복제 불가능한 미로 패턴 통해 복제방지 보안기술 적용 기대

국내 연구진이 코팅기술을 활용하여 먼지만한 구조물에 고유한 미로 문양 만드는 기술을 개발했다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 경희대 박 욱 교수와 서울대 권성훈 교수 연구팀이 수십~수백 마이크로미터(㎛=100만분의 1ｍ)의 아주 작은 크기에서 미로와 같은 복잡한 패턴을 원하는 모양으로 자기조직*할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

기존 리소그래피 공정으로 복잡한 3차원 구조물을 만들기 위해서는 비용이 비싸고 시간이 많이 걸렸다. 따라서 최근에는 2차원 구조물을 3차원 구조물로 변환하는 방법이 주목을 받고 있다. 그 중 주름짐 현상(링클링)을 활용한 자기조직화 방식은 복잡한 문양의 방향성과 위치를 조절하기 어려워 1차원이나 헤링본 패턴 등 단순한 형태에 머물렀다.

연구팀은 주름짐 현상을 통해 미로처럼 복잡한 패턴을 가지는 구조물을 아주 작은 크기에서 원하는 방향으로 제작할 수 있는 새로운 자기조직화 방법을 개발했다.

연구팀은 주름을 유도할 수 있는 작은 홈들이 새겨진 폴리머 기판을 만들고 그 표면을 실리카로 코팅했다. 그 후 이를 건조과정을 통해 수축시켜 폴리머 기판과 실리카 필름 사이의 부정합 변형으로 주름 패턴을 만들어낸 것이다.

전체 방향성은 가이딩 구조물인 작은 홈을 통해 결정이 된다. 예를 들어 홈을 바둑판 모양으로 만들면 직각 문양이 제작된다. 하지만 같은 방향성에서도 각 특징들은 예측 불가능하다. 따라서 같은 가이딩 구조이면서도 각각의 고유 패턴을 가진 구조물로 변환시킬 수 있다. 특히 방향성이 서로 다른 미로 패턴들을(직각·육각형·동심원 등) 동시에 한 구조물 안에 구현하는데 성공했다.

박욱 교수는 "개발한 기술은 자기조직화 방식으로 만들어 낼 수 있는 구조물의 다양성을 넓힐 뿐 아니라, 고유하면서도 복제 불가능한 키를 생성할 수 있는 물리적 복제방지(Physical Unclonable Function) 기술"이라며 "제4차 산업혁명 시대의 핵심이라 할 수 있는 보안 분야에서 보안 강화를 위한 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

한편, 이 연구성과는 미래창조과학부·한국연구재단의 미래유망융합기술파이오니어 사업과 산업통상자원부의 신성장동력장비경쟁력강화사업의 지원으로 수행됐으며, 국제학술지인 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 게재됐다.