완전동형암호기반 프라이버시 보호 Top-k 위치정보서비스 (Privacy Preserving Top-k Location-Based Service with Fully Homomorphic Encryption)

서지정보

· 발행기관 : 한국시뮬레이션학회
· 수록지 정보 : 한국시뮬레이션학회 논문지 / 24권 / 4호 / 153 ~ 161페이지
· 저자명 : 허미영, 이윤호

초록

Top-k 위치정보서비스는 사용자의 위치로부터 가장 가까운 k개의 장소를 반환하는 서비스이다. 기존의 방법들은 사용자의 위치 정보가 LBS Server에 그대로 노출되어 사용자의 프라이버시 훼손의 문제가 있다. 본 논문에서는 완전동형암호를 사용하여 Top-k 위치정보서비스 사용자의 프라이버시를 보호하는 방안을 연구한다. 제안 방법에서는 사용자의 위치 정보가 포함된 질의와 Database의 위치 데이터 정보를 암호화한다. LBS Server는 완전동형암호를 이용해 암호화된 질의 위치 정보와 암호화된 위치 데이터로 거리 계산을 수행한다. LBS Server는 계산 결과를 암호문 상태에서 비교하여 사용자의 위치로부터 가장 가까운 위치가 저장되어 있는 k개의 암호문을 결과로서 도출한다. 결과는 LBS Server로부터 사용자에게 반환되며, 사용자는이를 복호화하여 자신의 질의 결과를 확인한다. 본 방법에서는 Database의 위치 데이터와 사용자의 질의 정보가 모두 암호화된 상태로 Top-k 위치정보서비스를 제공하므로 LBS Server에 대해 사용자와 위치 데이터 정보의 프라이버시가 보존된다. 시뮬레이션에서는, 16개의 위치 정보에 대하여 질의와 거리 연산을 수행하여 사용자의 질의로부터 가장 가까운 3개의 위치를 알아내는 과정을 수행하였다. 그 결과 일반적인 데스크탑 환경에서 약 270시간이 걸려 단기간 내의 실용화는 어려울 것으로 예상되나 이러한 성능 문제는 하드웨어의 발전과 함께 개선될 것이라 생각된다.

영어초록

We propose a privacy-preserving location-based service (LBS) which supports top-k search service. The previous schemes hurt the privacy of either the user and the location of the objects because they are sent to the LBS server in a plaintext form. In the proposed method, by encrypting them with the fully-homomorphic encryption, we achieved the top-k search is possible while the information on them is not given to the LBS server. We performed a simulation on the proposed scheme with 16 locations where k is 3. The required time is 270 hours in a conventional desktop machine, which seems infeasible to be used in practice. However, as the progress of the hardware, the performance will be improved.

참고자료

· 없음