광학 물리적 복제불가능함수(PUF) 기반 계층형 보안·암호화

Optical physical unclonable functions for hierarchical cryptographic protocols

연구 내용

랜덤 표면 산란과 다공성 광학 태그를 이용해 이미지 센서로부터 고유한 키를 재구성하는 광학 PUF 연구

광학 PUF를 보안 원시 기능으로 활용하기 위해, 관측 불가능성(unobservability)과 장치 고유성(unique optical responses)을 동시에 만족하는 구조를 설계합니다. 시각적으로 숨겨진 다공성 고분자 태그는 파장 의존성을 갖는 다중 Mie 산란을 유도하여 센서 관측에서의 재현성과 차별성을 확보합니다. 또한 랜덤 표면 산란의 스페클 특성을 계층적으로 제어하여 조명 조건만으로 키 길이와 수준을 다중화하는 프로토콜을 구현합니다. 생성된 랜덤 시퀀스를 시드로 활용해 인증과 다단계 이미지 암호화를 수행하는 적용 체계를 제안합니다.

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연구 흐름

초기에는 광학 PUF의 관측 가능성과 복제 저항성을 함께 만족시키는 재료·구조를 탐색하고, 이미지 센서가 획득하는 스펙트럼 및 공간 응답의 고유성을 검증하는 실험을 수행했습니다. 이후 다공성 광학 태그를 통해 렌즈 프리·컴팩트 구성에서의 동작 가능성을 확인하고, 시스템 단위로 파장 의존 키 생성 구조를 확립했습니다. 최근에는 스페클 크기 조절과 계층적 랜덤성 추출을 결합하여 키 스페이스를 고정 사양에서 확장하는 방향으로 연구를 심화하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

계층형 인증 아키텍처
IoT 장치 키 생성
멀티스테이지 이미지 암호화
스페클 기반 키 길이 조절
광학 태그 기반 복제 방지
렌즈 프리 보안 센서 모듈
클론 탐지용 고유성 검증
저비용 암호 원시 기능
네트워크 보안용 키 분배
물리 기반 접근 제어 프로토콜