암호와 수학의 세계

‘혜안’ 개발하고 크립토랩 창업한 천정희 교수

개인정보 등 담은 민감한 데이터
암호화 통해 해킹 막는 근본 개념
성범죄자 등 접근금지 알림 가능
금융 신용점수·맞춤 의료에 적용
데이터를 보호하고 자유롭게 해
독보적 기술에 성공한 대한민국
세계에서 인정받는 것 보고 싶어

인공지능(AI)이 발전하려면 수많은 데이터가 필요하다. 많은 데이터는 민감한 개인정보를 담고 있어 사용이 자유롭지 않고 암호화돼 있다. 데이터를 활용하려고 암호를 푸는 과정에서 해킹의 위험에 노출된다. 데이터를 암호화해 계산해도 원래 값과 같게 만드는‘동형(同形)암호’ 개념이 1978년 나온 이유다. 많은 계산량으로 속도가 느려 외면받았으나 최근 연산 기술의 발달로 빠르게 적용되고 있다. 현재 최고의 동형암호 기술은 국내 스타트업 크립토랩이 갖고 있는 ‘혜안’(HEAAN)이다. 혜안을 2016년 개발하고 크립토랩을 세운 천정희(55) 서울대 수리과학부 교수를 지난달 30일 서울대 산업수학센터에서 만나 암호와 수학의 세계에 대해 들었다.-국내에서 혜안이 쓰인 사례는.

“2021년 개발한 ‘코동이’(코로나 동선 안심이) 앱에 쓰였다. 사용자의 이동경로를 위성항법장치(GPS)로 추적해 스마트폰에 암호화해 저장한다. 확진자와 동선이 겹치는지를 실시간으로 확인할 수 있다. 당시 경기도, 서울대 등이 채택했다. 접근금지에도 쓸 수 있다.”

-좀더 자세히 설명하면.

“성범죄, 스토킹 등의 피해자가 접근금지명령을 요청할 때 정부가 피해자 정보를 가져간다. 피해자들은 이 과정에서 가해자에게 정보가 전달될 수 있다고 걱정한다. 피해자가 어디에 있건 위치정보를 암호화해 가해자와의 거리를 계산하면 된다. 결과는 피해자의 스마트폰에서 암호를 풀어 확인할 수 있다. 위험 상황이 발생하면 피해자가 능동적으로 가해자를 피할 수 있는 방식이다. 개인정보보호위원회와 한국인터넷진흥원(KISA)이 2022년 개최한 ‘개인정보 보호·활용 기술개발 스타트업 챌린지’에서 우수상을 받았다.”

-민감한 개인정보는 금융과 의료 분야에 많다.

“250만명의 국민연금 정보와 코리아크레딧뷰로(KCB)의 신용정보를 결합·분석해 국민연금을 성실하게 낸 사람은 대출 연체 발생률이 낮다는 결과를 얻었다(2021년부터 국민연금 성실 납부 기간에 따라 신용점수가 최대 41점 오른다). 세계 최초로 대규모 데이터를 동형암호로 분석한 사례다. 이후 여러 금융회사에서 문의는 오는데 진도가 느리다. 실리콘밸리에 있는 금융사라며 창업자들의 개인정보 분석에 동형암호를 쓸 수 있느냐고 물어 온 적도 있다.

혜안은 2017년 미국 올랜도에서 열린 ‘국제 게놈 정보보호 경연대회’(iDASH)에서 1등을 하면서 유명해졌다. 당시 분석이 2위보다 30배 빨랐다. 건강관리기업 마크로젠에 올해부터 3년간 동형암호 기술을 공급한다. 유전자 정보 분석을 통해 맞춤형 의료 서비스를 제공하는 것이 목표다. 마크로젠이 오늘 첫 입금을 해 줬다. 크립토랩의 첫 수익이자 동형암호 사업화의 세계 첫 번째 사례다.”

-교수와 사업가를 병행하고 있다.

“교수에게는 절대적 권한과 책임이 있다. 교수를 도와줄 사람은 별로 없고 교수한테 뭔가를 원하는 사람이 있는 편이다. 사업을 하고 나니 모두가 다 나를 도와줄 사람이다. 혜안을 누군가에게 주고 싶었는데 10년 이상 개발에 집중할지 확신이 들지 않았다. 수학적으로 생각한 것을 경영자에게 전달하는 과정도 힘들었다. 기술이 발전하면 산업이 될 줄 알았는데 산업은 완전히 다른 영역이더라. 기술개발 이후 산업화 과정까지 곳곳이 비어 있다. 아직까지는 크립토랩에서 기술을 개발하는 것이 중요하다. 지금 이 순간 최선책을 찾는, AI 용어로 ‘그레이디언트 디센트’(경사하강법)인데 나중에도 내가 사업을 할지는 모르겠다.”

