유전체 데이터 분석이 동형암호 기술과 만나면
개인정보 보호와 데이터 활용의 균형, 동형암호로 가능합니다
유전체 데이터는 의료 분야에서 엄청난 혁신을 가져올 것으로 기대되고 있습니다. 유전체 데이터로 새로운 치료법 개발, 질병 예방 등 의료 분야 전반에 혁신이 가능합니다.
하지만 유전체는 개인정보 중에서도 매우 민감한 개인정보입니다.
이를 안전하게 보호하면서 활용할 방법이 있을까요? 디사일로의 동형암호(FHE) 기술이 그 해답을 제시합니다.
💡 유전체 데이터란?
유전체 데이터는 유기체의 유전체 구조와 기능에 관한 데이터입니다.
유전체 데이터에는 유기체의 유전자 분자 서열과 같은 정보가 포함됩니다. 또한 각 유전자의 기능, 유전자 발현을 조절하는 조절 요소, 서로 다른 유전자와 단백질 간의 상호 작용도 포함됩니다.
유전체 데이터는 유전체 데이터 과학에서 활용됩니다. 유전학과 컴퓨터 생물학 연구를 통계 데이터 분석 및 컴퓨터 과학과 결합하는 분야입니다.
유전체 데이터 과학자는 DNA 염기서열의 데이터를 사용하여 질병을 연구하고 새로운 치료법을 발견합니다. 이 데이터는 질병과 관련된 유전적 변이를 식별하고 기능을 결정하는 데 도움이 됩니다.
✅ 동형암호란?
동형암호(Homomorphic Encryption, HE)는 데이터를 암호화된 상태에서 연산할 수 있는 암호화 기술입니다.
암호문을 이용한 연산의 결과는 새로운 암호문이 되며, 이를 복호화하여 얻은 평문은 암호화하기 전의 원래 데이터 연산 결과와 같죠.
동형암호를 활용하면 개인정보를 안전하게 보호한 채로 데이터를 활용할 수 있습니다. 예를 들어 데이터를 암호화한 채로 클라우드를 통해 외주를 맡겨 외부에서 데이터를 처리하거나 활용할 수 있습니다. 통계 처리뿐 아니라 머신러닝, 검색 등이 모두 가능하죠.
개인정보 규제가 엄격한 분야에서 동형암호를 활용해 데이터 공유를 가능하게 하는 여러 가능성이 열리고 있습니다.
✅ FHE란?
완전 동형암호(FHE, Fully Homomorphic Encryption)는 주어진 데이터 집합에 대해 횟수 제한 없이 다양한 유형의 연산을 허용하며, 모든 데이터를 암호화해서 처리하는 체계입니다. 부분 동형암호(PHE, Partially Homomorphic Encryption)는 암호화한 상태에서 특정 한가지 연산만 수행할 수 있는 동형암호입니다.
유전체 데이터 보호는 왜 중요할까요?
유전체 데이터는 개인의 가장 민감한 생체정보 중 하나입니다.
이 데이터에는 개인의 질병 위험도, 신체적 특성, 심지어 가족력까지 포함될 수 있어 엄격한 보안이 필수적입니다.
GDPR과 같은 글로벌 데이터 보호 규정들도 이러한 민감 정보의 취급에 대해 엄격한 기준을 제시하고 있죠.
동형암호 기술은 무엇을 가능하게 하나요?
디사일로의 동형암호 기술은 다음과 같은 핵심 가치를 제공합니다.
- 기관간 안전한 데이터 통합
- 암호화된 상태에서 데이터 공유 및 분석 가능
- 원본 데이터 노출 없이 협업 연구 지원
- 철저한 개인정보 보호
- 데이터를 암호화된 상태로 유지
- 허가된 당사자만 결과 확인 가능
- 규정 준수의 용이성
- GDPR 등 엄격한 데이터 보호 규정 충족
- 컴플라이언스 리스크 최소화
- 신뢰성 있는 분석 결과
- 기술적 오류나 생물학적 변이에 의한 노이즈 관리
- 중립적인 분석 환경에서 객관적 결과 도출
동형암호를 통한 유전체 데이터 분석 실제 적용 사례
유전체 데이터 암호화 후 안전하게 분석
A사는 DTC(Direct-to-Consumer) 유전자 검사 회사로, 임상 환경에서 질환의 유전적 요인을 분석하는 서비스를 제공하고 있습니다.
유전체 데이터를 안전하게 활용하는 것은 A사의 매우 중요한 미션이기 때문에, 디사일로는 완전동형암호(Fully Homomorphic Encryption)을 활용한 솔루션을 구축하여 제공합니다.
- 데이터 수집 단계
- 병원이 보유한 키로 유전체 변이 데이터를 암호화
- 암호화된 데이터를 A사로 안전하게 전송
- 분석 단계
- A사 환경에서 MAF(Minimum Allele Frequency) 계산
- 암호화된 상태로 분석 수행
- 결과 확인 단계
- 분석 결과를 병원으로 전송
- 병원에서 결과 복호화 후 유전체 검사 결과 확인
이러한 프로세스를 통해 A사는 민감한 유전체 SNP(Single Nucleotide Polymorphism) 데이터를 노출하지 않으면서도 필요한 분석을 수행할 수 있게 됩니다.
동형암호가 선사하는 미래의 가능성
유전체 데이터 분석은 의료 연구와 개인 맞춤형 치료의 미래를 여는 핵심 열쇠입니다. 동형암호 기술은 이러한 혁신을 개인정보 보호라는 가치와 함께 추구할 수 있게 해주는 기술적 기반을 제공합니다.
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