블로그ㅣ머신러닝(ML) 모델, 가드레일이 필요하다

2021.12.23 David Tennenhouse | CIO

심층 신경망(Deep Neural Network; DNN)이 많이 사용됨에 따라 기업들은 사실상 전문 연구진조차 완전히 이해하지 못하는 기술을 점점 더 활용하고 있다. 안전하고 예측할 수 있는 운영 환경을 보장하려면 ‘가드레일’이 필요하다.

AI와 ML이 엔터프라이즈 기술 개발에서 갈수록 중요한 역할을 할 것이고, 향후 몇 년간 수많은 기업 이니셔티브를 지원할 것이라는 데 의심의 여지가 없다.

IDC에 따르면 2021년 전 세계 AI 시장(소프트웨어, 하드웨어, 서비스 포함)의 매출은 미화 약 3,418억 달러에 이를 것으로 예상됐다. 또한 연간 성장률은 18.8%를 기록해, 2024년에는 5,000억 달러를 돌파할 것으로 예측됐다. 이 밖에 오는 2026년까지 기업들의 30%는 AI/ML을 통해 도출한 인사이트를 사용하여 성과를 60%가량 향상시킬 전망이다.

하지만 이러한 낙관론에도 불구하고 ML 채택을 증가시키고 있는 ‘심층 신경망(DNN) 모델’의 숨기고 싶은 비밀이 있다. 연구진이 이 모델의 작동 방식을 정확하게 이해하지 못한다는 것이다.

IT 리더가 운영 기반을 이해하지 못한 채 기술을 적용한다면 나쁜 결과를 초래할 수 있다. 시스템이 편향되거나 예측할 수 없게 되거나 사람들이 쉽게 이해하지 못하는 결과를 도출할 수 있다는 점에서 안전하지 않을 수 있는 것이다.

머신러닝이 미션 크리티컬 애플리케이션에 적용될 때, CIO와 엔지니어링 팀은 ML이 제공할 수 있는 더 나은 결과와 나쁜 결과의 위험 사이에서 선택해야 하는 역설적인 상황에 직면하게 된다. 이는 심지어 도덕적 딜레마가 될 수도 있다.

의료 이미지를 처리하는 데 사용되는 DNN이 일반 의사보다 특정 형태의 암을 더 정확하게 인식할 수 있다고 해보자. 그 결과를 어떻게 달성하는지는 알지 못하더라도 생명을 구하는 긍정적인 효과를 가져올 수 있는 이 기술을 적용할 도덕적인 의무가 있는가?

장기적인 목표는 DNN을 완전히 이해하는 것이지만 그전까지 나쁜 결과가 생명 또는 재산에 위험을 수반할 수 있다면 어떻게 해야 할까?

머신러닝, ‘가드레일’이 필요하다
엔지니어들은 과거에도 이와 비슷한 상황에 직면했었다. 예를 들면 항공공학의 초기 시절에는 기본 물리학이나 항공기 설계 분석을 완전히 이해하지 못했다. 이러한 문제를 보완하기 위해 항공 엔지니어와 테스트 파일럿은 항공기가 안전하게 비행할 수 있는 작동 범위를 식별한 다음 비행 제어 시스템 및 파일럿 교육 등을 통해 항공기가 안전한 범위 내에서만 작동하도록 했다.

이처럼 안전하고 예측할 수 있는 작동 범위를 구축하는 접근 방식을 ML에 적용하면, 머신러닝 모델을 제 궤도에 오르게 하는 한편 안전하지 않거나 예측 불가능한 결과를 도출할 가능성을 최소화하는 가드레일을 만들 수 있다. 안전하고 예측 가능한 ML 시스템을 구축할 때 고려해야 할 5가지 접근 방식은 다음과 같다.

1. 안전하다고 간주되는 모델 출력 범위를 식별한다
안전한 출력 범위가 확인되면, 출력이 항상 원하는 범위 내에 들어가는 안전한 입력 세트를 식별하기 위해 모델을 역방향으로 작업할 수 있다.

