국내 연구진들이 자연계의 구조색 원리를 모사한 '복제 불가능 광학지문' 기술을 개발했다. 이 기술은 디자인 손상없이 위·변조를 차단할 수 있어 정품 인증과 보안에 혁신을 가져올 것으로 기대된다.
광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수와 한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 송영민 교수팀은 나비 날개나 해조류 잎에 존재하는 '준질서' 나노구조에서 착안해 무작위성과 고유성을 갖춘 고차원 광보안 소자를 구현하는데 성공했다고 22일 밝혔다.
연구팀은 금속거울 위에 유전체(HfO2)를 증착한 뒤, 수십 나노미터 크기의 금 나노입자를 자가조립해 플라즈모닉 메타표면을 제작했다. 이 구조는 육안으로는 일정한 색상을 띠지만, 고배율 광학 현미경으로 관찰하면 영역마다 다른 무작위 산란 패턴, 즉 '광학지문'이 나타난다.
특히 기존 물리적 복제 불가 함수(PUF) 기술이 가진 외부 노출과 색상 조절 한계를 극복하며, 동일해 보이는 외형에 내부 무작위성을 부여할 수 있게 됐다. 이를 통해 의약품, 반도체, 고급 소비재 등 다양한 실물 제품에 삽입할 수 있는 보안 인증 방식으로 활용이 가능하다.
PUF 키 500개 이상을 분석한 결과, 평균 비트 값은 0.501, 해밍 거리 평균은 0.494로 측정돼 고유성과 안정성을 입증했다. 또한 고온·고습·마찰 등 외부 환경에서도 광학 패턴이 유지돼 내구성 역시 확보됐다.
정현호 교수는 "자연의 질서와 무질서가 공존하는 구조를 재현해, 외형은 같아 보여도 복제가 불가능한 광학 정보를 구현했다"며 "국가 보안부터 소비재 인증까지 다양한 분야에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.
송영민 교수는 "기존 보안 라벨이 손상에 취약한 반면, 이번 기술은 구조적 안정성과 보안성을 모두 갖췄다"며 "가시광선 정보와 고유 인증키를 분리할 수 있다는 점에서 보안 인증의 새로운 기준이 될 수 있다"고 강조했다.
이번 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 7월 8일자 온라인에 게재됐다.
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