+

KR102821562B1 - Apparatus for sorting of homomorphic encrypted data and method thereof - Google Patents

Apparatus for sorting of homomorphic encrypted data and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102821562B1
KR102821562B1 KR1020220051097A KR20220051097A KR102821562B1 KR 102821562 B1 KR102821562 B1 KR 102821562B1 KR 1020220051097 A KR1020220051097 A KR 1020220051097A KR 20220051097 A KR20220051097 A KR 20220051097A KR 102821562 B1 KR102821562 B1 KR 102821562B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
homomorphic
order
sorting
ciphertext
ciphertexts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020220051097A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220146363A (en
Inventor
홍승완
천정희
Original Assignee
주식회사 크립토랩
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 크립토랩 filed Critical 주식회사 크립토랩
Publication of KR20220146363A publication Critical patent/KR20220146363A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102821562B1 publication Critical patent/KR102821562B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/008Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols involving homomorphic encryption
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/06Arrangements for sorting, selecting, merging, or comparing data on individual record carriers
    • G06F7/08Sorting, i.e. grouping record carriers in numerical or other ordered sequence according to the classification of at least some of the information they carry
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L2209/00Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
    • H04L2209/12Details relating to cryptographic hardware or logic circuitry
    • H04L2209/122Hardware reduction or efficient architectures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

동형 암호문 처리 방법이 개시된다. 본 동형 암호문 처리 방법은 복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분하는 단계, 구분된 그룹별로 정렬을 수행하는 단계, 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별하는 단계, 및 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 포함한다. A method for processing homomorphic ciphertexts is disclosed. The method for processing homomorphic ciphertexts includes the steps of dividing a plurality of homomorphic ciphertexts into a plurality of groups, the step of performing sorting for each of the divided groups, the step of selecting a candidate homomorphic ciphertext corresponding to a sorting order from among the plurality of homomorphic ciphertexts sorted for each group, and the step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order by performing a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertexts.

Description

동형 암호문에 대해 정렬 장치 및 방법{APPARATUS FOR SORTING OF HOMOMORPHIC ENCRYPTED DATA AND METHOD THEREOF}{APPARATUS FOR SORTING OF HOMOMORPHIC ENCRYPTED DATA AND METHOD THEREOF}

본 개시는 동형 암호문에 대한 정렬 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 동형 암호문에 대한 정렬을 효율적으로 수행하기 위하여, 정렬될 순서에 대응되는 후보 동형 암호문에 대한 최대값 비교를 통하여 정렬을 수행하는 정렬 장치 및 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a sorting device and method for homomorphic ciphertexts, and more particularly, to a sorting device and method that performs sorting by comparing maximum values of candidate homomorphic ciphertexts corresponding to the order to be sorted, in order to efficiently perform sorting of homomorphic ciphertexts.

통신 기술이 발달하고, 전자 장치의 보급이 활발해짐에 따라, 전자 장치 간의 통신 보안을 유지하기 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. 이에 따라, 대부분의 통신 환경에서는 암호화/복호화 기술이 사용되고 있다. As communication technology develops and electronic devices become more widespread, efforts are continuously being made to maintain communication security between electronic devices. Accordingly, encryption/decryption technology is used in most communication environments.

암호화 기술에 의해 암호화된 메시지가 상대방에게 전달되면, 상대방은 메시지를 이용하기 위해서는 복호화를 수행하여야 한다. 이 경우, 상대방은 암호화된 데이터를 복호화하는 과정에서 자원 및 시간 낭비가 발생하게 된다. 또한, 상대방이 연산을 위해 일시적으로 메시지를 복호화한 상태에서 제3자의 해킹이 이루어지는 경우, 그 메시지가 제3자에게 손쉽게 유출될 수 있다는 문제점도 있었다. When a message encrypted by encryption technology is transmitted to the other party, the other party must perform decryption in order to use the message. In this case, the other party wastes resources and time in the process of decrypting the encrypted data. In addition, there is also the problem that if a third party hacks while the other party temporarily decrypts the message for calculation, the message can be easily leaked to the third party.

이러한 문제를 해결하기 위하여 동형 암호화 방법이 연구되고 있다. 동형 암호화 방식을 이용하면 암호화된 정보를 복호화하지 않고 암호문 자체에서 연산을 하더라도, 평문에 대해 연산한 후 암호화한 값과 동일한 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 암호문을 복호화하지 않은 상태에서 각종 연산을 수행할 수 있다. To solve this problem, homomorphic encryption methods are being studied. Using homomorphic encryption, even if encrypted information is not decrypted and calculations are performed on the ciphertext itself, the same result as the encrypted value obtained after calculating on the plaintext can be obtained. Therefore, various calculations can be performed without decrypting the ciphertext.

K-평균 군집화(k-means clustering), 탑-K 데이터 연산(top-k data operations), 비닝(binning), 통계 분석 등과 같은 동작을 위하여 정렬이 필요하다는 점에서, 최근에는 동형 암호문에 정렬 처리가 요구되고 있다. Homomorphic ciphertexts have recently been required to be aligned, as alignment is required for operations such as k-means clustering, top-k data operations, binning, and statistical analysis.

그러나 동형 암호문의 연산은 덧셈, 곱셈 등 제한된 기본 연산만을 지원하며, 종래 널리 사용되는 퀵 정렬(Quick sort), 병합 정렬(Merge Sort) 등은 이전 단계의 비교 결과와 비교할 다음 대상을 결정하는 과정을 반복하는 것으로 구성되기 때문에, 동형 암호문에 적합한 정렬 알고리즘이 요구되었다. However, the operations of homomorphic ciphertexts only support limited basic operations such as addition and multiplication, and since conventionally widely used methods such as Quick Sort and Merge Sort consist of repeating the process of determining the next target to be compared with the comparison result of the previous step, a sorting algorithm suitable for homomorphic ciphertexts was required.

따라서 본 개시는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 고안된 것으로, 정렬될 순서에 대응되는 후보 동형 암호문에 대한 최대값 비교를 통하여 정렬을 수행하는 정렬 장치 및 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, the present disclosure is designed to solve the above-described problems, and provides a sorting device and method that performs sorting through maximum value comparison for candidate homomorphic ciphertexts corresponding to the order to be sorted.

본 개시는 이상과 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 동형 암호문 처리 방법은, 복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분하는 단계, 상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하는 단계, 상기 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별하는 단계, 및 상기 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 포함한다. The present disclosure is to achieve the above-described purpose, and a method for processing homomorphic ciphertext according to an embodiment of the present disclosure includes the steps of dividing a plurality of homomorphic ciphertexts into a plurality of groups, performing sorting for each of the divided groups, selecting a candidate homomorphic ciphertext corresponding to a sorting order among the plurality of homomorphic ciphertexts sorted for each group, and determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertexts.

이 경우, 상기 후보 동형 암호문을 선별하는 단계는, 상기 정렬 순번에 대응되는 제1 그룹에 대한 제1 순번, 제2 그룹에 대한 제2 순번을 산출하는 단계, 제1 그룹 내의 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문과 상기 제2 그룹 내의 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문을 비교하는 단계, 및 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 정렬 순번이 가능한 후보 동형 암호문을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. In this case, the step of selecting the candidate homomorphic ciphertext may include the step of calculating a first order for the first group and a second order for the second group corresponding to the sorting order, the step of comparing the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order in the first group with the second homomorphic ciphertext corresponding to the second order in the second group, and the step of determining the candidate homomorphic ciphertext for which the sorting order is possible based on the comparison result.

이 경우, 상기 순번을 산출하는 단계는, 상기 정렬 순번을 2로 나눈 값의 내림 정수 값을 제1 순번으로, 상기 정렬 순번의 2로 나눈 값의 올린 정수 값을 제2 순번으로 산출할 수 있다. In this case, the step of calculating the above order can calculate the lower integer value of the value obtained by dividing the above sort order by 2 as the first order, and the higher integer value of the value obtained by dividing the above sort order by 2 as the second order.

이 경우, 상기 후보 동형 암호문을 결정하는 단계는, 상기 제1 동형 암호문이 제2 동형 암호문보다 크고, 내림 차순 정렬이면, 상기 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문보다 작은 크기를 갖는 제1 그룹 내의 동형 암호문, 상기 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문 및 상기 제2 동형 암호문보다 큰 크기를 갖는 제2 그룹 내의 동형 암호문을 후보 동형 암호문으로 결정할 수 있다. In this case, the step of determining the candidate homomorphic ciphertext may include determining, as the candidate homomorphic ciphertext, a homomorphic ciphertext in the first group having a size smaller than the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order, a second homomorphic ciphertext corresponding to the second order, and a homomorphic ciphertext in the second group having a size larger than the second homomorphic ciphertext, if the first homomorphic ciphertext is larger than the second homomorphic ciphertext and is sorted in descending order.

한편, 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계는, 입력된 두 동형 암호문 중 큰 동형 암호문 또는 작은 동형 암호문을 선택적으로 출력하는 비교 함수를 이용하여, 상기 선별된 후보 동형 암호문 간의 비교 함수 출력을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정할 수 있다. Meanwhile, the step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the above-mentioned sorting order can determine a homomorphic ciphertext corresponding to the above-mentioned sorting order by using a comparison function that selectively outputs a larger homomorphic ciphertext or a smaller homomorphic ciphertext among two input homomorphic ciphertexts, and outputting a comparison function between the selected candidate homomorphic ciphertexts.

한편, 본 동형 암호문 처리 방법은 상기 복수의 그룹 중 두 그룹에 포함된 동형 암호문의 개수만큼 상기 후보 동형 암호문을 선별하는 단계 및 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 반복하여, 상기 두 그룹 내의 복수의 동형 암호문을 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the method for processing homomorphic ciphertexts may further include a step of sorting a plurality of homomorphic ciphertexts within the two groups by repeating the step of selecting the candidate homomorphic ciphertexts as many times as the number of homomorphic ciphertexts included in two groups among the plurality of groups and the step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order.

한편, 상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하는 단계는, 세 개 이상의 동형 암호문을 한번의 스테이지에서 정렬 가능한 k-way 정렬기를 이용하여 그룹별 복수의 동형 암호문을 정렬할 수 있다. Meanwhile, the step of performing sorting by the above-mentioned separated groups can sort multiple homomorphic ciphertexts by group using a k-way sorter capable of sorting three or more homomorphic ciphertexts in one stage.

이 경우, 상기 복수의 그룹으로 구분하는 단계는, 상기 k-way 정렬기의 정렬 단위에 대응하여 복수의 그룹으로 구분할 수 있다. In this case, the step of dividing into the plurality of groups can divide into the plurality of groups corresponding to the alignment units of the k-way sorter.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 복수개의 동형 암호문을 저장하는 메모리, 및 상기 복수개의 동형 암호문을 정렬하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하고, 상기 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별하고, 상기 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정할 수 있다. Meanwhile, an electronic device according to an embodiment of the present disclosure includes a memory that stores a plurality of homomorphic ciphertexts, and a processor that sorts the plurality of homomorphic ciphertexts, wherein the processor can divide the plurality of homomorphic ciphertexts into a plurality of groups, perform sorting for each of the divided groups, select a candidate homomorphic ciphertext corresponding to a sorting order among the plurality of homomorphic ciphertexts sorted for each group, and determine a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertexts.

이 경우, 상기 프로세서는 상기 정렬 순번에 대응되는 제1 그룹에 대한 제1 순번, 제2 그룹에 대한 제2 순번을 산출하고, 제1 그룹 내의 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문과 상기 제2 그룹 내의 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 정렬 순번이 가능한 후보 동형 암호문을 결정할 수 있다. In this case, the processor may calculate a first order for the first group corresponding to the sorting order, a second order for the second group, compare a first homomorphic ciphertext corresponding to the first order in the first group with a second homomorphic ciphertext corresponding to the second order in the second group, and determine a candidate homomorphic ciphertext for which the sorting order is possible based on the comparison result.

이 경우, 상기 프로세서는 상기 정렬 순번을 2로 나눈 값의 내림 정수 값을 제1 순번으로, 상기 정렬 순번의 2로 나눈 값의 올린 정수 값을 제2 순번으로 산출할 수 있다. In this case, the processor can produce a lower integer value of the sorting order divided by 2 as a first order, and a higher integer value of the sorting order divided by 2 as a second order.

이 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 동형 암호문이 제2 동형 암호문보다 크고 내림 차순 정렬이면, 상기 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문보다 작은 크기를 갖는 제1 그룹 내의 동형 암호문, 상기 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문 및 상기 제2 동형 암호문보다 큰 크기를 갖는 제2 그룹 내의 동형 암호문을 후보 동형 암호문으로 결정할 수 있다. In this case, if the first homomorphic ciphertext is larger than the second homomorphic ciphertext and is sorted in descending order, the processor can determine a homomorphic ciphertext in the first group having a size smaller than the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order, a second homomorphic ciphertext corresponding to the second order, and a homomorphic ciphertext in the second group having a size larger than the second homomorphic ciphertext as candidate homomorphic ciphertexts.

한편, 상기 프로세서는, 입력된 두 동형 암호문 중 큰 동형 암호문 또는 작은 동형 암호문을 선택적으로 출력하는 비교 함수를 이용하여, 상기 선별된 후보 동형 암호문 간의 비교 함수 출력을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정할 수 있다. Meanwhile, the processor can determine a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through the output of a comparison function between the selected candidate homomorphic ciphertexts by using a comparison function that selectively outputs a larger homomorphic ciphertext or a smaller homomorphic ciphertext among two input homomorphic ciphertexts.

한편, 상기 프로세서는, 상기 복수의 그룹 중 두 그룹에 포함된 동형 암호문의 개수만큼 상기 후보 동형 암호문을 선별하는 단계 및 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 반복하여, 상기 두 그룹 내의 복수의 동형 암호문을 정렬할 수 있다. Meanwhile, the processor may sort a plurality of homomorphic ciphertexts within the two groups by repeating the step of selecting the candidate homomorphic ciphertexts as many as the number of homomorphic ciphertexts included in two groups among the plurality of groups and the step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order.

한편, 상기 프로세서는, 세 개 이상의 동형 암호문을 한번의 스테이지에서 정렬 가능한 k-way 정렬기를 이용하여 그룹별 복수의 동형 암호문을 정렬할 수 있다. Meanwhile, the processor can sort multiple homomorphic ciphertexts by group using a k-way sorter capable of sorting three or more homomorphic ciphertexts in one stage.

이 경우, 상기 프로세서는, 상기 k-way 정렬기의 정렬 단위에 대응하여 복수의 그룹으로 구분할 수 있다. In this case, the processor can be divided into a plurality of groups corresponding to the alignment units of the k-way sorter.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 동형 암호문의 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서, 상기 동형 암호문의 처리 방법은, 복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분하는 단계, 상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하는 단계, 상기 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별하는 단계, 및 상기 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 포함한다. Meanwhile, in a computer-readable recording medium including a program for executing a method for processing homomorphic ciphertext according to an embodiment of the present disclosure, the method for processing homomorphic ciphertext includes the steps of: dividing a plurality of homomorphic ciphertexts into a plurality of groups; performing sorting for each of the divided groups; selecting a candidate homomorphic ciphertext corresponding to a sorting order among the plurality of homomorphic ciphertexts sorted for each group; and determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertexts.

