한양대 연구진, 진성난수 발생기 개발…딥페이크 판별 기술 확장

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 한양대학교는 융합전자공학부 유호천 교수 연구팀이 광 스파이크 기반의 '진성난수 발생기(PS-TRNG)'를 개발하고, 이를 이미지 위변조(딥페이크) 진단 시스템으로 확장하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.

이번 연구는 광-물질의 상호작용에서 발생하는 자연적인 무작위성을 보안 자원으로 활용해, 해킹이나 복제가 불가능한 하드웨어 기반의 차세대 보안 솔루션을 제시했다는 점에서 주목을 받고 있다.

기존 보안 시스템에서 널리 쓰이는 '의사난수(PRNG)'는 수학적 알고리즘에 기반하기 때문에 구조가 노출될 경우 예측이나 복제가 가능하다는 한계가 있었다.

반면 연구진이 개발한 진성난수 발생기는 외부 알고리즘이 아닌 물리적 현상 자체에서 난수를 추출한다. 구리 바나데이트(CVO) 나노구조와 산화주석 양자점의 이종접합 구조에서 발생하는 불규칙한 전하의 움직임을 이용해, 비복제·비예측적 난수 생성을 가능케 한 것이다.

특히 이번 연구는 이진(binary) 난수를 넘어선 '3진(ternary) 난수'를 구현했다. 생성된 난수는 각 상태가 약 33%인 이상적인 확률 분포를 나타냈으며, 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 국제 표준 난수 검증 전 항목을 통과했다.

나아가 연구진은 해당 기술을 모바일 플랫폼과 연동해 '이미지 위변조 진단 시스템(PTD)'을 구축했다. 촬영된 이미지 내부에 육안으로는 보이지 않는 난수 보안 레이어를 삽입함으로써, 인공지능(AI)를 이용한 딥페이크나 정교한 이미지 편집도 픽셀 단위로 정밀하게 탐지할 수 있음을 증명했다.

유 교수는 "이번 연구는 빛과 물질의 상호작용 자체를 보안 기술로 승화시킨 사례"라며 "향후 이미지 센서와 직접 결합하여 딥페이크 대응, 모바일 보안, 엣지 AI 시스템 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 할 것"이라고 밝혔다.

한편 과기정통부와 정보통신기획평가원(IITP)의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 재료·전자소자 분야 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)' 1월호에 게재됐다. 해당 논문에는 융합전자공학부 서주형·강승미 박사과정생, 박태현 박사, 가천대 유영우 박사과정생이 참여했으며 김영준 가천대 교수, 장병철 경북대 교수가 교신저자로 참여했다.


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