빛만 비추면 전자기기·명품 진위 판별…‘나노지문’ 보안기술 개발

[산업일보]
스마트폰 조명이나 레이저포인터만 비춰도 제품의 진위를 판별할 수 있는 보안기술이 개발됐다. 나노 입자의 무작위 배열로 형성되는 고유 무늬를 하드웨어 보안에 접목한 것으로, 위조는 어렵지만 검증 절차는 빛을 비추는 것으로 간소화돼 향후 정품 인증 및 위조 방지 라벨로 활용될 전망이다.

카이스트(KAIST)는 신소재 공학과 김상욱 교수팀이 성균관대학교 권석준 교수 연구팀과 공동 연구를 통해, 눈에 보이지 않는 작은 입자가 모여 만든 고유한 미세 무늬인 ‘콜로이드 나노 패턴’의 불규칙성을 이용해 간단한 광원만으로 진위를 확인하는 보안 원천기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

최근 인공지능(AI)을 악용한 정교한 사이버 공격이 늘고 양자컴퓨팅 출현으로 기존 암호체계의 한계가 지적되면서, 기기나 제품 고유의 물리적 특성을 지문처럼 이용하는 ‘물리적 복제 방지 기능(PUF)’ 기술이 떠오르고 있다.

초미세 입자들이 우연히 이루는 무작위 배열은 동일한 공정과 재료를 사용하더라도 매번 똑같이 재현하는 것이 매우 어렵다. 연구진은 이러한 특성을 제품의 진위를 확인하는 ‘인공지문’으로 활용할 수 있다고 내다봤다.

그러나 기존 고보안 PUF는 입자 배열의 차이를 확인하기 위해 고가의 정밀 광학 장비나 측정 현미경이 필수적이라는 단점이 있어, 현장에서 정품 여부를 즉시 확인하기는 어려웠다.

연구진은 이러한 문제를 극복하고자 복제 난이도는 높이고 검증 편의성은 쉽게 만드는 방식에 집중했다. 수백 나노미터(nm) 크기의 구형 입자들을 수면 위에서 스스로 모이게 유도해, 매번 각기 다른 위치와 방향을 갖는 나노 무늬를 자연스럽게 형성시켰다. 모래알처럼 작은 알갱이를 바닥에 뿌릴 때마다 서로 다른 모양이 만들어지는 원리와 같다.

이렇게 우연히 만들어진 나노 입자의 배열을 제품을 구별하는 고유한 ‘나노지문’으로 활용하는 것이 연구의 핵심이다.

특히 간편한 판별 방식을 강점으로 제시했다. 손전등처럼 일반적인 광원을 비추면 나노 입자가 놓인 방식에 따라 고유한 색과 반사 무늬가 나타나며, 레이저 포인터를 조사하면 빛이 산란하며 특정한 빛의 무늬를 형성한다.

연구진은 이 두 가지 광학적 특성을 미리 등록해 두고, 실제 제품에서 나타나는 무늬와 대조하는 진위 판별 방법을 구현했다. 하나의 나노지문을 손전등과 레이저라는 두 종류의 빛으로 검증하는 것으로 보안성을 끌어올린 것이다.

연구 과정에서 이 나노 구조를 ▲유연 플라스틱 ▲금속 ▲하이드로겔 등 다양한 표면에 옮겨 붙이는 데 성공했다. 연구진은 사물인터넷(IoT) 및 전자기기의 정품 여부 인증이나 명품·의약품·미술품의 위조 방지 스티커로 사용 예시를 제시했다. 투명 필름에도 적용 가능해 제품의 외관 디자인을 가리지 않는 보안 스티커로 발전할 수 있다고도 기대했다.

김상욱 교수는 보도자료에서 ‘복제가 어려운 무작위 구조를 구현하면서도 손전등과 레이저포인터처럼 간단한 광원으로 빠르고 쉽게 진위를 판별할 수 있게 한 점이 이번 연구의 핵심’이라며 ‘인증 및 위조 방지 라벨 등 일상에서 손쉽게 활용 가능한 차세대 보안 기술로 발전할 수 있을 것’이라고 전했다.