KR100413363B1 - 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법 및 이를수행하기 위한 시스템 - Google Patents

홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법 및 이를수행하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

광학적 암호화 방식으로서 홀로그래픽 위상 마스크와 암호/해독 코드를 이용하여 정보 보호와 보안 인증이 복합적으로 이루어지도록 함으로서 인터넷 사이트 등 정보 통신망에서의 개인정보 침해, 여권, 신용카드, 각종 카드 등의 위조를 방지하기 위한 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법 및 이를 수행 하기 위한 시스템이 개시된다. 본 발명은 1차 암호화/해독 키로서 암호화 알고리즘에 의해 발생된 암호 코드, 그리고 2차/3차 암호화/해독 키로서 홀로그래픽 위상 마스크를 이용함으로써 동일한 배열, 동일한 해독 코드, 동일한 레이저 광원, 기록 각도, 동일한 홀로그래픽 위상 마스크가 없는 한 동일한 정보가 복원되지도 않고, 판별할 수도 없는 100%에 가까운 성능의 복제불가/정보보호 시스템, 보안 인증 시스템이 구현된다.

Description

홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템{method for the holographic encryption and security authentication and system for performing the same}
본 발명은 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 광학적 암호화 방식으로서 홀로그래픽 위상 마스크와 암호/해독 코드를 이용하여 정보 보호와 보안 인증이 복합적으로 이루어지도록 함으로서 인터넷 사이트 등 정보 통신망에서의 개인정보 침해, 여권, 신용카드, 각종 카드 등의 위조를 방지하기 위한 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 임의의 정보 보호 기술 및 패턴 인증 기술에 대한 필요성은 현재 수많은 통계 자료로부터 알 수 있다. 즉, 미국에서 문서위조 및 도용으로 인한손실이 연간 400억불에 이르고 있으며, 사용되고 있는 여권의 약 30%정도가 위조된 것으로 예측되고 있다. 또한, 전 세계에서 유통, 판매되고 있는 시장제품 중 원래의 상표가 아닌 위조 상품이 연간 250억불 정도 유통되고 있고, 인간에게 가장 중요하게 인식되어야 할 의약품 또한 5%정도가 위조된 상표로 유통되고 있다. 자동차 부품에 있어서도 미국 내에서 연간 위조품에 의한 업체 손실이 약 12억불에 달하고 있고, 이러한 위조품의 사용에 따른 사고율도 점차 증가되고 있다.
이와 더불어, 인터넷 사이트 등 정보 통신망에서도 개인정보 침해가 증가하고 있다. 대한민국 정보통신부 자료에 따르면 정보통신부 산하 개인정보 침해신고센터에 접수된 개인정보 침해 건수는 2000년 4월부터 2000년 12월까지 2297건이나 , 2001년 1월부터 4월까지는 3074건으로 급격히 증가한 것으로 나타났다. 이는 2000년 월 평균 255건이던 신고 건수가 2001년 들어서는 768건으로 무려 3배나 늘어난 수치다.
인터넷을 이용한 전자상거래 및 주식, 각종 금융거래가 이루어짐에 따라 해킹에 대한 관심이 고조되고 있는 가운데, 제한 구역의 접근 허가를 위해 관계자를 확인하는 보안 시스템의 기억장치를 도난 당하거나 허가 받지 않은 사람이 보안 시스템 통신망의 전송선을 모니터링 하여 중요한 정보를 취득할 수 있으므로, 중요한 데이터를 보호하기 위해 정보 보호는 필수적인 일이 되고 있다.
사람이나 제품에 대한 진위 여부를 신빙성 있게 증명할 수 있는 암호화 및 패턴 인증 기술의 수요가 점차 증가되고 있으며, 현재 얼굴, 지문, 홍채, 손 형체 등을 이용한 개인 정보 보호 및 출입 관리 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고있는 실정이다.
