David Archer, CTO, Niobium Microsystems – 인터뷰 시리즈

Dr. Archer는 Niobium Microsystems의 CTO이자 Galois, Inc.의 Principal Scientist로, 암호학 및 다당사자 계산을 이끌고 있습니다. Galois, Inc.의 고객으로는 DARPA, NSA, IARPA, 그리고 국토안전부가 있습니다.

그는 복잡한 ASIC, 시스템 하드웨어, 소프트웨어 아키텍처, 보안 계산, 암호학 등에 관한 30년 이상의 연구 개발 경험을 가지고 있습니다.

Dr. Archer는 포틀랜드 주립 대학교에서 컴퓨터 과학 박사 학위를, 일리노이 주립 대학교 어바나-샴페인에서 전기 공학 석사 학위와 컴퓨터 공학 학사 학위를 취득했습니다.

Niobium Microsystems는 제로 트러스트 컴퓨팅 솔루션을 선도적으로 제공하며, 이는 업계에서 가장 빠른 호모모르픽 암호화(FHE) 하드웨어 가속기를 특징으로 합니다. 이 회사의 기술은 조직이 데이터의 가치를 활용하는 동시에 데이터를 완전히 암호화하여 민감한 정보를 보호하고 규제 준수를 지원하는 것을 가능하게 합니다. FHE 성능을 전례 없는 수준으로 끌어올림으로써, Niobium Microsystems는 수학적으로 보장된 프라이버시를 갖춘 새로운 기계 학습 및 통계 분석 애플리케이션을 가능하게 합니다.

당신은 학문적 및 전문적인 경력에서 놀라운 여정을 거쳤습니다. 암호학에 경력을 헌신하기로 결정한 구체적인 순간이나 영향이 있나요?

저는 두 가지 다른 영향이 있었다고 말할 수 있습니다. 하나는 프라이버시의 권리라는 책으로, 워렌과 브랜디스가 저술하였으며, 법은 사람들이 침입적인 기술로부터 보호받을 권리를 강조한다는 내용입니다. 다른 하나는 투명한 사회라는 책으로, 브린이 저술하였으며, 침입적인 기술을 피할 수 없으며, 법이 강력한 소수자들이 이러한 기술을 사용하는 것을 막는다는 점에서 우리는 실패한다는 내용입니다. 이러한 관점은 사이버 범죄 산업, 데이터 집계자, 국가의 남용과 같은 문제에 직면하여 점점 더 비현실적으로 보입니다. 예를 들어, 현대적인 암호학은 비밀을 공개하지 않고 사실을 증명하거나, 민감한 데이터를 공개하지 않고 공유할 수 있는 중요한 역할을 합니다.

완전 호모모르픽 암호화(FHE)에 대해 잘 모르는 사람들을 위해, FHE를 설명하고, 데이터 프라이버시에 대한 게임 체인저로서의 그 중요성을 설명해 주시겠습니까?

완전 호모모르픽 암호화, 또는 FHE는 암호화된 데이터에 대한 계산을 수행할 수 있는 암호 기술입니다. 암호화된 데이터를 해독하지 않고도 계산을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 잠긴 상자를 누군가에게 건네준다고 가정해 보십시오. 그들은 상자의 내용물을 조작할 수 있지만, 상자를 열지 않습니다. 그리고 결과는 오직 당신만이 열 수 있습니다. FHE를 사용하면 데이터가 저장, 전송, 계산되는 동안 암호화된 상태를 유지할 수 있습니다. 이것은 혁신적인 기술입니다. 데이터가 노출되거나 누출되는 것을 완전히 방지할 수 있습니다.

FHE를 기업용 AI 애플리케이션에 실제로 적용하는 데 가장 큰 도전은 무엇이며, Niobium은 이러한 도전에 어떻게 대처하고 있습니까?

