국내 연구팀이 사물 인터넷 시대에 정보 유출을 방지할 수 있는 물리 보안키 생성의 실마리를 자연에서 찾았다.

한국연구재단은 GIST의 송영민 교수 연구팀이 누에고치에서 뽑아낸 실크에 존재하는 마이크로-나노 크기의 계층적 구조를 이용해 물리 보안키(Security Key)를 생성하는 방법을 개발했다고 11일 밝혔다.

통상 물리적 복제 불가능 소자(이하 PUF)로 불리는 보안키 기술은 본래 복잡한 반도체 공정을 이용해서 제작했다.

PUF는 동일한 공정방식을 통해 제작된 소자가 전혀 다른 보안키를 생성하도록 하는 기술로 반도체 공정의 미세구조 차이를 이용하여 제작된다.

이번 연구에서 제작된 PUF는 자연계에 존재하는 실크 자체를 이용하기 때문에 별도의 제작공정이 필요 없다.

연구팀이 개발한 실크 기반 물리 보안키는 사물 인터넷 기기 및 말단 사용자(End user)의 강력한 보안 유지를 위한 인증 소자와 데이터 전송 및 저장에 대한 암호화 키(Key) 생성 등의 실마리가 될 것으로 보인다.

또 실크 PUF는 추가적 광학계를 이용하지 않는다.

광학적 현상을 이용해 보안키를 추출·생성할 수 있어 소형화를 기대할 수 있다.

이에 따라 스마트 그리드, IoT와 커넥티드 카에 연동할 경우 효과가 커질 것으로 보인다.

자연계 실크 표면에 LED 빛을 조사하면 실크 내부의 무질서하게 분포되어 있는 나노 및 마이크로 크기의 계층적 구조로 인해 빛이 회절되어 랜덤한 위치에서 모인다.

이 빛을 이미지 센서에서 흡수해 전기신호로 변환하면 0과 1로 이루어진 보안키를 생성할 수 있게 된다.

이 보안키는 미국 국립표준연구소(NIST)의 랜덤성 테스트를 통과했고, 높은 재현성과 랜덤성을 나타내는 것으로 확인됐다.

이번 연구는 △전기 방사△3D 프린팅 기술로 제작돼 습도와 온도에 강한 PUF 개발 가능성이 점쳐진다.

송영민 교수는 “자연계 실크에도 인간의 지문과 같은 고유의 암호키가 있다는 것을 밝혀낸 첫 사례”라고 밝혔다.

한편 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature communications)’에 11일 게재되었다.