초소형·저전력 난수발생기...안전한 초연결성 지원 가능
(내외방송=정지원 기자) 해커들이 암호를 풀어 시스템을 해킹할 때 숫자 배열을 예측할 수 없도록 만들 뿐만 아니라 전력 소모량과 점유 면적도 획기적으로 줄인 암호반도체가 개발됐다.
정보화 기술이 고도화됨에 따라 전자 기기 등에 정보 교환이 급증하면서 해킹 공격 또한 빈번하게 발생하고 있다. 전자 기기에서 개인 정보 등 데이터를 안전하게 전송하고 보호하기 위해 보안 기능 강화가 필수적이다.
최양규, 류승탁 KAIST(한국과학기술원) 전기및전자공학부 교수 공동 연구팀이 '해킹 막는 세계 최초 보안용 암호 반도체'를 개발하는 데 최근 성공했다.
이는 100% 실리콘 호환 공정으로 제작된 핀펫(FinFET, 반도체 소자를 3차원 입체구조로 만든 시스템반도체 최신 기술) 기반 보안용 암호 반도체 '크립토그래픽 트랜지스터'다.
인공지능 등 모든 보안 환경에서 가장 중요한 요소는 '난수(우연히 만들어진 수의 집합)발생기'다.
가장 널리 사용되는 '고급 암호화 표준 칩'은 전체 면적의 75%를 차지하고, 에너지 소모량의 85% 이상을 차지하기 때문에 모바일이나 사물인터넷(IoT, 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결)에 탑재가 가능하려면 전력 소모량이 적고, 크기도 작은 난수발생기 개발이 필요하다.
연구팀이 새로 개발한 '크립토그래픽 트랜지스터'는 절연층이 실리콘 하부에 있는 실리콘 온 인슐레이터 기판 위에 제작된 핀펫의 특성인 전위(전기장 내 단위전하가 갖는 위치에너지) 불안정성을 이용해 무작위적으로 0과 1을 예측 불가능하게 내보내는 난수발생기다.
해커가 시스템에 침입했을 때 0과 1의 배열이 매번 다른 결과가 나와 예측할 수 없게 해 차단하는 방식이다. 이 암호 반도체는 현재의 반도체 설비를 이용해 100% 제작이 가능하며 적은 비용으로 빠르게 대량생산이 가능하다.
이번 연구에 참여한 김승일 박사과정은 "암호 반도체로서 초소형, 저전력 난수발생기는 특유의 예측 불가능성으로 보안 기능을 강화해 칩과 칩 간의 통신 보안으로 안전한 초연결성을 지원할 수 있다"고 말했다.
이어 "특히, 기존 연구 대비 에너지와 집적도, 비용 측면에서 탁월한 장점을 갖고 있어 사물인터넷 기기 환경에 적합하다"고 덧붙였다.
김승일 박사과정, 유형진 석사가 공동 저자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 최근 온라인 출판됐다(논문명: Cryptographic transistor for true random number generator with low power consumption).
