KAIST, 개인정보 보호 ‘AI반도체’ 세계 최초 개발

- 전기및전자공학부 유민수 교수 연구팀, 차등 프라이버시 기술 적용

KAIST 연구진이 반도체 관련 연구를 수행하고 있다.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 개인정보 호보 기술이 적용된 인공지능(AI) 반도체를 세계 최초 개발에 성공했다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 유민수 교수 연구팀이 차등 프라이버시 기술이 적용된 AI 어플리케이션의 성능을 비약적으로 높이는 인공지능 반도체를 개발했다고 19일 밝혔다.

빅데이터 및 인공지능 기술의 발전과 함께 구글, 애플, 마이크로소프트 등 클라우드 서비스를 제공하는 기업들은 전 세계 수십억 명의 사용자들에게 인공지능 기술을 기반으로 여러 가지 서비스를 제공하고 있다. 유튜브나 페이스북 등에서 시청자의 개별 취향에 맞춰 동영상 콘텐츠나 상품 등을 추천하는 개인화 추천 시스템 기술 이나, 구글 포토와 애플 아이클라우드 등에서 사진을 인물 별로 분류해주는 안면 인식 기술 등이 대표적이다. 하지만 이 과정에서 필연적으로 많은 양의 사용자 정보가 서비스 제공 기업의 데이터 센터로 전송되고, 민감한 개인정보나 파일들이 저장되고 사용되는 과정에서 정보가 유출되는 문제가 발생하기도 한다.

최근 주목받는 대형 인공지능 모델의 경우에는 더 쉽게 발생하는 경향이 있어 빅테크 기업에서는 ‘차등 프라이버시(differential privacy)’ 기술에 주목하고 있다. 차등 프라이버시 기술은 학습에 사용되는 그라디언트(학습 방향 기울기)에 잡음(노이즈)를 섞음으로써 인공지능 모델로부터 사용자의 개인정보를 유출하는 모든 종류의 공격을 방어할 수 있다.

하지만 이러한 장점에도 불구하고, 차등 프라이버시 기술 적용 시, 기존 대비 어플리케이션의 속도와 성능이 크게 하락하는 문제 때문에 아직까지 범용적으로 널리 적용되지는 못했다.

유민수 교수팀이 개발한 ‘개인정보 보호 인공지능 AI 반도체 가속기’의 구조 모식도.[KAIST 제공]

유민수 교수 연구팀은 차등 프라이버시 기술의 성능 병목 구간을 분석해 해당 기술이 적용된 어플리케이션의 성능을 크게 시킬 수 있는 차등 프라이버시 머신러닝을 위한 AI 반도체 칩을 개발했다. 개발한 AI반도체는 외적 기반 연산기와 덧셈기 트리 기반의 후처리 연산기 등으로 구성돼 있으며, 현재 가장 널리 사용되는 인공지능 프로세서인 구글 TPUv3 대비 차등 프라이버시 인공지능 학습 과정을 3.6 배 빠르게 실행시킬 수 있고, 엔비디아의 최신 GPU A100 대비 10배 적은 자원으로 대등한 성능을 보인다

유민수 교수는 “이번 연구는 지금까지는 없던 차등 프라이버시가 적용된 인공지능 반도체를 세계 최초로 개발했다는 점에서 의의가 있다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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