Efficient (Functional) Bootstrapping for CKKS over the Conjugate-Invariant Ring↗ (원문, 새 창)

이 논문은 실수 데이터 연산에 특화된 켤레-불변 CKKS(CI-CKKS) 동형암호 방식이 복소수 기반 CKKS처럼 직접 부트스트래핑할 수 없다는 문제를 해결하기 위해, 켤레-불변 환(CIR) 위에서 동작하는 실수 FFT 알고리즘을 제안해 네이티브 부트스트래핑을 가능하게 했다. 또한 실수값 보간법인 AKP 보간과 단일 코사인 에르미트 보간을 적용해 복소수 암호문 두 개 대신 실수 암호문 하나로 함수형 부트스트래핑을 수행하는 방법을 개발했다. Lattigo 라이브러리에 구현한 결과, 네이티브 CI-CKKS 부트스트래핑은 기존 방식 대비 1.46~1.80배 속도가 향상됐고, 함수형 부트스트래핑은 표준 CKKS 최신 기법보다 처리량이 1.16~1.68배 높아졌다. 이는 실수 데이터만 다루는 암호화 연산에서 복소수 슬롯을 낭비하지 않고도 효율적인 부트스트래핑이 가능함을 보여준다.

• 켤레-불변 CKKS(CI-CKKS)는 실수 데이터 연산 시 RLWE 차원을 절반으로 줄이지만 기존엔 직접 부트스트래핑 불가
• 켤레-불변 환(CIR) 위의 실수 FFT 알고리즘을 개발해 네이티브 부트스트래핑 구현
• 단일 코사인 에르미트 보간으로 복소수 암호문 2개 대신 실수 암호문 1개로 함수형 부트스트래핑 수행
• Lattigo 구현 기준 단일 암호문 부트스트래핑 속도 1.46~1.80배, 함수형 부트스트래핑 처리량 1.16~1.68배 향상