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인터넷 사용 환경이 발전함에 따라 스마트폰과 각종 센서로부터 발생하는 대량의 데이터를 수집 및 분석하여 활용하는 데이터 기반 애플리케이션의 사용은 지난 10여 년간 폭발적으로 증가하였다. 그러나 이러한 사용자 데이터 기반의 애플리케이션을 사용하는 것은 언제든지 개인정보가 승인되지 않은 제3자에게 유출될 수 있다는 문제점을 내재하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 학자들은 데이터 교란과 암호화를 포함한 여러 기법을 사용해 왔다. 동형 암호는 암호화된 데이터를 복호화과정 없이 그대로 연산하더라도 결괏값이 보존되므로 원하는 연산을 수행할 때 개별 데이터를 복호화할 필요가 없어 기존의 방식보다 더 나은 개인정보보호를 제공한다. 본 연구에서는 개인정보를 보호하기 위해 사용되는 두 가지 알고리즘인 데이터 교란 방식과 전통 암호 방식 알고리즘을 구분하여 살펴보고, 두 가지 알고리즘의 단점을 보완할 수 있는 동형 암호를 이용한 데이터 수집 방법을 제안한다.

As the Internet environment develops, data-analysis-based applications have been widely and extensively used in the past decade. However, these applications potentially have a privacy problem in that users' personal information may be leaked to unauthorized parties. To tackle such a problem, researchers have suggested several techniques including data perturbation and cryptography. The homomorphic encryption algorithm is a relatively new cryptography technology that allows arithmetic operations for encrypted values as it is without decryption. Since original values are not required, we believe that this method provides better privacy protection than other existing solutions. In this work, we propose to apply a homomorphic encryption algorithm that protects personal information while enabling data analysis.

동형암호를 이용한 생체 인증 프로토콜은 서버가 암호화된 생체 정보를 복호화하지 않고도 인증 결과를 계산할 수 있어 프라이버시 보호 수단으로 주목받고 있다. 그러나 기존 동형암호 기반 프로토콜은 사용자가 비밀키를 단독으로 보유하고 이를 이용하여 인증 결과를 스스로 복호화하는 구조를 채택하여, 사용자가 결과를 임의로 조작해 정당한 생체 정보 없이 인증에 성공할 수 있는 구조적 한계를 지닌다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 동형암호에 가법 비밀 분산과 마스킹을 결합한 프라이버시 보장 생체 인증 프로토콜을 제안한다. 마스터 비밀키를 사용자와 서버에 분산하여 어느 한쪽도 단독으로 암호문을 복호화할 수 없도록 하고, 상호작용을 통해 서버만이 최종 인증 결과를 평문으로 획득하도록 한다. 이를 통해 기존의 악의적인 사용자에 의한 인증 결과 위ㆍ변조 문제를 해결할 수 있다. 또한 결과 암호문의 슬롯에 실제 결과와 검증값을 무작위로 섞어 배치하는 컷앤추즈 기법으로 상호작용 복호화 과정의 결과 조작을 탐지하며, 챌린지 난수로 재전송 공격에 대응한다. 안전성분석을 통해 악의적인 사용자의 위조 성공 확률이 링 차원 N에 대하여 2/N 이하로 제한됨을 보였으며, 지문 데이터셋을 이용한 구현으로 실현 가능성을 확인하였다.

Biometric authentication protocols using homomorphic encryption have drawn attention as a privacy-preserving means, since a server can compute the authentication result without decrypting the encrypted biometric data. However, existing homomorphic encryption-based protocols typically let the client alone hold the secret key and decrypt the authentication result, allowing a malicious client to forge the result and pass authentication without a genuine biometric sample. This paper proposes a privacy-preserving biometric authentication protocol that combines homomorphic encryption with additive secret sharing and masking to address this limitation. The master secret key is split between the client and the server so that neither party can decrypt a ciphertext alone, and through an interactive process only the server obtains the final authentication result in plaintext. This resolves the problem of authentication result forgery by malicious clients in existing protocols. A cut-and-choose technique further embeds the true result with decoy values across random slots of the result ciphertext, letting the server detect tampering during interactive decryption, while a challenge nonce defends against replay attacks. Security analysis shows a malicious client's forgery success probability is bounded by 2/N with respect to the ring dimension N, and an implementation using a fingerprint dataset confirms the protocol's feasibility.