현재 신용카드와 여권 등에 널리 이용되고 있는 홀로그램은 사람의 눈에 의해 식별될 뿐만 아니라, 사진 또는 CCD 카메라와 같은 기존의 광 검출기를 이용해 쉽게 검출되어 새로운 신용카드와 여권 등의 위조와 복제가 가능하게 된다. 또한, 각종 카드 및 정보기록장치의 기록은 DES 또는 RSA 알고리즘과 같은 암호화 알고리즘을 이용해 암호화 기능을 추가하였지만, 이러한 내용은 약 2-3일의 시간을 투자하면 해독될 수 있는 내용이므로 해독이 가능하다는 취약점이 있기 때문에 따라서 위조나 복제를 근본적으로 차단할 수 있는 시스템의 설계가 시급히 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 정보 보호, 복제 방지, 보안 인증을 위해 광학적 암호화 방식을 적용하며, 볼 수도 없고, 컴퓨터, 스캐너, 사진 등을 이용해서 복제가 불가능하여 영구히 검색할 수 없는 홀로그래픽 위상 마스크와 암호/해독 코드를 이용하여 정보 보호와 보안 인증을 복합한 암호화 기술을 제공하여 데이터를 암호화하고, 허가받지 않은 사용자로부터 메모리로의 접근을 보호할 수 있게 해주며, 허가받은 사용자만이 메모리로의 접근을 허용하도록 인증 여부를 판별할 수 있게 하며, 메가 바이트~ 기가 바이트(MByte∼GByte)이상 대용량의 메모리를 가지고 저장 및 판독을 실시간으로 처리할 수 있는 홀로그래피를 이용한 암호화 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 2 목적은 상기한 암호화 방법을 이용하는 암호화된 홀로그래픽 광메모리 및 보안 인증 시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 홀로그래피를 이용한 암호화 방법 및 보안 인증 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 시스템의 동작을 설명하기 위한 시스템도이다.
도 3은 본 발명에 따른 1차 암호화된 정보의 생성 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 홀로그래픽 위상 마스크를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 암호화 방법에 의하여 암호화된 데이터의 판독결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 암호화 방법에 의하여 암호화된 데이터를 해독키를 이용하여 인증여부를 확인한 판독결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 시스템이 적용되는 스마트 카드의 구조를 설명하기 위한 시스템도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 암호화 및 기록블럭 200 : 정보 복원
300 : 보안 인증 블록 401 : fp이져 빔
403 : 공간필터 405 : 평행광 렌즈
407 : 빔 분리기 409, 411 : 셔터
410 : 미러 412 : 입력 데이터
413, 415 : 제1 및 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1, HPM2)
417 : 광학 기록매질 418, 419 :퓨리에 변환렌즈
420, 421 : CCD
이와 같은 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
얼굴, 지문, 서명, 문자등 입력 정보를 암호화 알고리즘을 통해 발생된 암호/해독 코드인 1차암호화키, 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)인 2차 암호화키 및 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)인 3차 암호화 키를 이용해 암호화하여 기록 매질에 저장하는 암호화과정;
암호화 과정을 통하여 암호화된 정보를 상기 1차 암호화 키와 동일한 1차 해독키 및 상기 2차 암호화 키와 동일한 2차 해독키를 이용해 암호화된 정보를 복원해 주는 해독과정; 및
암호화 과정을 통하여 암호화된 정보를 상기 1차 암호화 키와 동일한 1차 해독키 및 상기 3차 암호화 키와 동일한 3차 해독키를 이용해 암호화된 정보를 인증하는 보안 인증 과정을 포함한다.
