• List
  • Down
  • Up
  • Write
  • Search
IT

[IT] 서울대 공대 남기태 교수-한국과학기술원 최준일 교수 공동 연구팀, 카이랄 나노입자 이용한 새로운 가시광 통신 암호화 기술 개발

숙지니 숙지니
59 3 1
출처 https://www.newswire.co.kr/newsRead.php?no=997702

 서울대학교 공과대학은 재료공학부 남기태 교수와 한국과학기술원(KAIST) 최준일 교수 공동 연구팀이 카이랄 나노입자를 이용해 보안성이 높은 가시광 통신 암호화 기술을 새로 개발했다고 밝혔다.



왼쪽부터 이번 논문의 공동 제1저자인 서울대학교 재료공학부 한정현 학생, 한국과학기술원 전기및전자공학부 한건호 학생, 서울대학교 재료공학부 지아웨이 류 박사

 

왼쪽부터 이번 논문의 공동 제1저자인 서울대학교 재료공학부 한정현 학생, 한국과학기술원 전기및전자공학부 한건호 학생, 서울대학교 재료공학부 지아웨이 류 박사

 

망망대해 어둠 속 길잡이가 되어주는 것은 등대가 비추는 한 줄기 빛이다. 이처럼 빛을 이용한 정보 전달은 인류 역사를 가능하게 한 중요한 통신 방식이었다. 최근에는 높은 주파수와 직진성을 갖는 가시광에 기반한 차세대 통신 기술이 주목받고 있는데, 조명 장치와의 결합이 가능할 뿐 아니라 기존 통신망에 의한 전자기파 오염 우려가 없기 때문이다. 이런 높은 보안성과 빠른 전송 속도가 강점인 가시광 통신은 국소 통신 체제, 특히 군사 작전 현장의 차량, 드론 및 작전 인원 간 통신 체제에 적합하다는 평가를 받고 있다.

빛은 세기와 파장(색상) 이외에도 편광을 통해 방대한 양의 정보를 수송한다. 일례로 편광 필터를 사용한 3D 영화는 각각 다른 편광의 영상 두 편을 관객의 양안에 제공해 입체감을 느끼게 한다. 최근에는 가시광 통신의 보안성과 성능을 향상시키는 시도가 이뤄지고 있는데, 그 일환으로 편광과 관련된 기술, 예컨대 편광의 중첩 특성에 기반한 양자정보통신 기술 등이 도입되고 있다.

서울대-카이스트 공동 연구팀은 이러한 빛의 편광이 나노 물질과의 상호작용을 통해 큰 폭으로 변조될 수 있다는 점에 착안해 이번 연구에서 신소재 기반의 신개념 가시광 통신 암호화 기술을 개발했다. 이 기술의 핵심은 거울로 볼 때에는 대칭구조를 이루고 있지만 겹쳐지지 않는 특성, 즉 카이랄성(chiral性)을 갖는 나노 물질이 편광의 축을 기울이거나 축의 회전성을 큰 폭으로 조정할 수 있다는 점이다. 이미 2018년과 2022년 두 차례에 걸쳐 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’에 ‘세계 최고 수준의 편광 제어 성능을 갖는 카이랄 나노입자의 합성법과 광학 소자화’에 관한 논문을 게재한 바 있는 연구팀은 이 연구 성과를 기반으로 이번에 나노입자에 대한 정보 없이는 복제 및 탈취가 불가능한 가시광 통신 암호화 기술을 제시한 것이다.

이 기술에 이용되는 카이랄 나노입자는 단백질, DNA 등 바이오 분자의 카이랄성을 나노입자의 결정면에 이식시켜 그 구조를 뒤트는 방식으로 만들어진다. 즉 나노입자의 합성 과정에 사용되는 바이오 분자의 완전한 서열 정보 없이는 그 광학적 성질을 모사할 수 없기 때문에 카이랄 나노입자는 가시광 통신에 있어 마치 지문이나 복제가 불가능한 열쇠처럼 기능한다. 따라서 복사 불가능한 나노입자 실물을 보유하고 있는 수신자만이 올바른 정보를 수신할 수 있다. 이 암호화 기술이 드론 등을 운용하는 군사 현장의 포인트-투-포인트 보안 통신 체제에서 특히 활용도가 높으리라 기대를 모으는 이유다.

