KR101687472B1 - FLEXIBLE chaos nanonet device AND PUF-based SECURITY APPARATUS using FLEXIBLE CHAOS NANONET - Google Patents
FLEXIBLE chaos nanonet device AND PUF-based SECURITY APPARATUS using FLEXIBLE CHAOS NANONET Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 플렉서블 기판 상에 형성되는 복수의 카본나노튜브 및 상기 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이를 포함하는 유연 카오스 나노넷 소자 및 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치를 개시한다.The present invention relates to a method for manufacturing a flexible chaotic nano-device comprising a plurality of carbon nanotubes formed on a flexible substrate and a flexible chaotic nano-element including an electrode array formed on the carbon nanotube and including a plurality of electrodes having a predetermined domain size, Based PUF security device.
Description
본 발명은 유연 카오스 나노넷 소자 및 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플렉서블 기판 상에 형성되는 카본나노튜브의 분자 비대칭성을 이용하여 보안 인증에 활용하는 유연 카오스 나노넷 소자 및 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
정보통신기술이 발달함에 따라 정보통신기술을 의료산업, 헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 및 스마트카 등 다양한 분야에 접목하는 추세이고, 특히, 다양한 분야에서 사용되는 사물을 네트워크로 연결하여 정보를 공유하는 사물 인터넷(IoT, internet of things) 기술을 사용하고 있는 추세이다. As information and communication technology develops, information and communication technology is being applied to various fields such as medical industry, health care, remote meter reading, smart home, and smart car. In particular, It is a trend to use shared Internet (IoT) technology.
예를 들어, 의료산업의 경우 사물기기를 이용하여 환자의 건강 유지에 필요한 건강 정보를 실시간으로 주치의와 공유할 수 있고, 실시간으로 처방 및 대처를 할 수 있다.For example, in the medical industry, it is possible to share the health information necessary for the patient's health maintenance in real time with the principal's physician using the object device, and to prescribe and cope with it in real time.
그러나, 최근에는 각 소스 사물에서 수집된 정보를 목적지 사물로 전송하는 경우, 권한이 없는 사용자가 수집된 정보를 열람하는 보안 사고가 빈번히 발생되고 있으므로, 보안 사고를 해결하기 위한 보안 인증을 사물 인터넷에 적용하여 사용하고 있는 추세이다. However, in recent years, when information collected from each source object is transmitted to a destination object, security incidents where unauthorized users access the collected information frequently occur. Therefore, This is a trend that is being applied.
예를 들어, 의료산업의 경우 환자의 생체 신호 정보 및 병명 내역 정보 등 데이터를 수집하는 소스 사물이 목적지 사물로 해당 데이터를 전송하는 경우, 권한이 있는 사용자가 보안 인증을 통해 목적지 사물에서 데이터를 열람할 수 있다.For example, in a medical industry, when a source object that collects data such as a patient's bio-signal information and a disease history information transmits the corresponding data to a destination object, an authorized user reads data from the destination object through security authentication can do.
보안 인증 방법으로는 비휘발성 메모리에 기반하여 인증에 필요한 키(예를 들어, 비밀키(private key), 공개키(public key) 등) 정보를 저장하고, 저장된 키 정보를 이용하여 보안 인증을 수행하는 하드웨어를 이용한 방법이 있다.The security authentication method includes storing information on a key (for example, a private key, a public key, and the like) necessary for authentication based on the nonvolatile memory, and performing security authentication using the stored key information There is a method using the hardware to do.
그러나, 종래의 하드웨어를 이용한 인증 방법은 해커들이 다양한 메모리 읽기 방법을 통해 비휘발성 메모리에 저장되어 있는 키 정보를 유출하는 문제점이 존재하였다.However, conventional authentication methods using hardware have a problem that hackers leak key information stored in a nonvolatile memory through various memory reading methods.
하드웨어를 이용한 인증 방법의 문제점을 해결하기 위해 최근에 나노물질 기반의 물리적 복제 방지(PUF, physical unclonable function) 회로를 이용하여 물리적으로 복제가 불가능하도록 구현하는 기술이 급부상하고 있다.In order to solve the problem of the hardware authentication method, a technology for realizing the copying by using the nanomaterial-based physical unclonable function (PUF) circuit has been rapidly emerged.