최근 민감 데이터 보호의 필요성이 대두되면서, 서로가 가진 데이터를 숨기면서도 필요한 연산을 진행해 그 결과만 공유하는 프로토콜의 중요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 두 참여자가 각각 (식별자, 값) 쌍의 데이터를 보유한 상태에서, 식별자의 교집합에 해당하는 값들의 내적(inner product)을 교집합 자체나 원본 데이터를 공개하지 않고 계산하는 프로토콜을 제안한다. 그러나 기존의 Decisional Diffie-Hellman(DDH) 기반 방식은 통신량 측면에서 효율적이지 않다. 본 논문은 Circuit-based Private Set Intersection(Circuit-PSI)와 BGV 계열의 동형암호를 결합하여, Semi-honest(정직하지만 호기심 있는) 적대자 모델 하에서 데이터의 보안을 유지하고 필요한 결론만을 공유할 수 있는 방식을 제안한다. 제안한 프로토콜의 실제 구현 결과, 기존의 DDH 기반 방식 대비 약 2.5배에 달하는 통신량 절감 및 19배에 달하는 실행 시간 개선을 달성하였다.

As the demand for protecting sensitive data continues to grow, protocols that enable parties to compute jointly while keeping their inputs private and revealing only the final result have become increasingly important. However, existingDecisional Diffie-Hellman (DDH)-based approaches suffer from significant communication overhead. In this paper, we propose a secure inner product protocol for the Private Join and Compute (PJC) setting, where two parties each hold a set of (identifier, value) pairs and wish to compute the inner product over their intersection without revealing the intersectionitself or the underlying data. Our protocol proceeds in two phases: (1) a Circuit-based Private Set Intersection (Circuit-PSI) phase that produces arithmetic shares aligned to the intersection, and (2) a homomorphic encryption phase that computes the inner product over the shared values under a BGV-style homomorphic encryption scheme. The protocol operates under the semi-honest (honest-but-curious) adversary model. Our implementation and analysis show that the proposed protocol reduces communication cost by approximately 2.5×, and computational cost by 19× compared to existing DDH-based schemes.

The use of computer based election process becomes more effective to get the tally votes and also increase the numbers of voters. Different type of e-voting creates different type of vulnerabilities. But most discussed issues are privacy and security issues. This paper discusses the vulnerabilities in e-voting system. E-voting is an electronic election or voting system that has strong implications in the life of the country that implements them as classified in Safety Critical Systems. But there are some issues in e-voting system such as some vulnerability in this system that had been discuss by the previous authors. There are some proposed solutions provided by the previous author. In this paper some type of e-voting has been chosen as the scope of the study. This study will focus on the type of vuln

Buyer-seller watermarking protocol is defined as the practice of imperceptible altering a digital content to embed a message using watermarking in the encryption domain. This protocol is acknowledged as one kind of copyright protection techniques in electronic commerce. Buyer-seller watermarking protocol is fundamentally based on public-key cryptosystem that is operating using the algebraic property of an integer. However, in general usage, digital contents which are handled in watermarking scheme mostly exist as real numbers in frequency domain through DCT, DFT, DWT, etc. Therefore, in order to use the watermarking scheme in a cryptographic protocol, digital contents that exist as real number must be transformed into integer type through preprocessing beforehand. In this paper, we presented a new watermarking scheme in an encrypted domain in an image that is based on the block-DCT framework and homomorphic encryption method for buyer-seller watermarking protocol. We applied integral-processing in order to modify the decimal layer. And we designed a direction-adaptive watermarking scheme by analyzing distribution property of the frequency coefficients in a block using JND threshold. From the experimental results, the proposed scheme was confirmed to have a good robustness and invisibility.

인터넷과 같은 항상 변화하고 있는 거대한 네트워크에서는 안전한 전자거래를 위해 않은 키들과 메시지 확장 없이 그룹의 구성원이 다른 구성원이나 그룹에게 전해진 메시지 인증이 보장되어야 한다. 본 논문에서는 이를 위한 효율적인 그룹 서명 기법인 그룹의 공개키 수정없이 그리고 나머지 구성원들이 새로운 인증을 요구하지 않는 인증방법으로, 항상 변화하는 인터넷에서 신뢰기관인 중앙 인증기관이 없는 쓰레시홀드 크립토그래피(Threshold Cryptography)를 가진 비잔틴 어그리먼트 프로토콜(Byzantine Agreement Protocol)을 제안한다 아울러 쓰레시홀드 크립토그래피는 키 관리 문제를 피하고 키 분산을 하기 위해 신뢰된 분배자 없이 호모모르픽 시크리트 쉐어링의 Proactive AVSS(Asynchronous Verifiable Secret Sharing)를 제시한다.