복잡한 장비 없이 빛으로 진위 확인…복제 어려운 '인공 지문' 개발

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀이 성균관대학교 권석준 교수 연구팀과 공동으로 무작위로 만들어지는 '콜로이드 나노 패턴'을 이용해 간단한 빛만으로 진위를 확인할 수 있는 새로운 보안 원천기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

기존 고보안 기술인 '물리적 복제 방지 기능(PUF)'은 지문처럼 이용하는 입자들의 배열을 매번 다르게 만들어 사이버 공격 등 위협을 막는다. 그러나 빛의 특성을 정밀 측정하는 전문 장비가 필요한 경우가 많고, 진짜인지를 확인하는 것도 쉽지 않다는 한계가 있다.

연구팀은 복제는 어렵게, 확인은 쉽게 만드는데 주목했다. 수백 나노미터(nm) 크기의 둥근 입자들을 물 위에서 스스로 모이게 하면 입자들이 모이는 위치와 방향이 매번 달라 서로 다른 무늬가 자연스럽게 만들어진다.

같은 알갱이를 같은 방법으로 다시 뿌려도 이전과 완전히 똑같은 위치와 방향으로 놓이기는 어렵다. 연구팀은 이렇게 우연히 만들어진 나노 입자의 배열을 제품을 구별하는 고유한 '나노 지문'으로 활용했다.

이 지문을 읽는 방법도 간소화했다. 스마트폰 손전등처럼 일반적인 빛을 비추면 나노 입자가 놓인 방식에 따라 고유한 색과 반사 무늬가 나타난다. 레이저 포인터를 비추면 빛이 미세한 입자 구조를 만나 여러 방향으로 퍼지면서 또 다른 고유한 빛의 무늬가 나타난다.

연구팀은 제품마다 이렇게 나타나는 두 가지 빛의 무늬를 미리 등록하고 실제 제품에서 나타나는 무늬와 비교해 진위를 확인하는 방식​을 구현했다. 하나의 '나노 지문'을 손전등과 레이저라는 서로 다른 두 종류의 빛으로 확인할 수 있다.

위조하려면 나노 입자의 구조 자체와 빛을 비췄을 때 나타나는 색과 반사 무늬, 레이저를 비췄을 때 나타나는 빛의 무늬까지 모두 똑같이 재현해야 해 복제가 매우 어렵다.

연구팀은 이 나노 구조를 유연한 플라스틱과 금속, 투명 필름, 하이드로겔 등 다양한 표면에 옮겨 붙이는데도 성공했다.

이번 기술은 전자제품과 사물인터넷(IoT) 기기에 각각 고유한 '하드웨어 신분증'을 부여해 정품 여부를 인증하거나 명품·미술품·의약품 등의 진위를 확인하는 위조 방지 라벨로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 투명 필름에도 적용할 수 있어 제품의 디자인이나 외관을 가리지 않는 보안 스티커로도 발전할 수 있다.

향후 스마트폰 카메라나 소형 광학 인증장치와 결합해 판매·물류 현장이나 일반 소비자가 직접 제품의 진위를 확인할 수 있는 형태로 적용 가능할 것으로 연구팀은 보고 있다.

김 교수는 "이번 연구는 복제하기 어려운 무작위 구조를 만들면서도 간단한 도구로 쉽게 진위를 확인할 수 있게 한 것이 핵심"이라며 "전자기기 인증과 위조 방지 라벨 등 일상에서 손쉽게 활용할 수 있는 차세대 보안 기술로 발전할 것으로 기대한다"고 말했다.

KAIST 신소재공학과 양건국 박사와 성균관대학교 화학공학과 임성균 박사과정이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 온라인 게재됐다.

jongseo12@news1.kr