사물인터넷 및 빅데이터 등 디지털 데이터의 범람으로, 다수 사용자로부터 방대한 데이터를 처리 및 보관하는 클라우드 서비스 제공자는 효율적 데이터 관리를 위한 데이터 중복제거를 적용할 수 있다. 중앙 클라우드 서버로의 네트워크 혼잡 및 연산 효율성 저하 등의 문제를 개선하기 위한 클라우드의 확장으로 엣지 컴퓨팅 개념이 도입되면서 사용자 경험을 개선할 수 있으나, 전적으로 신뢰할 수 없는 새로운 엣지 디바이스의 추가로 인하여 프라이버시 보존 데이터 중복제거를 위한 암호학적 연산 복잡도의 증가를 야기할 수 있다. 제안 기법에서는 신뢰실행환경을 활용함으로써 사용자-엣지-클라우드 간 최적화된 통신 구조에서 프라이버시 보존 데이터 중복제거의 효율성 개선 방안을 제시한다. 사용자와 클라우드 사이에서의 비밀정보 공유를 통하여 엣지 디바이스에서의 연산 복잡도를 최소화하고, 클라우드 서비스 제공자의 효율적 암호화 알고리즘 사용을 가능하게 한다. 또한, 사용자는 엣지 디바이스에 데이터를 오프로딩함으로써 데이터 중복제거와 독립적인 활동을 가능하게 하여 사용자 경험을 개선한다. 실험을 통하여 제안 기법이 데이터 프라이버시 보존 중복제거 과정에서 엣지-클라우드 통신 효율성 향상, 엣지 연산 효율성 향상 등 성능 개선 효과가 있음을 확인한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권4호
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pp.1553-1571
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2018
Currently, many of schemes for smart grid data aggregation are based on a one-level gateway (GW) topology. Since the data aggregation granularity in this topology is too single, the control center (CC) is unable to obtain more fine-grained data aggregation results for better monitoring smart grid. To improve this issue, Shen et al. propose an efficient privacy-preserving cube-data aggregation scheme in which the system model consists of two-level GW. However, a risk exists in their scheme that attacker could forge the signature by using leaked signing keys. In this paper, we propose a secure and fine-grained electricity consumption aggregation scheme for smart grid, which employs the homomorphic encryption to implement privacy-preserving aggregation of users' electricity consumption in the two-level GW smart grid. In our scheme, CC can achieve a flexible electricity regulation by obtaining data aggregation results of various granularities. In addition, our scheme uses the forward-secure signature with backward-secure detection (FSBD) technique to ensure the forward-backward secrecy of the signing keys. Security analysis and experimental results demonstrate that the proposed scheme can achieve forward-backward security of user's electricity consumption signature. Compared with related schemes, our scheme is more secure and efficient.
새로운 정보기술의 발전으로 인해 정보 접근과 획득 방식이 훨씬 다양하고 용이해지고 있는 반면 다양하고 성능 좋은 도구를 이용한 불법적인 접근이 가능하도록 하는 부작용이 초래되고 있다. 이러한 새로운 컴퓨팅 환경에서의 위협에 대응하고자 전통적인 접근제어를 확장한 다양한 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 정책집행의 제약조건 중 주요 요소인 상황과 목적에 대한 의미적 정보를 기반으로 명시적으로 기술되는 정책 제약조건과 보안집행과정에서의 질의 제약조건이 서로 구문적으로 일치하지 않는 경우에도 그 의미를 파악하여 적절한 정책집행이 가능하도록 하는 접근제어 방식을 제안한다. 의미적 보안 정책집행을 위해 온톨로지를 기반으로 트리 계층 구조를 구성하고 이를 이용하여 의미적 함의 관계를 유도하고 함의관계에 의해 유도되는 추가적 함의 때문에 발생할 수 있는 과도한 권한부여를 의미 차 인수를 이용하여 방지할 수 있는 방법을 제시한다. 그리고 제안방식을 구현하는 프로토타입 시스템의 구조를 제시하고 성능평가를 통해 이전 접근제어 방식들과 비교한다.
클라우드 스토리지를 이용하면 사용자는 시간과 장소의 제약 없이 데이터를 원격으로 위탁 및 공유할 수 있게 된다. 그러나 기존에 클라우드에 존재하는 보안상 위협과 사용자가 물리적으로 본인의 데이터를 소유하고 있지 않는다는 사실로 인해, 클라우드 스토리지 서버에 저장된 사용자 데이터에 대한 무결성 검증이 필수적으로 요구되고 있다. 최근 몇 년간 클라우드 스토리지 환경에서 공공 무결성 검증 기법을 제안하는 많은 연구들이 제안되어 왔다. 그러나 현재까지 제안된 대부분의 클라우드 공공 무결성 검증 기법의 경우 검증 단계에서 과도한 연산량이 발생하거나 안전성을 보장받지 못했다. 본 논문에서는 J. Zhang등이 제안한 자체 인증 기반 무결성 검증 기법이 두 가지 공격에 취약함을 보인 후, 이 두 가지 공격에 안전하면서도 동일한 연산 효율성을 보장하는 새로운 자체인증 기반 클라우드 무결성 검증 기법을 제안한다. 뿐만 아니라, 제안하는 기법이 세 가지 안전성 모델에서 안전함을 증명한다.