과거에 FHE의 가장 큰 도전은 계산 효율성입니다. FHE 연산은 일반적인 계산보다 수천 배에서 수백만 배까지 느렸습니다. 그러나 Niobium에서는 이 문제를 직접적으로 해결하기 위해 FHE를 위한 목적형 하드웨어 가속기를 개발했습니다. 전통적인 CPU나 그래픽스/AI 아키텍처에서 유래된 하드웨어와는 달리, 우리의 설계는 FHE의 계산 요구를 위해 최적화되었습니다. 하드웨어-소프트웨어 통합 설계 접근 방식을 통해, 우리는 이전에는 생각할 수 없었던 수준의 성능 개선을 달성했습니다. 이는 보안과 비즈니스 속도를 조화시키는 데 중요한 발전입니다.

방위나 금융과 같은 분야에서 FHE를 실제로 적용할 수 있는 구체적인 사용 사례는 무엇입니까?

방위와 금융 분야에서 데이터 보호가 필수적인 경우, FHE는 매우 유용합니다. 예를 들어, 자율 무인 항공기(UAV)에서 멀티 스펙트럼 이미지 분석은 특정 화학적 신호를 감지하는 중요한 전투 능력입니다. 그러나 이러한 신호는 민감한 정보일 수 있으며, 적이 무인기를 탈취하여 이러한 신호를 추출하고 대응할 수 있습니다. 무인기 내부의 FHE는 이러한 신호가 안전하게 유지되도록 보장할 수 있습니다.

금융 분야에서는 FHE가 변혁적인 솔루션입니다. оно ermöglicht private queries in dark pool trading, trading strategies와 customer identities를 보호하고, 시장 공정성을 보장합니다. 또한, 기관은 국경을 넘어 민감한 거래 데이터나 고객 정보를 공개하지 않고 사기 탐지를 위해 협력할 수 있습니다. 이러한 협력 접근 방식은 사기 탐지 능력을 크게 향상시키며, 복잡한 기관 사기 계획, 국경을 넘는 거래 이상, 불법 활동 패턴을 식별할 수 있습니다. 또한, 국제 데이터 보호 규정 준수를 엄격히 유지합니다. 원시 데이터를 공유하지 않고 통찰력을 공유하는 능력은 안전하고 규제 준수하는 글로벌 금융 생태계에 필수적입니다.

“제로 매스” 또는 프라이버시 보호 컴퓨팅에 대해 어떻게 정의하시나요? 또한, Niobium의 기술 스택에서 이러한 기술이 어떤 역할을 하나요?

“제로 매스” 프라이버시 보호 컴퓨팅은 복잡한 암호학적 연산을 개발자와 사용자에게 투명하게 만드는 것을 의미합니다. 이는 개발자나 사용자가 암호학 박사 학위를 필요로 하지 않도록 하는 것입니다. 이는 바람직한 목표이지만, FHE 구현에는 전문적인 지식이 필요합니다. 따라서 Niobium은 하드웨어에만 중점을 두지 않고, 기존 워크플로에 FHE를 무결하게 통합하는 소프트웨어 스택을 개발하고 있습니다. 우리는 또한 FHETCH(FHE Technical Consortium for Hardware)라는 오픈 표준 컨소시엄의 창립 멤버입니다. FHETCH는 상호 운용 가능한 FHE 하드웨어 가속기와 소프트웨어 라이브러리를 위한 API 추상화 계층을 개발하는 것을 목표로 합니다. 이러한 노력은 사용자가 전문적인 암호학 지식을 필요로 하지 않아도 이러한 차세대 기술의 이점을 누릴 수 있도록 합니다.

FHE의 성능 개선에 있어 가장 유망한 돌파구는 어디에서 오는 것으로 보입니까?

FHE를 위한 하드웨어 가속 기술이 가장 유망한 돌파구입니다. 전통적인 CPU와 GPU는 FHE의 복잡한 연산을 처리하기에 적합하지 않습니다. Niobium에서는 이러한 계산을 처리하기 위해 특별히 설계된 하드웨어를 개발했습니다. 또한, 우리의 컴파일러 최적화를 통해, 이전에는 생각할 수 없었던 성능 개선을 달성했습니다.

일부 보안 접근 방식은 신뢰할 수 있는 실행 환경 또는 기밀 컴퓨팅을 사용합니다. FHE는 이러한 접근 방식과 어떻게 비교되며, 언제가 더 나은 선택입니까?

