여지는 여전히 남아 있다. 이와 관련하여 2017년 국제 표준화기구 (ISO)는 ISO TS 25237 보건의료정보-가명을 발표한 바 있다. 본 논문에서는 ISO TS 25237에서의 보건의료정보의 가명화 절차 및 제안된 방법의 문제점에 근거한 재식별 처리 과정을 검토하고자 한다. 또한, 우리는 비식별 데이터 세트와 원본 데이터 사이의 매핑 테이블을 암호문으로 유지함으로써 기본 우리가 제안한 바 있는 안전한 차등 개인 정보 보호 방법에 재식별 절차를 추가하는 새로운 처리 방법을 제안하고자 한다. 제안하는 방법은 일부 정책적인 관리 문제를 제외하고는 ISO TS 25237 신뢰 서비스 제공 업체의 요구 사항을 충족시키는 것으로 입증되었다.

쿼드 트리를 이용한 동적 공간 분할 기반 차분 프라이버시 k-평균 클러스터링 알고리즘 (Differentially Private k-Means Clustering based on Dynamic Space Partitioning using a Quad-Tree)

  • 구한준;정우환;오성웅;권수용;심규석
    • 정보과학회 논문지
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    • 제45권3호
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    • pp.288-293
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    • 2018
  • 최근 공개되는 데이터에 적용하는 다양한 프라이버시 보호 기법들이 연구가 되어왔다. 그 중 차분 프라이버시는 본래의 데이터에 확률적인 노이즈를 더하여 공격자의 사전 지식에 상관없이 개인 정보를 보호한다. 기존 차분 프라이버시를 만족하는 k-평균 클러스터링은 데이터로부터 차분 프라이버시를 만족하는 히스토그램 형태로 바꾼 뒤. k-평균 클러스터링 알고리즘을 수행한다. 하지만 이는 데이터의 분포와 상관없이 등간격으로 히스토그램을 만들기 때문에 노이즈가 삽입되는 버킷이 많아지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 데이터의 분포를 더 적은 버킷으로 나타낼 수 있는 쿼드 트리를 이용하여 히스토그램을 만든 뒤 k-평균을 찾는 알고리즘을 제안한다. 또한, 실험을 통해 기존의 알고리즘보다 더 좋은 성능을 가지는 것을 보인다.

금융데이터의 성능 비교를 통한 연합학습 기법의 효용성 분석 (Utility Analysis of Federated Learning Techniques through Comparison of Financial Data Performance)

  • 장진혁;안윤수;최대선
    • 정보보호학회논문지
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    • 제32권2호
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    • pp.405-416
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    • 2022
  • AI기술은 데이터 기반의 기계학습을 이용하여 삶의 질을 높여주고 있다. 기계학습을 이용시, 분산된 데이터를 전송해 한곳에 모으는 작업은 프라이버시 침해가 발생할 위험성이 있어 비식별화 과정을 거친다. 비식별화 데이터는 정보의 손상, 누락이 있어 기계학 습과정의 성능을 저하시키며 전처리과정을 복잡하게한다. 이에 구글이 2017년에 데이터의 비식별화와 데이터를 한 서버로 모으는 과정없이 학습하는 방법인 연합학습을 발표했다. 본 논문은 실제 금융데이터를 이용하여, K익명성, 차분프라이버시 재현데이터의 비식별과정을 거친 데이터의 학습성능과 연합학습의 성능간의 차이를 비교하여 효용성을 분석하였으며, 이를 통해 연합학습의 우수성을 보여주고자 한다. 실험결과 원본데이터 학습의 정확도는 91% K-익명성을 거친 데이터학습은 k=2일 때 정확도 79%, k=5일 때76%, k=7일 때 62%, 차분프라이버시를 사용한 데이터학습은 𝜖=2일 때 정확도 52%, 𝜖=1일 때 50%, 𝜖=0.1일 때 36% 재현데이터는 정확도 82%가 나왔으며 연합학습의 정확도는 86%로 두번째로 높은 성능을 보여 주었다.