웨어러블 기기의 발전으로 개인의 건강 상태를 실시간으로 확인하고 위험을 예측할 수 있게 되었다. 예를 들어 심장 질환 환자의 심박수, 심전도가 이상 수치를 보이면 위급 상황을 감지하여 자동으로 보호자에게 연락한다. 이처럼 즉각적인 대처를 가능케 하는 건강 데이터는 생명에 관계되는 만큼 유출되었을 시 심각한 피해를 발생시킨다. 본 연구는 지역 차분 프라이버시 기법을 통해 데이터 소유자의 개인 정보를 보호하면서 데이터를 수집하는 방법을 제안한다. 선행 연구에서는 고정된 k개의 특징 점을 탐색하는 알고리즘으로 전체 데이터가 아닌 특징 점 데이터를 데이터 수집가에게 전송하는 기법을 소개하였다. 이어서 본 연구는 최적의 특징 점 개수 k를 찾는 알고리즘을 이용하여 성능을 최대 75% 향상시키는 방법에 대해 설명할 것이다.
유비쿼터스 컴퓨팅 및 모바일 기술의 발달에 따라 위치 기반 서비스의 사용이 확대되어 가고 있고 모바일 전자 거래 환경에서 가장 주요한 서비스로 자리 잡고 있다. 하지만, 이와 함께 개인의 위치가 추적되고 노출됨에 의하여 사생활 침해와 같은 문제점들도 대두되고 있다. 본 연구는 개인의 위치를 노출시키지 않고도 시공간 질의를 처리하기 위한 새로운 시공 간 질의 처리 기법을 제안한다. 기존의 사용자 위치 은폐 기술은 사용자의 식별자를 감추거나 위치를 정적인 4분 트리나 격자 구조를 이용하여 은폐하는 방법을 사용하였다. 격자를 이용한 위치 은폐는 단순히 사용자의 식별자를 감추는 방법에 비해서는 우수한 방법이지만 미리 정해진 격자의 크기에 의해 위치를 은폐하므로 객체의 위치 분포에 따라 실제보다 불필요하게 많은 오차를 포함하게 되어 질의 성능이 저하되는 문제점을 지닌다. 본 연구에서는 시공간 질의 처리에 널리 사용되는 R-트리를 이용하여 위치 은폐를 수행하는 기법을 제안한다. R-트리의 노드는 기본적으로 최소 객체 개수를 보장하므로 R-트리의 MBR을 은폐된 위치로 직접 사용하면 위치 분포에 보다 능동적으로 대처할 수 있다. 본 연구는 다양한 실험 을 통하여 R-트리에 기반한 위치 은폐가 기존의 기법들에 비하여 우수한 성능을 보임을 증명하였다.
이동 통신망에 RFID 기술을 접목한 모바일 RFID는 사용자 자신이 휴대한 휴대전화로 제품에 부착된 RFID 태그의 식별자를 읽고, 이 식별자를 이동통신망을 통해 네트워크로 전달하여 제품에 대한 정보를 얻는 기술이다. 그러나 모바일 RFID는 기존 RFID에서 요구되어지는 보안 요구사항 중 프라이버시 문제가 여전히 존재하는 문제점이 있다. 이 논문에서는 모바일 RFID 사용자가 태그 정보를 백 엔드 서버로부터 안전하게 전달받기 위해서 초기화 과정과 상호 인증과정에서 모바일 RFID 리더와 태그가 생성한 랜덤키를 임의의 크기로 분할하여 프라이버시 보호가 필요한 태그에 대해서 모바일 RFID 리더가 매 세션마다 난수생성기에 의해 항상 다른 하부키 값을 생성함으로써 태그의 어떤 정보도 제 3자에게 제공하지 않도록 하고 있다. 성능 평가 결과 제안 프로토콜은 등록 계산량과 로그인 계산량에서 모듈러 연산을 사용하는 기존 프로토콜과 달리 일방향 해쉬 함수를 사용하여 사용자의 정보를 등록하기 때문에 MARP 기법과 Kim 등의 기법보다 저장 공간과 계산량에서 효율성이 높았다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제18권4호
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pp.826-842
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2024
As 5G and AI continue to develop, there has been a significant surge in the healthcare industry. The COVID-19 pandemic has posed immense challenges to the global health system. This study proposes an FL-supported edge computing model based on federated learning (FL) for predicting clinical outcomes of COVID-19 patients during hospitalization. The model aims to address the challenges posed by the pandemic, such as the need for sophisticated predictive models, privacy concerns, and the non-IID nature of COVID-19 data. The model utilizes the FATE framework, known for its privacy-preserving technologies, to enhance predictive precision while ensuring data privacy and effectively managing data heterogeneity. The model's ability to generalize across diverse datasets and its adaptability in real-world clinical settings are highlighted by the use of SHAP values, which streamline the training process by identifying influential features, thus reducing computational overhead without compromising predictive precision. The study demonstrates that the proposed model achieves comparable precision to specific machine learning models when dataset sizes are identical and surpasses traditional models when larger training data volumes are employed. The model's performance is further improved when trained on datasets from diverse nodes, leading to superior generalization and overall performance, especially in scenarios with insufficient node features. The integration of FL with edge computing contributes significantly to the reliable prediction of COVID-19 patient outcomes with greater privacy. The research contributes to healthcare technology by providing a practical solution for early intervention and personalized treatment plans, leading to improved patient outcomes and efficient resource allocation during public health crises.
