양자암호망, 동형암호, 그리고 크립토랩

[최원석 전문기자의 Special Report] 
양자암호망으로 세계 위협하는 中… 美는 기술 봉쇄로 맞서

[최원석 전문기자의 Special Report] 양자암호망으로 세계 위협하는 中… 美는 기술 봉쇄로 맞서

미국의 중국 봉쇄 전략이 무역·반도체 제재를 넘어 양자기술로 확대되고 있다. 양자기술이 국가적으로 주목받는 것은 안보와 직결되기 때문이다. 양자컴퓨팅으로 기존 암호를 전부 풀 수 있고, 양자암호통신기술은 절대 뚫리지 않는 보안 체계를 만들 수 있다. 미국은 양자컴퓨팅기술, 중국은 양자암호통신기술에서 각각 세계 1위다. 제임스 스타브리디스 전 나토(NATO) 유럽연합군 최고사령관은 최근 인터뷰에서 “미·중 전쟁의 승패는 어느 쪽이 최고 기술을 갖고 있느냐에 좌우된다”며 “미국이 아직 앞섰지만, 중국이 인공지능·극초음속순항미사일, 신흥 분야인 양자컴퓨터에서 맹추격하고 있다”고 말했다.

미국이 우려하는 것은 중국이 아무리 날카로운 창(최고의 양자컴퓨팅)에도 뚫리지 않는 무적의 방패(양자암호통신망)를 만들고 있기 때문이다. 이론적으로는 아무리 뛰어난 양자컴퓨팅 기술로도 최고의 양자암호통신을 해킹할 수 없다. 이렇게 되면 21세기 첨단 정보전에서 중국이 우위를 점할 가능성마저 있다.

중국의 양자암호통신망 구축은 미국 입장에서 국가 안보 균형이 무너진 것을 의미한다. 현재 중국의 관련 특허는 3000건을 넘어, 미국의 2배 이상이다. 미국으로선 ‘제2의 스푸트니크 쇼크’였다. 스푸트니크 쇼크는 소련이 1957년 인류 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호를 발사하면서, 우주·미사일 개발 리더로 자부하던 미국이 심각한 위협을 받게 된 상황을 말한다. 2018년 미국은 중국의 위협에 맞서 ‘양자법’을 제정, 앞으로 4년간 12억달러를 투자하기로 했고, 백악관 직속 ‘국가양자조정실(NQCO)’도 설치했다.

(조선일보, 최원석)

 

[단독] 암호기술로 MS IBM과 나란히…토종 스타트업 일냈다

[단독] 암호기술로 MS IBM과 나란히…토종 스타트업 일냈다

차세대 암호기술 전문기업 크립토랩이 정보기술(IT) 시장조사기관 가트너가 최근 발표한 동형암호 기술 부문에서 선도 기업으로 선정됐다. 가트너 혁신기술 분야에서 한국 스타트업이 선정된 것은 이번이 처음이다. 실제로 크립토랩은 IBM, 인텔 등이 먼저 협업을 제안해와 공동 작업을 벌이고 있을 정도로 암호화 분야에서 기술력을 입증받고 있다.

크립토랩이 보유한 동형암호 '혜안'은 4세대 암호기술로 꼽힌다. 4세대 암호기술인 동형암호는 암호화된 상태로 데이터 결합·분석이 가능해 보안성을 높였다는 평가를 받는다. 크립토랩은 스마트폰에 저장된 GPS 기반 개인 동선을 동형암호를 통해 암호화하고, 해당 데이터를 기존 코로나19 확진자 동선 데이터와 결합해 실시간으로 확진자와 동선이 겹치는지 알려주는 '코동이' 앱을 만들었다.

▷ 동형암호 : 4세대 암호기술. 기존 암호화 방법과 달리 암호화 상태에서 데이터를 결합하고, 연산·분석 등이 가능한 차세대 수학 기법. 미국 매사추세츠공과대(MIT)에서는 10대 차세대 기술로 분류했다. 생체정보, 금융정보 등 데이터 보안이 필요한 모든 영역에 적용 가능하다.

(매일경제, 나현준)

 

[시장동향] 현실화되는 동형암호, 관건은 ‘성능’

[시장동향] 현실화되는 동형암호, 관건은 ‘성능’ - 컴퓨터월드

세계적으로 차세대 암호기술인 ‘동형암호’에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 동형암호 기술은 암호화된 데이터를 연산할 수 있도록 지원하는 암호기술을 뜻한다. 동형암호 기술은 1970년대 수학자들이 처음 구상한 이후, 2009년 스탠포드 대학과 IBM의 과학자 크레이그 젠트리(Craig Gentry)에 의해 개발됐다. 크레이그 젠트리는 개발 당시, 이 기술을 “독성 화학 물질을 취급하는 데 사용되는 장갑이 들어 있는 상자와 같다”고 비유하며 “모든 조작이 상자 안에서 이뤄지므로 화학 물질은 외부 세계에 절대 노출되지 않는다”고 설명했다.

