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이은상 연구실
세종대학교 콘텐츠소프트웨어학과 이은상 교수
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이은상 연구실

세종대학교 콘텐츠소프트웨어학과 이은상 교수

이은상 연구실은 완전동형암호 기반 AI 보안과 프라이버시 보존 딥러닝을 소프트웨어 관점에서 다룹니다. 특히 CKKS 및 RNS-CKKS 연산에서 비교, max, ReLU와 같은 기본 연산을 포함한 다항식 근사 회로의 수행 효율을 개선하고, 클라이언트-서버 구조 DNN 평가에서 필요한 회전 키를 줄여 배포 부담을 완화하는 기술을 연구합니다. 이를 바탕으로 저지연과 고정확도를 목표로 심층 컨볼루션 신경망을 동형암호 도메인에서 구현하는 원천 기술을 축적하고 있습니다.

완전동형암호CKKSRNS-CKKS동형 연산 최적화인공지능 보안
대표 연구 분야
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RNS-CKKS에서 동형 비교/최댓값/ ReLU 연산을 위한 최소최대 근사 최적화 연구 thumbnail
RNS-CKKS에서 동형 비교/최댓값/ ReLU 연산을 위한 최소최대 근사 최적화 연구
Minimax Approximation Optimization for Homomorphic Comparison/Max/ReLU in RNS-CKKS
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클라이언트-서버 구조 DNN을 위한 회전 키 감소 동형암호 최적화 연구 thumbnail
클라이언트-서버 구조 DNN을 위한 회전 키 감소 동형암호 최적화 연구
Rotation Key Reduction for Client-Server Systems of Deep Neural Networks on Fully Homomorphic Encryp
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CKKS/RNS-CKKS 기반 저지연 고정확도 심층 컨볼루션 신경망 동형암호 추론 연구 thumbnail
CKKS/RNS-CKKS 기반 저지연 고정확도 심층 컨볼루션 신경망 동형암호 추론 연구
Low-Latency High-Accuracy Deep Convolutional Neural Networks on CKKS/RNS-CKKS for Homomorphic Encryp
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
2
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1
Book chapter
|
인용수 9
·
2023
Rotation Key Reduction for Client-Server Systems of Deep Neural Network on Fully Homomorphic Encryption
Joon-Woo Lee, Eunsang Lee, Young Sik Kim, Jong‐Seon No
Lecture notes in computer science
https://doi.org/10.1007/978-981-99-8736-8_2
Homomorphic encryption
Computer science
Rotation (mathematics)
Key (lock)
Set (abstract data type)
Encryption
Computer network
Theoretical computer science
Operating system
Artificial intelligence
2
Article
|
인용수 28
·
2022
Optimization of Homomorphic Comparison Algorithm on RNS-CKKS Scheme
Eunsang Lee, Joon-Woo Lee, Young Sik Kim, Jong‐Seon No
IF 3.9 (2022)
IEEE Access
부호 함수(sign function)는 Cheon–Kim–Kim–Song(CKKS) 체계에서 비교 연산, max 함수, rectified linear unit(ReLU) 함수를 구현하는 데 채택될 수 있으므로, CKKS 체계에서 부호 함수를 효율적으로 평가하기 위한 여러 연구가 수행되었다. 최근 Lee et al.(IEEE Trans. Depend. Sec. Comp.)는 minimax 근사 다항식의 조성을 이용하여 CKKS 체계에서 부호 함수에 대한 실용적으로 최적인 근사 방법을 제안하였다. 또한 Lee et al.은 비스칼라 곱셈(non-scalar multiplications)의 수를 최소화하는 성분 다항식들의 차수(degrees)를 찾는 다항식 시간 알고리즘을 제안하였다. 그러나 Lee et al.의 근사 방법을 이용한 동형 비교/최대(max)/ReLU 함수는 잔여수(residue number system) 변형 CKKS(RNS-CKKS) 체계에서 성공적으로 구현되지 못하였다. 더 나아가 Lee et al.의 알고리즘이 찾아낸 성분 다항식들의 차수는 RNS-CKKS 체계에 대해 최적화되어 있지 않는데, 이는 해당 알고리즘이 RNS-CKKS 체계에서 비스칼라 곱셈의 실행 시간이 암호문 레벨(ciphertext level)에 크게 의존한다는 점을 고려하지 않기 때문이다. 본 연구에서는 성분 다항식들의 최적 차수 집합을 찾는 데 필요한 부분루틴인 inverse minimax 근사 오차(inverse minimax approximation error)에 대한 빠른 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 이전 연구보다 더 높은 차수의 성분 다항식에 대한 최적 차수 집합을 결정할 수 있게 해준다. 또한 제안된 inverse minimax 근사 오차에 대한 알고리즘을 이용하여 RNS-CKKS 체계에 최적화된 성분 다항식들의 차수를 찾는 방법을 제안한다. 우리는 동형 비교, max 함수, ReLU 함수 알고리즘을 RNS-CKKS 체계에서 성공적으로 구현하였으며, 비교 실패율은 낮았다( {{abstract}}lt; 2^{-15} 에 따라 다양한 파라미터 집합을 제공한다. 우리는 동형 비교, max 함수, ReLU 함수 알고리즘의 깊이(depth) 소모를 여러 값의 $ 에 대해 1 depth만큼 감소시킨다. 또한 수치 분석(numerical analysis) 결과, 제안된 알고리즘이 찾아낸 성분 다항식들의 차수를 사용한 동형 비교, max 함수, ReLU 함수 알고리즘은 Lee et al.의 알고리즘이 찾아낸 차수를 사용하는 경우에 비해 각각 평균적으로 실행 시간을 6%, 7%, 6% 감소시키는 것으로 나타났다.
https://doi.org/10.1109/access.2022.3155882
Mathematics
Minimax
Algorithm
Subroutine
Computer science
Mathematical optimization
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1
과제 전체보기
1
2022년 6월-2025년 5월
|194,600,000원
완전동형암호를 사용한 저지연시간과 높은 정확도의 심층 컨볼루션 신경망
본 연구자는 본 과제의 수행을 통해 다음 세 가지 특성을 만족하는 완전동형암호에서의 실용적인 ImageNet 데이터셋 분류 기술을 개발하고자 한다. (1) 먼저 수십초 내의 빠른 시간에 분류가 수행된다. (2) 또한, 표준 컨볼루션 신경망 및 사전훈련된 파라미터를 그대로 사용할 수 있게 한다. (3) 마지막으로 평문 상에서 달성된 높은 분류 정확도를 암호화...
동형암호
인공지능
프라이버시 보존 딥러닝
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RNS-CKKS
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2025동형암호 기반의 개인정보 보호 언어 모델에서 암호문-암호문 행렬 곱 연산을 수행하는 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치1020250119483
공개2025동형암호 기반의 개인정보 보호 언어 모델의 연산을 위한 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치1020250114442
공개2023동형 암호 상에서 신경망 연산 가속화 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치1020230049278
전체 특허

동형암호 기반의 개인정보 보호 언어 모델에서 암호문-암호문 행렬 곱 연산을 수행하는 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치

상태
공개
출원연도
2025
출원번호
1020250119483

동형암호 기반의 개인정보 보호 언어 모델의 연산을 위한 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치

상태
공개
출원연도
2025
출원번호
1020250114442

동형 암호 상에서 신경망 연산 가속화 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230049278