사용자가 특정 태그를 찾기 위해 사용하는 RFID 태그 검색 시스템은 재고관리, 물류, 유통, 미아 찾기 등 다양한 환경에 사용될 수 있으며 이 기법은 RFID 시스템을 이용한 응용 분야 중 하나로 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 RFID 시스템을 이용한 다른 기법들과는 달리 RFID 태그 검색 기법에서는 특히 특정 태그를 찾기 위해 리더의 이동성이 강조되어지는데, 만약 이동형 리더를 가지고 무선 통신이 불가능한 지역에 가게 되었을 경우 중앙 데이터베이스로부터 태그에 대한 정보를 얻어올 수 없어 실시간 검색이 불가능한 상황에서도 검색이 가능해야 한다. 또한 RFID 태그 검색 프로토콜에서는 사용자가 태그가 아닌 이동형 리더를 소지하기 때문에 이동형 리더 소지자에 대한 프라이버시가 고려되어야 한다. 리더의 신호는 태그의 신호보다 도청이 수백 배 더 쉽기 때문에 이동형 리더 소지자의 프라이버시 문제는 매우 중요하다. 최근 이러한 문제를 해결하기 위한 RFID 태그 검색 기법들이 제안되고 있으나 이 기법들은 모두 이동형 리더 소지자에 대한 프라이버시 문제를 고려하지 않음으로써 이동형 리더 소지자의 프라이버시 침해가 심각하다. 따라서 본 논문에서는 이러한 이동형 리더 소지자의 프라이버시 문제를 해결하면서도 수동형 태그에 적합한 안전한 태그 검색 프로토콜을 제안한다.
최근 구글의 BERT, OpenAI의 GPT 등, 언어모델(Language Model)을 사용한 비정형 텍스트 데이터에 대한 딥러닝(Deep Learning) 분석이 다양한 응용에서 괄목할 성과를 나타내고 있다. 대부분의 언어모델은 사전학습 데이터로부터 범용적인 언어정보를 학습하고, 이후 미세 조정(Fine-Tuning) 과정을 통해 다운스트림 태스크(Downstream Task)에 맞추어 갱신되는 방식으로 사용되고 있다. 하지만 최근 이러한 언어모델을 사용하는 과정에서 프라이버시가 침해될 수 있다는 우려가 제기되고 있다. 즉 데이터 소유자가 언어모델의 미세 조정을 수행하기 위해 다량의 데이터를 모델 소유자에게 제공하는 과정에서 데이터의 프라이버시가 침해될 수 있으며, 반대로 모델 소유자가 모델 전체를 데이터 소유자에게 공개하면 모델의 구조 및 가중치가 공개되어 모델의 프라이버시가 침해될 수 있다는 것이다. 이러한 상황에서 프라이버시를 보호하며 언어모델의 미세 조정을 수행하기 위해 최근 오프사이트 튜닝(Offsite Tuning)의 개념이 제안되었으나, 해당 연구는 제안 방법론을 텍스트 분류 모델에 적용하는 구체적인 방안을 제시하지 못했다는 한계를 갖는다. 이에 본 연구에서는 한글 문서에 대한 다중 분류 미세 조정 수행 시, 모델과 데이터의 프라이버시를 보호하기 위해 분류기를 추가한 오프사이트 튜닝을 적용하는 구체적인 방법을 제시한다. 제안 방법론의 성능을 평가하기 위해 AIHub에서 제공하는 ICT, 전기, 전자, 기계, 그리고 의학 총 5개의 대분야로 구성된 약 20만건의 한글 데이터에 대해 실험을 수행한 결과, 제안하는 플러그인 모델이 제로 샷 모델 및 오프사이트 모델에 비해 분류 정확도 측면에서 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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