스마트 미터 프라이버시 시스템을 위한 잡음 가중치 데이터 집계 (Noisy Weighted Data Aggregation for Smart Meter Privacy System)

  • 김용길;문경일
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.49-59
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    • 2018
  • 현재 여러 국가들은 스마트 그리드 시스템의 법적, 기술적, 비즈니스 측면에서 여러 문제점들이 발견되고 있음에도 불구하고 스마트 그리드 배치를 서두르고 있다. 스마트 그리드와 관련하여 중요한 문제는 스마트 미터기의 주된 성능을 그대로 유지하면서 미터 측정값들이 믿을 수 없는 이해집단들로부터 공격을 당하지 않도록 하는 것이다. 이러한 프라이버시 보호 문제는 하드웨어 제약사항, 보안 암호화 시스템과 보안 신호 처리와 같은 몇 가지 해결책들을 요구하고 있다. 본 연구에서는 이와 관련하여 현재 스마트 미터 프라이버시 보호 영역에서 주된 도전 문제가 되고 있는 미터 사용량 집계 암호화에 관한 하나의 접근방식을 제공한다. 개별 에너지 총 사용량에 관한 프라이버시 보호를 위해 개별 사용자 집계 함수에 잡음 가중치를 부여하는 방식을 나타낸다. 접근방식에서 준동형 암호화 성질을 충족하기 위해 잡음 가중치의 곱은 1이 된다. 단적으로 개별 에너지 사용자 집계를 알 수 없도록 하는데 있다. Diffid-Hellman 생성기를 적용하는 경우에 잡음 가중치 곱은 잡음 가중치 합으로 전환되고 가중치 합은 0이 된다. Diffid-Hellman 키 교환은 보통 512비트를 사용하기 때문에 아주 큰 키들을 사용하는 다른 Paillier 계통 암호화 방법들에 비해 보다 우수한 성능을 가진다.

쿼드트리와 균등 샘플링를 이용한 효과적 차분 프라이버시 K-평균 클러스터링 알고리즘 (A Differentially Private K-Means Clustering using Quadtree and Uniform Sampling)

  • 홍대영;구한준;심규석
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2018년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.25-26
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    • 2018
  • 최근 데이터를 공개할 때 프라이버시를 보호하기 위한 방법들이 연구되고 있다. 그 중 차분 프라이버시(differential privacy)는 최소성 공격 등에 대해서도 안전함이 증명된 익명화 기법이다. 본 논문에서는 기존 차분 프라이버시 -평균 클러스터링 알고리즘의 성능을 개선하고 실생활 데이터를 이용한 실험을 통해 이를 검증한다.

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차분 프라이버시를 만족하는 접두사 트리의 경로 데이터 통계 질의 연구 (A Study on trajectory data statistical queries of prefix trees satisfying differential privacy)

  • 신지환;송예지;안진현;이태휘;임동혁
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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    • pp.1250-1253
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    • 2023
  • 최근 정보 기술의 급격한 발전으로 스마트폰이 우리의 일상 생활에 점점 더 많이 들어오고 있으며, 사용자들은 많은 서비스들을 누릴 수 있게 되었다. 위치 기반 서비스(LBS)의 경우 스마트폰에 탑재된 위치 확인 기능을 통해 음식점 추천, 길찾기 등 개인형 맞춤 서비스를 제공하며, 사용자는 간단한 동의를 통해 자신의 위치를 LBS 서버에 전송하게 된다. 이는 사용자의 개인정보 침해의 요소가 될 수 있으며, 사용자의 민감한 정보가 공개될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 사용자의 경로 데이터의 민감 정점을 보호하고, 통계적 질의를 할 때, 절대적으로 개인정보를 보호할 수 있는 방법을 제시한다.

축소된 SMS4 블록 암호에 대한 향상된 안전성 분석 (Improved Security Analysis of Reduced SMS4 Block Cipher)

  • 김태현;김종성;홍석희;성재철;이창훈
    • 정보보호학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.3-10
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    • 2009
  • 본 논문에서는 중국 무선 네트워크 표준 WAPI에 사용되고 있는 블록 암호 SMS4에 대한 향상된 차분 공격 및 선형 공격을 소개한다: 먼저, SMS4의 전체 32 라운드 중 20또는 21 라운드에 적용된 기존 차분 공격을 22 라운드 차분 공격으로 확장하는 방법을 소개한다. 또한 22 라운드로 축소된 SMS4에 적용된 기존 선형 공격의 복잡도, $2^{119}$기지 평문, $2^{109}$ 메모리 바이트, $2^{117}$의 암호와 과정을 새로운 선형 근사식을 이용하여 $2^{117}$기지 평문, $2^{109}$ 메모리 바이트, $2^{112.24}$ 암호와 과정으로 향상시킨다. 본 논문의 분석 결과는 SMS4에 대해 알려진 공격 중 최상의 공격이다.