연구성과

외부 환경 변화에도 안정적 인증 가능한 보안기술 개발

반도체소자 분야 세계 최고 권위 학술대회 IEDM 2022에서 발표

▲ 전기컴퓨터공학과 박진우 석사과정생, 김형진 전자공학과 교수.

전자공학과 김형진 교수팀이 메모리 반도체 기반의 고신뢰성 하드웨어 보안기술을 개발했다.

김형진 교수팀은 해당 연구로 최근 미국 샌프란시스코에서 열린 반도체 분야 학술대회인 ‘국제전자소자학회(International Electron Devices Meeting: IEDM)’에서 논문을 발표했다. IEDM은 VLSI(Very Large Scale Intergrated Circuit), ISSCC(International Solid-State Circuits Conference)와 더불어 세계 3대 반도체 학회로 손꼽히는 반도체소자 분야 최고 권위의 학술대회다.

연구팀은 차세대 메모리 기술 중 하나인 멤리스터 소자의 전류 메커니즘을 조절해 신뢰성이 높으면서 물리적 복제가 불가능한 함수 기술을 개발했다.

물리적 복제불가 함수는 반도체 제조공정의 예측 불가한 산포특성을 활용한 하드웨어 보안기술로, 외부 환경에 대한 안정적인 인증과정이 필수적이다. 하지만 반도체소자는 일반적으로 온도에 따라 전류 흐름이 달라질 수 있기 때문에 인증과정에서 오류가 발생할 수 있다. 김 교수팀은 이를 온도에 대한 의존성이 없는 터널링 현상을 활용해 크게 개선했다.

이번 연구성과는 우리나라가 경쟁력을 보유한 메모리 반도체 기반 컴퓨팅(processing-in-memory: PIM) 기술 중 하나인 만큼 관련 핵심기술 개발이 이어지면 신시장 창출 및 선점에 유리하게 작용할 수 있을 것으로 기대된다.

연구책임자인 김형진 전자공학과 교수는 “사물인터넷 시대에서 요구되는 보안, 인증 기술을 위해 각 단말기기에 내장될 수 있는 물리적 복제불가 함수의 개발은 필수적이다”라며 “앞으로도 메모리 반도체 기반의 컴퓨팅 기술에 관한 연구를 수행해 국가 기술경쟁력 제고에 이바지하겠다”라고 말했다.

한편, 이번 연구(논문명: Highly Reliable Physical Unclonable Functions using Memristor Crossbar with Tunneling Conduction)는 한국연구재단의 우수신진연구 및 PIM인공지능반도체핵심기술개발(소자)사업, 4단계 BK21 사업(ICT-미래자동차 융합 교육연구단)의 지원으로 수행됐다.