ICT 기술이 발달하면서 많은 데이터가 디지털화되어 사이버 공간에 집중되고 있다. 통계 분석(Data Analytics)과 인공지능(Artificial Intelligence)은 입력 데이터 환경의 영향을 받는다. 수집 데이터의 정확도를 높이고 인공지능 서비스를 아웃소싱하기 위해 조직과 개인 간에 데이터를 공유해야 하는 필요성이 점점 더 커지고 있다. 이러한 데이터에 대한 환경변화는 디지털 전환(Digital Transformation)의 한 면이라고 생각된다. ICT 기술의 발전으로 실생활의 편리성을 추구하다 보니 데이터가 사이버 공간 (Cyber Space)에 집중되고, 그 양이 방대하게 되면서, 단순 통계적 처리만 하여도 가치 있는 정보를 획득하기에 이르렀다. 그러나 이러한 처리 과정에서 개인정보의 유출이 발생하 고, 또 역공학(Reverse Engineering, re-identification)을 통해 개인에게 민감한 정보를 채굴하고, 비즈니스에 악용하는 사례가 발생되고 있어서 유럽에서는 GDPR을, 한국에서는 데이터 3법을 시행하게 되었다. 6G 통신 네트워크가 비전 단계에 있고, 현재의 통신 네트워크 구조와 서비스를 완전히 혁신하는 새로운 서비스가 구상 중에 있으며, 그 중 Zero Touch 개념 기술의 도입을 추진 중에 있다[1]. 네트워크 관리를 인공지능 기술로 대체한다는 의도이며, 사람의 손을 빌지 않고 자동화하는 시스템을 의미하는데, 여기에서 인공지능에 입력되는 데이터의 신뢰성이 보장되어야 한다. 이를 위해서는 블록체인 기술이 접목되어야 하며, 블록체인 기반의 환경에 서 개인정보보호를 위해 동형암호가 추가적으로 접목되어야 함을 내포하고 있다. * 본 내용은 나재훈 전문위원(☎ 042-860-6749, jhnah@etri.re.kr)에게 문의하시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다. 완전동형암호 기술 및 표준 동향 Chapter 02 주간기술동향 2021. 9. 22. 14 www.iitp.kr 이러한 비즈니스의 추세에 따라 데이터의 저장뿐만 아니라 처리에 있어서 안전하게 데이 터를 획득, 처리, 파기하는 메커니즘과 제도가 필요하다. 본 고에서는 암호학적 관점에서 데이터(정보)의 처리과정에서 안전성과 협업성을 제공하는 완전동형암호(Fully Homomorphic Encryption: FHE)에 대해 살펴본다. II. 동형 암호(Homomorphic Encryption) 암호학에서도 디지털 전환으로의 환경 변화에 따른 요구사항에 부응하는 메커니즘 연구가 오래전부터 진행되고 있었다. 사실 디지털 전환으로 암호학에서 연구가 추진된 것은 아니고, 공개키 메커니즘으로 해결하지 못하는 데이터의 안전성을 개선하고자 하는 연구가 있었다. 단순 사용자 인증에 해당하는 패스워드 사용을 1세대라고 한다면, 송수신 및 저장 데이터 암호를 2세대, 서명 및 키 공유에 활용하는 암호를 3세대라 구분할 수 있으며, 3세대 암호가 네트워크 상의 데이터 안전성을 충족하지 않게 되는 상황이 발생되어 4세대 암호, 즉 키를 사용하지 않는 암호화가 필요하게 되었다고 볼 수 있다. 이는 3세대에서 암호 키를 많이 사용하다 보니 키의 장소를 알게 되고, 이어서 키를 해킹하여 암호문을 해독할 수 있게 되었 다. 또 암호 키가 없어도 네트워크 상에서 전달되는 암호화된 데이터일지라도 반복 출현하는 데이터를 기반으로 원본을 판독하는 데이터의 안전성 문제가 발생하게 되었다. 이러한 3세대 암호키의 문제를 개선하기 위해 정보의 공개 없이, 또는 유출 없이 전산적 처리를 하고 최종 사용자만이 그 내용을 복호화할 수 있도록 하며, 그리고 데이터에 대한 이론적 안전성을 넘어 시스템의 구조적 측면에서의 안전성을 보장하여 개인정보를 보호하는 동형암호 알고리 즘이 고안되었다. 일반적으로 암호화는 데이터의 기밀성과 무결성을 제공한다. 그러나 동형 암호는 데이터의 무결성을 보장하지 않으며, 가단성(Malleability)을 제공하여, 암호화된 데 이터의 연산처리가 가능하다. 여기서 동형 암호의 뜻을 살펴보고자 한다. 영어 사전적 의미로 homo-는 동일하다는 뜻을 가진 접두어이며, -morpic은 형태를 의미하는 접미어라 하겠다. 즉, 동일한 또는 같은 형태를 갖는 암호라는 의미로 함축하여 한자로 동형 암호가 되는데, 이런 단순 용어적 해석 보다는 수학적 해석을 따라야 그 의미를 알 수 있다. 함수에 있어서 동형이라 하면, 입력 변수에 대해 함수 처리를 각각 처리하여 합한 것과 입력 변수를 합한 다음 함수 처리한 것의