2. 모델의 ‘전면’에 가드레일을 설치한다
안전한 입력 범위를 알았다면 모델 앞에 소프트웨어 가드레일을 설치하여 안전하지 않은 곳으로 이동하는 입력은 표시되지 않도록 할 수 있다. 모델이 특정 출력에 어떻게 도달하는지는 정확하게 알지 못하더라도 출력이 항상 안전하다는 것은 알 수 있다.

3. 예측 가능한 결과를 생성하는 모델에 집중한다
출력을 안전한 범위 내로 유지하는 것 외에도, 모델이 출력 범위의 한 부분에서 다른 부분으로 크게 벗어나는 결과를 생성하지 않도록 해야 한다. 특정 클래스의 DNN에서 입력이 약간만 바뀌면 출력도 그에 비례해 변경되고 출력 범위의 완전히 다른 부분으로 예기치 않게 점프하지 않을 수 있도록 할 수 있다.

4. 모델을 안전하고 예측할 수 있도록 학습시킨다
연구진은 모델의 패턴 인식 기능을 손상시키지 않으면서도 위의 분석을 수행할 수 있도록 DNN의 학습 방식을 변경하는 방법을 찾고 있다.

5. 민첩성을 유지한다
이 분야는 빠르게 발전하기 때문에 ML 아키텍처에 가드레일을 구축하는 한편 신기술을 사용할 수 있게 되면 이를 발전시키고 개선할 수 있는 민첩성을 유지해야 한다.

IT 리더들의 당면 과제는 (자신이) 개발 및 배포한 ML 모델을 제어할 수 있도록 하는 것이다. DNN의 작동 방식을 완전히 이해할 수 있게 될 때까지, 가드레일을 설정하는 것은 중요한 중간 단계다.