이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 대량의 동형 암호문에 대해서 정렬을 수행할 수 있으며, 덧셈 및 곱셈 등으로 구성되는 비교 함수를 이용하여 정렬을 수행할 수 있는바, 기존보다 낮은 연산 깊이로 정렬을 수행할 수 있는바, 보다 빠른 연산이 가능하다. According to various embodiments of the present disclosure as described above, sorting can be performed on a large amount of homomorphic ciphertexts, and the sorting can be performed using a comparison function consisting of additions and multiplications, so that the sorting can be performed with a lower computational depth than before, enabling faster computation.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 네트워크 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 연산 장치의 구성을 나타낸 블럭도,
도 3은 본 개시의 연산 장치의 정렬 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 부호 함수와 관련된 다양한 합성 함수의 형태를 도시한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 특정 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 선별하는 알고리즘을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 k-정렬기의 동작을 설명하기 위한 다이어그램,
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 정렬 알고리즘을 설명하기 위한 도면,
도 8은 3-way 정렬 네트워크를 이용한 경우의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 9는 5-way 정렬 네트워크를 이용한 경우의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 10은 25개의 동형 암호문에 대한 정렬 예를 설명하기 위한 도면,
도 11은 스테이지 타입을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 개시의 정렬 기의 병렬 처리 동작을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 암호문 연산 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
FIG. 1 is a drawing for explaining the structure of a network system according to one embodiment of the present disclosure;
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a computational device according to one embodiment of the present disclosure;
FIG. 3 is a drawing for explaining the alignment operation of the calculation device of the present disclosure;
Figure 4 is a diagram illustrating the forms of various composite functions related to the sign function.
FIG. 5 is a diagram illustrating an algorithm for selecting a homomorphic ciphertext corresponding to a specific sorting sequence according to an embodiment of the present disclosure;
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a k-sorter according to one embodiment of the present disclosure;
FIG. 7 is a diagram for explaining a sorting algorithm according to one embodiment of the present disclosure;
Figure 8 is a drawing for explaining the operation when using a 3-way alignment network.
Figure 9 is a drawing for explaining the operation when using a 5-way alignment network.
Figure 10 is a diagram for explaining an example of alignment for 25 homomorphic ciphertexts.
Figure 11 is a drawing for explaining the stage type.
FIG. 12 is a drawing for explaining the parallel processing operation of the sorter of the present disclosure, and
FIG. 13 is a flowchart illustrating a cryptographic operation method according to one embodiment of the present disclosure.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 개시에 대해서 자세하게 설명한다. 본 개시에서 수행되는 정보(데이터) 전송 과정은 필요에 따라서 암호화/복호화가 적용될 수 있으며, 본 개시 및 특허청구범위에서 정보(데이터) 전송 과정을 설명하는 표현은 별도로 언급되지 않더라도 모두 암호화/복호화하는 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본 개시에서 "A로부터 B로 전송(전달)" 또는 "A가 B로부터 수신"과 같은 형태의 표현은 중간에 다른 매개체가 포함되어 전송(전달) 또는 수신되는 것도 포함하며, 반드시 A로부터 B까지 직접 전송(전달) 또는 수신되는 것만을 표현하는 것은 아니다. Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings. The information (data) transmission process performed in the present disclosure may apply encryption/decryption as needed, and expressions describing the information (data) transmission process in the present disclosure and patent claims should be interpreted to include cases of encryption/decryption even if not mentioned separately. Expressions in the form of "transmitting (transmitting) from A to B" or "A receiving from B" in the present disclosure include cases where another medium is included in the transmission (transmitting) or reception, and do not necessarily express only direct transmission (transmitting) or reception from A to B.

본 개시의 설명에 있어서 각 단계의 순서는 선행 단계가 논리적 및 시간적으로 반드시 후행 단계에 앞서서 수행되어야 하는 경우가 아니라면 각 단계의 순서는 비제한적으로 이해되어야 한다. 즉, 위와 같은 예외적인 경우를 제외하고는 후행 단계로 설명된 과정이 선행단계로 설명된 과정보다 앞서서 수행되더라도 개시의 본질에는 영향이 없으며 권리범위 역시 단계의 순서에 관계없이 정의되어야 한다. 그리고 본 명세서에서 "A 또는 B"라고 기재한 것은 A와 B 중 어느 하나를 선택적으로 가리키는 것뿐만 아니라 A와 B 모두를 포함하는 것도 의미하는 것으로 정의된다. 또한, 본 개시에서 "포함"이라는 용어는 포함하는 것으로 나열된 요소 이외에 추가로 다른 구성요소를 더 포함하는 것도 포괄하는 의미를 가진다.In the description of the present disclosure, the order of each step should be understood as non-limiting, unless a preceding step must be performed logically and temporally before a succeeding step. That is, except for the exceptional cases mentioned above, even if a process described as a succeeding step is performed before a process described as a preceding step, the essence of the disclosure is not affected, and the scope of rights should be defined regardless of the order of the steps. In addition, the description of "A or B" in this specification is defined to mean not only selectively referring to either A or B, but also including both A and B. In addition, the term "including" in this disclosure has a comprehensive meaning that includes other components in addition to the elements listed as including.

본 개시에서는 본 개시의 설명에 필요한 필수적인 구성요소만을 설명하며, 본 개시의 본질과 관계가 없는 구성요소는 언급하지 아니한다. 그리고 언급되는 구성요소만을 포함하는 배타적인 의미로 해석되어서는 안 되며 다른 구성요소도 포함할 수 있는 비배타적인 의미로 해석되어야 한다.In this disclosure, only essential components necessary for the description of the present disclosure are described, and components that are not related to the essence of the present disclosure are not mentioned. In addition, it should not be interpreted as an exclusive meaning that includes only the mentioned components, but should be interpreted as a non-exclusive meaning that may also include other components.

그리고 본 개시에서 "값"이라 함은 스칼라값뿐만 아니라 벡터도 포함하는 개념으로 정의된다. And in the present disclosure, the term “value” is defined as a concept that includes not only a scalar value but also a vector.

그리고 본 개시에서 정렬은 내림 차순으로 수행하는 것을 가정하여, 설명하나 구현시에는 올림 차순으로 수행할 수도 있다. In this disclosure, the sorting is explained assuming that it is performed in descending order, but it may be performed in ascending order during implementation.

후술하는 본 개시의 각 단계의 수학적 연산 및 산출은 해당 연산 또는 산출을 하기 위해 공지되어 있는 코딩 방법 및/또는 본 개시에 적합하게 고안된 코딩에 의해서 컴퓨터 연산으로 구현될 수 있다.The mathematical operations and calculations of each step of the present disclosure described below can be implemented as computer operations by a known coding method for performing the corresponding operations or calculations and/or by coding designed to suit the present disclosure.

이하에서 설명하는 구체적인 수학식은 가능한 여러 대안 중에서 예시적으로 설명되는 것이며, 본 개시의 권리 범위가 본 개시에 언급된 수학식에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.The specific mathematical formulas described below are provided as examples among several possible alternatives, and the scope of the rights of the present disclosure should not be construed as being limited to the mathematical formulas mentioned in the present disclosure.

설명의 편의를 위해서, 본 개시에서는 다음과 같이 표기를 정하기로 한다.For convenience of explanation, the following notation is used in this disclosure.

a ← D : 분포(D)에 따라서 원소(a)를 선택함a ← D: Select an element (a) according to the distribution (D)

s1, s2 ∈ R : S1, S2 각각은 R 집합에 속하는 원소이다. s1, s2 ∈ R : S1 and S2 are each elements belonging to the set R.

mod(q) : q 원소로 모듈(modular) 연산mod(q) : Modular operation with q elements

Figure 112022044500696-pat00001
: 내부 값을 반올림함
Figure 112022044500696-pat00001
: Round internal values

Figure 112022044500696-pat00002
: 내부 값을 내림함
Figure 112022044500696-pat00002
: Rounds down internal values

Figure 112022044500696-pat00003
: 내부 값을 올림함
Figure 112022044500696-pat00003
: Round up internal values

이하에서는 첨부된 도면을 이용하여 본 개시의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described in detail using the attached drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 네트워크 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a network system according to one embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 네트워크 시스템은 복수의 전자 장치(100-1 ~ 100-n), 제1 서버 장치(200), 제2 서버 장치(300)를 포함할 수 있으며, 각 구성들은 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 1, the network system may include a plurality of electronic devices (100-1 to 100-n), a first server device (200), and a second server device (300), and each component may be connected to each other through a network (10).

네트워크(10)는 다양한 형태의 유무선 통신 네트워크, 방송 통신 네트워크, 광통신 네트워크, 클라우드 네트워크 등으로 구현될 수 있으며, 각 장치들은 별도의 매개체 없이 와이파이, 블루투스, NFC(Near Field Communication) 등과 같은 방식으로 연결될 수도 있다. The network (10) can be implemented as various types of wired/wireless communication networks, broadcast communication networks, optical communication networks, cloud networks, etc., and each device can be connected without a separate medium through methods such as Wi-Fi, Bluetooth, NFC (Near Field Communication), etc.

도 1에서는 전자 장치가 복수 개(100-1 ~ 100-n)인 것으로 도시하였으나, 반드시 복수 개의 전자 장치가 사용되어야 하는 것은 아니며 하나의 장치가 사용될 수도 있다. 일 예로, 전자 장치(100-1 ~ 100-n)는 스마트폰, 태블릿, 게임 플레이어, PC, 랩톱 PC, 홈서버, 키오스크 등과 같은 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있으며, 이밖에 IoT 기능이 적용된 가전 제품 형태로도 구현될 수 있다.In Fig. 1, a plurality of electronic devices (100-1 to 100-n) are illustrated, but it is not necessary to use a plurality of electronic devices, and a single device may be used. For example, the electronic devices (100-1 to 100-n) may be implemented in various forms of devices such as smartphones, tablets, game players, PCs, laptop PCs, home servers, kiosks, etc., and may also be implemented in the form of home appliances with IoT functions applied.

사용자는 자신이 사용하는 전자 장치(100-1 ~ 100-n)를 통해서 다양한 정보를 입력할 수 있다. 입력된 정보는 전자 장치(100-1 ~ 100-n) 자체에 저장될 수도 있지만, 저장 용량 및 보안 등을 이유로 외부 장치로 전송되어 저장될 수도 있다. 도 1에서 제1 서버 장치(200)는 이러한 정보들을 저장하는 역할을 수행하고, 제2 서버 장치(300)는 제1 서버 장치(200)에 저장된 정보의 일부 또는 전부를 이용하는 역할을 수행할 수 있다. A user can input various information through the electronic devices (100-1 to 100-n) that he or she uses. The input information may be stored in the electronic devices (100-1 to 100-n) themselves, but may also be transmitted to and stored in an external device for reasons such as storage capacity and security. In Fig. 1, the first server device (200) may perform a role of storing such information, and the second server device (300) may perform a role of utilizing some or all of the information stored in the first server device (200).

각 전자 장치(100-1 ~ 100-n)는 입력된 정보를 동형 암호화하여, 동형 암호문을 제1 서버 장치(200)로 전송할 수 있다. Each electronic device (100-1 to 100-n) can homomorphically encrypt input information and transmit the homomorphic ciphertext to the first server device (200).

각 전자 장치(100-1 ~ 100-n)는 동형 암호화를 수행하는 과정에서 산출되는 암호화 노이즈, 즉, 에러를 암호문에 포함시킬 수 있다. 구체적으로는, 각 전자 장치(100-1 ~ 100-n)에서 생성하는 동형 암호문은, 추후에 비밀키를 이용하여 복호화하였을 때 메시지 및 에러 값을 포함하는 결과 값이 복원되는 형태로 생성될 수 있다. Each electronic device (100-1 to 100-n) can include encryption noise, i.e., errors, generated in the process of performing homomorphic encryption in the ciphertext. Specifically, the homomorphic ciphertext generated by each electronic device (100-1 to 100-n) can be generated in a form in which a result value including a message and an error value is restored when decrypted later using a secret key.

일 예로, 전자 장치(100-1 ~ 100-n)에서 생성하는 동형 암호문은 비밀키를 이용하여 복호화 하였을 때 다음과 같은 성질을 만족하는 형태로 생성될 수 있다. For example, a homomorphic ciphertext generated in an electronic device (100-1 to 100-n) can be generated in a form that satisfies the following properties when decrypted using a secret key.

[수학식 1][Mathematical Formula 1]

Dec(ct, sk) = <ct, sk> = M+e(mod q)Dec(ct, sk) = <ct, sk> = M+e(mod q)

여기서 < , >는 내적 연산(usual inner product), ct는 암호문, sk는 비밀키, M은 평문 메시지, e는 암호화 에러 값, mod q는 암호문의 모듈러스(Modulus)를 의미한다. q는 스케일링 팩터(scaling factor)(Δ)가 메시지에 곱해진 결과 값 M보다 크게 선택되어야 한다. 에러 값 e의 절대값이 M에 비해서 충분히 작다면, 암호문의 복호화 값 M+e 는 유효숫자연산에서 원래의 메시지를 동일한 정밀도로 대체할 수 있는 값이다. 복호화된 데이터 중에서 에러는 최하위 비트(LSB) 측에 배치되고, M은 차하위 비트 측에 배치될 수 있다. Here, < , > represent the usual inner product, ct represents the ciphertext, sk represents the secret key, M represents the plaintext message, e represents the encrypted error value, and mod q represents the modulus of the ciphertext. q should be chosen so that the scaling factor (Δ) is larger than the result M multiplied by the message. If the absolute value of the error value e is sufficiently smaller than M, the decrypted value M+e of the ciphertext is a value that can replace the original message with the same precision in the calculation of significant digits. In the decrypted data, the error is placed on the least significant bit (LSB) side, and M can be placed on the next lowest bit side.

메시지의 크기가 너무 작거나 너무 큰 경우, 스케일링 팩터를 이용하여 그 크기를 조절할 수도 있다. 스케일링 팩터를 사용하게 되면, 정수 형태의 메시지뿐만 아니라 실수 형태의 메시지까지도 암호화할 수 있게 되므로, 활용성이 크게 증대할 수 있다. 또한, 스케일링 팩터를 이용하여 메시지의 크기를 조절함으로써, 연산이 이루어지고 난 이후의 암호문에서 메시지들이 존재하는 영역, 즉, 유효 영역의 크기도 조절될 수 있다.If the size of the message is too small or too large, the size can be adjusted using a scaling factor. Using a scaling factor allows encryption of not only integer-type messages but also real-type messages, which greatly increases usability. In addition, by adjusting the size of the message using a scaling factor, the size of the area where messages exist in the ciphertext after the operation is performed, i.e., the effective area, can also be adjusted.

실시 예에 따라, 암호문 모듈러스 q는 다양한 형태로 설정되어 사용될 수 있다. 일 예로, 암호문의 모듈러스는 스케일링 팩터 Δ의 지수승 q=ΔL 형태로 설정될 수 있다. Δ가 2라면, q=210 과 같은 값으로 설정될 수 있다. Depending on the embodiment, the ciphertext modulus q can be set and used in various forms. For example, the modulus of the ciphertext can be set in the form of q=Δ L , an exponentiation of a scaling factor Δ. If Δ is 2, q=2 10 can be set as a value.

한편, 메시지에 대한 저장 방식은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 비트(bit) 단위의 저장이고, 다른 하나는 워드(word) 단위의 저장이다. 비트 단위의 저장은 데이터를 비트 단위로 암호화하는 방식으로 논리 연산의 장점이 있다. 그러나 이 방식은 비트 단위 연산만 지원하기 때문에 다중 비트 숫자(또는 워드 크기 숫자) 간의 산술 연산에 비효율적이다. 즉, 비트 단위로 저장하였으면 다중 비트 숫자를 처리하는 경우, 많은 연산이 필요하고, 그에 따른 계산 비용은 워드 단위로 저장하는 경우와 유사하다. Meanwhile, the storage method for messages can be largely divided into two. One is bit-based storage, and the other is word-based storage. Bit-based storage is a method of encrypting data in bit units, and has the advantage of logical operations. However, since this method only supports bit-based operations, it is inefficient for arithmetic operations between multi-bit numbers (or word-sized numbers). In other words, if stored in bit units, many operations are required when processing multi-bit numbers, and the resulting computational cost is similar to that of storing in word units.

이러한 점에서, 본 개시의 메시지 저장 방식은 워드 단위로 수행하는 것을 전제로 설명한다. 다만, 구현시에는 비트 단위의 저장도 논리 연산에 장점이 있다는 점에서, 즉, 논리 연산이 많이 필요한 환경에서는 비트 단위의 저장 방식을 이용할 수도 있다. In this respect, the message storage method of the present disclosure is explained on the premise that it is performed in word units. However, when implemented, since bit-unit storage also has advantages in logical operations, that is, in an environment where many logical operations are required, the bit-unit storage method may be used.

제1 서버 장치(200)는 수신된 동형 암호문을 복호화하지 않고, 암호문 상태로 저장할 수 있다. The first server device (200) can store the received homomorphic ciphertext in an ciphertext state without decrypting it.

제2 서버 장치(300)는 동형 암호문에 대한 특정 처리 결과를 제1 서버 장치(200)로 요청할 수 있다. 제1 서버 장치(200)는 제2 서버 장치(300)의 요청에 따라 특정 연산을 수행한 후, 그 결과를 제2 서버 장치(300)로 전송할 수 있다. The second server device (300) can request a specific processing result for a homomorphic ciphertext from the first server device (200). The first server device (200) can perform a specific operation according to the request of the second server device (300) and then transmit the result to the second server device (300).