나노물질인 카본나노튜브(CNT, carbon nano tube)는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 신소재로서, 반도체, 평판 디스플레이, 배터리, 초강력 섬유, 생체 센서 및 브라운관 등 다양한 장치에 사용되는 소재이다.CNT (Carbon Nano Tube) is a new material that is formed by connecting six hexagons of carbon and connected to each other. It is used for various devices such as semiconductor, flat panel display, battery, super strong fiber, bio sensor and cathode ray tube. Is the material.
그러나, 카본나노튜브는 성장 온도가 900C 이상이므로, 플라스틱 기판 상에 성장하는데 어려운 결점이 존재한다.
However, since the growth temperature of the carbon nanotubes is 900C or more, there are difficulties in growing on the plastic substrate.
본 발명은 플렉서블 기판에 성장된 카본나노튜브를 형성하는 유연 카오스 나노넷 소자 및 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치를 제공한다.The present invention provides a flexible chaos nanonet device and a flexible chaos nanonet-based PUF security device for forming carbon nanotubes grown on a flexible substrate.
본 발명은 카본나노튜브의 성장 상에서 발생되는 분자 비대칭성을 이용하여 물리적 복제 방지의 고유 특성을 향상시키는 유연 카오스 나노넷 소자 및 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치를 제공한다.The present invention provides a flexible chaos nanonet device and a flexible chaos nanonet-based PUF security device that improves the inherent characteristics of physical copy prevention by utilizing molecular asymmetry generated in the growth of carbon nanotubes.
본 발명은 시그널 패스의 랜덤성을 제공하여 보안 인증의 안정성을 향상 시키는 유연 카오스 나노넷 소자 및 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치를 제공한다.The present invention provides a flexible chaotic nano device and a flexible chaos nano-net based PUF security device that improves the stability of security authentication by providing the randomness of the signal path.
본 발명은 카오스 나노넷 소자의 입출력 단에 다중입력 쉬프트 레지스터를 사용하여 챌린지 비트와 리스폰스 비트간의 대응 관계 경우의 수를 증가시킴으로써, 보안 인증의 안정성을 향상시키는 유연 카오스 나노넷 소자 및 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치를 제공한다.
The present invention relates to a flexible chaos nano-net element and a flexible chaos nano-net element that improve the stability of security authentication by increasing the number of correspondence cases between a challenge bit and a response bit by using a multiple input shift register at the input and output ends of the chaos nano- Based PUF security device.
본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 소자는 플렉서블 기판 상에 형성되는 복수의 카본나노튜브 및 상기 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이를 포함하고, 상기 복수의 카본나노튜브는 상기 전극 어레이로부터 선택되는 임의의 전극 사이에 분자 비대칭성에 대응하는 시그널 패스(signal path)를 제공한다.The flexible chaos nanonet device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of carbon nanotubes formed on a flexible substrate and an electrode array formed on the carbon nanotubes and including a plurality of electrodes having a predetermined domain size And the plurality of carbon nanotubes provide a signal path corresponding to molecular asymmetry between arbitrary electrodes selected from the electrode array.
상기 복수의 카본나노튜브는 슬롯 다이 코팅(slot die coating) 및 메이어 바 코팅(mayer bar coating) 중 적어도 하나의 스프레이 코팅(spray coating) 방식으로 상기 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes may be formed on the flexible substrate by spray coating of at least one of slot die coating and mayer bar coating.
또한, 상기 복수의 카본나노튜브는 경질 기판 상에 희생층이 형성되고, 상기 형성된 희생층 상에 상기 플렉서블 기판이 형성되며, 물과의 접촉을 통하여 상기 플렉서블 기판 및 경질 기판이 분리되어 제조될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes may be formed by forming a sacrificial layer on a hard substrate, forming the flexible substrate on the formed sacrificial layer, and separating the flexible substrate and the hard substrate through contact with water have.