또한 연구팀은 이번 연구에서 암호화된 편광 정보를 송신할 수 있는 시공간적 편광 제어 소자도 개발했다. 에너지 효율이 높고 편광 빛을 발광하는 양자 나노 막대와 이 빛에 회전성을 부여하는 나노 와이어 물질을 혼합해 3차원 인쇄함으로써 수백 마이크로미터의 공간적 해상도 및 수 나노초의 시간적 해상도, 즉 모든 편광 상태를 제약 없이 표현할 수 있는 픽셀의 편광 제어 소자를 제작해낸 것이다. 송신단은 이 소자를 통해 나노입자의 편광 제어 특성에 적합한 형태로 편광 정보를 암호화해 송출할 수 있다. 이 기술은 향후 폼팩터 프리(Form-factor free)하게 시공간적 편광을 제어하는 소자 양산 원천 기술로도 확대될 수 있다는 평가다.

남기태 서울대 재료공학부 교수는 “신소재 기술과 통신 기술을 적극적으로 결합한 연구가 세계 최초이자 유일의 가시광 통신 암호화 기술을 개발하는 데 주효했다”며 “해당 기술이 국방력 증진에 기여할 뿐 아니라 디스플레이 등 산업 분야에서 빠르게 상용화될 수 있을 것으로 전망된다”고 말했다.

최준일 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “재료공학과 전기공학 전공자의 공동 연구로 이런 훌륭한 연구 성과를 도출할 수 있었다”며 “앞으로 나노입자 기반의 가시광 통신 기술을 더욱 발전시켜 도청이 원천적으로 불가능한 통신 기술을 개발하고자 한다”고 밝혔다.

또한 공동 제1저자로 연구에 참여한 한정현 서울대 재료공학부 학생은 “이번에 개발한 암호화 시스템이 편광에 기반한 광학 정보 전달에 있어 큰 확장성과 파급력을 갖춘 플랫폼으로 작용할 것으로 기대한다”고 말했다.

해당 연구는 국방과학연구소(ADD) 미래도전국방기술개발사업, 한국연구재단 기초연구실지원사업, 그리고 LG 디스플레이 민간지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 그 중요성을 인정받은 연구성과는 지난 9월 27일 최고 권위의 다학제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다.

 

숙지니 숙지니
99 Lv. 198414/200000EXP

지름의 기준 : 기기의 외모, 여캐

헤드폰

 뉴토피아, 서스바라, 스텔스, D9200, NA70P,  네린자작폰, HD620s

 

이어폰

 설월화, 아우라,  페이완, 엠퍼러, 레이븐 LE, 테서렉트, 멘토, 알파Ti, 애니마V2, 튜리티, 쇼막삼, 퍼페츄어일루미네이션, 카구야, ie900, R10, se846, 유메 2, 메이, RE-1 Pro, ew100p,...

 

오픈형 이어폰

 ES-P2, 샤콘느, A8, 오르바나에어, FF5, YE02, U2, X10, YD30, EB2S Pro, YDX, 스노우 로터스, 발포드

 

스탁스

 L500, SRM212, SRS-002

 

거치형, 포터블, 꼬다리

 CMA15, Pro iCAN Sig.

 SP3000, CMA18P, 마스코보 475,  AK300

  문리버2Ti, DC06

 

지나간 것들..

포스텍스 T50 50주년, T50rp mk3

소니 MV1, MDR-1A limited

오디지 LCD2C, Sine

64오디오 U12t, 볼루어

팻프릭 그랜드마에스트로

유니크멜로디 맥스, 메스트mk2

소프트이어스 이니그마

에티모틱 ER4SR

젠하이저 IE800, HD600

AKG N5005, K3003

베이어다이나믹 셀렌토2

JH audio 앤지

엠파이어이어스 브라바도 mk2

씨오디오 브레이버리rb, 유메울트라, 유메, 린코 블랙/화이트

수월우 란, 카토, 아리아2, 스타필드2, 네코

트루스이어 노바, 제로 레드, 홀라

디타 프로젝트M

하이비x에프오디오 프로젝트ACE

에프오디오 스프링

유코텍 RE-3

7Hz 타임리스ae, 소너스

탕주 두보

렛슈어 갈릴레오

바이너리 쇼팽

심갓 ea500

탠치짐 제로, 4U, 오리진

ifi 그리폰

샨링 H7

토핑 E50

모노리스THX888

등등등.. 

 

ReportShareScrap
fadong fadong님 포함 3명이 추천

Comment 1

Comment Write
profile image 1등
오. 완전히 이해했습니다.
하지만 질문받을 마음이 없으니 묻지 말아주세요.
14:16
4일 전
You do not have permission to access. Login
WYSIWYG

Report

"님의 댓글"

Are you sure you want to report this comment?

Comment Delete

"님의 댓글"

I want to Are you sure you want to delete?

Share

Permalink