일 예로, 두 개의 전자 장치(100-1, 100-2)가 전송한 암호문 ct1, ct2가 제1 서버 장치(200)에 저장된 경우, 제2 서버 장치(300)는 두 전자 장치(100-1, 100-2)로부터 제공된 정보들을 합산한 값을 제1 서버 장치(200)로 요청할 수 있다. 제1 서버 장치(200)는 요청에 따라 두 암호문을 합산하는 연산을 수행한 후, 그 결과 값(ct1 + ct2)을 제2 서버 장치(300)로 전송할 수 있다. For example, if ciphertexts ct1 and ct2 transmitted by two electronic devices (100-1, 100-2) are stored in the first server device (200), the second server device (300) can request the first server device (200) for a value obtained by adding up the information provided from the two electronic devices (100-1, 100-2). The first server device (200) can perform an operation to add up the two ciphertexts according to the request and then transmit the resulting value (ct1 + ct2) to the second server device (300).

동형 암호문의 성질상, 제1 서버 장치(200)는 복호화를 하지 않은 상태에서 연산을 수행할 수 있고, 그 결과 값도 암호문 형태가 된다. 본 개시에서는 연산에 의해 획득된 결과값을 연산 결과 암호문이라 지칭한다. Due to the nature of homomorphic ciphertext, the first server device (200) can perform an operation without decryption, and the resulting value also becomes a ciphertext. In this disclosure, the resulting value obtained by the operation is referred to as an operation result ciphertext.

제1 서버 장치(200)는 연산 결과 암호문을 제2 서버 장치(300)로 전송할 수 있다. 제2 서버 장치(300)는 수신된 연산 결과 암호문을 복호화하여, 각 동형 암호문들에 포함된 데이터들의 연산 결과값을 획득할 수 있다. The first server device (200) can transmit the calculation result ciphertext to the second server device (300). The second server device (300) can decrypt the received calculation result ciphertext and obtain the calculation result values of the data included in each homomorphic ciphertext.

이와 같은 동형 암호문에 대한 연산은 덧셈, 뺄셈 및 곱셈으로 구성되는 연산식뿐만 아니라, 최대값 산출, 최소값 산출 및 크기 비교와 같은 비교 연산일 수 있다. 또한, 비교 연산을 이용한 복수의 동형 암호문에 대한 정렬일 수도 있다. 이와 같이 제1 서버 장치(200)는 연산 동작을 수행할 수 있다는 점에서, 연산 장치라 지칭될 수도 있다. 구체적인 정렬 방법에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다. The operation for such homomorphic ciphertexts may be not only an operation formula consisting of addition, subtraction, and multiplication, but also a comparison operation such as calculating a maximum value, calculating a minimum value, and comparing sizes. In addition, it may be an alignment for multiple homomorphic ciphertexts using a comparison operation. In this way, the first server device (200) may be referred to as an arithmetic device in that it can perform an arithmetic operation. A specific alignment method will be described later with reference to FIG. 3.

그리고 제1 서버 장치(200)는 근사 메시지 비중이 임계치를 초과하면, 재부팅(Bootstrapping) 동작을 수행할 수 있다. 재부팅 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다. And the first server device (200) can perform a bootstrapping operation when the approximate message weight exceeds a threshold. The bootstrapping operation will be described later with reference to FIG. 3.

한편, 도 1에서는 제1 전자 장치 및 제2 전자 장치에서 암호화를 수행하고, 제2 서버 장치가 복호화를 수행하는 경우를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, in Fig. 1, a case is illustrated where encryption is performed in the first electronic device and the second electronic device, and decryption is performed in the second server device, but it is not limited thereto.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 연산 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a computing device according to one embodiment of the present disclosure.

구체적으로, 도 1의 시스템에서 제1 전자 장치, 제2 전자 장치 등과 같이 동형 암호화를 수행하는 장치, 제1 서버 장치 등과 같이 동형 암호문을 연산하는 장치, 제2 서버 장치 등과 같이 동형 암호문을 복호하는 장치 등을 연산 장치라고 지칭할 수 있다. 이러한 연산 장치는 PC(Personal computer), 노트북, 스마트폰, 태블릿, 서버 등 다양한 장치일 수 있다. Specifically, in the system of Fig. 1, a device performing homomorphic encryption, such as a first electronic device, a second electronic device, etc., a device calculating homomorphic ciphertext, such as a first server device, etc., a device decrypting homomorphic ciphertext, such as a second server device, etc., may be referred to as a computing device. These computing devices may be various devices, such as a personal computer (PC), a laptop, a smartphone, a tablet, a server, etc.

도 2를 참조하면, 연산 장치(400)는 통신 장치(410), 메모리(420), 디스플레이(430), 조작 입력 장치(440) 및 프로세서(450)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the computing device (400) may include a communication device (410), a memory (420), a display (430), an operating input device (440), and a processor (450).

통신 장치(410)는 연산 장치(400)를 외부 장치(미도시)와 연결하기 위해 형성되고, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 외부 장치에 접속되는 형태뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus) 포트 또는 무선 통신(예를 들어, WiFi 802.11a/b/g/n, NFC, Bluetooth) 포트를 통하여 접속되는 형태도 가능하다. 이러한 통신 장치(410)는 송수신부(transceiver)로 지칭될 수도 있다. The communication device (410) is formed to connect the computing device (400) to an external device (not shown), and may be connected to the external device not only through a local area network (LAN) and the Internet, but also through a universal serial bus (USB) port or a wireless communication (e.g., WiFi 802.11a/b/g/n, NFC, Bluetooth) port. This communication device (410) may also be referred to as a transceiver.

통신 장치(410)는 공개키를 외부 장치로부터 수신할 수 있으며, 연산 장치(400) 자체적으로 생성한 공개키를 외부 장치로 전송할 수 있다. The communication device (410) can receive a public key from an external device and transmit a public key generated by the computing device (400) to the external device.

그리고 통신 장치(410)는 외부 장치로부터 메시지를 수신할 수 있으며, 생성한 동형 암호문을 외부 장치로 송신할 수 있다. 또한, 통신 장치(410)는 외부 장치로부터 동형 암호문을 수신할 수도 있다. And the communication device (410) can receive a message from an external device and transmit the generated homomorphic ciphertext to the external device. In addition, the communication device (410) can also receive a homomorphic ciphertext from an external device.

또한, 통신 장치(410)는 암호문 생성에 필요한 각종 파라미터를 외부 장치로부터 수신할 수 있다. 한편, 구현시에 각종 파라미터는 후술하는 조작 입력 장치(440)를 통하여 사용자로부터 직접 입력받을 수 있다. In addition, the communication device (410) can receive various parameters required for generating a ciphertext from an external device. Meanwhile, during implementation, various parameters can be directly input from a user through an operation input device (440) described later.

또한, 통신 장치(410)는 외부 장치로부터 동형 암호문에 대한 연산을 요청받을 수 있으며, 그에 따라 계산된 결과를 외부 장치에 전송할 수 있다. 여기서 요청받은 연산은 덧셈, 뺄셈, 곱셈과 같은 연산일 수 있으며, 비다항식 연산인 비교 연산이거나, 정렬 처리일 수도 있다. In addition, the communication device (410) may be requested to perform an operation on a homomorphic ciphertext from an external device, and may transmit a calculated result to the external device. Here, the requested operation may be an operation such as addition, subtraction, or multiplication, and may be a comparison operation, which is a non-polynomial operation, or a sorting process.

메모리(420)에는 연산 장치(400)에 관한 적어도 하나의 인스트럭션(instruction)이 저장될 수 있다. 구체적으로, 메모리(420)에는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라 연산 장치(400)가 동작하기 위한 각종 프로그램(또는 소프트웨어)이 저장될 수 있다. The memory (420) may store at least one instruction regarding the computational device (400). Specifically, the memory (420) may store various programs (or software) for the computational device (400) to operate according to various embodiments of the present disclosure.

이러한 메모리(420)는 RAM이나 ROM, 플래시 메모리, HDD, 외장 메모리, 메모리 카드 등과 같은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 어느 하나로 한정되는 것은 아니다. This memory (420) may be implemented in various forms such as RAM, ROM, flash memory, HDD, external memory, memory card, etc., and is not limited to any one.

메모리(420)는 암호화할 메시지를 저장할 수 있다. 여기서 메시지는 사용자가 각종 인용한 각종 신용 정보, 개인 정보 등일 수 있으며, 연산 장치(400)에서 사용되는 위치 정보, 인터넷 사용 시간 정보 등 사용 이력 등과 관련된 정보일 수도 있다. The memory (420) can store a message to be encrypted. Here, the message can be various types of credit information, personal information, etc. quoted by the user, and can also be information related to usage history, such as location information and Internet usage time information used in the computing device (400).

그리고 메모리(420)는 공개키를 저장할 수 있으며, 연산 장치(400)가 직접 공개키를 생성한 장치인 경우, 비밀키뿐만 아니라, 공개키 및 비밀키 생성에 필요한 각종 파라미터를 저장할 수 있다. And the memory (420) can store a public key, and if the computing device (400) is a device that directly generates a public key, it can store not only a secret key but also various parameters necessary for generating the public key and secret key.

그리고 메모리(420)는 후술한 과정에서 생성된 동형 암호문을 저장할 수 있다. 그리고 메모리(420)는 외부 장치에서 전송한 동형 암호문을 저장할 수도 있다. 또한, 메모리(420)는 후술하는 연산 과정에서의 결과물인 연산 결과 암호문을 저장할 수도 있다. And the memory (420) can store a homomorphic ciphertext generated in the process described later. And the memory (420) can also store a homomorphic ciphertext transmitted from an external device. In addition, the memory (420) can also store a calculation result ciphertext which is a result of the calculation process described later.

디스플레이(430)는 연산 장치(400)가 지원하는 기능을 선택받기 위한 사용자 인터페이스 창을 표시한다. 구체적으로, 디스플레이(430)는 연산 장치(400)가 제공하는 각종 기능을 선택받기 위한 사용자 인터페이스 창을 표시할 수 있다. 이러한 디스플레이(430)는 LCD(liquid crystal display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 모니터일 수 있으며, 후술할 조작 입력 장치(440)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다. The display (430) displays a user interface window for selecting a function supported by the computing device (400). Specifically, the display (430) can display a user interface window for selecting various functions provided by the computing device (400). The display (430) can be a monitor such as an LCD (liquid crystal display), an OLED (Organic Light Emitting Diodes), etc., and can also be implemented as a touch screen capable of simultaneously performing the function of the manipulation input device (440) described below.

디스플레이(430)는 비밀키 및 공개키 생성에 필요한 파라미터의 입력을 요청하는 메시지를 표시할 수 있다. 그리고 디스플레이(430)는 암호화 대상이 메시지를 선택하는 메시지를 표시할 수 있다. 한편, 구현시에 암호화 대상은 사용자가 직접 선택할 수도 있고, 자동으로 선택될 수 있다. 즉, 암호화가 필요한 개인 정보 등은 사용자가 직접 메시지를 선택하지 않더라도 자동으로 설정될 수 있다. The display (430) can display a message requesting input of parameters required for generating a private key and a public key. In addition, the display (430) can display a message for selecting a message as an encryption target. Meanwhile, during implementation, the encryption target can be directly selected by the user or automatically selected. In other words, personal information requiring encryption can be automatically set even if the user does not directly select a message.

조작 입력 장치(440)는 사용자로부터 연산 장치(400)의 기능 선택 및 해당 기능에 대한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 구체적으로, 조작 입력 장치(440)는 사용자로부터 비밀키 및 공개키 생성에 필요한 파라미터를 입력받을 수 있다. 또한, 조작 입력 장치(440)는 사용자로부터 암호화될 메시지를 설정받을 수 있다. The manipulation input device (440) can receive function selection of the operation device (400) and control commands for the corresponding functions from the user. Specifically, the manipulation input device (440) can receive parameters required for generating a secret key and a public key from the user. In addition, the manipulation input device (440) can set a message to be encrypted from the user.

그리고 조작 입력 장치(440)는 정렬 명령을 입력받거나, 정렬 대상인 동형 암호문을 선택받을 수 있다. 또는 조작 입력 장치(440)는 전제 동형 암호문에서 몇 번째 순서의 동형 암호문을 선택하라는 명령을 입력받을 수도 있다. 예를 들어, 이러한 선택은 전체 동형 암호문 중 가장 큰 값을 찾으라는 명령, 가장 작은 값을 찾으라는 명령 또는 중간 값을 찾으라는 명령 등일 수 있다. And the manipulation input device (440) can receive a sorting command or select a homomorphic ciphertext to be sorted. Alternatively, the manipulation input device (440) can receive a command to select a homomorphic ciphertext of a certain order from the entire homomorphic ciphertext. For example, such selection can be a command to find the largest value among all homomorphic ciphertexts, a command to find the smallest value, a command to find the median value, etc.

프로세서(450)는 연산 장치(400)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 프로세서(450)는 메모리(420)에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함으로써 연산 장치(400)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 이러한 프로세서(450)는 CPU(central processing unit), ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 단일 장치로 구성될 수 있으며, CPU, GPU(Graphics Processing Unit) 등의 복수의 장치로 구성될 수도 있다. The processor (450) controls the overall operation of the computing device (400). Specifically, the processor (450) can control the overall operation of the computing device (400) by executing at least one instruction stored in the memory (420). The processor (450) may be configured as a single device such as a central processing unit (CPU) or an application-specific integrated circuit (ASIC), and may also be configured as multiple devices such as a CPU and a graphics processing unit (GPU).

프로세서(450)는 전송하고자 하는 메시지가 입력되면 메모리(420)에 저장할 수 있다. 그리고 프로세서(450)는 메모리(420)에 저장된 각종 설정 값 및 프로그램을 이용하여, 메시지를 동형 암호화할 수 있다. 이 경우, 공개키가 사용될 수 있다. When a message to be transmitted is input, the processor (450) can store it in the memory (420). Then, the processor (450) can homomorphically encrypt the message using various setting values and programs stored in the memory (420). In this case, a public key can be used.

프로세서(450)는 암호화를 수행하는데 필요한 공개키를 자체적으로 생성하여 사용할 수도 있고, 외부 장치로부터 수신하여 사용할 수도 있다. 일 예로, 복호화를 수행하는 제2 서버 장치(300)가 공개키를 다른 장치들에게 배포할 수 있다. The processor (450) may generate and use the public key required to perform encryption on its own, or may receive and use it from an external device. For example, a second server device (300) that performs decryption may distribute the public key to other devices.

자체적으로 키를 생성하는 경우, 프로세서(450)는 Ring-LWE 기법을 이용하여 공개키를 생성할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 프로세서(450)는 먼저 각종 파라미터 및 링을 설정하여, 메모리(420)에 저장할 수 있다. 파라미터의 예로는 평문 메시지 비트의 길이, 공개키 및 비밀키의 크기 등이 있을 수 있다. When generating a key on its own, the processor (450) can generate a public key using the Ring-LWE technique. Specifically, the processor (450) can first set various parameters and rings and store them in the memory (420). Examples of parameters may include the length of a plaintext message bit, the size of a public key, and the size of a private key.

링은 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다.The ring can be expressed mathematically as follows:

[수학식 2][Mathematical formula 2]

여기서 R은 링, Zq는 계수, f(x)는 n차 다항식이다. Here, R is a ring, Zq is a coefficient, and f(x) is an nth-order polynomial.

링(Ring)이란 기 설정된 계수를 가지는 다항식의 집합으로, 원소들 사이에 덧셈과 곱셈이 정의되어 있으며 덧셈과 곱셈에 대해서 닫혀 있는 집합을 의미한다. 이러한 링은 환으로 지칭될 수 있다. A ring is a set of polynomials with predetermined coefficients, where addition and multiplication are defined between elements, and it means a set that is closed under addition and multiplication. Such a ring can be referred to as a ring.

