일본산업뉴스요약

Start Up Innovation / Science
암호화 상태에서 데이터를 분석
NTT, 비밀 계산 기술 개발

자사의 데이터는 공개하고 싶지 않지만 타사의 것을 포함해 보다 많은 데이터를 수집해 시장을 분석하고 싶다. 이러한 이기적인 수요를 만족시킬 수 있는 기술을 NTT가 개발했다. 그것은 바로 데이터를 암호화 상태에서 ‘비밀 계산’을 하는 것. 빅데이터의 중요성은 널리 인식되고 있지만, 사생활 보호 및 기밀 유지 등으로 인해 생각만큼 활용되지 않고 있는 실정이다. 이번 신기술은 일본의 데이터 활용의 새로운 가능성을 열 수 있을 것으로 보인다.

-- 정보 유출 위험성 감소 --
“계산 도중에 데이터가 유출될 가능성은 없습니다”. NTT시큐어플랫폼연구소의 이가라시(五十嵐) 연구주임은 비밀 계산의 특징을 이렇게 표현한다. 통상적으로는 암호화된 데이터를 이용해 계산할 경우, 일단 암호를 해제해 본래의 데이터로 되돌린 다음 계산을 한다. 이 때 데이터가 유출될 위험성이 있다.

-- 상세하게 시장 분석 --
이에 반해 비밀 계산은 암호화된 데이터를 그대로 계산에 사용하기 때문에 가령 데이터가 유출된다고 해도 암호가 해제되지 않는 이상 의미가 없다. 경쟁사들이 서로의 데이터 내용을 공개하지 않은 채 주고 받을 수 있어, 회사 단독으로는 어려운 대량의 데이터를 통한 시장 분석 등이 가능하게 된다.

미국의 구글과 아마존닷컴 등은 자사가 확보한 방대한 데이터를 활용해 전세계 비즈니스를 리드하려 하고 있다. 규모 면에서 뒤처져 있는 일본 기업들도 이들 기업들과 비밀 계산을 이용해 연대한다면 보다 정밀도가 높은 데이터 분석이 가능해 진다.

이가라시 연구주임은 “데이터의 내용이 경쟁사를 포함한 외부로 유출될 위험성이 줄어들기 때문에 기업은 데이터를 제공하기 쉬워 진다. 국내 데이터 활용의 기폭제가 되었으면 한다”라고 강조한다.

NTT의 비밀 계산 시스템에는 데이터를 서로 주고 받는 기업 등이 공유하는 규범이 도입된다. 이 때 사용되는 것이 비밀분산이라는 시스템이다. 우선 데이터 원본을 ‘셰어’로 불리는 복수의 단편으로 분할해 그것을 복수의 서버에서 나누어 계산한다. 이후 각각 공유하는 규범에 따라 계산 결과를 복원해 최종 결과를 얻게 되는 것이다.

하나의 서버로는 데이터가 단편밖에는 취급되지 않는다. 데이터를 교류하는 기업들은 물론 시스템 관리자도 데이터 원본을 알 수 없기 때문에 높은 안전성을 유지하는 것이 큰 장점이라고 한다.

예를 들어 A사가 가진 ‘2’라는 데이터와 B사가 가진 ‘3’이라는 데이터를 비밀분산을 이용해 더하면 데이터는 비밀을 유지한 채로 ‘5’라는 결과를 얻게 된다. 그 과정을 자세히 살펴보기로 하자.

포인트는 데이터 원본의 분할 방법에 있다. 비밀 분산에서는 A사의 2라는 데이터에서 2개의 셰어를 만들어 낸다. 하나는 0~9까지의 숫자 가운데 임의의 숫자가 있는 주사위를 던져 나온 숫자이다. 예를 들어 ’5’라는 숫자가 나오면 그것이 첫 번째 셰어가 된다.

그 다음은 0~9까지의 숫자가 적힌 룰렛을 상상해 본다. 룰렛에서 데이터의 원본인 2의 위치에서 주사위로 나온 5만큼 시계 반대 방향으로 이동하면 ‘7’이라는 숫자가 나온다. 이것이 두 번째 셰어이다.

이와 같이 B사의 3이라는 데이터도 공유하는 규범을 이용해 분할한다. 주사위를 던져 2가 나왔다면 셰어는 ‘2’. 룰렛을 이용해 얻을 수 있는 것은 ‘1’이다. A사와 B사의 셰어를 주사위 눈의 숫자와 룰렛 숫자끼리 각각 더하면 ‘7’과 ‘8’이다.

여기까지의 데이터는 암호화되어 있다. 최종 결과를 얻기 위해서는 ‘7’과 ‘8’을 정해진 규범을 통해 복원한다. 여기서 또 한번 0~9의 룰렛을 이용한다. 8의 위치에서 이번에는 시계 방향으로 숫자를 7만큼 가면 결과는 ‘5’. 이것은 암호화되지 않은 숫자이다. A사와 B사의 데이터 원본을 암호화한 채로 ‘2+3=5’라는 계산이 완성된 것이다.

비밀 계산은 1980년대부터 세계적으로 연구가 추진되어 왔다. NTT도 일찍부터 연구를 추진해 왔지만, 당시에는 컴퓨터의 계산 속도가 느려 별 도움이 되지 못했다고 한다.

-- 1980년대부터 연구 --
하지만 최근 들어 계산 방법 개선이 급속하게 진행되면서 계산 처리의 고속화가 추진되고 있다. 예를 들어 NTT가 개발한 비밀 계산 기술을 이용하면 1,000만회의 덧셈을 실행하는데 걸리는 시간은 0.014초. 암호화하지 않는 통상적인 계산 처리에 비해 한자리 수 정도의 시간이 더 걸리는 정도이다.

NTT는 비밀 계산이 실용 레벨에 달했다고 판단. 더욱 폭 넓게 활용하기 위해 올 8월부터 기간 한정으로 시험용 무상 제공을 시작했다. 이미 헬스케어와 제조업 등 다양한 업종에서 안전성 검증 등이 추진되고 있을 뿐만 아니라, 일부에서는 실무에서의 이용도 시작되고 있다고 한다. NTT는 이 기술을 활용해 국내 데이터 활용 비즈니스의 활성화를 지원해 나갈 계획이다.

 -- 끝 --