-크립토랩 지사가 있던데.

“지난해 실리콘밸리에 세웠다. 신기술에 대한 수용성은 미국이 높다. 국방부 등 공공 분야의 드라이브도 세다. 드론, GPS 등 혁신적 기술개발을 주도한 국방고등연구계획국(DARPA)이 동형암호를 이용한 데이터 보호 프로그램 개발을 진행하고 있는데 여기에 인텔과 팀을 이뤄 참여하고 있다. 미국 기업과 ‘프라이빗 AI’(기업 고객의 데이터를 개인정보 노출 없이 처리해 활용하는 AI) 사업화를 논의 중이다. 프랑스에는 연구 지사가 있다.”

-2017년 창업 이후 가장 힘들었던 때는.

(천 교수는 한참을 생각했다) “늘 지금인 것 같다. 그래서 다시 돌아가고 싶지 않다. 힘들다는 것과 하기 싫다는 것은 다르다. 힘든데 많이 배우고 재미있다. 사업을 안 했으면 많이 아쉬웠을 거 같다. 사업을 시작하고 나서 사람들에 대한 관심도 많아졌다. 세상을 넓게 볼 수 있는 기회를 가졌다는 점이 감사하다.”

-강의는 계속 하나.

“2학년에게 정수론을 가르친다. 원래 전공이 순수수학이다. 정수론이 어디에 쓰이는지 설명하니 학생들이 좋아한다. 강의 중 동형암호 혜안에 대해 특강도 한다.”

-‘수포자’(수학포기자)란 말도 있는데 수학은 본인에게 어떤 의미인가.

“수학이 어려운 건 왜 배우는지 몰라서다. 수학은 물리적 실체가 없는데 생각을 통해 결론이 나올 수 있도록 하는 도구다. 블록체인은 현물이 없지만 사이버 세상에서 가치가 유지된다. 그 근간이 암호고 암호를 만드는 건 수학이다. 수학은 사이버 세상에서 질서를 유지해 주는 키다.”

-그럼 수학만 잘해도 됐을 텐데 왜 암호를.

“1997년 박사 학위를 받고 한국전자통신연구원(ETRI)에 들어갔다. 암호 연구하면 돈 많이 준다고 해서(당시 ETRI 연봉은 삼성보다 높았다). 5년 외도했으니 모은 돈으로 원래 하던 순수수학하려고 미국으로 떠났다. 가 보니 내가 했던 것이 더 재밌더라. 지도교수는 나한테 암호를 물었다. 내가 수학이 세상에서 어떻게 활용되는지에 관심이 있다는 걸 알았다.”

-그래서 다시 암호로 돌아왔나.

“지도교수가 순수수학에서는 나보다 몇 단계 위이지만 암호는 내가 몇 단계 위다. 자기가 많이 하고 열심히 한 걸 잘하는 거다. 자꾸 배우려 하지 말고 내가 잘하는 분야에서 새로운 걸 만들어야 되겠다고 생각했다. 우리나라 사람들은 배우려는 자세가 너무 많다. 학생도 정부도 우리가 새로운 걸 해야 될 때다. 새로운 걸 하면 힘들지만 재미있다. 다른 사람들이 쫓아온다.”

-동형암호의 발전 가능성은.

“특정 정보에서 민감한 개인정보는 굉장히 적을 수 있지만 이를 골라낼 수 없어 결국 대부분의 데이터는 동형암호화될 거라고 생각한다. 동형암호는 데이터를 보호하고 자유롭게 해 세상에 기여하는 기술이다. 우리나라가 어떤 원천기술에서 성공한 나라가 되는 것을 보고 싶다. 적어도 지금 서울이 동형암호의 메카가 돼 가고 있다.”

●천정희 교수는

한국과학기술원(KAIST) 수리과학과에서 정수론으로 박사 학위를 받았고 2003년부터 서울대 수리과학부 교수로 재직 중이다. 지난해 세계암호학회 석학회원에 선정됐다. 한국인으로는 2017년 김광조 KAIST 교수 이후 두 번째다. 세계암호학회가 밝힌 선정 사유는 ‘대수적 공격과 완전동형암호에 대한 탁월한 성과를 이뤘으며 아시아태평양 지역 암호학계 발전에 기여한 점’이다. 한국을 대표하는 암호학자로 인정받아 2022년 한국과학기술한림원 정회원에 선정되고 녹조근정훈장을 받았다.