‘반도체 지문’ 만들어 해킹 막는다…KIST, 암호화 소재 개발

근적외선 원편광 감응 광트랜지스터 개발의 주요 전략에 관한 모식도.[사진 = kist]

스마트폰이나 드론, 무인자동차 등 사물인터넷(IoT)의 보안을 더욱 강화할 수 있는 암호화 소자가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단 임정아, 주현수 박사팀은 부산대학교 고분자공학과 안석균 교수팀과 공동연구를 통해 하드웨어 구조 변경 없이도 보안성능을 크게 강화할 수 있는 암호화 소재를 개발했다고 밝혔다.

IoT 디바이스의 강화된 보안을 위해 주요 보안기술인 하드웨어 기반의 ‘물리적 복제 방지 기능(Physical Unclonable Function, PUF)’에 대한 연구가 활발히 진행되는 추세다. PUF 반도체 칩은 인간의 홍채나 지문처럼 고유의 물리적 코드를 갖고 있다. 제조공정에서 생성되는 미세구조의 편차를 키값으로 갖기 때문에 PUF로 생성되는 보안 키는 랜덤하게 생성돼 고유성을 지니며 복제가 불가능하다. 하지만 더 높은 수준의 안전성을 위해 키가 생성되는 조합의 수를 늘리려면 하드웨어 구조도 바꿔야 하는 한계가 노출된 바 있다.

연구진은 빛이 전파될 때는 전후좌우 다양한 방향으로 진동하면서 나아가게 되는데, 원을 그리며 나선형으로 나아가는 빛인 원편광을 암호화에 활용했다. 이를 통해 소자의 물리적 크기를 바꾸지 않고도 암호화 키 생성에 사용되는 조합의 수를 증가시켜 해킹과 도·감청 등을 원천 차단할 수 있는 PUF 소자를 제작하는 데 성공했다.

연구진이 개발한 광트랜지스터는 광통신, 양자컴퓨팅 등 차세대 광전소자에 사용되는 근적외선 영역의 원편광을 감지할 수 있어 향후 적용 범위가 넓을 것으로 기대된다.

KIST 임정아 박사는 “이번 연구는 원편광 감응 반도체 소자를 이용해 보안성능이 강화된 암호화 소자를 구현했다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다”고 밝혔다. 안석균 부산대 교수는 “이번 결과는 콜레스테릭 액정 고분자 고유의 카이랄 성을 암호화 보안기술에 접목시킨 최초의 연구성과로 액정 고분자의 새로운 응용분야를 제시하였다는 점에서도 중요한 의미가 있다”고 덧붙였다.

연구결과는 소재 분야의 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ (IF: 16.836, JCR 분야 상위 4.678%) 최신호에 게재됐다.