동형암호 기술은 ▲스토리지 아웃소싱 ▲헬스케어 ▲DNA 분석 ▲스마트 시티 등 가상 물리 시스템 ▲기계학습 ▲양자내성암호 ▲금융 협업 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

머신러닝 분야에서도 동형암호가 각광받고 있다. 개인정보보호가 적용된 환경에서는 머신러닝이 얻는 데이터의 정확성이 문제되는 경우가 있다. 비식별 처리된 데이터는 개인정보의 결합도가 낮아, 데이터 가치가 떨어지기 때문이다. 이러한 단점을 극복하기 위한 방법으로 순수 데이터를 그대로 암호화하고, 암호화된 데이터를 개인정보 유출없이 머신러닝에 활용하는 방안이 대두되고 있다. 

동형암호 기술은 ▲PHE(Partially Homomorphic Encryption) ▲SHE(Somewhat Homomorphic Encryption) ▲FHE(Fully Homomorphic Encryption) 등 크게 3가지로 구분된다. PHE는 주어진 데이터 세트에 대해 무제한의 시간동안 한 가지 유형의 수학연산만 허용한다. SHE는 PHE에 비해 허용범위가 넓지만 여전히 제한적인 방법이다. 주어진 데이터 집합에 대해 덧셈과 곱셈 등의 연산을 몇 차례만 허용한다. 지금 활발하게 연구되는 것은 FHE다. 동형암호 기술 중 최선의 방법으로 평가받고 있으며, 데이터에 대해 회수 제한 없이 다양한 유형의 연산을 허용하지만, ‘성능’이 문제로 지적된다.

마이클 오스본 IBM 리서치 유럽 시큐리티 부문 매니저는 “IBM의 완전 동형 암호화 기술은 일반 데이터만큼 빠르지는 않지만, 비슷한 성능에 도달했다. 불과 몇 년 전만 하더라도 완전 동형 암호화를 적용하는 데 며칠이 걸렸지만, 현재는 동일한 기준을 적용했을 때 마이크로 초 안에 달성할 수 있다”고 설명했다. 그는 이어 “이제는 동형암호 기술을 통해 해결하려는 문제가 무엇인가에 달려 있다. 예를 들어 동형 암호 기술을 자율주행차에서 GPS 방향을 숨기는 것에 적용할 경우, 마이크로 초 단위도 너무 느리다. 하지만 은행 데이터를 사용해 고객이 단기 대출을 사용할 수 있는지를 결정하는 데는 충분한 성능이다”라고 말했다.

현재 연구되고 있는 동형암호 기술은 격자 암호 알고리즘을 기반으로 한다. 격자 암호 알고리즘은 LWE(Learning with Errors) 등의 수학적 난제를 기반으로 설계된다. 격자 암호 알고리즘은 양자내성암호로도 각광받고 있을 만큼 보안성이 높은 기술로 평가받는다. 양자컴퓨터로도 풀어낼 수 없는 난제이기 때문에, 암호화된 데이터를 해독하는 것은 불가능하다는 것이다. 격자 암호 알고리즘에는 NTRU, SS-NTRU, BLISS, New Hope, NTRU 프라임, LWE-Frodo 등이 있다. 

(컴퓨터월드, 권정수)

 

Emerging Technologies and Trends Impact Radar: 2022

https://www.gartner.com/doc/reprints?id=1-287UWFFC&ct=211122&st=sb

Homomorphic Encryption

Description: Homomorphic encryption (HE) is a cryptographic method that returns an encrypted result to the data owner, enabling third parties to process encrypted data while having no knowledge about the data or the results.

Wisely, most HE pioneers understand that the future of this technology is tied to the increasing role of open innovation investments, which runs counter to the secrecy and silo mentality of traditional corporate research labs. A shortlist of prominent HE open-source projects includes:

* HElib
* Homomorphic Encryption for Arithmetic of Approximate Numbers (HEAAN)
* Microsoft SEAL
* PALISADE
* Torus-FHE (TFHE)

Sample Vendors: Cryptolab, DataFleets, Duality, Enveil, IBM, Inpher, Microsoft

(Gartner, Shawn Eftink)

 

크립토랩, CryptoLab 

https://www.cryptolab.co.kr/

CRYPTOLAB