조선대(총장 민영돈)는 김영식 정보통신공학부 교수팀이 노종선 서울대 교수·김용준 대구경북과학기술원(DGIST) 교수팀과 공동으로 프라이버시 보장 인공지능(AI) 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
연구팀은 고정밀 동형암호 기술을 이용해 암호화한 데이터를 AI 모델에서 고속으로 처리하는 '완전동형암호 기반 프라이버시 보존 AI 보안 기술'을 개발했다. 이 기술은 지난해 암호 분야 최우수 학술대회인 '유로크립트(EUROCRYPT) 2021'에서 연구팀이 발표한 고정밀 암호화 기술을 고도화한 것으로 올해 새로운 결과를 '유로크립트 2022'에서 발표했다.
지난해 발표한 프라이버시 보존 AI 기술 속도보다 134배 이상 향상된 동형암호 기반 AI 기술은 AI나 공용데이터 프라이버시를 완벽하게 보호하면서도 동시에 필요한 데이터 분석 서비스를 제공할 수 있다. 다만 동형암호 연산 속도 및 정확도 문제로 실제 AI 활용에는 한계가 있었다.
연구팀은 기존 20개 계층 깊이를 갖는 잔차신경망(ResNet)에 동형암호를 적용했던 것을 110개 계층 깊이까지 적용해 세계 최초로 동형암호 연산이 실제 임의의 AI 모델에 적용될 수 있음을 입증했다. 연구 대비 정밀도를 1000조배(50비트) 이상 높여 동형암호에서도 일반 컴퓨터에서 널리 사용하는 배정밀도 수준의 실수 연산을 효율적으로 구현할 수 있도록 개발했다.
기존에는 AI 모델을 보안에 맞춰 새로 설계해야 했지만 이번 기술은 AI 모델을 그대로 사용하면서도 동등 수준의 정확도로 암호화된 데이터를 처리하고 동형암호 속도 및 정확도 문제까지 크게 개선했다. 이를 통해 암호화된 데이터가 높은 성능의 실용적인 딥러닝 모델에서 분석할 수 있음을 입증했다. 이 기술을 활용하면 의료 영상이나 개인 금융 정보 등을 암호화, 서버로 보내 데이터 보안이 보장되는 AI 서비스가 가능해진다.
연구팀은 향후 최적화된 병렬화 및 동형 연산 알고리즘 효율화를 통해 동형암호 기반의 프라이버시 보존 AI 기술 성능을 개선하는 연구를 진행할 계획이다. 세계 최고 수준 동형암호와 AI 융합기술의 실용화를 조기에 확보할 예정이다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