또한, 상기한 제 2 목적을 수행하기 위한 본 발명은,
광원으로 사용되는 단일 파장의 레이저 빔(401)을 평행광으로 변환시키기 위한 공간필터(403) 및 평행광 렌즈(405);
평행광을 홀로그램 기록을 위한 물체파와 참조파로 분리시키기 위한 빔분리기(407);
빔분리기(407)를 통과한 물체파와 참조파를 개,폐시키기 위한 제 1 셔터(409) 및 제 2 셔터(411);
제 1 셔터(409)의 후단에 물체파의 통과위치에 위치하는 입력 데이터(412)및 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)(413);
제 2셔터(411)의 후단에 미러(410)를 통하여 참조파의 통과위치에 위치한 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)(415);
제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2) 및 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)(415)를 통과한 물체파 및 참조파가 조사되는 위치에 위치하여 암호화된 정보를 기록하기 위한 광학 기록매질(417);
기록매질(417)의 후단에 위치하여 제 1 셔터(409)가 차단되고, 기록매질(417)에 기록시에 이용된 참조파를 조사받아 암호화된 광학기록매질(417)의 데이터를 해독하며, 퓨리에 변환렌즈(418) 및 제 1 CCD(420); 그리고,
기록매질(417)의 후단에 위치하여 제 2 셔터(411)가 차단되고, 기록매질(417)에 기록시에 이용된 물체파를 조사받아 암호화된 정보 인증 결과를 판별하기 위해서 퓨리에 변환렌즈(419) 및 제 2 CCD(421)를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 홀로그래피를 이용한 암호화 방법 및 보안 인증 방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 시스템의 동작을 설명하기 위한 시스템도이며, 도 3은 본 발명에 따른 1차 암호화된 정보의 생성과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 홀로그래픽 위상 마스크를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 암호화 방법에 의하여 암호화된 데이터의 판독결과를나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 암호화 방법에 의하여 암호화된 데이터를 해독키를 이용하여 인증여부를 확인한 판별결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 시스템이 적용되는 스마트 카드의 구조를 설명하기 위한 시스템도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 시스템은 광학적 암호화 방식을 이용하여 1차, 2차 및 3차 암호화키를 이용해 기록 매체에 기록하는 암호화 및 기록 블럭(100), 암호화 및 기록 블럭(100)을 통하여 기록 매체에 기록된 암호화된 정보를 1차 및 2차 해독키를 이용하여 해독하여 복원하는 정보 복원 블록(200) 및 암호화 및 기록 블럭(100)을 통하여 기록 매체에 기록된 암호화된 정보와 입력된 정보를 1차 및 3차 해독키를 이용해 판별하는 보안 인증 블록(300)으로 구성된다. 암호화 및 기록 블럭(100)과 정보 복원 블록(200)은 암호화된 홀로그래픽 광 메모리 시스템을 구성하며, 암호화 및 기록 블럭(100)과 보안 인증 블록(300)은 보안 인증 시스템을 구성한다.
여기서, 1차 암호화 키는 암호화 알고리즘을 통해 발생된 암호/해독 코드로서, 1차 해독키로도 동작한다. 2차 암호화 키는 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)로서, 2차 해독키로도 동작한다. 3차 암호화 키는 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)로서, 3차 해독키로도 동작된다.
그러므로, 본 발명은 암호화된 정보의 해독을 위해서 해독 키가 되는 홀로그래픽 위상 정보 키를 동일한 파장의 레이저 광원으로 동일한 위치, 동일한 각도로 조사하고, 암호화 알고리즘을 통하여 발생된 해독 키가 되는 유일한 해독 코드로연산하여야만, 기록된 정보가 해독이 되어 저장된 정보의 복원이 가능한 암호화된 홀로그래픽 광 메모리 시스템 및 입력된 정보가 인증된 정보인지를 판별할 수 있게 해주는 보안 인증 시스템을 결합시킨 것이다.
이와 같은 홀로그래피를 이용한 암호화 방법을 구현하기 위한 시스템은 도 2에서 보는 바와 같이, 홀로그래픽 광 메모리의 기록 고밀도성을 고려하여 퓨리에 변환 홀로그램 방식을 이용하여 정보를 기록한다. 즉, 축상의 평면파에 의해 조사되고 볼록렌즈에 의해 퓨리에 변환된 물체파와, 비축의 평면파인 참조파의 중첩에 의한 간섭무늬가 퓨리에 초점면에서 기록 매질에 기록되는 방식이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 먼저, 얼굴, 지문, 서명, 문자, 숫자, 주민등록번호, 혈액형과 같은 아날로그 데이터의 입력 정보(510)는 암호 코드를 이용해 1차 암호화된 디지털 데이터(560)로 변환 처리된다.
입력 정보를 2진 레벨의 디지털 데이터(520)로 변환하고, 임의의 크기의 M×N 행렬로 재배열(530)한 후, 암호화 알고리즘을 통해 발생된 동일한 크기의 M×N 행렬의 암호 코드(540)와 EX-OR 연산(550)함으로써, 2진 레벨의 1차 암호화된 디지털 데이터(560)(ED1)을 생성하게 된다. 이와 같이 생성된 2진 레벨의 1차 암호화된 디지털 데이터(560)가 도 2의 시스템에서 입력 데이터에 위치하게 된다.