일 예로, 링은 계수가 Zq인 n차 다항식의 집합을 의미한다. 구체적으로는, n이 Φ(N)일 때, N차 사이클로토믹 다항식 (N-th cyclotomic polynomial)을 의미한다. (f(x))란 f(x)로 생성되는 Zq[x]의 이데알(ideal)을 나타낸다. Euler totient 함수 Φ(N)이란 N과 서로소이고 N보다 작은 자연수의 개수를 의미한다. ΦN(x)를 N차 사이클로토믹 다항식으로 정의하면, 링은 다음과 같은 수학식 3으로도 표현될 수 있다. For example, a ring is a set of n-th polynomials whose coefficients are Zq. Specifically, when n is Φ(N), it means an N-th cyclotomic polynomial. (f(x)) denotes the ideal of Zq[x] generated by f(x). The Euler totient function Φ(N) denotes the number of natural numbers that are coprime to N and less than N. If Φ N (x) is defined as an N-th cyclotomic polynomial, a ring can also be expressed by the following mathematical expression 3.

[수학식 3][Mathematical Formula 3]

비밀키(sk)는 다음과 같이 표현될 수 있다. The secret key (sk) can be expressed as follows:

한편, 상술한 수학식 3의 링은 평문 공간에서 복소수를 갖는다. 한편, 동형 암호문에 대한 연산 속도를 향상하기 위하여, 상술한 링의 집합 중 평문 공간이 실수인 집합만을 이용할 수도 있다. Meanwhile, the ring of the above-described mathematical expression 3 has a complex number in the plaintext space. Meanwhile, in order to improve the operation speed for homomorphic ciphertext, only the set of the above-described ring sets whose plaintext space is a real number may be used.

이와 같은 링이 설정되면, 프로세서(450)는 링으로부터 비밀키(sk)를 산출할 수 있다. Once such a ring is established, the processor (450) can derive a secret key (sk) from the ring.

[수학식 4][Mathematical Formula 4]

여기서, s(x)는 작은 계수로 랜덤하게 생성한 다항식을 의미한다. Here, s(x) represents a randomly generated polynomial with small coefficients.

그리고 프로세서(450)는 링으로부터 제1 랜덤 다항식(a(x))을 산출한다. 제1 랜덤 다항식은 다음과 같이 표현될 수 있다. And the processor (450) produces a first random polynomial (a(x)) from the ring. The first random polynomial can be expressed as follows.

[수학식 5][Mathematical Formula 5]

또한, 프로세서(450)는 에러를 산출할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(450)는 이산 가우시안 분포 또는 그와 통계적 거리가 가까운 분포로부터 에러를 추출할 수 있다. 이러한 에러는 다음과 같이 표현될 수 있다.Additionally, the processor (450) can produce an error. Specifically, the processor (450) can extract an error from a discrete Gaussian distribution or a distribution that is statistically close thereto. This error can be expressed as follows.

[수학식 6][Mathematical Formula 6]

에러까지 산출되면, 프로세서(450)는 제1 랜덤 다항식 및 비밀키에 에러를 모듈러 연산하여 제2 랜덤 다항식을 산출할 수 있다. 제2 랜덤 다항식은 다음과 같이 표현될 수 있다. When an error is generated, the processor (450) can perform a modular operation on the error to the first random polynomial and the secret key to generate a second random polynomial. The second random polynomial can be expressed as follows.

[수학식 7][Mathematical formula 7]

최종적으로 공개키(pk)는 제1 랜덤 다항식 및 제2 랜덤 다항식을 포함하는 형태로 다음과 같이 설정된다. Finally, the public key (pk) is set as follows, including the first random polynomial and the second random polynomial.

[수학식 8][Mathematical formula 8]

상술한 키 생성 방법은 일 예에 불과하므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이 밖에 다른 방법으로 공개키 및 비밀키를 생성할 수도 있음은 물론이다. The above-described key generation method is only an example and is not necessarily limited to it, and it goes without saying that public and private keys can be generated using other methods.

한편, 프로세서(450)는 공개키가 생성되면, 생성된 공개키가 다른 장치들에 전송되도록 통신 장치(410)를 제어할 수 있다. Meanwhile, when a public key is generated, the processor (450) can control the communication device (410) so that the generated public key is transmitted to other devices.

그리고 프로세서(450)는 메시지에 대한 동형 암호문을 생성할 수 있다. 이때, 프로세서(450)는 선행적으로 메시지를 다항식으로 변환하는 인코딩 동작을 수행할 수 있다. And the processor (450) can generate a homomorphic ciphertext for the message. At this time, the processor (450) can perform an encoding operation that converts the message into a polynomial in advance.

그리고 프로세서(450)는 메시지 형태로 변환된 메시지에 공개키 와, 다음과 같은 수학식 9를 이용하여 암호문을 생성할 수 있다. And the processor (450) converts the public key into a message converted into a message format. Wow, we can generate a ciphertext using the following mathematical formula 9.

[수학식 9][Mathematical formula 9]

이때, 프로세서(450)는 암호문의 길이를 스케일링 팩터의 크기에 대응되도록 생성할 수 있다.At this time, the processor (450) can generate the length of the ciphertext to correspond to the size of the scaling factor.

암호화할 메시지는 외부 소스로부터 수신할 수도 있고, 연산 장치(400)에 직접 구비 또는 연결된 입력 장치로부터 입력될 수도 있다. 또한, 스케일링 팩터도 사용자가 직접 입력하거나, 다른 장치를 통해 제공받을 수도 있다. 예를 들어, 연산 장치(400)가 터치 스크린이나 키 패드를 포함하는 경우, 프로세서(450)는 사용자가 터치 스크린이나 키 패드를 통해 입력하는 데이터를 메모리(420)에 저장한 후, 암호화할 수 있다. The message to be encrypted may be received from an external source, or may be input from an input device directly provided or connected to the computing device (400). In addition, the scaling factor may also be input directly by the user, or may be provided through another device. For example, if the computing device (400) includes a touch screen or a key pad, the processor (450) may store data input by the user through the touch screen or key pad in the memory (420), and then encrypt it.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 패킹(packing)이 이루어질 수도 있다. 동형 암호화에서 패킹을 이용하게 되면, 다수의 메시지를 하나의 암호문으로 암호화하는 것이 가능해진다. 이 경우, 연산 장치(400)에서 각 암호문들 간의 연산을 수행하게 되면, 결과적으로 다수의 메시지에 대한 연산이 병렬적으로 처리되므로 연산 부담이 크게 줄어들게 된다. Meanwhile, according to one embodiment of the present disclosure, packing may be performed. If packing is used in homomorphic encryption, it becomes possible to encrypt multiple messages into a single ciphertext. In this case, if the calculation device (400) performs calculations between each ciphertext, the calculations for multiple messages are processed in parallel as a result, so the calculation burden is greatly reduced.

구체적으로는, 프로세서(450)는 메시지가 복수의 메시지 벡터로 이루어지는 경우, 복수의 메시지 벡터를 병렬적으로 암호화할 수 있는 형태의 다항식으로 변환한 후, 그 다항식에 스케일링 팩터를 승산하고 공개키를 이용하여 동형 암호화할 수도 있다. 이에 따라, 프로세서(450)는 복수의 메시지 벡터를 패킹한 암호문을 생성할 수 있다. Specifically, when a message is composed of multiple message vectors, the processor (450) may convert the multiple message vectors into a polynomial that can encrypt them in parallel, multiply the polynomial by a scaling factor, and then homomorphically encrypt the polynomial using a public key. Accordingly, the processor (450) may generate a ciphertext that packs multiple message vectors.

그리고 프로세서(450)는 동형 암호문에 대한 복호가 필요한 경우, 동형 암호문에 비밀키를 적용하여 다항식 형태의 복호문을 생성하고, 다항식 형태의 복호문을 디코딩하여 근사 메시지를 생성할 수 있다. 이때 생성한 근사 메시지는 앞서 설명한 수학식 1에서 언급한 바와 같이 에러를 포함할 수 있다. And, when decryption of a homomorphic ciphertext is required, the processor (450) can apply a secret key to the homomorphic ciphertext to generate a polynomial-type decryption text, and decode the polynomial-type decryption text to generate an approximate message. At this time, the generated approximate message may include an error as mentioned in the mathematical expression 1 described above.

그리고 프로세서(450)는 암호문에 대한 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(450)는 동형 암호문에 대해서 암호화된 상태를 유지한 상태에서 덧셈, 뺄셈, 또는 곱셈 등의 연산을 수행할 수 있다. And the processor (450) can perform operations on the ciphertext. Specifically, the processor (450) can perform operations such as addition, subtraction, or multiplication while maintaining the encrypted state on the homomorphic ciphertext.

또한, 프로세서(450)는 암호문에 대해서도 덧셈, 뺄셈 또는 곱셈 이외의 연산을 갖는 다항식에 대한 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로, 동형 암호문은 덧셈, 뺄셈, 곱셈에 대해서는 닫혀있으나, 이외의 연산에 대해서는 닫혀있지 않다. 따라서, 덧셈, 뺄셈, 곱셈 이외의 연산에 대해서는 상술한 3개의 연산으로 표현되는 근사 연산식을 이용하여야 한다. 여기서 근사 연산식은 낮은 복잡도를 갖도록 잘 구조화된 잘 구조화된 다항식(well-structured polynomials), 즉 합성 함수를 이용할 수 있다. In addition, the processor (450) can perform an operation on a polynomial having an operation other than addition, subtraction, or multiplication for the ciphertext. Specifically, the homomorphic ciphertext is closed for addition, subtraction, and multiplication, but is not closed for other operations. Therefore, for operations other than addition, subtraction, and multiplication, an approximate operation formula expressed by the three operations described above must be used. Here, the approximate operation formula can use a well-structured polynomial, i.e., a composite function, which is well-structured to have low complexity.

그리고 프로세서(450)는 복수의 동형 암호문에 대해 정렬을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(450)는 k-way 정렬 시스템을 이용하여 복수의 동형 암호문에 대한 정렬을 수행할 수 있다. 이때, 프로세서(450)는 복수개의 k-way 정렬기를 이용하여 상술한 정렬 동작을 병렬적으로 수행할 수 있다. 여기서 k-way 정렬기는 같은 k 값을 갖는 정렬기일 수 있으며, 서로 다른 k 값을 갖는 정렬기가 이용될 수도 있다. And the processor (450) can perform alignment on a plurality of homomorphic ciphertexts. Specifically, the processor (450) can perform alignment on a plurality of homomorphic ciphertexts using a k-way alignment system. At this time, the processor (450) can perform the alignment operation described above in parallel using a plurality of k-way sorters. Here, the k-way sorters can be sorters having the same k value, and sorters having different k values can also be used.

보다 상세하게, 프로세서(450)는 복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(450)는 복수의 그룹은 k-way 정렬기의 정렬 단위에 대응하여 구분될 수 있다. 예를 들어, 25개의 동형 암호문을 5-way 정렬기를 이용하는 경우, 5개의 그룹으로 구분할 수 있다. In more detail, the processor (450) can divide a plurality of homomorphic ciphertexts into a plurality of groups. Specifically, the processor (450) can divide the plurality of groups corresponding to the sorting units of the k-way sorter. For example, when 25 homomorphic ciphertexts are used in a 5-way sorter, they can be divided into 5 groups.

그리고 프로세서(450)는 구분된 그룹별로 정렬을 수행할 수 있다. 구체적으로, 세 개 이상의 동형 암호문을 한번의 스테이지에서 정렬 가능한 k-way 정렬기를 이용하여 그룹별 복수의 동형 암호문을 정렬할 수 있다. k-way 정렬기의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 3을 참조항 후술한다. And the processor (450) can perform sorting by separated group. Specifically, multiple homomorphic ciphertexts by group can be sorted by using a k-way sorter capable of sorting three or more homomorphic ciphertexts in one stage. The specific configuration and operation of the k-way sorter will be described later with reference to FIG. 3.

그리고 프로세서(450)는 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(450)는 정렬 순번에 대응되는 제1 그룹에 대한 제1 순번, 제2 그룹에 대한 제2 순번을 산출하고, 제1 그룹 내의 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문과 제2 그룹 내의 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문을 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 정렬 순번이 가능한 후보 동형 암호문을 결정할 수 있다. And the processor (450) can select a candidate homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order from among a plurality of homomorphic ciphertexts sorted by group. Specifically, the processor (450) can calculate a first order for the first group corresponding to the sorting order and a second order for the second group, compare the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order in the first group with the second homomorphic ciphertext corresponding to the second order in the second group, and determine a candidate homomorphic ciphertext for which the sorting order is possible based on the comparison result.

예를 들어, 프로세서(450)는 정렬 순번을 2로 나눈 값의 내림 정수 값을 제1 순번으로, 정렬 순번의 2로 나눈 값의 올린 정수 값을 제2 순번으로 산출할 수 있다. 그리고 프로세서(450)는 제1 동형 암호문이 제2 동형 암호문보다 크고, 내림 차순 정렬이면, 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문보다 작은 크기를 갖는 제1 그룹 내의 동형 암호문, 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문 및 제2 동형 암호문보다 큰 크기를 갖는 제2 그룹 내의 동형 암호문을 후보 동형 암호문으로 결정할 수 있다. For example, the processor (450) can produce a lower integer value of the sorting order divided by 2 as the first order, and a raised integer value of the sorting order divided by 2 as the second order. In addition, the processor (450) can determine, if the first homomorphic ciphertext is larger than the second homomorphic ciphertext and is in descending order, a homomorphic ciphertext in the first group having a size smaller than the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order, a second homomorphic ciphertext corresponding to the second order, and a homomorphic ciphertext in the second group having a size larger than the second homomorphic ciphertext as candidate homomorphic ciphertexts.

그리고 프로세서(450)는 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(450)는 입력된 두 동형 암호문 중 큰 동형 암호문 또는 작은 동형 암호문을 선택적으로 출력하는 비교 함수를 이용하여, 선별된 후보 동형 암호문 간의 비교 함수 출력을 통하여 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정할 수 있다. And the processor (450) can determine a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertext. Specifically, the processor (450) can determine a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through the output of the comparison function between the selected candidate homomorphic ciphertexts by using a comparison function that selectively outputs a larger homomorphic ciphertext or a smaller homomorphic ciphertext among two input homomorphic ciphertexts.

그리고 프로세서(450)는 특정 정렬 순번을 결정하는 과정에서는 상술한 동작만으로 특정 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 것이 가능하다. 반면에 모든 동형 암호문에 대한 정렬을 수행하는 경우, 프로세서(450)는 복수의 그룹 중 두 그룹에 포함된 동형 암호문의 개수만큼 후보 동형 암호문을 선별하는 단계 및 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 반복하여, 두 그룹 내의 복수의 동형 암호문을 정렬할 수 있다. And, in the process of determining a specific sorting order, the processor (450) can determine a homomorphic ciphertext corresponding to a specific sorting order with only the above-described operations. On the other hand, in the case of performing sorting for all homomorphic ciphertexts, the processor (450) can sort a plurality of homomorphic ciphertexts within two groups by repeating the steps of selecting candidate homomorphic ciphertexts as many as the number of homomorphic ciphertexts included in two groups among the plurality of groups and the steps of determining homomorphic ciphertexts corresponding to the sorting order.

예를 들어, 10개의 동형 암호문이 있는 경우, 5개씩 두 그룹으로 나눠, 각 그룹별 정렬을 우선적으로 수행하고, 정렬된 두 개의 그룹을 이용하여 1번째 순번의 동형 암호문을 결정하고, 순차적으로 2번째... 10번째 동형 암호문을 결정하는 동작을 수행하여 전제 동형 암호문을 정렬할 수 있다. 한편, 각 그룹별 정렬 과정에서 기존의 일반적인 정렬기를 이용하여 정렬을 수행하는 것도 가능하고, 본 개시에 따른 정렬 방식을 이용하는 것도 가능하다. For example, if there are 10 homomorphic ciphertexts, the homomorphic ciphertexts can be sorted by dividing them into two groups of 5 each, performing sorting for each group first, determining the homomorphic ciphertext of the first order using the two sorted groups, and sequentially determining the 2nd...10th homomorphic ciphertexts. Meanwhile, in the sorting process for each group, it is also possible to perform sorting using a conventional general sorter, and it is also possible to use the sorting method according to the present disclosure.