또한, 상기 복수의 카본나노튜브는 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크, 크로스바 네트워크 및, 상기 무작위성 네트워크, 상기 방향성 네트워크 및 상기 크로스바 네트워크를 조합한 네트워크 중 적어도 하나의 형상으로 상기 기판에 형성될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes may be formed on the substrate in a shape of at least one of a random network, a directional network, a crossbar network, and a network combining the random network, the directional network, and the crossbar network.
상기 복수의 카본나노튜브는 선정된 패턴의 에칭 공정에 의하여 생성되는 상기 시그널 패스의 랜덤성을 포함할 수 있다.The plurality of carbon nanotubes may include the randomness of the signal path generated by an etching process of a predetermined pattern.
또한, 상기 복수의 카본나노튜브는 선정된 전극에 전압 인가에 의하여 상기 선정된 전극 주위에서의 금속성이 제거된 것을 특징으로 할 수 있다.The plurality of carbon nanotubes may be characterized in that the metal around the selected electrode is removed by applying a voltage to the selected electrode.
본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 장치는 챌린지 비트를 입력 비트로 변환하는 제1 다중입력 쉬프트 레지스터(MISR, multi input shift resister), 상기 변환된 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택하는 디코더, 상기 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대한 출력 비트를 생성하는 유연 카오스 나노넷 소자, 상기 출력 비트를 리스폰스 비트로 변환하는 제2 다중입력 쉬프트 레지스터 및 주문형 반도체를 이용하여 상기 리스폰스 비트를 공개키 및 비밀키로 생성하는 보안키 생성기를 포함하고, 상기 유연 카오스 나노넷 소자는 플렉서블 기판 상에 형성되는 복수의 카본나노튜브; 및 상기 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이를 포함한다.A flexible chaotic nano-net based physical copy prevention security device according to an embodiment of the present invention includes a first multi-input shift register (MISR) for converting a challenge bit into an input bit, an address associated with the converted input bit A second multi-input shift register for converting the output bit to a response bit, and a second multi-input shift register for converting the output bit to a response bit, And a secret key generator for generating the response bits using a public key and a secret key, wherein the flexible chaos nanonet device comprises: a plurality of carbon nanotubes formed on a flexible substrate; And an electrode array formed on the carbon nanotube and including a plurality of electrodes having a predetermined domain size.
상기 복수의 카본나노튜브는 슬롯 다이 코팅 및 메이어 바 코팅 중 적어도 하나의 스프레이 코팅 방식으로 상기 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes may be formed on the flexible substrate by at least one of a slot die coating method and a Meyer bar coating method.
상기 복수의 카본나노튜브는 경질 기판 상에 희생층이 형성되고, 상기 형성된 희생층 상에 상기 플렉서블 기판이 형성되며, 물과의 접촉을 통하여 상기 플렉서블 기판 및 경질 기판이 분리되어 제조될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes may include a sacrificial layer formed on a hard substrate, the flexible substrate formed on the sacrificial layer formed, and the flexible substrate and the hard substrate separated from each other through contact with water.
본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 복수의 카본나노튜브를 플랙서블 기판 상에 형성하는 단계 및 상기 카본나노튜브 상에 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 카본나노튜브는 상기 전극 어레이로부터 선택되는 임의의 전극 사이에 분자 비대칭성에 대응하는 시그널 패스를 제공할 수 있다.A method of manufacturing a flexible chaotic nano-node device according to an embodiment of the present invention includes: forming a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate; and forming a plurality of electrodes having a predetermined domain size on the carbon nanotubes And forming an electrode array, wherein the plurality of carbon nanotubes can provide a signal path corresponding to molecular asymmetry between any electrode selected from the electrode array.
상기 복수의 카본나노튜브를 형성하는 단계는 슬롯 다이 코팅 및 메이어 바 코팅 중 적어도 하나의 스프레이 코팅 방식으로 상기 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.The forming of the plurality of carbon nanotubes may be performed on the flexible substrate using at least one of a slot die coating method and a Meyer bar coating method.