본 발명의 암호화 알고리즘은 스트림 암호 기법을 적용하였다. 키 수열 생성기를 통해 발생된 키 수열을 M×N 행렬로 배열하여 1차 암호화키 및 1차 해독키로 사용하였다.
다시 도 2를 참조하면, 단일 파장의 레이저 빔(401)을 광원으로 이용하고,공간필터(403) 및 평행광 렌즈(405)를 통과한 평행광을 홀로그램 기록을 위해 빔분리기(407)에 의해 물체파와 참조파로 분리시킨다. 2차 암호화키임과 동시에 해독 키인 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)(415)를 참조파에 삽입하고, 3차 암호화키임과 동시에 해독 키인 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)(413)를 입력데이터(412)와 밀착시켜서 물체파에 삽입한 다음, 도 3의 과정을 통하여 형성되는 2진 레벨의 1차 암호화된 디지털 데이터(560)를 입력데이터에 놓고, 홀로그래피 기록 방식에 의해 광학 기록 매질(417)에 기록함으로써 2차 및 3차 암호화된 데이터(ED2)가 생성되어 암호화 기록과정이 수행된다.
홀로그래픽 위상 마스크는 기술이 지원되는 범위에서 각 픽셀(pixel) 데이터의 레벨 다중화가 가능하며, 각 픽셀의 크기, 전체 마스크의 크기 또는 픽셀의 갯수를 다양하게 구성함으로써, 암호화/해독 키로서의 성능을 더욱 향상시켜 제작될 수 있다.
암호화 기록과정을 거친후, 암호화된 메모리를 해독하기 위해서는 제 1 셔텨(419)를 닫은 다음, 2차 및 3차 암호화된 데이터를 기록 매질이 놓였던 위치에 삽입하고, 2차 해독 키인 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)을 기록 시에 놓였던 동일한 참조파의 위치에 삽입한 후 레이저 광원을 조사하고, 퓨리에 변환렌즈(418)를 통과시키면, 제1 CCD(420)을 통해 1차 암호화된 데이터를 실시간으로 판독할 수 있는 해독과정이 수행된다.
암호화된 데이터는 CCD, 복사기, 프린터, 카메라 등을 이용해서는 복제될 수 없으며, 동일한 파장을 갖는 레이저 광원을 이용한다하더라도 해독키인 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)가 없으면 2차 및 3차 암호화된 데이터로부터 입력데이터를 해독해낼 수 없다.
즉, 해독키인 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)가 있어야만 2차 및 3차암호화된 디지털 데이터를 해독함으로써 즉, 판독된 입력데이터과 해독 코드를 EX-OR 연산함으로써 입력 정보인 아날로그 데이터를 복원할 수 있게 된다.
또한, 정보인증결과를 판별하기 위해서는 제 2 셔터(411)을 닫은 다음, 2차 및 3차 암호화된 디지털 데이터를 기록 매질이 놓였던 위치에 삽입하고, 해독 키인 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)와 동일한 해독 코드를 이용해 재배열된 디지털 데이터를 입력 데이터의 위치에 삽입한 후 레이저 광원을 조사하여 퓨리에 변환렌즈(419)를 통과시키면, 현재 입력된 데이터의 인증 여부를 제 2 CCD(421)를 통해 수 초에 걸쳐 실시간으로 얻을 수 있는 보안인증과정이 수행된다. 그러므로, 본 발명에 따른 시스템에서는 보안 인증이 확인된 신분 또는 물체에 대해서만 보안된 정보를 열람할 수 있는 권한을 부여하는 시스템으로 발전시킬 수가 있다.
이때, 비교하고자 하는 얼굴, 지문, 서명, 문자, 숫자, 주민등록번호, 혈액형과 같은 정보는 2진 레벨의 디지털 데이터로 변환되고 설계된 M×N 행렬로 재배열된 후, 동일한 해독 코드(1차 해독키)와 EX-OR 연산이 되는 과정이 수행되었을 때에만 실시간으로 보안 인증 결과를 판별할 수 있게 되는 것이다. 만일, 입력 정보가 다르거나 배열된 행렬이 다르거나, 해독 코드가 다르거나, 해독 키 HPM2가 없다면, 인증되지 않은 정보임을 판별할 수 있게 되는 것이다.