즉, 5개의 동형 암호문을 정렬하는 경우, 2개와 3개로 동형 암호문을 구분하고, 상술한 동작과 같이 1번째, ... 5번째 동형 암호문을 찾는 방식으로 그룹 내의 동형 암호문에 대한 정렬을 수행하는 것도 가능하다. 즉, 본 개시에 따른 정렬 방식만으로 전체 동형 암호문의 정렬 시스템을 구성하는 것도 가능하고, 구분된 그룹 내의 정렬은 일반 정렬기를 이용하고, 그룹 간의 비교 과정에서는 본 개시에 따른 정렬 방식을 이용하는 것도 가능하다. That is, when sorting five homomorphic ciphertexts, it is also possible to perform sorting on homomorphic ciphertexts within a group by dividing the homomorphic ciphertexts into 2 and 3, and finding the 1st, ..., 5th homomorphic ciphertexts as in the operation described above. That is, it is also possible to configure a sorting system for all homomorphic ciphertexts using only the sorting method according to the present disclosure, and it is also possible to use a general sorter for sorting within the divided groups and use the sorting method according to the present disclosure in the comparison process between the groups.

또한, 프로세서(450)는 복수의 동형 암호문 중 특정 순서에 대응되는 동형 암호문을 검색할 수 있다. 예를 들어, 사용자로부터 가장 큰 동형 암호문을 찾으라는 명령 또는 가장 작은 동형 암호문을 찾으라는 명령을 입력받은 경우, 상술한 k-way 정렬 시스템을 이용하여 명령에 대응되는 동형 암호문을 검색할 수 있다. In addition, the processor (450) can search for a homomorphic ciphertext corresponding to a specific order among a plurality of homomorphic ciphertexts. For example, when a command to find the largest homomorphic ciphertext or a command to find the smallest homomorphic ciphertext is input from the user, the homomorphic ciphertext corresponding to the command can be searched for using the k-way sorting system described above.

그리고 프로세서(450)는 연산이 완료되면, 연산 결과 데이터로부터 유효 영역의 데이터를 검출할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(450)는 연산 결과 암호문 내의 근사 메시지 비중이 임계치를 초과하면, 암호문에 대한 재부팅 동작을 수행할 수 있다. And when the operation is completed, the processor (450) can detect data of a valid area from the operation result data. Specifically, when the approximate message weight in the operation result ciphertext exceeds a threshold, the processor (450) can perform a reboot operation on the ciphertext.

이상과 같이 본 개시에 따른 연산 장치는 동형 암호문에 대한 각종 연산을 지원하며, 다량의 동형 암호문에 대해서 특정 순번의 동형 암호문을 검색하거나, 복수의 동형 암호문에 대한 정렬 작업을 수행할 수 있다. 또한, 상술한 검색 및 정렬 작업을 복잡도 깊이가 낮은 방식을 이용하여 수행하는바, 기존보다 낮은 횟수의 재부팅 동작을 통하여 상술한 연산을 수행할 수 있다. 그에 따라 기존보다 빠른 연산이 가능하다. As described above, the computational device according to the present disclosure supports various operations on homomorphic ciphertexts, and can search for homomorphic ciphertexts of a specific order among a large number of homomorphic ciphertexts, or perform a sorting operation on a plurality of homomorphic ciphertexts. In addition, since the above-described search and sorting operations are performed using a method with a low complexity depth, the above-described operations can be performed through a lower number of reboot operations than before. Accordingly, faster operations than before are possible.

도 3은 본 개시의 연산 장치의 정렬 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a drawing for explaining the alignment operation of the calculation device of the present disclosure.

도 3을 참조하면, k-way 정렬기(500)가 개시된다. 이러한 k-way 정렬기(500)는 k 개수의 동형 암호문을 한 번의 스테이지에서 정렬할 수 있다. 여기서 k는 3 이상의 소수(예를 들어, 3, 5, 7..)일 수 있다. Referring to FIG. 3, a k-way sorter (500) is disclosed. This k-way sorter (500) can sort k homomorphic ciphertexts in one stage. Here, k can be a prime number greater than or equal to 3 (e.g., 3, 5, 7, etc.).

이러한, k-way 정렬기(500)는 복수개의 동형 암호문도 한번의 스테이지를 이용하여 정렬 가능하며, 도시에서는 5개의 동형 암호문을 동시에 처리하는 것으로 설명하였지만, 2개 내지 4개 또는 7개 이상의 동형 암호문도 한 번의 스테이지를 이용하여 정렬 가능하다. This k-way sorter (500) can sort multiple homomorphic ciphertexts using a single stage, and although it was described in the city as processing five homomorphic ciphertexts simultaneously, it is also possible to sort two to four or seven or more homomorphic ciphertexts using a single stage.

한편, 본 개시의 정렬 알고리즘의 주요한 목적은 비교 연산의 계산 깊이를 최소화한 상태에서, 근사 비교 알고리즘을 이용하여 쌍으로 비교된 모든 K개의 비교 결과를 이용하여 동형 암호문을 정렬하는 것이다. Meanwhile, the main purpose of the sorting algorithm of the present disclosure is to sort homomorphic ciphertexts by using all K comparison results compared pairwise using an approximate comparison algorithm while minimizing the computational depth of comparison operations.

한편, 정확한 비교는 덧셈과 곱셈을 이용한 비교 결과가 명백한 이진인데 반해, 근사 비교에서는 이진 값이 아니라 일정 범위 내의 값이다. On the other hand, exact comparison is a comparison using addition and multiplication in which the result is clearly binary, whereas approximate comparison is not a binary value but a value within a certain range.

예를 들어, a, b, c 3개의 데이터에 대해서, a와 b의 비교 결과를 θab이고, b와 c의 비교 결과를 θbc 라고 하자. a > b > c인지를 나타내는 θabc를 알기 위해서는 θab· θbc 연산이 필요하다.For example, for three data a, b, and c, let the result of comparing a and b be θ ab , and the result of comparing b and c be θ bc . In order to know θ abc , which indicates whether a > b > c, the operation θ ab · θ bc is required.

그러나 근사 비교에서의 비교 결과는 상술한 바와 같이 (0, 1) 사이의 값으로, θab > 0.5 라면 a > b로 판단할 수 있다. 만약, a > b >c를 만족하지만, 각 숫자의 값이 가까워서, θab =0.7, θbc =0.6 라고하면, θabc = θab· θbc = 0.42로 0.5보다 작아 a > b > c가 성립하지 않는다는 결과가 나올 수 있다.However, the comparison result in the approximate comparison is a value between (0, 1) as described above, and if θ ab > 0.5, then a > b can be determined. If a > b > c is satisfied, but the values of each number are close, such as θ ab = 0.7 and θ bc = 0.6, then θ abc = θ ab · θ bc = 0.42, which is less than 0.5, and the result can be that a > b > c does not hold.

따라서, 근사 비교를 통한 정렬을 위해서는 단순히 논리 연산을 사용하기에는 어려움이 있다. 이러한 점에서, 본 개시에서는 최대 함수(max function)를 이용한다. Therefore, it is difficult to simply use logical operations for sorting through approximate comparison. In this regard, the present disclosure uses a max function.

본 개시의 최대 함수는 다음과 같이 정의된다. The maximum function of the present disclosure is defined as follows.

[수학식 10][Mathematical Formula 10]

max(a, b) = (a > b)·a + (a < b)·bmax(a, b) = (a > b)·a + (a < b)·b

이와 같은 함수는 입력된 두 값 중 큰 값을 출력한다. (a > b) +(a < b) = 1라는 함수는 항상 성립되기 때문에, a, b 사이가 매우 가까운 경우라도, 상술한 max(a, b)는 정확한 최대값을 출력하는 것이 가능하다. 이러한 방식을 적용한 함수 L를 정의한다. A function like this outputs the larger of the two input values. Since the function (a > b) + (a < b) = 1 always holds true, even when a and b are very close, the above-described max(a, b) can output the exact maximum value. We define a function L that applies this method.

[수학식 11][Mathematical Formula 11]

La>b(F, G) = (a > b)·F + (a < b)·GL a>b (F, G) = (a > b)·F + (a < b)·G

여기서, L은 최대 함수로, max(a, b) = La>b(a, b)이다. 예를 들어, a > b이면 F를 반환하고, a < b이면 G를 반환할 수 있다. 그리고 상술한 L 함수의 조합을 통하여 n개의 입력에 대한 m번째 최대값을 찾는 m-max function을 얻을 수 있다. 여기서, m≤n이다. 여기서 L은 다변수 함수(multivariate function)이기 때문에, 조합된 L을 L(L,L)로 정의할 수 있다. Here, L is a maximum function, max(a, b) = L a>b (a, b). For example, if a > b, it can return F, and if a < b, it can return G. And through the combination of the above-described L functions, we can obtain an m-max function that finds the mth maximum for n inputs. Here, m≤n. Since L is a multivariate function here, the combined L can be defined as L(L,L).

한편, La>b(F, G)의 잠재적인 문제는 (a-b)가 매우 작은 경우에 비교 결과가 0.5를 출력하거나, 에러가 매우 커지는 것이다. m 번째 최대값을 찾을 때, a b 일때 F G를 만족하는 함수를 선택한다면, 상술한 문제점을 극복할 수 있다. 이에 따라, 본 개시에서는 이 조건을 만족하는 F, G를 선택하여 이용할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다. On the other hand, the potential problem of L a>b (F, G) is that when (ab) is very small, the comparison result outputs 0.5, or the error becomes very large. When finding the mth maximum, a F when b If a function satisfying G is selected, the above-described problem can be overcome. Accordingly, in the present disclosure, F and G satisfying this condition can be selected and used. This will be described later.

한편, 부호 함수는 덧셈, 뺄셈, 곱셈으로 표현할 수 없는 비다항식 연산이다. 따라서, 본 개시에서는 동형 암호문에 부호 함수를 적용하기 위하여, 근사 부호 함수를 이용한다. Meanwhile, the sign function is a non-polynomial operation that cannot be expressed by addition, subtraction, or multiplication. Therefore, in the present disclosure, an approximate sign function is used to apply the sign function to a homomorphic ciphertext.

예를 들어, 근사 부호 함수는 다양한 형태가 이용될 수 있는데, 본 개시에서는 낮은 복잡도를 갖도록 잘 구조화된 합성 함수를 이용한다. 여기서 이용하는 합성 함수는 0이 아닌 입력 값에서의 함수 출력 값이 수평 하도록 하는 합성 함수(f(x)) 즉, 0보다 큰 입력 값에 대해서는 출력 값이 1에 가까워지고, 0보다 작은 입력 값에 대해서는 출력 값이 -1에 가까워지도록 하는 합성 함수), 0이 아닌 입력 값에서 함수 출력 값이 수평 하도록 하는 합성 함수(g(x))일 수 있다. For example, various forms of approximate sign functions can be used, and the present disclosure uses a well-structured composite function to have low complexity. The composite function used here may be a composite function (f(x)) that makes the function output value horizontal for non-zero input values, that is, a composite function that makes the output value approach 1 for input values greater than 0 and approach -1 for input values less than 0), or a composite function (g(x)) that makes the function output value horizontal for non-zero input values.

상술한 두 합성 함수(f(x), g(x)의 예는 수학식 12와 같다. An example of the two composite functions described above (f(x), g(x)) is as shown in Equation 12.

[수학식 12][Mathematical formula 12]

f3(x) = (35x - 35x3 + 21x5 - 5x7)/24 f 3 (x) = (35x - 35x 3 + 21x 5 - 5x 7 )/2 4

g3(x) = (4589x - 16577x3 + 25614x5 - 12860x7)/210 g 3 (x) = (4589x - 16577x 3 + 25614x 5 - 12860x 7 )/2 10

구현시에는 상술한 f(x), g(x)를 복수회 반복 적용하여 근사 부호 함수를 구현할 수 있다. 본 개시에서 사용하는 근사 부호 함수의 형태에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다. In implementation, the above-described f(x) and g(x) can be repeatedly applied multiple times to implement an approximate code function. The form of the approximate code function used in the present disclosure will be described later with reference to FIG. 4.

이와 같이, 본 개시의 k-way 정렬기(500)는 상술한 합성 함수로 구현된 근사 부호 함수를 이용할 수 있다. In this way, the k-way sorter (500) of the present disclosure can utilize an approximate sign function implemented with the above-described composite function.

한편, 동형 암호문에서의 주요한 쟁점은 정렬 과정에서의 오버헤드를 줄이는 것이다. 이러한 점에서, 정렬 알고리즘의 전체 동작을 설명하기에 앞서, 우선 분할 및 정복 알고리즘에 대해서 먼저 설명한다. Meanwhile, the main issue in homomorphic ciphers is to reduce the overhead in the sorting process. In this regard, before explaining the overall operation of the sorting algorithm, we first explain the divide and conquer algorithm.

예를 들어, 어레이 A(A')을 B(B')와 C(C')로 나눌 수 있다고 가정하자. 여기서, B = {b1,…, bs }, C = {c1,…, ct}이고, B', C' 각각은 B, C 각각에 대한 정렬된 어레이이다.For example, suppose that array A(A') can be divided into B(B') and C(C'), where B = {b 1 ,… , b s }, C = {c 1 ,… , c t }, and B' and C' are sorted arrays for B and C, respectively.

그리고 근사 비교 결과({(B > C)}, {[B' > C']}, {[A > A']})가 주워진다면, 다음의 두가지 결과를 도출할 수 있다. And if the approximate comparison results ({(B > C)}, {[B' > C']}, {[A > A']}) are given, the following two results can be derived.

1) Z에 대한 정렬된 어레이. 여기서, 세트로서 Z = A (정확하게는 Z'는 Z'=A'일때, 정렬된 어레이이다.)1) A sorted array for Z, where Z = A as a set (more precisely, Z' is a sorted array when Z'=A').

2) {(Z > Z')}, Z와 Z'를 병합하여, 정렬 시퀀스를 계산할 때 필요한 정보.2) {(Z > Z')}, information needed to compute the sorted sequence by merging Z and Z'.

먼저, B, C, {(B > C)}가 주어진 경우, 최종 목적은 B∪C의 정렬된 어레이(Z = {z1, … zs+t})를 계산하는 것이다. i ∈[s], j∈[t]에 대해서, 핵심 아이디어는 B∪C 내의 zs+t의 후보의 개수를 bi 및 cj 사이의 비교 결과를 이용하여 줄이는 것이다. First, given B, C, {(B > C)}, the final goal is to compute a sorted array Z = {z 1 , … z s+t } of B∪C. For i ∈[s], j ∈[t], the key idea is to reduce the number of candidates for z s+t in B∪C by using the comparison results between bi and c j .

만약, bi > cj 이면, bi보다 큰 후보는 B[:i-1] 및 C[:j-1] 내의 원소들이며, 이는 bi보다 큰 원소가 많아 봐야 i+j-2개임을 의미한다. 그리고 zi+j보다 큰 원소의 수는 정확하게 i+j-1이기 때문에, bi는 zi+j일 수 없다. 같은 이유로, b1, ..., bi-1 도 zi+j일 수 없다. 유사하게 B[:i] 및 C[:j] 내의 모든 원소는 Cj+1보다 크다는 점에서, Cj+1보다 큰 원소의 수는 i+j이다. 그리고 cj+1은 Zi+j가 될 수 없고, 같은 이유로, cj+2, ..., ct 역시 Zi+j가 될 수 없다. If bi > c j , the candidates greater than bi are the elements in B[:i-1] and C[:j-1] , which means that there are at most i+j-2 elements greater than bi . And since the number of elements greater than bi +j is exactly i+j-1 , bi cannot be bi +j . For the same reason, b 1 , ..., bi -1 cannot be bi +j . Similarly, since all elements in B[:i] and C[:j] are greater than C j+1 , the number of elements greater than C j+1 is i+j . And c j +1 cannot be bi +j , and for the same reason, c j +2 , ..., c t cannot be bi +j .

결과적으로, m번째 원소에 대한 후보는 B[i+1:] ∪C[j] 만 남게 된다. 한편, B[:i]는 zi+j 보다 커야하고, zi+j는 남아있는 후보들 중 j번째 최대 원소가 된다. 만약 bi < cj라면, zi+j는 B[:i] ∪ C[j+1:]의 i 번째 최대 원소가 된다. As a result, the only candidate left for the m-th element is B[i+1:] ∪C[j]. Meanwhile, B[:i] must be greater than z i+j , and z i+j is the j-th largest element among the remaining candidates. If bi < c j , z i+j is the i-th largest element of B[:i] ∪ C[j+1:].

