동형 암호의 데이터 수집 프로토콜 적용 방안 연구

국문 초록 (Abstract)

인터넷 사용 환경이 발전함에 따라 스마트폰과 각종 센서로부터 발생하는 대량의 데이터를 수집 및 분석하여 활용하는 데이터 기반 애플리케이션의 사용은 지난 10여 년간 폭발적으로 증가하였다. 그러나 이러한 사용자 데이터 기반의 애플리케이션을 사용하는 것은 언제든지 개인정보가 승인되지 않은 제3자에게 유출될 수 있다는 문제점을 내재하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 학자들은 데이터 교란과 암호화를 포함한 여러 기법을 사용해 왔다. 동형 암호는 암호화된 데이터를 복호화과정 없이 그대로 연산하더라도 결괏값이 보존되므로 원하는 연산을 수행할 때 개별 데이터를 복호화할 필요가 없어 기존의 방식보다 더 나은 개인정보보호를 제공한다. 본 연구에서는 개인정보를 보호하기 위해 사용되는 두 가지 알고리즘인 데이터 교란 방식과 전통 암호 방식 알고리즘을 구분하여 살펴보고, 두 가지 알고리즘의 단점을 보완할 수 있는 동형 암호를 이용한 데이터 수집 방법을 제안한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As the Internet environment develops, data-analysis-based applications have been widely and extensively used in the past decade. However, these applications potentially have a privacy problem in that users’ personal information may be leaked to unauthorized parties. To tackle such a problem, researchers have suggested several techniques including data perturbation and cryptography. The homomorphic encryption algorithm is a relatively new cryptography technology that allows arithmetic operations for encrypted values as it is without decryption. Since original values are not required, we believe that this method provides better privacy protection than other existing solutions. In this work, we propose to apply a homomorphic encryption algorithm that protects personal information while enabling data analysis.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• I. 서론
• Ⅱ. 관련 연구
• Ⅲ. 동형 암호 알고리즘
• Ⅳ. 프로토콜 디자인
• Ⅴ. 분석
• Ⅵ. 결론 및 향후 연구
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 "https://www.myfitnesspal.com/"

2 M. V. Dijk, "fully homomorphic encryption over the integers" 6110 : 24-43, 2010

3 Rui Zhang, "Verifiable Privacy-Preserving Aggregation in People-Centric Urban Sensing Systems" 31 (31): 268-278, 2013

4 P. Paillier, "Public-key cryptosystems based on composite degree residuosity classes" 223-238, 1999

5 Jing Shi, "PriSense: Privacy-Preserving Data Aggregation in People-Centric Urban Sensing Systems" 2010

6 Raghu Ganti, "PoolView: Stream privacy for grassroots participatory sensing" 281-294, 2008

7 Cristian Borcea, "PICADOR: End-to-end encrypted Publish–Subscribe information distribution with proxy re-encryption" 71 : 177-191, 2017

8 R. Rivest, "On data banks and privacy homomorphism" 169-177, 1978

9 Marc Davis, "MMM2: mobile media metadata for media sharing" 2005

10 S Li, "Lightweight privacy-preserving scheme using homomorphic encryption in industrial Internet of Things" 2021

11 Sasank Reddy, "Image browsing, processing, and clustering for participatory sensing:Lessons from a DietSense prototype" 2007

12 C. Gentry, "Fully homomorphic encryption using ideal lattices" 169-178, 2009

13 D. Boneh, "Evaluating 2-DNF formulars on ciphertexts" 325-341, 2005

14 S. Galbraith, "Elliptic curve Paillier schemes" 15 (15): 129-138, 2002

15 Qinghua Li, "Efficient and privacy-preserving data aggregation in mobile sensing" 2012

16 Bret Hull, "CarTel: A distributed mobile sensor computing system" 125-138, 2006

17 Shane Eisenman, "BikeNet: A Mobile Sensing System for Cyclist Experience Mapping" 2006

18 J. H. Cheon, "Batch fully hoomorphic encryption over the integers" 7881 : 315-335, 2013

19 I. Damgård, "A Generalization, a Simplification and Some Applications of Paillier's Probabilistic Public-Key System" 119 (119): 119-136, 2001