CCD 장비 1 대를 통해 암호화된 정보의 해독 결과와 보안 인증 결과를 함께얻을 수도 있다. 보안 인증 결과를 얻을 수 있는 위치는 원점으로부터 f sin θ(f:초점거리, θ:물체파와 참조파 사이의 각도)만큼 천이된 위치이므로, 물체파와 참조파 사이의 각도를 최소화시키거나, 초점거리를 최소화시킴으로써 제1 CCD과 제2 CCD를 2대로 분리시켜 결과를 검출할 필요없이 동일한 CCD 장비를 통해서 두 결과를 함께 획득할 수가 있다. 또한, 해독 과정에서 시스템의 정밀한 정렬이 요구되지만, 이러한 정렬은 시스템 셋업 시간에 단지 한번 필요하다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 이용된 홀로그래픽 위상 마스크로서, 0 또는 π로 분포된 키 수열 디지털 데이터이다. 두 개의 홀로그래픽 위상 마스크는 서로 독립적인 값으로 2진 위상형으로 설계되었고, 2차원 배열로서 화소수는 64×64이며, 각 화소의 크기를 200㎛m간격으로 하여 전체 크기는 12.8mm ×12.8mm으로 제작되었다. 제작된 HPM1을 참조파에 삽입하고, 암호 코드와 연산된 입력 데이터와 제작된 HPM2를 물체파에 삽입하여 기록 매질인 DuPont HRF-150-100 포토폴리머에 암호화된 입력 정보를 기록하였다. 이때의 저장 용량은 한 페이지 당 MBit 단위의 저장 및 판독이 가능하며, 각도 다중화, 이동 다중화, 파장 다중화, 위상 코드 다중화 등의 다중화 방법을 적용하여 여러 페이지를 기록하면, GByte 이상의 저장 및 판독을 실시간으로 처리 가능하다.
도 5는 126㎛m 간격의 디지털 데이터로서, 제1 CCD를 통하여 판독된 판독 데이터이다. 좌측의 그림은 해독 키(HPM1)를 삽입했을 때의 결과로서, 디지털 데이터(ED1)가 복원되었으며, 중간 및 우측의 그림은 해독 키(HPM1)가 없거나, 틀린 해독 키를 이용했을 때의 결과로서, 두 결과 모두 정보가 해독되지 않고 단지잡음만이 얻어짐을 볼 수 있다. 그런 다음, 판독된 디지털 데이터(ED1)과 해독 코드를 EX-OR 연산함으로써 입력 정보인 아날로그 데이터를 복원할 수 있었다.
도 6은 암호화된 정보의 인증 여부를 판별하기 위해, 암호화된 데이터를 포토폴리머가 놓였던 위치에 삽입하고, 물체파에 해독 키(HPM2)와 해독 코드를 이용해 재배열된 디지털 데이터를 입력 데이터에 삽입한 후 조사하면, 좌측의 그림처럼 동일한 정보를 입력하였을 때는 현재 입력된 정보가 인증된 정보임을 나타내고, 중간과 우측의 그림은 해독 키(HPM2)가 없거나, 틀린 해독 코드를 이용했을 때의 결과로서, 현재 입력된 정보가 인증되지 않은 정보임을 알 수 있다.
본 발명에 따른 광학적 암호화 방법 및 보안 인증 시스템은 도 7에서 보는 바와 같이, 스마트 IC 카드에도 적용할 수 있다. 이때 스마트 IC 카드에 적용하기 위한 기록 매질로는 필름 형태의 홀로그램 기록 매질이 적합한데, 그 중에서도 포토폴리머가 가장 적합하다. 그 이유는 기록 매질 중에서도 포토폴리머는 두께가 100 ㎛이하에 불과하고, 화학 처리가 불필요하며, 수백 mJ/cm2의 낮은 에너지로도 기록이 가능하여 기록 시간이 수 초 이내에 불과해 실시간 처리가 가능하며, 고밀도 대용량으로 투과형과 반사형 저장이 모두 가능하기 때문이다. 본 발명에서 제안된 시스템은 해독키를 모른다면 해독이 불가능하다는 최대의 장점을 가지므로, 위조나 복제를 근본적으로 차단할 수 있다.