신뢰할 수 있는 실행 환경(TEEs), 또는 기밀 컴퓨팅은 하드웨어 앙클레이브를 사용하여 데이터를 보호하지만, 하드웨어 벤더, 앙클레이브, 시스템 소프트웨어에 대한 신뢰가 필요합니다. 또한, 데이터는 여전히 암호화되지 않은 상태로 처리됩니다. 이러한 “신뢰의 근원”은 TEEs를 “상당한 보안”으로 만듭니다. 반면에, FHE는 신뢰를 완전히 제거합니다. 데이터는 절대로 해독되지 않으므로, 민감한 데이터를 노출시키지 않습니다. 절대적인, 수학적으로 보장된 보안이 필요한 경우, 특히 규제가 심한 산업에서, FHE는 더 나은 선택입니다.

하드웨어 수준에서 민감한 데이터를 처리할 때, 사이드 채널 공격에 대한 우려가 있습니다. Niobium의 설계에서 이러한 위험을 최소화하기 위해 어떤 조치를 취했습니까?

사이드 채널 공격은 하드웨어에서 의도하지 않은 정보를 유출하는 것을 이용합니다. 연구에 따르면, TEEs는 이러한 공격에 취약합니다. 그러나, 만약 처리하는 정보가 암호화된 정보라면, 이러한 정보를 유출하는 것은 공격자에게 아무런 이익을 주지 않습니다. 우리의 하드웨어는 정보 유출의 위험을 최소화하는 것이 아니라, 효율과 성능을 최대화하는 것을 목표로 합니다. 특히, 정보 유출에 대한 걱정 없이 효율을 높일 수 있습니다.

FHE 분야의 표준화 노력은 어떻게 진화할 것으로 보입니까? 또한, Niobium은 이러한 표준화 노력에 어떻게 참여하고 있습니까?

표준화는 채택에 필수적입니다. 우리는 산업 그룹 및 표준화 기관과의 협력을 통해 이러한 노력에 적극적으로 참여하고 있습니다. Niobium은 최근에 Chain Reaction과 Optalysys와 함께 FHE Technical Consortium for Hardware (FHETCH)를 공동 설립했습니다. 이는 상호 운용 가능한 FHE 하드웨어 가속기와 소프트웨어 라이브러리를 위한 API 추상화 계층을 개발하는 것을 목표로 합니다. FHETCH의 기술 공동 의장으로서, 이러한 표준화 노력에 참여하고 있습니다. 또한, 우리는 FHE 커뮤니티의 표준화 노력에 참여하고 있습니다. 이러한 노력은 호환성과 상호 운용성을 보장합니다. 이는 기업이 보안 투자를 미래에 대비할 수 있도록 하는데 중요합니다.

앞으로 몇 년 동안 이 분야가 어디로 향할지에 대해 가장 흥미진진한 점은 무엇입니까? 또한, Niobium의 로드맵에는 무엇이 있습니까?

가장 흥미진진한 점은 이론적인 약속에서 실제 구현으로의 전환입니다. 기업 규모에서 보안 컴퓨팅이 실제로 구현되는 것입니다. 앞으로 몇 년 동안, FHE 클라우드 서비스가 더욱 보편화할 것으로 예상됩니다. 이는 조직이 데이터 보안에 접근하는 방식을 변혁할 것입니다. Niobium은 FHE 가속기의 성능을 향상시키는 것뿐만 아니라, 제로 노우리지 프루프와 암호학적으로 검증 가능한 계산과 같은 보다 광범위한 제로 트러스트 컴퓨팅 솔루션을 개발할 계획입니다. 이는 기밀성과 무결성을 보장하는 데 직접적으로 관련되어 있습니다. 이는 제가 이 노력에 참여하는 이유입니다. 브랜디스와 브린이 제기한 난제를 해결하는 것입니다. 우리는 더욱 강력하고, 다재다능하며, 접근하기 쉬운 프라이버시 보호 기술을 개발할 것입니다. 이는 기업이 보안 데이터 처리에 대해 생각하는 방식을 재정의할 것입니다.

이번 인터뷰에 감사드립니다. 더 많은 정보를 원하시는 독자는 Niobium Microsystems를 방문하십시오.