“해킹 원천 불가” 초소형 베타 양자난수 발생기 칩 개발

"국방 분야 IoT에 적용 가능"…원자력연·ETRI, 실용화 추진

한국원자력연구원 김종범 박사와 한국전자통신연구원(ETRI) 박경환 박사 공동 연구팀은 베타선 신호에 기반해 해킹이 원천적으로 불가능한 양자난수 발생기 핵심 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

양자난수 발생기는 양자 역학의 특성을 이용해 예측 불가능한 무작위 난수를 만들어내는 장치이다.

컴퓨터, 이동통신 등 다양한 분야에서 정보를 암호화하는 데 사용되는데, 기존에는 알고리즘으로 만든 유사난수를 사용해 해킹될 우려가 있다.

연구팀이 개발한 양자난수 발생기는 방사성 동위원소 니켈-63에서 나오는 베타선 신호의 간격을 이용해 난수를 생성한다.

무작위로 발생하는 신호를 이용해 통계적으로 완벽하게 분산된, 다음 숫자를 예측할 수 없는 완벽한 ‘진성 난수’를 만들 수 있다.

단일 광자를 이용한 신호 추출과 달리 온도나 전원 상태 등 외부 요인 영향도 받지 않아 가장 이상적인 난수라 할 수 있다.

특히 베타선은 에너지가 적어 끊임없이 사용할 수 있기 때문에 난수를 고속으로 생성할 수 있다.

연구팀은 베타 선원 박막 제조기술과 잡음을 줄인 시모스(CMOS·상보성 금속 산화막 반도체) 기술을 적용, 양자난수 발생기 회로를 집적시켜 칩에 넣을 수 있는 수준으로 소형화하는 데 성공했다.

세계에서 가장 작은 수준의 1.5㎜ 크기 칩으로 구현했다.

연구팀은 높은 보안성이 요구되는 국방 분야 사물인터넷(IoT)용 암호시장 진출을 위해 기술 실용화를 추진할 계획이다.

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