또한 기존에 제안된 암호화된 메모리 시스템이나 보안 인증 시스템은 각각 정해진 기능만을 수행할 수 있다. 즉, 기존의 암호화된 메모리 시스템은 정보를 암호화하여 기록한 후, 해독키를 이용해 정보를 복호화함으로써 암호화된 정보를 해독할 수 있는 기능만이 있다. 또한, 기존의 보안 인증 시스템은 정보를 암호화하여 기록한 후, 현재 입력된 정보를 기록된 정보와 비교하여 동일한 정보이면 인증된 정보이고, 틀린 정보이면 비인증된 정보임을 상관기를 통해 판별하는 기능만을 목적으로 설계가 된다. 그러나, 본 발명에서 제안된 시스템은 하나의 시스템을 설계하여 암호화된 메모리 시스템과 보안 인증 시스템으로서의 두가지 역할을 모두 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학적 암호화 및 인증 방법 및 시스템은 실시간 처리, 대용량 저장, 빠른 전송률, 병렬 처리로서 기록 및 판독될 수 있고, 정보를 키에 의해 암호화하고 복호화함으로써 정보보호 기능이 부여되며, 입력된 정보가 저장된 정보와 동일한지 아닌지를 실시간으로 판별 가능하다.
또한, 기존에 제안된 발명 방식에 비해 암호화 키의 개수를 증가시킴에 따라 정보보호 기능을 위한 암호화 성능이 월등히 향상되고, 기록 매질로서 성능이 우수하여 최근 각광받고 있는 포토폴리머를 이용함으로써 실시간 암호화 시스템이 구현 가능하고, 스마트 IC 카드에도 적용 가능하며, 1차 암호화/해독 키로서 암호화 알고리즘에 의해 발생된 암호 코드, 그리고 2차/3차 암호화/해독 키로서 홀로그래픽 위상 마스크를 이용함으로써 동일한 배열, 동일한 해독 코드, 동일한 레이저 광원, 기록 각도, 동일한 홀로그래픽 위상 마스크가 없는 한 동일한 정보가 복원되지도 않고, 판별할 수도 없는 100%에 가까운 성능의 복제불가/정보보호 시스템, 보안 인증 시스템이 구현된다.
그리고, 홀로그래픽 위상 마스크 개수의 증가와 홀로그래픽 위상 마스크 각각의 크기의 변화 및 홀로그래픽 위상 마스크의 위상 레벨 조절에 따른 개선된 성능의 비율은 거의 무한하기 때문에, 완벽한 복제 방지 및 정보보호 시스템을 구성할 수 있고, 하드웨어와 소프트웨어의 큰 변화없이 정보 보호 기능과 보안 인증 기능이 멀티로 이뤄지는 단일 시스템을 설계함으로써 2가지 기능을 겸용해서 사용하는 복합 패키징 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 MByte∼GByte 이상의 저장 및 판독을 실시간으로 처리할 수 있어 여러 장의 카드를 소지할 필요없이 한 장의 스마트 카드에 모든 정보를 저장할 수 있으므로 단지 한 장의 카드만을 소지하면 되는 편리함을 제공하게 된다. 즉, 저장 용량이 작다는 문제점을 해결하는 동시에 카드의 개수를 현저히 줄일 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.