결과적으로,

Figure 112022044500696-pat00015
를 1 ≤ m ≤
Figure 112022044500696-pat00016
인 경우에서, 정렬된 B, C의 유니언(union) 내의 m 번째 최대 원소라고 하자. 이러한 머징 알고리즘은 다음과 같이 표현될 수 있다. As a result,
Figure 112022044500696-pat00015
1 ≤ m ≤
Figure 112022044500696-pat00016
In this case, let B be the mth largest element in the union of sorted B and C. This merging algorithm can be expressed as follows.

[수학식 13][Mathematical formula 13]

Figure 112022044500696-pat00017
Figure 112022044500696-pat00017

여기서,

Figure 112022044500696-pat00018
이고, X, Y 각각은 다음과 같이 정의될 수 있다. Here,
Figure 112022044500696-pat00018
, and X and Y can be defined as follows.

[수학식 14][Mathematical formula 14]

Figure 112022044500696-pat00019
Figure 112022044500696-pat00019

이러한 조건을 이용한다면, 특정 원소를 찾을 때, 비교 동작을 기존보다 절반으로 줄일 수 있다. 그리고 이러한 동작을 반복적으로 수행함으로써 모든 원소에 대한 순서를 결정할 수 있다. m 번째 원소를 찾는 구체적인 알고리즘은 도 5에 도시하였다. By using these conditions, when searching for a specific element, the comparison operation can be reduced by half compared to the existing one. And by repeatedly performing this operation, the order for all elements can be determined. The specific algorithm for finding the mth element is shown in Fig. 5.

두번째, A와 A' 각각을 Z, Z'로 분류하였다고 가정하자. 다음 목표는 정렬 결과 {(A > A')}를 이용하여 {(Z > Z')}를 계산하는 것이다. 이 단계의 결과는 두 개의 정렬된 어레이 Z 및 Z'를 병합할 때, 사용된다. 주된 아이디어는 X와 Y가 정렬된 어레이이었으면, {(X > r)}(또는 {(r > Y)}의 비교도 모든 원소에 대해서 정렬될 수 있다는 것이다. 따라서, 두 정렬된 어레이 {(B > aj')}, {(C > aj')}를 병합할 때, {(B>C)}를 사용할 수 있다. Second, let's assume that A and A' are classified as Z, Z' respectively. The next goal is to compute {(Z >Z')} using the sorting result {(A >A')}. The result of this step is used when merging two sorted arrays Z and Z'. The main idea is that if X and Y are sorted arrays, then the comparison of {(X > r)} (or {(r > Y)} can also be sorted for all elements. Therefore, when merging two sorted arrays {(B > a j ')}, {(C > a j ')}, we can use {(B>C)}.

결과적으로 (zi >z'j)를 계산하기 위하여, 상술한 병합 프로세스를 정확하게 두번 적용하여야 한다. As a result, to compute (z i >z' j ), the above-described merging process must be applied exactly twice.

첫번째 스텝은 {B > a'j)}, {(C > a'j)의 정렬된 어레이를 정합하는 것이다. 그들 사이의 비교는 앞서 설명한 바와 같이 {B > C)로 제공된다. The first step is to align the sorted arrays {B >a' j )}, {(C >a' j ). The comparison between them is given by {B > C) as explained earlier.

첫번째 스템의 출력은 {Z > a'j)}이고, 모든 a'j에 대해서 반복적으로 수행하면, {(Z > A')}={(Z > B')}∪ {(Z > C')}를 얻을 수 있다. The output of the first stem is {Z >a' j )}, and if we repeat this for all a' j , we get {(Z >A')}={(Z>B')}∪ {(Z >C')}.

다음 단계는, (C' > B')가 {(Zi > B')} 및 {(zi > C')}비교 결과를 이용하여, 두 개({(zi > B')},{zi > C'})를 병합하는 것이다. 이 단계는(zi >b'i)(zi >c'i) 내에서 bi, ci를 대체하여, zi+j를 계산하는 것과 동일하다. The next step is to merge the two ({(z i >B')},{z i >C'}) using the comparison results of {(Z i >B')} and {( z i > C')}. This step is equivalent to computing z i+j by replacing b i , c i in (z i >b' i )(z i >c' i ).

두번째 단계의 결과로서 {zi > Z')} 를 얻을 수 있으며, 모든 zi에 대해서 반복적으로 수행하여, {(Z > Z')}를 얻을 수 있다. As a result of the second step, we can obtain {z i >Z')}, and by repeatedly performing this for all z i , we can obtain {(Z >Z')}.

이러한 두 단계를 결합하여, 정렬을 수행하는 알고리즘은 도 7에 도시하였으며, k가 2m인 경우의 동작 예를 도 6에 도시하였다. By combining these two steps, the algorithm for performing the alignment is illustrated in Fig. 7, and an example of operation when k is 2 m is illustrated in Fig. 6.

도 4는 부호 함수와 관련된 다양한 합성 함수의 형태를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 4에는 f(x), g(x), 함성 함수의 예를 도시한다. Fig. 4 is a diagram illustrating the forms of various composite functions related to the sign function. Specifically, Fig. 4 illustrates examples of f(x), g(x), and composite functions.

도 4를 참조하면, f(x)는 끝단의 오차는 작지만 작은 기울기를 가짐을 확인할 수 있다. 그리고 g(x)는 f(x)보다 큰 기울기를 갖지만, 양 끝단에서 오차가 발생함을 확인할 수 있다. 따라서, 초기에는 g(x) 합성 함수를 이용하고, 후기에는 f(x)의 합성 함수를 이용하는 경우, 하나의 합성 함수만을 이용하는 것보다 동일한 반복횟수 대비보다 이상적인 형태를 가질 수 있다. Referring to Fig. 4, it can be confirmed that f(x) has a small slope but a small error at the ends. And it can be confirmed that g(x) has a larger slope than f(x), but errors occur at both ends. Therefore, if the composite function of g(x) is used in the beginning and the composite function of f(x) is used in the end, it can have a more ideal form compared to using only one composite function for the same number of iterations.

한편, 상술한 g(x)와 f(x)의 차수는 n일 수 있다. 그러나 f4(= 35/128) 및 g4 (= 46623/1024)의 선행 계수가 양수이므로, 입력 x의 절대 값이 1보다 큰 경우 f4 및 g4 'S의 조성이 달라질 수 있다. 예를 들어, 입력 x가 1에 가까우면 첨부된 오류로 인해 비교 결과가 분기되어 잘못된 출력이 발생할 수 있다. Meanwhile, the degrees of g(x) and f(x) described above can be n. However, since the leading coefficients of f4 (= 35/128) and g4 (= 46623/1024) are positive, the compositions of f4 and g4 'S may be different when the absolute value of the input x is greater than 1. For example, when the input x is close to 1, the comparison result may branch due to the attached error, resulting in an incorrect output.

이와 같은 합성 함수를 사용함으로써, 즉 잘 구조화된 다항식을 이용함으로써, 정확도에 대응하여 비교적 낮은 또는 복잡도(complexity)로 부호 함수를 근사할 수 있게 된다. By using such a composite function, i.e. by using a well-structured polynomial, Relatively low in terms of accuracy or Complexity allows us to approximate sign functions.

도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 특정 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 선별하는 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an algorithm for selecting a homomorphic ciphertext corresponding to a specific sorting sequence according to one embodiment of the present disclosure.

도 5를 참조하면, 맥스 알고리즘과 미니엄 알고리즘이 기재되어 있다. 두 알고리즘은 상보적으로 동작되는바, 맥스 알고리즘에 대해서만 간단히 설명한다.Referring to Figure 5, the Max algorithm and the Minimum algorithm are described. The two algorithms operate complementarily, so only the Max algorithm is briefly described.

맥스 알고리즘의 주된 원리는 앞서 설명한 바와 같이 특정 정렬 순번에 대응되는 후보가 될 수 없는 것에 대해서는 비교 동작을 수행하지 않음으로써 효율적으로 특정 정렬 순번에 대응되는 원소를 찾는 것이다. The main principle of Max's algorithm is to efficiently find an element corresponding to a specific sorting order by not performing comparison operations on elements that cannot be candidates corresponding to a specific sorting order, as explained above.

이를 위하여, 찾을 정렬 순번, 복수의 동형 암호문을 입력받는다. 도시된 예에서는 두 그룹으로 나눠진 상태로 동형 암호문을 입력받는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 하나의 그룹으로 동형 암호문을 입력받는 것도 가능하다. 이하에서는 2의 그룹으로 나눠진 상태로 입력받은 경우를 상정하여 설명한다. To this end, the sorting order to be found and multiple homomorphic ciphertexts are input. In the illustrated example, the homomorphic ciphertexts are input in a state divided into two groups, but during implementation, it is also possible to input the homomorphic ciphertexts as a single group. In the following, the case where the input is divided into two groups is assumed and explained.

이와 같은 입력을 받으며, 각 어레이 별로 정렬을 수행하고, 입력된 정렬 순번에 대응되는 각 그룹별 순번을 결정할 수 있다. 예를 들어, 첫번째 어레이에 대해서는 m을 2로 나눈 값에 대한 내림 값을 순번으로 결정하고, 두번째 어레이에 대해서는 m을 2로 나눈 값에 대한 올림 값을 순번으로 결정할 수 있다. With such input, sorting can be performed for each array, and the order of each group corresponding to the input sort order can be determined. For example, for the first array, the order can be determined as the rounding down value for the value m divided by 2, and for the second array, the order can be determined as the rounding up value for the value m divided by 2.

그리고 앞서 설명한 바와 같이, 해당 순번에 기초하여 후보가 될 수 없는 동형 암호문은 제외한 나머지 값들을 max 함수로 비교하여 최종적으로 m번째 동형 암호문을 결정할 수 있다. And as explained above, the remaining values, excluding the homomorphic ciphertexts that cannot be candidates based on the corresponding order, can be compared with the max function to finally determine the mth homomorphic ciphertext.

예를 들어, B의 원소가 x1, x2, x3, x4이고, C의 원소가 y1, y2, y3, y4이고, 찾을 순번이 4인 경우, 상술한 그룹별 순번은 각각 2일 수 있다. 이 경우, x2와 y2 사이에 비교가 수행되고, 비교 결과 x2가 y2 보다 크다면, 논리적으로 x1, x2, x3는 4번째 원소가 될 수 없다. 또한, y3, y4도 앞서 설명한 바와 같이 4번째 원소가 될 수 없다. 즉, x3, x4, y1, y2 중 하나가 4번째 순번이 된다. 그리고 이들 중 2번째 순번이 전체 4번째 순번이 된다. 예를 들어, 4개의 원소들 간에 y1 > x3 > y2> x4 관계인 것으로 확인되면, y1의 전체 순번은 특정할 수 없지만, x3가 4번째 순번이 된다고 확인할 수 있다. 즉, x3보다 큰 원소들이 3개(x1, x2, y1)이고, x3보다 작은 원소가 4개임을 상술한 관계들로 확인할 수 있기 때문이다. For example, if the elements of B are x1, x2, x3, x4, and the elements of C are y1, y2, y3, y4, and the search order is 4, then the group-wise orders described above can each be 2. In this case, if a comparison is performed between x2 and y2, and the comparison result shows that x2 is greater than y2, logically x1, x2, and x3 cannot be the 4th element. Also, y3 and y4 cannot be the 4th element as explained above. That is, one of x3, x4, y1, and y2 becomes the 4th order. And the 2nd order among them becomes the overall 4th order. For example, if it is confirmed that y1 > x3 > y2 > x4 is the relationship between four elements, the overall order of y1 cannot be specified, but it can be confirmed that x3 becomes the 4th order. That is, it can be confirmed from the above-described relationships that there are three elements (x1, x2, y1) greater than x3 and four elements less than x3.

한편, 상술한 x3, x4, y1, y2 에서 두번째 순번을 찾는 것 역시, 위에 설명한 바와 같은 방식으로 x4와 y1을 비교하고, 그 두 사이에 순서에 기초하여 4 중 두번째가 될 수 있는 후보는 배제함으로써 연산 순서를 최소화할 수 있다. Meanwhile, finding the second order in the above-mentioned x3, x4, y1, y2 can also be done by comparing x4 and y1 in the same way as explained above, and by excluding candidates that can be the second out of four based on the order between them, thereby minimizing the order of operations.

만약, 이들 중에 y1이 가장 큰 값이라면, y1은 1, 2, 3의 가능성이 있지만, 4번째가 If y1 is the largest value among these, then y1 has the possibilities of 1, 2, and 3, but the 4th one is

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 k-정렬기의 동작을 설명하기 위한 다이어그램이다. 구체적으로, 도 6은 k 정렬기의 전체 알고리즘과 각 단계에서 사용되는 곱셈 및 깊이를 나타낸다. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a k-sorter according to one embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 6 shows the overall algorithm of the k-sorter and the multiplication and depth used at each stage.

도 6을 참조하면, 전체 알고리즘은 머징 함수(MERGE function)로 구성된다. 이러한 머징 함수는 도 5에서 도시한 바와 같은 MAX/MIN 알고리즘을 반복하여 수행되기 때문에, 머징 함수의 복잡도 및 깊이는 MAX/MIN 알고리즘의 복잡도 및 깊이에 대응된다. 그리고 앞서 설명한 바와 같이 MAX/MIN 알고리즘은 L 함수를 계산하는 것으로 수행되며, L 함수는 하나의 곱셈으로 구성된다. Referring to Fig. 6, the entire algorithm consists of a MERGE function. Since this MERGE function is performed by repeating the MAX/MIN algorithm as illustrated in Fig. 5, the complexity and depth of the MERGE function correspond to the complexity and depth of the MAX/MIN algorithm. And as explained above, the MAX/MIN algorithm is performed by calculating the L function, and the L function consists of one multiplication.

이를 통하여 계산하면, 본 개시에 따른 머징 함수의 복잡도는 O(n2)로, 기존의 정렬 방식이 O(n3)의 복잡도를 갖는데 비교하였을 때, 복잡도가 향상된 것을 확인할 수 있다. By calculating through this, it can be confirmed that the complexity of the merging function according to the present disclosure is O(n 2 ), and the complexity is improved when compared to the complexity of the existing sorting method of O(n 3 ).

도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 정렬 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a diagram for explaining a sorting algorithm according to one embodiment of the present disclosure.

도 7을 참조하면, 본 개시에 따른 정렬 알고리즘은 크게 3개의 단계로 구분지어 설명할 수 있다. Referring to FIG. 7, the alignment algorithm according to the present disclosure can be broadly divided into three steps.

첫번째는 정렬 대상을 2개의 그룹으로 구분하는 것이고, 그리고, 두번째는 각 그룹별 정렬을 수행하는 것이다. 그리고 그룹별 정렬 결과를 이용하여 최종적으로 머징 함수를 이용하여 정렬을 수행하는 것이다. 이러한 머징 함수는 도 5에서 설명한 바와 같이 특정 정렬 순번을 찾는 알고리즘을 반복적으로 수행함으로써, 최종적으로 입력된 전체 동형 암호문에 대한 정렬을 완료할 수 있다. The first is to divide the sorting target into two groups, and the second is to perform sorting for each group. And finally, sorting is performed using a merging function using the sorting results for each group. This merging function can complete sorting for the entire input homomorphic ciphertext by repeatedly performing an algorithm for finding a specific sorting order as described in Fig. 5.

이하에서는 다양한 k-way 정렬 네트워크가, 해당 정렬 네트워크를 동형 암호문에 보다 최적화하여 적용하는 방법에 대해서 설명한다. Below, we describe various k-way sorting networks and how to apply them to homomorphic ciphertexts in a more optimized manner.

도 8은 3-way 정렬 네트워크를 이용한 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다. Figure 8 is a diagram explaining the operation when using a 3-way alignment network.

도 8을 참조하면, 32 개의 원소를 정렬하는 예를 도시한다. Referring to Figure 8, an example of sorting 3 2 elements is illustrated.

해당 예에서는 먼저, 수평 단위로 3개의 원소를 정렬한다. 이때, 3개 단위로 순차적으로 정렬을 수행할 수도 있지만, 3개의 행을 동시에 병렬적으로 정렬을 수행할 수 있다. 동형 암호문에서의 동시 정렬 동작, 즉, 슬롯을 이용한 동작에 대해서는 도 12에서 후술한다. In this example, first, three elements are sorted in a horizontal unit. At this time, the sorting can be performed sequentially in three units, but the sorting can be performed in parallel in three rows simultaneously. The simultaneous sorting operation in a homomorphic ciphertext, i.e., the operation using slots, is described later in Fig. 12.