또한, 상기 복수의 카본나노튜브를 형성하는 단계는 경질 기판 상에 희생층이 형성되고, 상기 형성된 희생층 상에 상기 플렉서블 기판이 형성되며, 물과의 접촉을 통하여 상기 플렉서블 기판 및 경질 기판이 분리되어 제조될 수 있다.The step of forming the plurality of carbon nanotubes may include forming a sacrificial layer on the hard substrate, forming the flexible substrate on the sacrificial layer, separating the flexible substrate and the hard substrate through contact with water, .
본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 장치의 동작 방법은 제1 다중입력 쉬프트 레지스터를 통하여 챌린지 비트를 입력 비트로 변환하는 단계, 디코더를 통하여 상기 변환된 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택하는 단계, 유연 카오스 나노넷 소자를 통하여 상기 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대한 출력 비트를 생성하는 단계, 제2 다중입력 쉬프트 레지스터를 통하여 상기 출력 비트를 리스폰스 비트로 변환하는 단계 및 주문형 반도체를 이용하여 상기 리스폰스 비트를 공개키 및 비밀키로 생성하는 단계를 포함하고, 상기 유연 카오스 나노넷 소자는 플렉서블 기판 상에 형성되는 복수의 카본나노튜브 및 상기 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이를 포함한다.
A method of operating a soft copy nano-net based physical copy protection device according to an exemplary embodiment of the present invention includes converting a challenge bit into an input bit through a first multiple input shift register, Generating an output bit with respect to whether a signal path between the selected electrodes is formed through the flexible chaos nanonet device, outputting the output bit through a second multiple input shift register, And generating the response bit using a public key and a secret key using an application-specific semiconductor, wherein the flexible chaotic nano-node device comprises a plurality of carbon nanotubes formed on a flexible substrate and a plurality of carbon nanotubes And having a predetermined domain size It can be of an electrode array comprising electrode.
본 발명은 플렉서블 기판에 성장된 카본나노튜브를 형성할 수 있다.The present invention can form a carbon nanotube grown on a flexible substrate.
본 발명은 카본나노튜브의 성장 상에서 발생되는 분자 비대칭성을 이용하여 물리적 복제 방지의 고유 특성을 향상시킬 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the intrinsic properties of physical copy prevention by utilizing the molecular asymmetry generated in the growth of carbon nanotubes.
본 발명은 시그널 패스의 랜덤성을 제공하여 보안 인증의 안정성을 향상 시킬 수 있다.The present invention can improve the stability of the security authentication by providing the randomness of the signal path.
본 발명은 카오스 나노넷 소자의 입출력 단에 다중입력 쉬프트 레지스터를 사용하여 챌린지 비트와 리스폰스 비트간의 대응 관계 경우의 수를 증가시킴으로써, 보안 인증의 안정성을 향상시킬 수 있다.
The present invention can improve the stability of the security authentication by increasing the number of correspondence cases between the challenge bit and the response bit by using a multiple input shift register at the input and output ends of the chaos nano element.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 소자를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 플렉서블 기판 상에 복수의 카본나노튜브를 형성하기 위한 슬롯 다이 코팅 장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 플렉서블 기판 상에 복수의 카본나노튜브를 형성하기 위한 메이어 바 장치를 도시한 것이다.
도 4는 경질 기판 및 희생층 상에 플렉서블 기판을 제조하는 공정을 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 복수의 카본나노튜브의 네트워크 형상에 대한 예를 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6f는 복수의 카본나노튜브의 네트워크 형상을 변형한 예를 도시한 것이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 분산된 카본나노튜브의 금속성과 반도체성에 의해 시그널 패스가 생성되는 예를 도시한 것이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 분산된 카본나노튜브에 에칭 패턴을 통하여 시그널 패스가 생성되는 예를 도시한 것이다.
도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 분산된 카본나노튜브에 선정된 전극의 전압 인가를 통하여 시그널 패스가 생성되는 예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지(PUF) 보안 장치를 도시한 블록도이다.
도 9는 도 8의 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 장치를 단일 칩(SOC, system on chip)으로 도시한 예이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.1 shows a flexible chaotic nano-net device according to an embodiment of the present invention.