Claims (6)

  1. ⅰ)얼굴, 지문, 서명, 문자등 입력 정보를 암호화 알고리즘을 통해 발생된 암호/해독 코드인 1차암호화키, 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)인 2차 암호화키 및 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)인 3차 암호화 키를 이용해 암호화하여 기록 매질에 저장하는 암호화과정;
    ⅱ)상기 암호화 과정을 통하여 암호화된 정보를 상기 1차 암호화 키와 동일한 1차 해독키 및 상기 2차 암호화 키와 동일한 2차 해독키를 이용해 암호화된 정보를 복원해 주는 해독과정; 및
    ⅲ)상기 암호화 과정을 통하여 암호화된 정보를 상기 1차 암호화 키와 동일한 1차 해독키 및 상기 3차 암호화 키와 동일한 3차 해독키를 이용해 암호화된 정보를 인증하는 보안 인증 과정을 포함하는 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 ⅰ단계의 암호화 과정은 얼굴, 지문, 서명. 숫자등과 같은 아날로그 데이터를 2진 레벨의 디지털 데이터로 변환하고, 임의의 크기의 M×N 행렬로 재배열한 후, 암호화 알고리즘을 통해 발생된 동일한 크기의 M×N 행렬의 암호 코드와 EX-OR 연산하여, 1차 암호화키 및 1차 해독키로 사용되는 디지털 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 단계에서 생성된 상기 디지털 데이터를 입력데이터로 하고, 2차 암호화키임과 동시에 2차 해독 키인 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)를 참조파에 삽입하고, 3차 암호화키임과 동시에 3차 해독 키인 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)를 물체파에 삽입한 다음, 상기 디지털 데이터를 홀로그래피 기록 방식에 의해 기록 매질에 기록함으로써 2차 및 3차 암호화된 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 ⅱ단계의 해독과정은 상기 2차 및 3차 암호화된 데이터를 기록 매질이 놓였던 위치에 삽입하고, 상기 2차 해독 키인 상기 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)을 기록 시에 놓였던 동일한 참조파의 위치에 삽입하고, 레이저 광원을 조사한 다음 제1 CCD을 통하여 이를 촬영하여 상기 1차 암호화된 데이터를 해독하는 과정인 것을 특징으로 하는 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 ⅲ단계의 보안 인증 과정은 상기 2차 및 3차 암호화된 데이터를 기록 매질이 놓였던 위치에 삽입하고, 상기 3차 해독 키인 상기 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)를 기록 시에 놓였던 동일한 물체파의 위치에 삽입하고, 레이저 광원을 조사한 다음 제 2 CCD을 통하여 이를 촬영하여 상기 1차 암호화된 데이터를 인증하는 과정인 것을 특징으로 하는 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증 방법.
  5. 광원으로 사용되는 단일 파장의 레이저 빔(401)을 평행광으로 변환시키기 위한 공간필터(403) 및 평행광 렌즈(405);
    상기 평행광을 홀로그램 기록을 위한 물체파와 참조파로 분리시키기 위한 빔분리기(407);
    상기 빔분리기(407)를 통과한 물체파와 참조파를 개,폐시키기 위한 제 1 셔터(409) 및 제 2 셔터(411);
    상기 제 1 셔터(409)의 후단에 위치하고, 상기 물체파의 통과위치에 위치한입력 데이터(412) 및 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2)(413);
    상기 제 2셔터(411)의 후단에 미러(410)를 통하여 참조파의 통과위치에 위치한 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)(415);
    상기 제 2 홀로그래픽 위상 마스크(HPM2) 및 상기 제 1 홀로그래픽 위상 마스크(HPM1)(415)를 통과한 물체파 및 참조파가 조사되는 위치에 위치하여 암호화된 정보를 기록하기 위한 광학 기록매질(417);
    상기 기록매질(417)의 후단에 위치하여 상기 제 1 셔터(409)가 차단되고, 상기 기록매질(417)에 기록시에 이용된 참조파를 조사받아 상기 암호화된 상기 광학기록매질(417)의 데이터를 해독하며, 퓨리에 변환렌즈(418) 및 제 1 CCD(420); 그리고,
    상기 기록매질(417)의 후단에 위치하여 상기 제 2 셔터(411)가 차단되고, 상기 기록매질(417)에 기록시에 이용된 물체파를 조사받아 상기 암호화된 상기 정보 인증 결과를 판별하기 위해서 퓨리에 변환렌즈(419) 및 제 2 CCD(421)를 포함하는홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 CCD(420)과 제 2 CCD(421)는 물체파와 참조파 사이의 각도를 최소화시키거나, 초점거리를 최소화시킴으로써 암호화된 정보의 해독 결과와 보안 인증 결과를 동시에 획득할 수 있는 단일 CCD장비로 구성됨을 특징으로 하는 홀로그래피를 이용한 암호화 및 보안 인증시스템.
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