본고에서는 키 전환(key switching) 과정이 필요 없는 Ring-LWE(Learning With Errors) 기반 완전 준동형 암호화(FHE : Fully Homomorphic Encryption) 스킴을 제안한다. 기존의 LWE 기반 FHE 스킴은 벡터 공간의 원소인 암호문의 차원을 줄이기 위하여 키 전환(key switching) 과정을 필요로 하였다. 이 key switching 과정은 새로운 개인키/공개키 쌍과 부가적인 연산 과정을 필요로 하여 FHE 스킴 구현에 있어서 구현 효율성 저하의 큰 요인이 된다. 우리는 환(ring) 상의 이차방정식을 푸는 문제의 어려움이라는 새로운 안전성 가정을 이용하여 암호문의 차원을 줄임으로써 키 전환 과정이 필요 없는 FHE 스킴을 제안한다. 이 방법은 기존의 키 전환 과정에 비해 필요로 하는 새로운 공개키 크기가 매우 작고 부가 연산이 거의 없다는 측면에서 FHE 구현 효율성을 제고할 수 있다.
We present a fully homomorphic encryption (FHE) scheme without key switching based on ring- learning with errors (RLWE) problems and some other assumption. Previous FHE schemes based on LWE needed a step called key switching to reduce the dimension of ciphertext. The key switching step actually needs a heavy computation and severe increasement of keys. So the key switching step is a big burden for implementing FHE Schemes. We suggest a FHE scheme without key switching step by reducing the dimension of ciphertexts in other way. Instead of throwing away key switching, we need another hardness assumption of the difficulty of solving quadratic equation over rings.
