[논문 리뷰] Anonymous Collocation Discovery:Taming the Coronavirus While Preserving Privacy

Ran Canetti, Ari Trachtenberg외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 03. 31.

Privacy-Preserving Technologies in Data인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 개인 데이터나 위치 기록을 수집하거나 저장하지 않으면서 감염자와의 밀접한 접촉을 익명으로 탐지하는 블루투스 기반의 익명 접촉 탐지 시스템을 제안한다. 단거리 통신을 활용하고 사용자 익명성을 유지함으로써, 낮은 오진률을 기반으로 시기적절하고 개인정보 보호가 보장된 노출 경고를 가능하게 하며, 대유행 기간 동안 광범위한 자율적 도입을 지원한다.

ABSTRACT

Successful containment of the Coronavirus pandemic rests on the ability to quickly and reliably identify those who have been in close proximity to a contagious individual. Existing tools for doing so rely on the collection of exact location information of individuals over lengthy time periods, and combining this information with other personal information. This unprecedented encroachment on individual privacy at national scales has created an outcry and risks rejection of these tools. We propose an alternative: an extremely simple scheme for providing fine-grained and timely alerts to users who have been in the close vicinity of an infected individual. Crucially, this is done while preserving the anonymity of all individuals, and without collecting or storing any personal information or location history. Our approach is based on using short-range communication mechanisms, like Bluetooth, that are available in all modern cell phones. It can be deployed with very little infrastructure, and incurs a relatively low false-positive rate compared to other collocation methods. We also describe a number of extensions and tradeoffs. We believe that the privacy guarantees provided by the scheme will encourage quick and broad voluntary adoption. When combined with sufficient testing capacity and existing best practices from healthcare professionals, we hope that this may significantly reduce the infection rate.

연구 동기 및 목표

• 개인 위치 데이터를 수집하고 저장하는 중심화된 접촉 탐지 시스템으로 인한 개인정보 침해 우려가 증가하는 데 대응한다.
• GPS나 장기적인 위치 추적에 의존하지 않고도 감염자와의 밀접한 접촉을 탐지하기 위한 탈중앙화되고 익명적인 방법을 개발한다.
• 개인 정보나 위치 기록을 수집하거나 저장하지 않으면서도 시기적절하고 정확한 노출 경고를 제공한다.
• 경량적이고 인프라 최소화된 접근 방식을 통해 강력한 개인정보 보호 보장을 제공함으로써 광범위한 자율적 도입을 촉진한다.

제안 방법

• 모든 현대 스마트폰에 탑재된 단거리 무선 통신(예: 블루투스)을 활용해 기기 간의 근접성을 탐지한다.
• 기기 간에 정기적으로 익명 식별자를 교환하여 잠재적 접촉 기록을 로컬으로 기록하는 탈중앙화 프로토콜을 구현한다.
• 사용자 위치나 신원에 대한 중앙 데이터베이스 없이, 임시로 로컬에서 암호화된 식별자만을 저장한다.
• 사용자가 양성 판정을 받은 경우에만 자신의 익명 식별자를 중앙 서버에 업로드하도록 허용하여, 다른 사용자가 노출 여부를 확인할 수 있도록 하되 신원을 드러내지 않는다.
• 암호 기법을 사용해 식별자를 시간 창에 묶어 실제 사용자나 위치와 연결될 수 없도록 보장한다.
• 신호 세기와 지속 시간 기준을 적용해 의미 있는 밀접한 접촉과 우연적 근접성 간을 구분함으로써 오진률을 최소화한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 개인 정보를 수집하거나 저장하지 않으면서도 감염자와의 밀접한 접촉을 탐지할 수 있는가?
• RQ2 중앙 집중식 데이터 저장소 없이 단거리 무선 통신만을 사용해 시기적절하고 정확한 노출 경고를 제공하는 것이 가능한가?
• RQ3 효과적인 공중보건 대응을 유지하면서도 사용자 익명성을 어떻게 보존할 수 있는가?
• RQ4 탈중앙화된 접촉 탐지에서 개인정보 보호, 정확도, 시스템 구현 복잡도 간의 상충 관계는 무엇인가?
• RQ5 강력한 개인정보 보호 보장을 통해 이 시스템은 광범위한 자율적 도입을 이룰 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 시스템은 개인 정보나 위치 기록을 수집하거나 저장하지 않으면서도 세밀하고 즉각적인 노출 경고를 가능하게 한다.
• 블루투스 기반의 근접성 탐지에 의존함으로써, 다른 접촉 탐지 방법에 비해 비교적 낮은 오진률을 달성한다.
• 최소한의 인프라로 구현 가능하므로 확장성이 높으며, 빠른 국가 또는 글로벌 도입에 적합하다.
• 개인 정보 수집이나 신원 연결이 전혀 없는 강력한 개인정보 보호 보장은 공공의 신뢰도 향상과 자율적 참여를 크게 증가시킬 수 있다.
• 적절한 검사와 공중보건 조치와 조합될 경우, 이 시스템은 대유행 기간 동안 감염률을 크게 감소시킬 잠재력을 지닌다.