C
CyIVA Programming
🔔
PROJECT PYTHON AI SECURITY

대화형 AI 기반 파일 보안 시스템

Won MinCheol
Won MinCheol
Jan 22, 2024 • 8 min read

프로젝트 개요: “내 목소리로 잠그는 파일”

“파일을 암호화해줘”라고 말하면 AI가 알아서 파일을 찾고, 내 목소리 패턴을 분석해 비밀번호를 생성하는 시스템. 영화 속 아이언맨의 자비스처럼 동작하는 보안 시스템을 직접 구현 해보고자 하였다.

이번 포스트에서는 Ruri Web 프로젝트의 일환으로 진행된 “대화형 AI 기반 RSA 암호화 알고리즘 구현” 논문과 그 구현체를 분석하고 회고해보려 한다. 이 프로젝트의 핵심 목표는 사용자의 음성을 통해 파일을 제어하고, 목소리 자체를 암호화의 키(Key)로 활용하는 것이다.

논문에서 제안하는 핵심 프로세스 (5 Step)

제공된 논문(대화형 AI 기반 RSA 암호화 알고리즘 구현)에 따르면, 이 시스템은 다음과 같은 5단계 흐름으로 설계되었습니다.

  1. 설정: 암호화 대상을 지정.
  2. 녹음: 마이크를 통해 사용자의 목소리를 녹음.
  3. 변환: STT(Speech-to-Text) 기술로 음성을 텍스트로 전환.
  4. 키 생성: 변환된 텍스트와 목소리 특성을 분석하여 암호화 키를 생성.
  5. 암호화: 생성된 키를 이용해 파일을 암호화.

기술 스택 및 구현 분석

이 프로젝트는 파이썬(Python)을 기반으로 다양한 AI 및 음성 처리 라이브러리를 활용했습니다.

1. 음성 인터페이스 (UI): 듣고 말하는 AI (project.py)

사용자와의 소통은 speech_recognition 라이브러리와 구글의 STT(Speech-to-Text) API를 사용합니다. 단순히 명령을 듣는 것을 넘어, gTTS(Google Text-to-Speech)와 playsound를 이용해 AI가 대답하는 양방향 소통을 구현했습니다.

# project.py 핵심 로직 발췌
import speech_recognition as sr
from gtts import gTTS

def listen(recognizer, audio):
    try:
        text = recognizer.recognize_google(audio, language='ko') # 음성을 텍스트로
        answer(text) # 대답 생성
    except sr.UnknownValueError:
        print('인식 실패')

def answer(input_text):
    if '암호화' in input_text:
        speak("어떤 파일을 암호화할까요?")
        # ... 파일 찾기 및 암호화 로직 연결 ...

코드를 보면 r.listen_in_background를 사용하여 백그라운드에서 상시 대기하며 사용자의 호출을 기다리는 구조를 취하고 있습니다.

2. 지능형 비밀번호 처리: 의미를 이해하는 비밀번호 (project_lock.py)

일반적인 비밀번호 시스템은 입력값과 설정값이 문자열 그대로 정확히 일치(Exact Match)해야 합니다. 하지만 음성 인식은 발음이나 주변 소음에 따라 “사과”가 “사가”로 인식될 수도 있습니다.

이 프로젝트는 SentenceTransformer 모델(jhgan/ko-sroberta-multitask)을 사용하여 이 문제를 해결했습니다.

# project_lock.py
from sentence_transformers import SentenceTransformer
model = SentenceTransformer('jhgan/ko-sroberta-multitask')

# 비밀번호 설정 시 임베딩 벡터 저장
wr.writerow([filename, file, file, list(model.encode(file))])

비밀번호를 텍스트 그대로 저장하는 것이 아니라, AI 모델을 거쳐 임베딩 벡터(Embedding Vector) 형태로 저장합니다. 검증 단계에서는 입력된 음성과 저장된 비밀번호의 코사인 유사도(Cosine Similarity)를 계산하여, 일정 수준 이상 비슷하면 통과시킵니다. 즉, AI가 문맥과 의미를 파악하여 유연하게 대처하는 것입니다.

3. 파일 암호화: RSA의 이상과 XOR의 현실 (Custom_Encode.py)

논문의 제목은 RSA 암호화 알고리즘 구현이지만, 실제 프로젝트 코드(Custom_Encode.py)를 분석해보면 비대칭 키 방식인 RSA 대신 XOR 연산을 이용한 스트림 암호화 방식이 적용되어 있습니다. 이는 개발에 사용된 컴퓨팅 자원이 제한적이여서 테스트 단계에서 XOR을 사용하였다.

논문의 설계 (RSA): 목소리에서 추출한 데이터를 기반으로 Public Key와 Private Key를 생성하여 보안성을 극대화하고자 함. 실제 구현 (XOR): 구현 난이도와 성능 이슈로 인해, 목소리 텍스트를 바이트로 변환 후 파일과 XOR 연산 수행.

# Custom_Encode.py
def c_Encode(address, s):
    byte_s = s.encode('utf-8') # 텍스트(목소리 변환값)를 바이트로 변환
    # ... 파일 읽기 ...
    for i in range(len(temp_line)):
        temp_line[i] ^= byte_s[n] # XOR 연산으로 암호화

사용자의 목소리(STT로 변환된 텍스트)가 암호화의 Key가 되어 원본 파일의 바이트 데이터와 XOR 연산을 수행합니다. 이 방식은 구현이 매우 간단하고 빠르다는 장점이 있지만, 키의 길이가 파일보다 짧을 경우 패턴이 반복되어 보안에 취약해질 수 있다는 단점이 있습니다.

마무리

“대화형 AI 기반 암호화 시스템”은 딱딱한 보안 프로그램에 대화(Conversation)라는 감성을 불어넣은 프로젝트였습니다. AI가 내 말을 알아듣고 파일을 지켜준다는 경험은 사용자에게 새로운 가치를 제공합니다.

앞으로는 이 시스템에 화자 인식(Speaker Verification) 기술을 더해, 단순히 “비밀번호를 말해서”가 아니라 “내 목소리라서” 문이 열리는 진정한 생체 보안 시스템으로 발전시켜보면 좋을것 같습니다.