와이파이보다 100배 빠르네…라이파이, 보안까지 잡았다

KAIST·KRISS 협업…'온-디바이스 암호화 광송신 소자'

송신속도와 보안 향상시킨 라이파이 새 플랫폼 기술

[대전=뉴시스] 한국과학기술원(KAIST·카이스트)과 한국표준과학연구원(KRISS)이 친환경 양자점 기반의 '온-디바이스 암호화 광송신 소자'를 개발했다. 개발된 소자의 구조 및 암호화 통신 개요도. (사진=카이스트 제공) 2025.06.24. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 송신속도와 보안을 동시에 만족시킨 라이파이(Li-Fi) 플랫폼을 확보했다.

한국과학기술원(KAIST·카이스트)은 신소재공학과 조힘찬 교수팀이 한국표준과학연구원(KRISS) 임경근 박사와 협력해 차세대 초고속 데이터 통신으로 주목받는 라이파이(Li-Fi)의 실활용을 위한 '온-디바이스 암호화 광통신 소자 기술'을 개발했다고 24일 밝혔다.
 
라이파이는 발광다이오드(LED) 불빛처럼 눈에 보이는 빛인 가시광선 대역(400~800㎔)을 활용한 무선통신 기술ㅣ다. 기존 와이파이(Wi-Fi)보다 최대 100배 빠른 속도를 제공한다.

사용할 수 있는 주파수 할당에 제약이 없고 전파 혼신 문제도 적지만 누구나 접근이 가능해 보안에는 상대적으로 취약하다.

이번에 조 교수팀은 친환경 양자점(독성이 적고 지속 가능한 소재)을 이용해 고효율 발광 트라이오드 소자를 만들었다.

개발된 소자는 전기장을 이용해 빛을 발생시키는 장치다. 투과 전극에 존재하는 아주 작은 구멍인 '핀홀' 영역에 전기장이 집중되고 전극 너머로 투과돼 두 가지 입력 데이터를 동시에 처리할 수 있다.

이 원리로 연구팀은 온-디바이스 암호화 광송신 소자의 핵심 기술을 개발했다. 이 기술은 기기 자체에서 정보를 빛으로 바꾸면서 동시에 암호화할 수 있어 복잡한 별도의 장비 없이도 보안이 강화된 데이터 전송이 가능하다.

외부양자효율(EQE)은 전기를 얼마나 효율적으로 빛으로 변환하는지를 나타내는 지표로 상용화를 위한 기준은 일반적으로 약 20% 수준이다.

이번에 개발된 소자는 17.4%의 EQE를 기록했으며 휘도(luminance)는 스마트폰 올레드(OLED) 화면의 최대 밝기인 2000nit를 크게 웃도는 2만9000nit로 10배 이상의 높은 밝기를 구현했다.

또 연구팀은 '과도 전계 발광 분석법'을 사용해 아주 짧은 시간인 수백 나노초 동안 전압을 순간적으로 인가했을 때 소자에서 발생하는 발광 특성을 분석해 단일소자 내에서 구현되는 이중채널 광변조의 작동 메커니즘도 규명했다.
 
이번 연구는 누구나 접근할 수 있는 가시광 영역대에서 민감한 정보에 보안성을 부여하면서 속도 한계를 극복할 수 있는 통신기술로 기대받고 있다.

카이스트 신소재공학과 신승민 박사과정이 제1 저자로, 조 교수와 임 박사가 공동 교신저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)'에 지난달 30일자로 출판됐다.

조 교수는 "이번 연구에서 기존 광통신 소자의 한계를 뛰어넘어 송신속도를 높이면서도 보안능력을 향상할 수 있는 새로운 통신 플랫폼을 제시했다"며 "추가 장비없이 암호화와 송신을 동시에 구현하는 이번 기술은 향후 보안이 중요한 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 수 있을 것"이라고 말했다.


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