수평 방향에 대한 정렬이 완료되면, 그 결과에 대해서 수직 방향으로의 정렬을 수행할 수 있다. 다음으로, 2-way 정렬기와, 3-way 정렬기를 이용하여, 대각선 방향의 정렬을 두 번 수행하여, 최종적으로 9개의 원소에 대한 정렬을 완료할 수 있다. 이와 같은 정렬 네트워크의 깊이는 4(=(log39)2)가 된다. After the horizontal alignment is completed, the vertical alignment can be performed on the result. Next, the diagonal alignment can be performed twice using a 2-way alignment machine and a 3-way alignment machine, so that the final alignment of 9 elements can be completed. The depth of this alignment network is 4 (=(log 3 9) 2 ).

이상에서는 수평 방향, 수직 방향, 대각선 방향 등의 순서로 정렬을 수행하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 다른 순서로 정렬이 수행될 수도 있다. In the above, the alignment is illustrated and explained as being performed in the order of horizontal, vertical, and diagonal directions, but the alignment may be performed in a different order during implementation.

이하에서는 이와 같은 정렬 네트워크를 동형 암호문에 적용한 구체적인 방법을 설명한다. Below, we describe a specific method for applying such a sorting network to homomorphic ciphertext.

동형 암호문은 덧셈 및 곱셈 등의 연산이 가능하지만, 평문과 비교하였을 때, 많은 처리 시간이 소요된다. 따라서, 동형 암호문에 대한 연산은 병렬적으로 수행하는 것이 바람직하며, 이를 위하여, 본 개시에서는 SIMD 연산과 메시지 회전을 이용한다. 다양한 k 값에 대해서 SIMD 적용이 가능하지만, 설명을 용이하게 하기 위하여, 이하에서는 k가 5인 경우를 가정하여 설명한다. Homomorphic ciphertexts can perform operations such as addition and multiplication, but they require a lot of processing time compared to plaintext. Therefore, it is desirable to perform operations on homomorphic ciphertexts in parallel, and for this purpose, SIMD operations and message rotation are used in the present disclosure. SIMD can be applied to various k values, but for ease of explanation, the following explanation assumes the case where k is 5.

동형 암호문에서의 정렬은 크게, 병렬 비교, 슬롯 할당, 정렬 단계로 나눠질 수 있다. 한편, k가 5인 경우, 4개의 타입이 있을 수 있으며, 각 타입별로 다른 방식의 SIMD 알고리즘이 이용될 수 있다. 다만, 고정된 k가 아닌 다양한 k를 이용하는 경우, 상술한 타입과 무관한 적용이 가능하다. 따라서, 이하에서는 여러 개의 k 값을 갖는 정렬기를 이용한 경우를 가정하여 설명한다. Sorting in homomorphic ciphertext can be broadly divided into parallel comparison, slot allocation, and sorting steps. Meanwhile, when k is 5, there can be four types, and different SIMD algorithms can be used for each type. However, when using various k instead of a fixed k, application independent of the above-described types is possible. Therefore, the following explanation assumes a case where a sorter with multiple k values is used.

도 9의 동작을 설명하기 앞서, 우선 메시지 간의 거리는 동일하고, 중복된 값은 없음을 가정한다. 도 9를 참조하여, 52개의 원소의 정렬 시에 5개의 스테이지가 수행될 수 있다. 도 9에서 첫번째 스테이지 및 두번째 스테이지에서는 5-way 정렬기만을 이용하여 정렬이 수행되고, 세번째 스테이지에서는 2-way 정렬기, 3-way 정렬기, 4-way 정렬기, 5-way 정렬기가 이용되고, 네번째 스테이지에서는 2-way 정렬기와 3-way 정렬기가 다섯 번째 스테이지에서는 4-way 정렬기가 이용됨을 확인할 수 있다. 이중 세번째 스테이지에서의 구체적인 정렬 동작은 도 10과 같다. Before explaining the operation of Fig. 9, first, it is assumed that the distance between messages is the same and there are no duplicate values. Referring to Fig. 9, five stages can be performed when sorting 52 elements. In Fig. 9, it can be confirmed that only a 5-way sorter is used in the first and second stages, a 2-way sorter, a 3-way sorter, a 4-way sorter, and a 5-way sorter are used in the third stage, a 2-way sorter and a 3-way sorter are used in the fourth stage, and a 4-way sorter is used in the fifth stage. Among these, the specific sorting operation in the third stage is as shown in Fig. 10.

도 10을 참조하면, 3번째 스테이지에서는 2-way 정렬기, 3-way 정렬기, 4-way 정렬기, 5-way 정렬기가 이용될 수 있다. 2-정렬기는 (x2, x6), (x20, x24)를 입력받고, 3 정렬기는 (x3, x7, x11)와 (x15, x19, x23)을 입력받고, 4 정렬기는 (x4, x8, x12, x16), (x10, x14, x18, x12)를 입력받고, 5 정렬기는 (x5, x9, x13, x17, x21)을 입력받아 정렬을 수행할 수 있다. Referring to Fig. 10, a 2-way sorter, a 3-way sorter, a 4-way sorter, and a 5-way sorter can be used in the third stage. The 2-way sorter can receive (x 2 , x 6 ) and (x 20 , x 24 ) as input, the 3-way sorter can receive (x 3 , x 7 , x 11 ) and (x 15 , x 19 , x 23 ) as input, the 4-way sorter can receive (x 4 , x 8 , x 12 , x 16 ) and (x 10 , x 14 , x 18 , x 12 ) as input, and the 5-way sorter can perform sorting by receiving (x 5 , x 9 , x 13 , x 17 , x 21 ) as input.

도 11은 스테이지 타입별 정렬기 구성을 도시한다. Figure 11 illustrates the configuration of a sorter by stage type.

도 11을 참조하면, 첫번째 타입(type 0)은 수평 방향으로 5-way 정렬기를 이용하여 정렬이 수행됨을 확인할 수 있다. 그리고 두번째 타입(type 1)은 대각선 방향에 대한 정렬이 수행되기 때문에, 2, 3, 4, 5-way 정렬기가 이용되며, 세번째 타입(type 2)과 네번째 타입에 대해서도 서로 다른 정렬기를 이용함을 확인할 수 있다. 이와 같이 다양한 타입이 필요한 이유는 도 8에서 도시한 바와 같이 수평 방향 및 수직 방향에 대한 정렬 이후에도 대각선 방향의 정렬이 요구되기 때문이다. Referring to Fig. 11, it can be confirmed that the first type (type 0) performs alignment using a 5-way aligner in the horizontal direction. In addition, since the second type (type 1) performs alignment in the diagonal direction, 2, 3, 4, and 5-way aligners are used, and it can be confirmed that different aligners are used for the third type (type 2) and the fourth type. The reason why such various types are required is that, as illustrated in Fig. 8, alignment in the diagonal direction is required even after alignment in the horizontal and vertical directions.

도 11에서는 25개의 원소에 대한 정렬만을 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 앞서 설명한 32의 경우, 72의 형태에 대해서도 동일한 방식의 적용이 가능하다. In Fig. 11, only the alignment for 25 elements is illustrated and described, but when implemented, the same method can be applied to the 3 2 case and the 7 2 form described above.

실질적으로 상술한 바와 같은 비교를 동형 암호문 상태에서 수행하기 위해서, 첫번째로는 비교 함수의 계산이 요구된다. In order to perform the comparison as described above in a homomorphic ciphertext state, first, the calculation of a comparison function is required.

한편, 동형 암호문에서의 계산은 계산 대상이 동일한 슬롯에 위치하여야 하기 때문에, 계산 대상이 같은 슬롯에 위치하지 않은 경우에는 동일한 슬롯으로 위치시키는 회전 작업이 요구된다. 한편, 암호문에 회전 작업이 수행되면, 대상이 아닌 슬롯도 이동할 수 있는바, 먼저 마스킹 벡터라고 하는 스칼라 벡터를 곱하여, 대상 슬롯 만을 먼저 추출할 수 있다. Meanwhile, since the calculation in the homomorphic ciphertext requires that the calculation target be located in the same slot, if the calculation target is not located in the same slot, a rotation operation is required to place it in the same slot. Meanwhile, if the rotation operation is performed on the ciphertext, slots other than the target can also move, so first, by multiplying by a scalar vector called a masking vector, only the target slot can be extracted first.

그리고 동형 암호문에서는 슬롯 단위에 대한 동시 연산이 가능하기 때문에, 병렬 연산이 가능하기 때문에, 이러한 병렬 연산을 위하여, 슬롯 할당이 요구된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 병렬적 연산에 적합하도록, 비교 결과 및 암호문을 정렬에 적합한 형태의 슬롯 할당을 진행하고, 슬롯 할당이 수행된 결과들에 대한 동형 연산을 통하여 최종적인 정렬 동작을 완료할 수 있다. 이와 같은 슬롯 할당은 앞서 설명한 바와 같이 기설정된 마스킹 벡터를 이용하여 수행될 수 있다. And since simultaneous operations on slot units are possible in homomorphic ciphertexts, parallel operations are possible, and slot allocation is required for such parallel operations. As shown in Fig. 10, slot allocation in a form suitable for sorting the comparison results and ciphertexts is performed so as to be suitable for parallel operations, and the final sorting operation can be completed through homomorphic operations on the results of the slot allocation. Such slot allocation can be performed using a preset masking vector as explained above.

한편, 본원에서 이용하는 k 값은 동형 암호문 내의 슬롯 개수가 증가함에 따라 연산 속도 등에 향상을 유발한다. 예를 들어, 슬롯 개수가 s215, s216 증가하는 경우, 3보다 5를 이용하는 것이 보다 유리하다. 따라서, 본 개시에 따른 정렬을 수행함에 있어서, 해당 동형 암호문의 슬롯의 크기를 확인하고, 확인된 슬롯의 크기에 대응되는 k 값을 이용하여 정렬 작업을 수행할 수도 있다. 다만, k 값의 증가에 따라 연산 과정에서 필요한 메모리의 크기도 커지게 된다는 점에서, 상술한 고려시에 메모리 리소스의 크기에 대한 확인이 필요하다. Meanwhile, the k value used in the present invention causes an improvement in the computation speed, etc. as the number of slots in the homomorphic ciphertext increases. For example, when the number of slots increases from s2 15 to s2 16 , it is more advantageous to use 5 than 3. Therefore, when performing the sorting according to the present disclosure, the size of the slot of the corresponding homomorphic ciphertext may be confirmed, and the sorting operation may be performed using the k value corresponding to the size of the confirmed slot. However, since the size of the memory required for the computation process also increases as the k value increases, it is necessary to confirm the size of the memory resource when considering the above.

도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 암호문 연산 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. FIG. 13 is a flowchart illustrating a cryptographic operation method according to one embodiment of the present disclosure.

도 13을 참조하면, 복수의 동형 암호문에 대한 정렬 명령을 입력받는다(S1310). 예를 들어, 복수의 동형 암호문은 상술한 수학식 1을 만족하는 암호문일 수 있다. Referring to Fig. 13, a sorting command for multiple homomorphic ciphertexts is input (S1310). For example, the multiple homomorphic ciphertexts may be ciphertexts satisfying the mathematical expression 1 described above.

그리고 복수의 동형 암호문을 정렬한다(S1320). 구체적으로, k-way 정렬기의 정렬 단위에 대응하여 복수의 그룹으로 구분하고, 세 개 이상의 동형 암호문을 한번의 스테이지에서 정렬 가능한 k-way 정렬기를 이용하여 그룹별 복수의 동형 암호문을 정렬할 수 있다. And then, multiple homomorphic ciphertexts are sorted (S1320). Specifically, multiple homomorphic ciphertexts can be sorted by group by dividing them into multiple groups corresponding to the sorting units of the k-way sorter and using a k-way sorter capable of sorting three or more homomorphic ciphertexts in one stage.

그리고 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별할 수 있다. 예를 들어, 정렬 순번을 2로 나눈 값의 내림 정수 값을 제1 순번으로, 정렬 순번의 2로 나눈 값의 올린 정수 값을 제2 순번으로 산출하고, 제1 그룹 내의 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문과 제2 그룹 내의 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문을 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 정렬 순번이 가능한 후보 동형 암호문을 결정할 수 있다. And, among the multiple homomorphic ciphertexts sorted by group, a candidate homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order can be selected. For example, the rounded down integer value of the sorting order divided by 2 is calculated as the first order, and the rounded down integer value of the sorting order divided by 2 is calculated as the second order, and the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order in the first group and the second homomorphic ciphertext corresponding to the second order in the second group are compared, and based on the comparison result, a candidate homomorphic ciphertext for which the sorting order is possible can be determined.

그리고 상술한 동작을 모든 순번에 대응되는 횟수만큼 반복하여, 전체 동형 암호문에 대한 정렬을 수행할 수 있다. And by repeating the above-described operation a number of times corresponding to each order, alignment can be performed on the entire homomorphic ciphertext.

그리고 정렬 결과를 출력한다(S1330). 예를 들어, 외부 장치로부터 복수의 동형 암호문을 수신한 경우, 정렬된 결과를 정렬 순서대로 외부 장치에 전송할 수 있다. 반대로, 기저장된 복수의 동형 암호문에 대한 정렬인 경우, 상술한 정렬 동작을 통하여 저장 순서가 정렬될 것인바 상술한 출력 동작은 생략될 수 있다. And output the sorting result (S1330). For example, if multiple homomorphic ciphertexts are received from an external device, the sorted results can be transmitted to the external device in the sorting order. Conversely, if the sorting is for multiple previously stored homomorphic ciphertexts, the storage order will be sorted through the above-described sorting operation, so the above-described output operation can be omitted.

이상과 같이 본 실시 예에 따른 동형 암호문 처리 방법은 대량의 동형 암호문에 대한 정렬 처리가 가능할 뿐만 아니라, 적은 스테이지로 복수의 동형 암호문에 대한 정렬을 수행하는바 보다 빠르게 정렬을 수행할 수 있다. As described above, the method for processing homomorphic ciphertexts according to the present embodiment not only enables alignment processing for a large number of homomorphic ciphertexts, but also enables alignment to be performed more quickly than performing alignment for multiple homomorphic ciphertexts in a smaller number of stages.

각 단계의 상세 동작에 대해서는 상술한 바 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.The detailed operations of each step have been described above, so a detailed explanation will be omitted.

한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 연산 장치(또는 전자 장치)에 설치 가능한 어플리케이션 형태로 구현될 수 있다. Meanwhile, the methods according to various embodiments of the present disclosure described above can be implemented in the form of applications that can be installed on existing computing devices (or electronic devices).

또한, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 연산 장치(또는 전자 장치)에 대한 소프트웨어 업그레이드, 또는 하드웨어 업그레이드만으로도 구현될 수 있다. Additionally, the methods according to various embodiments of the present disclosure described above can be implemented only with a software upgrade or a hardware upgrade for an existing computing device (or electronic device).

또한, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들은 연산 장치에 구비된 임베디드 서버, 또는 연산 장치 중 적어도 하나의 외부 서버를 통해 수행되는 것도 가능하다. Additionally, the various embodiments of the present disclosure described above may also be performed through an embedded server provided in a computing device, or an external server of at least one of the computing devices.

한편, 본 개시의 일시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작할 수 있는 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.Meanwhile, according to a temporary example of the present disclosure, the various embodiments described above can be implemented as software including commands stored in a machine-readable storage media that can be read by a machine (e.g., a computer). The machine is a device that can call a command stored from the storage media and operate according to the called command, and may include a display device according to the disclosed embodiments. When the command is executed by the processor, the processor can perform a function corresponding to the command directly or by using other components under the control of the processor. The command can include code generated or executed by a compiler or an interpreter. The machine-readable storage media can be provided in the form of a non-transitory storage media. Here, 'non-transitory' only means that the storage media does not include a signal and is tangible, and does not distinguish between data being stored semi-permanently or temporarily in the storage media.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present disclosure, the method according to the various embodiments described above may be provided as included in a computer program product. The computer program product may be traded between sellers and buyers as a commodity. The computer program product may be distributed in the form of a storage medium readable by a machine (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)) or online through an application store (e.g., Play StoreTM). In the case of online distribution, at least a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a storage medium such as a memory of a manufacturer's server, a server of an application store, or a relay server.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present disclosure, the various embodiments described above can be implemented in a recording medium that can be read by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof. In some cases, the embodiments described in this specification can be implemented by the processor itself. According to a software implementation, embodiments such as the procedures and functions described in this specification can be implemented by separate software modules. Each of the software modules can perform one or more functions and operations described in this specification.

