19ZB1400, Research on True Random Number Generation using Beta Decay,
Park Kyung Hwan
Abstract
요 약 문
I. 제 목 베타붕괴 현상을 이용한 진성난수 생성기술 연구
II. 연구목적 및 중요성 본 연구는 베타 방사성 동위원소의 자연붕괴 현상으로부터 진성난수를 생성하는 기술 확보를 목표로 한다. 자연붕괴로 방출되는 베타입자를 검출하여 랜덤한 신호를 추출하고 난수로 변환함으로써 진성난수를 얻는 연구임
진성난수는 통계적 분포가 편향되지 않고, 다음 숫자를 예측할 수 없으며, 숫자 간 상호 연관성이 없는 난수를 의미한다. 난수는 정보보안, 암호통신 시스템 외에도 모의실험, 게임개발, 표본구성 등 여러 다양한 분야에 사용되고 있기 때문에 완벽한 난수를 생성하는 기술이 매우 중요함
진성난수를 생성하는 기존의 난수발생기는 크고, 고가이며 속도가 느린 단점이 있기 때문에, 이를 극복하는 소형/저가/고속이 모두 가능한'베타선을 이용한 진성난수 생성기술'연구가 중요함
III. 연구내용 및 범위 - 고속 난수생성을 위한 베타소스 사양도출 및 제작 - 저에너지 베타입자 검출을 위한 고감도 반도체소자 개발 - 진성난수생성용 랜덤요소 추출 및 엔트로피 분석 - 저잡음/고감도 아날로그 회로 구현 및 검출펄스 출력 - 베타선 검출펄스를 난수로 변환하는 알고리즘 기술 - 진성난수 검정을 위한 국제표준에 따른 통계성 시험
IV. 연구결과 - 베타입자 검출을 위한 베타소스 최적 사양 - 난수생성용 맞춤형 Ni-63 베타소스 제작 - 난수생성용 저면적 PiN 다이오우드 개발 - 고속난수용 멀티픽셀 베타선 디텍터 제작 - 진성난수용 랜덤요소 추출 및 엔트로피 분석 - 베타선 검출을 위한 저잡음 아날로그회로 개발 - 난수 변환 알고리즘 개발 및 하드웨어 구현 - 국제표준 NIST SP 800-90B 테스트를 통해 엔트로피의 랜덤성 자격 검정 - 국제표준 NIST SP 800-22 테스트를 통해 난수로서의 통계적 자격 검정
V. 활용계획 및 기대성과 사용자 디바이스나 개인용 컴퓨터에서 직접 진성난수를 생성하여 사용할 수 있는 경량 진성난수발생기는 기대 수요가 매우 많은 품목이며, 이에 베타붕괴 현상을 이용한 진성난수 생성기술은 가격, 크기, 속도 측면에서 최고의 경쟁력을 갖고 있기 때문에 관련 시장에서의 활용도가 매우 높음
본 연구는 베타붕괴를 이용하여 난수를 생성하는 세계 최초의 성공사례가 될 것이며, 소형 진성난수생성기 구현이 가능해지기 때문에 보안기능이 필요한 모든 하드웨어 모듈에 본 난수생성기를 탑재할 수 있음
반도체형 소자를 사용하므로 소형화, 저전력소모가 가능하여 소형 보안통신 모듈 (무선센서, IoT 등)용 경량 진성난수 생성 기술 확보
갈수록 빨라지고 있는 컴퓨터 처리속도에 대응할 수 있는 고속의 진성난수 생성기를 내장함으로써 암호모듈에서 발생되는 처리지연 해소할 수 있음
Copyright Policy
ETRI KSP Copyright Policy
The materials provided on this website are subject to copyrights owned by ETRI and protected by the Copyright Act. Any reproduction, modification, or distribution, in whole or in part, requires the prior explicit approval of ETRI. However, under Article 24.2 of the Copyright Act, the materials may be freely used provided the user complies with the following terms:
The materials to be used must have attached a Korea Open Government License (KOGL) Type 4 symbol, which is similar to CC-BY-NC-ND (Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives License). Users are free to use the materials only for non-commercial purposes, provided that original works are properly cited and that no alterations, modifications, or changes to such works is made. This website may contain materials for which ETRI does not hold full copyright or for which ETRI shares copyright in conjunction with other third parties. Without explicit permission, any use of such materials without KOGL indication is strictly prohibited and will constitute an infringement of the copyright of ETRI or of the relevant copyright holders.
J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
If you have any questions or concerns about these terms of use, or if you would like to request permission to use any material on this website, please feel free to contact us
KOGL Type 4:(Source Indication + Commercial Use Prohibition+Change Prohibition)
Contact ETRI, Research Information Service Section
Privacy Policy
ETRI KSP Privacy Policy
ETRI does not collect personal information from external users who access our Knowledge Sharing Platform (KSP). Unathorized automated collection of researcher information from our platform without ETRI's consent is strictly prohibited.
[Researcher Information Disclosure] ETRI publicly shares specific researcher information related to research outcomes, including the researcher's name, department, work email, and work phone number.
※ ETRI does not share employee photographs with external users without the explicit consent of the researcher. If a researcher provides consent, their photograph may be displayed on the KSP.