* David Tennenhouse는 VM웨어(VMWare)의 수석 연구원이다. ciokr@idg.co.kr

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머신러닝 인공지능 심층 신경망 DNN

“유료 VPN, 분명한 가치 있다” VPN 선택 가이드

VPN (가상 사설 네트워크, Virtual Private Network)은 인터넷 사용자에게 개인 정보 보호와 보안을 제공하는 중요한 도구로 널리 인정받고 있다. VPN은 공공 와이파이 환경에서도 데이터를 안전하게 전송할 수 있고, 개인 정보를 보호하는 데 도움을 준다. VPN 서비스의 수요가 증가하는 것도 같은 이유에서다. 동시에 유료와 무료 중 어떤 VPN을 선택해야 할지 많은 관심을 가지고 살펴보는 사용자가 많다. 가장 먼저 사용자의 관심을 끄는 것은 별도의 예산 부담이 없는 무료 VPN이지만, 그만큼의 한계도 있다. 무료 VPN, 정말 괜찮을까? 무료 VPN 서비스는 편리하고 경제적 부담도 없지만 고려할 점이 아예 없는 것은 아니다. 보안 우려 대부분의 무료 VPN 서비스는 유료 서비스에 비해 보안 수준이 낮을 수 있다. 일부 무료 VPN은 사용자 데이터를 수집해 광고주나 서드파티 업체에 판매하는 경우도 있다. 이러한 상황에서 개인 정보가 유출될 우려가 있다. 속도와 대역폭 제한 무료 VPN 서비스는 종종 속도와 대역폭에 제한을 생긴다. 따라서 사용자는 느린 인터넷 속도를 경험할 수 있으며, 높은 대역폭이 필요한 작업을 수행하는 데 제약을 받을 수 있다. 서비스 제한 무료 VPN 서비스는 종종 서버 위치가 적거나 특정 서비스 또는 웹사이트에 액세스하지 못하는 경우가 생긴다. 또한 사용자 수가 늘어나 서버 부하가 증가하면 서비스의 안정성이 저하될 수 있다. 광고 및 추적 일부 무료 VPN은 광고를 삽입하거나 사용자의 온라인 활동을 추적하여 광고주에게 판매할 수 있다. 이 경우 사용자가 광고를 보아야 하거나 개인 정보를 노출해야 할 수도 있다. 제한된 기능 무료 VPN은 유료 버전에 비해 기능이 제한될 수 있다. 예를 들어, 특정 프로토콜이나 고급 보안 기능을 지원하지 않는 경우가 그렇다. 유료 VPN의 필요성 최근 유행하는 로맨스 스캠은 인터넷 사기의 일종으로, 온라인 데이트나 소셜 미디어를 통해 가짜 프로필을 만들어 상대를 속이는 행위다. 이러한 상황에서 VPN은 사용자가 안전한 연결을 유지하고 사기 행위를 방지하는 데 도움이 된다. VPN을 통해 사용자는 상대방의 신원을 확인하고 의심스러운 활동을 감지할 수 있다. 그 외에도 유료 VPN만의 강점을 적극 이용해야 하는 이유는 다음 3가지로 요약할 수 있다. 보안 강화 해외 여행객이 증가함에 따라 공공 와이파이를 사용하는 경우가 늘어나고 있다. 그러나 공공 와이파이는 보안이 취약해 개인 정보를 노출할 위험이 있다. 따라서 VPN을 사용하여 데이터를 암호화하고 개인 정보를 보호하는 것이 중요하다. 서프샤크 VPN은 사용자의 개인 정보를 안전하게 유지하고 해킹을 방지하는 데 유용하다. 개인 정보 보호 인터넷 사용자의 검색 기록과 콘텐츠 소비 패턴은 플랫폼에 의해 추적될 수 있다. VPN을 사용하면 사용자의 IP 주소와 로그를 숨길 수 있으며, 개인 정보를 보호할 수 있다. 또한 VPN은 사용자의 위치를 숨기고 인터넷 활동을 익명으로 유지하는 데 도움이 된다. 지역 제한 해제 해외 여행 중에도 한국에서 송금이 필요한 경우가 생길 수 있다. 그러나 IP가 해외 주소이므로 은행 앱에 접근하는 것이 제한될 수 있다. VPN을 사용하면 지역 제한을 해제해 해외에서도 한국 인터넷 서비스를 이용할 수 있다. 따라서 해외에서도 안전하고 편리하게 인터넷을 이용할 수 있다. 빠르고 안전한 유료 VPN, 서프샤크 VPN 뛰어난 보안 서프샤크 VPN은 강력한 암호화 기술을 사용하여 사용자의 인터넷 연결을 안전하게 보호한다. 이는 사용자의 개인 정보와 데이터를 보호하고 외부 공격으로부터 사용자를 보호하는 데 도움이 된다. 다양한 서버 위치 서프샤크 VPN은 전 세계 곳곳에 여러 서버가 위치하고 있어, 사용자가 지역 제한된 콘텐츠에 액세스할 수 있다. 해외에서도 로컬 콘텐츠에 손쉽게 접근할 수 있음은 물론이다. 속도와 대역폭 서프샤크 VPN은 빠른 속도와 무제한 대역폭을 제공하여 사용자가 원활한 인터넷 경험을 누릴 수 있도록 지원한다. 온라인 게임, 스트리밍, 다운로드 등 대역폭이 필요한 활동에 이상적이다. 다양한 플랫폼 지원 서프샤크 VPN은 다양한 플랫폼 및 디바이스에서 사용할 수 있다. 윈도우, 맥OS, iOS, 안드로이드 등 다양한 운영체제 및 디바이스에서 호환되어 사용자가 어디서나 안전한 인터넷을 즐길 수 있다. 디바이스 무제한 연결 서프샤크 VPN은 무제한 연결을 제공하여 사용자가 필요할 때 언제든지 디바이스의 갯수에 상관없이 VPN을 사용할 수 있다.

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