한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium) 에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. Meanwhile, computer instructions for performing processing operations of a device according to the various embodiments described above may be stored in a non-transitory computer-readable medium. When the computer instructions stored in the non-transitory computer-readable medium are executed by a processor of a specific device, the computer instructions cause the specific device to perform processing operations in the device according to the various embodiments described above.

비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.A non-transitory computer-readable medium is not a medium that stores data for a short period of time, such as a register, cache, or memory, but a medium that permanently stores data and can be read by a device. Specific examples of non-transitory computer-readable media include CDs, DVDs, hard disks, Blu-ray disks, USBs, memory cards, and ROMs.

또한, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.In addition, each of the components (e.g., modules or programs) according to the various embodiments described above may be composed of a single or multiple entities, and some of the corresponding sub-components described above may be omitted, or other sub-components may be further included in various embodiments. Alternatively or additionally, some of the components (e.g., modules or programs) may be integrated into a single entity, which may perform the same or similar functions performed by each of the corresponding components prior to integration. Operations performed by modules, programs or other components according to various embodiments may be executed sequentially, in parallel, iteratively or heuristically, or at least some of the operations may be executed in a different order, omitted, or other operations may be added.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications may be made by a person skilled in the art to which the present disclosure pertains without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims, and such modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present disclosure.

100: 전자 장치 200: 제1 서버 장치
300: 제2 서버 장치 400: 연산 장치
410: 통신 장치 420: 메모리
430: 디스플레이 440: 조작 입력 장치
450: 프로세서
100: Electronic device 200: First server device
300: Second server device 400: Computing device
410: Communication device 420: Memory
430: Display 440: Operating input device
450: Processor

Claims (17)

복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분하는 단계;
상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하는 단계;
상기 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별하는 단계; 및
상기 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계;를 포함하고,
상기 후보 동형 암호문을 선별하는 단계는,
상기 정렬 순번에 대응되는 제1 그룹에 대한 제1 순번, 제2 그룹에 대한 제2 순번을 산출하는 단계;
제1 그룹 내의 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문과 상기 제2 그룹 내의 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 기초하여, 상기 정렬 순번이 가능한 후보 동형 암호문을 결정하는 단계;를 포함하고,
상기 순번을 산출하는 단계는,
상기 정렬 순번을 2로 나눈 값의 내림 정수 값을 제1 순번으로, 상기 정렬 순번의 2로 나눈 값의 올린 정수 값을 제2 순번으로 산출하는 동형 암호문 처리 방법.
A step of dividing multiple homomorphic ciphertexts into multiple groups;
A step of performing sorting by the above-mentioned distinguished groups;
A step of selecting a candidate homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order among a plurality of homomorphic ciphertexts sorted by the above group; and
A step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertext; including;
The step of selecting the above candidate homomorphic ciphertext is:
A step of calculating a first order number for the first group corresponding to the above sorting order and a second order number for the second group;
A step of comparing a first homomorphic ciphertext corresponding to a first order in a first group with a second homomorphic ciphertext corresponding to a second order in a second group; and
A step of determining a candidate homomorphic ciphertext that can be sorted based on the comparison result;
The steps for calculating the above sequence are:
A method for processing homomorphic ciphertext, wherein the lower integer value of the above sorting order divided by 2 is calculated as a first order, and the raised integer value of the above sorting order divided by 2 is calculated as a second order.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 후보 동형 암호문을 결정하는 단계는,
상기 제1 동형 암호문이 제2 동형 암호문보다 크고, 내림 차순 정렬이면, 상기 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문보다 작은 크기를 갖는 제1 그룹 내의 동형 암호문, 상기 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문 및 상기 제2 동형 암호문보다 큰 크기를 갖는 제2 그룹 내의 동형 암호문을 후보 동형 암호문으로 결정하는 동형 암호문 처리 방법.
In the first paragraph,
The step of determining the above candidate homomorphic ciphertext is:
A homomorphic ciphertext processing method for determining, as candidate homomorphic ciphertexts, a homomorphic ciphertext in the first group having a size smaller than the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order, a second homomorphic ciphertext in the second group having a size larger than the second homomorphic ciphertext, if the first homomorphic ciphertext is larger than the second homomorphic ciphertext and is sorted in descending order.
제1항에 있어서,
상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계는,
입력된 두 동형 암호문 중 큰 동형 암호문 또는 작은 동형 암호문을 선택적으로 출력하는 비교 함수를 이용하여, 상기 선별된 후보 동형 암호문 간의 비교 함수 출력을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 동형 암호문 처리 방법.
In the first paragraph,
The step of determining the homomorphic ciphertext corresponding to the above sorting order is:
A homomorphic ciphertext processing method that uses a comparison function that selectively outputs a larger homomorphic ciphertext or a smaller homomorphic ciphertext among two input homomorphic ciphertexts, and determines a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through the output of a comparison function between the selected candidate homomorphic ciphertexts.
제1항에 있어서,
상기 복수의 그룹 중 두 그룹에 포함된 동형 암호문의 개수만큼 상기 후보 동형 암호문을 선별하는 단계 및 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 반복하여, 상기 두 그룹 내의 복수의 동형 암호문을 정렬하는 단계;를 더 포함하는 동형 암호문 처리 방법.
In the first paragraph,
A method for processing homomorphic ciphertexts, further comprising: a step of sorting a plurality of homomorphic ciphertexts within the two groups by repeating the step of selecting the candidate homomorphic ciphertexts equal to the number of homomorphic ciphertexts included in two groups among the plurality of groups and the step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order.
제1항에 있어서,
상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하는 단계는,
세 개 이상의 동형 암호문을 한번의 스테이지에서 정렬 가능한 k-way 정렬기를 이용하여 그룹별 복수의 동형 암호문을 정렬 하는 동형 암호문 처리 방법.
In the first paragraph,
The step of performing sorting by the above-mentioned distinct groups is:
A homomorphic ciphertext processing method that sorts multiple homomorphic ciphertexts by group using a k-way sorter capable of sorting three or more homomorphic ciphertexts in a single stage.
제7항에 있어서,
상기 복수의 그룹으로 구분하는 단계는,
상기 k-way 정렬기의 정렬 단위에 대응하여 복수의 그룹으로 구분하는 동형 암호문 처리 방법.
In Article 7,
The step of dividing into the above multiple groups is:
A method for processing homomorphic ciphertext by dividing it into multiple groups corresponding to the sorting units of the above k-way sorter.
복수개의 동형 암호문을 저장하는 메모리;
상기 복수개의 동형 암호문을 정렬하는 프로세서;를 포함하며,
상기 프로세서는,
복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분하고,
상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하고,
상기 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별하고,
상기 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하고,
상기 프로세서는,
상기 정렬 순번에 대응되는 제1 그룹에 대한 제1 순번, 제2 그룹에 대한 제2 순번을 산출하고,
제1 그룹 내의 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문과 상기 제2 그룹 내의 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문을 비교하고,
상기 비교 결과에 기초하여, 상기 정렬 순번이 가능한 후보 동형 암호문을 결정하고,
상기 프로세서는,
상기 정렬 순번을 2로 나눈 값의 내림 정수 값을 제1 순번으로, 상기 정렬 순번의 2로 나눈 값의 올린 정수 값을 제2 순번으로 산출하는 전자 장치.
A memory that stores multiple homomorphic ciphertexts;
A processor for aligning the above-mentioned plurality of homomorphic ciphertexts;
The above processor,
Divide multiple homomorphic ciphertexts into multiple groups,
Sorting is performed by the above-mentioned distinct groups,
Select a candidate homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order among multiple homomorphic ciphertexts sorted by the above group,
By performing a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertexts above, a homomorphic ciphertext corresponding to the above sorting order is determined,
The above processor,
Calculate the first order for the first group corresponding to the above sorting order, and the second order for the second group,
Compare the first homomorphic ciphertext corresponding to the first sequence in the first group with the second homomorphic ciphertext corresponding to the second sequence in the second group,
Based on the above comparison results, a candidate homomorphic ciphertext for which the above sorting order is possible is determined,
The above processor,
An electronic device that produces a lower integer value of the above sorting order divided by 2 as a first order, and a higher integer value of the above sorting order divided by 2 as a second order.
삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제1 동형 암호문이 제2 동형 암호문보다 크고 내림 차순 정렬이면, 상기 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문보다 작은 크기를 갖는 제1 그룹 내의 동형 암호문, 상기 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문 및 상기 제2 동형 암호문보다 큰 크기를 갖는 제2 그룹 내의 동형 암호문을 후보 동형 암호문으로 결정하는 전자 장치.
In Article 9,
The above processor,
An electronic device that determines, as candidate homomorphic ciphertexts, a homomorphic ciphertext in the first group having a size smaller than the first homomorphic ciphertext corresponding to the first order, a second homomorphic ciphertext in the second group having a size larger than the second homomorphic ciphertext, if the first homomorphic ciphertext is larger than the second homomorphic ciphertext and is sorted in descending order.
제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
입력된 두 동형 암호문 중 큰 동형 암호문 또는 작은 동형 암호문을 선택적으로 출력하는 비교 함수를 이용하여, 상기 선별된 후보 동형 암호문 간의 비교 함수 출력을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 전자 장치.
In Article 9,
The above processor,
An electronic device that uses a comparison function that selectively outputs a larger homomorphic ciphertext or a smaller homomorphic ciphertext among two input homomorphic ciphertexts, and determines a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through the output of a comparison function between the selected candidate homomorphic ciphertexts.
제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 복수의 그룹 중 두 그룹에 포함된 동형 암호문의 개수만큼 상기 후보 동형 암호문을 선별하는 단계 및 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계를 반복하여, 상기 두 그룹 내의 복수의 동형 암호문을 정렬하는 전자 장치.
In Article 9,
The above processor,
An electronic device that sorts a plurality of homomorphic ciphertexts within the two groups by repeating the step of selecting the candidate homomorphic ciphertexts equal to the number of homomorphic ciphertexts included in two groups among the plurality of groups and the step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order.
제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
세개 이상의 동형 암호문을 한번의 스테이지에서 정렬 가능한 k-way 정렬기를 이용하여 그룹별 복수의 동형 암호문을 정렬하는 전자 장치.
In Article 9,
The above processor,
An electronic device that sorts multiple homomorphic ciphertexts by group using a k-way sorter capable of sorting three or more homomorphic ciphertexts in a single stage.
제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 k-way 정렬기의 정렬 단위에 대응하여 복수의 그룹으로 구분하는 전자 장치.
In Article 15,
The above processor,
An electronic device that divides into a plurality of groups corresponding to the alignment units of the above k-way sorter.
동형 암호문의 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서,
상기 동형 암호문의 처리 방법은,
복수의 동형 암호문을 복수의 그룹으로 구분하는 단계;
상기 구분된 그룹별로 정렬을 수행하는 단계;
상기 그룹별로 정렬된 복수의 동형 암호문 중 정렬 순번에 대응되는 후보 동형 암호문을 선별하는 단계; 및
상기 선별된 후보 동형 암호문에 대한 동형 연산을 통하여 상기 정렬 순번에 대응되는 동형 암호문을 결정하는 단계;를 포함하고,
상기 후보 동형 암호문을 선별하는 단계는,
상기 정렬 순번에 대응되는 제1 그룹에 대한 제1 순번, 제2 그룹에 대한 제2 순번을 산출하는 단계;
제1 그룹 내의 제1 순번에 대응되는 제1 동형 암호문과 상기 제2 그룹 내의 제2 순번에 대응되는 제2 동형 암호문을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 기초하여, 상기 정렬 순번이 가능한 후보 동형 암호문을 결정하는 단계;를 포함하고,
상기 순번을 산출하는 단계는,
상기 정렬 순번을 2로 나눈 값의 내림 정수 값을 제1 순번으로, 상기 정렬 순번의 2로 나눈 값의 올린 정수 값을 제2 순번으로 산출하는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
A computer-readable recording medium including a program for executing a method for processing homomorphic ciphertext,
The above method of processing homomorphic ciphertext is as follows:
A step of dividing multiple homomorphic ciphertexts into multiple groups;
A step of performing sorting by the above-mentioned distinguished groups;
A step of selecting a candidate homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order among a plurality of homomorphic ciphertexts sorted by the above group; and
A step of determining a homomorphic ciphertext corresponding to the sorting order through a homomorphic operation on the selected candidate homomorphic ciphertext; including;
The step of selecting the above candidate homomorphic ciphertext is:
A step of calculating a first order number for the first group corresponding to the above sorting order and a second order number for the second group;
A step of comparing a first homomorphic ciphertext corresponding to a first order in a first group with a second homomorphic ciphertext corresponding to a second order in a second group; and
A step of determining a candidate homomorphic ciphertext that can be sorted based on the comparison result;
The steps for calculating the above sequence are:
A computer-readable recording medium that produces a lower integer value of the above sorting order divided by 2 as a first order, and a higher integer value of the above sorting order divided by 2 as a second order.
KR1020220051097A 2021-04-23 2022-04-25 Apparatus for sorting of homomorphic encrypted data and method thereof Active KR102821562B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210053218 2021-04-23
KR20210053218 2021-04-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220146363A KR20220146363A (en) 2022-11-01
KR102821562B1 true KR102821562B1 (en) 2025-06-19

Family

ID=84042213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220051097A Active KR102821562B1 (en) 2021-04-23 2022-04-25 Apparatus for sorting of homomorphic encrypted data and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102821562B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190109701A1 (en) * 2016-08-02 2019-04-11 X-Logos, LLC Methods and systems for enhanced data-centric homomorphic encryption sorting using geometric algebra

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102452181B1 (en) * 2019-06-05 2022-10-11 서울대학교산학협력단 Apparatus for sorting of approximate encrypted messages and method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190109701A1 (en) * 2016-08-02 2019-04-11 X-Logos, LLC Methods and systems for enhanced data-centric homomorphic encryption sorting using geometric algebra

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220146363A (en) 2022-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3553995B1 (en) Terminal device for performing homomorphic encryption, server device for processing cipher text thereof, and methods therefor
KR102339833B1 (en) Computing apparatus using multi-variable packing and method thereof
US12063290B2 (en) Operating device and method using multivariate packing
EP4149045A1 (en) Device and method for performing statistical calculation on homomorphic ciphertext
US11190340B2 (en) Efficient unified hardware implementation of multiple ciphers
KR102782557B1 (en) Apparatus for conversion of homomorphic encrypted messase and method thereof
US20250038949A1 (en) Practical sorting on large-scale encrypted data
US11799628B2 (en) Apparatus and method for processing non-polynomial operation on encrypted messages
US12348609B2 (en) Apparatus for processing homomorphic encrypted messages and method thereof
KR102443255B1 (en) Method for Generating Encryption Key and Digital Signature Based on Lattices
KR102452181B1 (en) Apparatus for sorting of approximate encrypted messages and method thereof
KR102382952B1 (en) Verifiable computing for approximate computation
KR102821562B1 (en) Apparatus for sorting of homomorphic encrypted data and method thereof
US20240039695A1 (en) Electronic apparatus for generating homomorphic encrypted message and method therefor
US20240127656A1 (en) Method for generating homomorphic encrypted message including vote analysis data and electronic apparatus therefor
US12250299B1 (en) Systems and methods for classical-quantum encryption and decryption
US20250030537A1 (en) Apparatus for homomorphic encryption of categorical data and method for thereof
US20250175321A1 (en) Method for monitoring network using homomorphic encryption and electronic apparatus
HK40082546A (en) Device and method for performing statistical calculation on homomorphic ciphertext
KR20250032948A (en) Electronic device and control method for estimating approximate ranking of homomorphic ciphertext
KR20240134760A (en) Method for processing homomorphic encryption and electronic apparatus
KR20230049052A (en) Method for generating secret key of lattice electronic signature and apparatus thereof
JP2015187661A (en) Method for achieving reduction in communication overhead and increase in availability by applying tokenization in database encryption
HK40016744A (en) Terminal device for performing homomorphic encryption, server device for processing cipher text thereof, and methods therefor

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20220425

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20241018

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20250527

PG1601 Publication of registration
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载