본 논문은 차등적 개인정보 보호(DP) 기반의 확률적 경사 하강법(DP-SGD)의 비효율성 문제를 해결하기 위한 연구입니다. DP-SGD는 경사에 직접 노이즈를 추가하여 개인정보를 보호하지만, 이로 인해 경사 방향에 대한 부정적 영향이 발생하여 비효율적입니다. 기존 연구들은 클리핑이나 개인정보 보호 한계의 증폭 등을 통해 비효율성을 완화하려 했지만 근본 원인을 밝히지는 못했습니다. 본 논문은 DP-SGD를 일반화하고, DP 노이즈가 학습 과정에 미치는 영향을 이론적으로 분석하여 노이즈의 방향 성분이 효율성에 큰 영향을 미치는 반면 크기 성분은 최적화 기법으로 완화 가능함을 밝혔습니다. 기존 DP가 방향에 편향된 노이즈를 추가한다는 점을 밝히고, 기하학적 관점에서 DP-SGD의 섭동이 최적이 아님을 보였습니다. 이를 바탕으로 경사의 방향과 크기를 각각 섭동하는 새로운 기하학적 섭동 전략 GeoDP를 제안하고, MNIST, CIFAR-10 등의 데이터셋과 다양한 모델에 대한 실험을 통해 GeoDP의 효과와 일반성을 확인했습니다.