한양대 연구팀, 개인정보 유출 걱정 없는 행동분석 보안기술 개발

한양대 수학과 김미란 교수. 사진 한양대학교 *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김수연 인턴 기자 = 한양대 수학과 김미란 교수팀이 개인 정보 유출을 방지하면서도 사람의 행동을 분석할 수 있는 보안 기술을 개발했다고 31일 밝혔다. 본 연구 논문은 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications, IF 17.69)'에 지난 15일 게재됐다.  

초고령 사회로 접어들며 독거노인 증가가 사회적 이슈로 대두됨에 따라 이들의 건강과 안전을 관리할 수 있는 헬스케어 시스템의 필요성이 높아졌다. 하지만 기존 건강관리 홈 모니터링 서비스의 경우 프라이버시를 이유로 제한된 구역에서만 모니터링해 활용에 한계가 있었다.

이러한 문제를 해결하고자 김 교수팀은 일상의 기본적인 동작과 낙상(falling) 행동을 추론할 수 있는 클라우드 기반 보안 시스템을 설계했다. 신체 특징 정보는 암호화돼 클라우드에 전송이 되고, AI 모델을 통해 행동을 추론해 기본 동작 및 낙상에 대한 암호화된 결괏값을 출력하는 시스템이다.
 
  이렇게 도출된 결괏값은 암호를 해독할 수 있는 헬스케어 서비스 제공자에게 전달되며 낙상 등 건강이 의심되는 활동이 감지되는 경우 서비스 제공자가 즉시 개입할 수 있다. 해당 기술을 이용하면 개인정보 유출 없이 신뢰 가능한 스마트 홈 모니터링 서비스를 제공할 수 있으며, 향후 다양한 헬스케어 서비스 분야에 활용될 것으로 기대된다고 연구팀은 설명했다.

  해당 기술의 중심에는 동형암호(Homomorphic Encryption)가 있다. 동형암호는 암호화된 데이터를 복호화 없이 연산할 수 있는 암호기술로 데이터 산업 전반에서 발생하는 프라이버시 문제를 해결할 수 있는 차세대 암호기술로 평가받고 있다.

김 교수팀은 기존 동형암호 기술을 기반으로 행동 인식을 분석하는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network) 모델을 안전하게 추론하는 연구를 진행했다. 이를 통해 대용량 자료 분석을 효율적으로 처리할 수 있을 뿐 아니라 데이터 저장 공간을 최적화하고 동형암호에 최적화된 신경망을 설계해 추론의 정확도를 높이는 데 성공했다. 
 

김미란 교수팀이 개발한 멀티 채널 동형 암호화 합성곱 연산 과정 *재판매 및 DB 금지

  김 교수는 "Kristin Lauter 박사(West Coast Head of Research Science at Meta AI Research)와 Xiaoqian Jiang 교수(UTHealth)와의 공동연구를 통해 실제 시각 데이터를 암호화해 AI 모델을 추론하는 데 성공했다"며 "개발한 기술은 처리 속도·저장 공간·정확도 측면에서 합성곱 신경망 알고리즘에 최적화된 암호 원천기술로 향후 다양한 AI 분야에 활용될 수 있다"고 연구 의의를 밝혔다.


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