2 shows a slot die coating apparatus for forming a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate of the present invention.
3 shows a Meyer bar apparatus for forming a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate of the present invention.
Fig. 4 shows a process for manufacturing a flexible substrate on a hard substrate and a sacrificial layer.
5A to 5C show examples of network shapes of a plurality of carbon nanotubes.
6A to 6F show an example in which the network shape of a plurality of carbon nanotubes is modified.
FIG. 7A shows an example in which a signal path is generated by the metallicity and semiconductivity of the dispersed carbon nanotube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7B shows an example in which a signal path is generated through an etched pattern in a dispersed carbon nanotube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7C shows an example in which a signal path is generated by applying voltage to a selected electrode in a dispersed carbon nanotube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a flexible chaos nanonet-based physical copy protection (PUF) security device in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows an example of a flexible chaotic nano-net based physical copy protection device of FIG. 8 as a system on chip (SOC).
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible chaotic nano-net device according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating an operation method of a physical copy protection security apparatus based on a flexible chaos nano-net according to an embodiment of the present invention.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 ""직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.It is to be understood that when an element or layer is referred to as being "on" or " on "of another element or layer, All included. On the other hand, when a device is referred to as "directly on" or "directly above ", it does not intervene another device or layer in the middle.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below 또는 beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이 경우 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. For example, when inverting an element shown in the figure, an element described as " below or beneath "of another element may be placed" above "another element. Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The elements can also be oriented in different directions, in which case spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terminology used herein is a term used for appropriately expressing an embodiment of the present invention, which may vary depending on the user, the intent of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 소자를 도시한 것이다.1 shows a flexible chaotic nano-net device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 유연 카오스 나노넷 소자(100)는 플렉서블 기판(flexible) (미도시), 복수의 카본나노튜브(110) 및 전극 어레이(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a flexible chaotic
플렉서블 기판은 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리에스터(polyester), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethylene napthalate), 테플론(Teflon), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리디메틸 실록산(PDMS, polydimethyl siloxane) 및 여타의 중합체(polymeric) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The flexible substrate may be made of any one of polyimide (PI), polyester, polyethylene naphthalate, Teflon, ) And other polymeric materials.
복수의 카본나노튜브(110)는 플렉서블 기판 상에 형성된다. 보다 상세하게는, 복수의 카본나노튜브(110)는 슬롯 다이 코팅(slot die coating) 및 메이어 바 코팅(mayer bar coating) 중 적어도 하나의 스프레이 코팅(spray coating) 방식으로 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.A plurality of
이하에서는 도 2 내지 도 3을 참고하여 스프레이 코팅 방식을 통한 플렉서블 기판 상에 복수의 카본나노튜브가 형성되는 예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, an example in which a plurality of carbon nanotubes are formed on a flexible substrate through a spray coating method will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 3. FIG.
도 2는 본 발명의 플렉서블 기판 상에 복수의 카본나노튜브를 형성하기 위한 슬롯 다이 코팅 장치를 도시한 것이다.2 shows a slot die coating apparatus for forming a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 카본나노튜브는 슬롯 다이 코팅 장치의 슬롯 다이 코터(230) 및 슬롯 다이(240)를 통하여 플렉서블 기판(210) 상에 선정된 두께로 형성될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes according to the embodiment of the present invention may be formed on the
도 2를 참조하면, 본 발명의 플렉서블 기판 상에 복수의 카본나노튜브를 형성하기 위한 슬롯 다이 코팅 장치는 플렉서블 기판(210)의 이송속도 및 카본나노튜브(220)의 양을 제어함으로써, 플렉서블 기판(210) 상에 선정된 두께의 복수의 카본나노튜브(220)를 형성시킬 수 있고, 롤투롤(roll to roll) 공정을 이용하여 연속적인 공정을 수행할 수 있다. 이 때, 복수의 카본나노튜브(200)는 용액 상태일 수 있다.Referring to FIG. 2, a slot die coating apparatus for forming a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate of the present invention controls the feed rate of the
본 발명의 플렉서블 기판 상에 복수의 카본나노튜브를 형성하기 위한 슬롯 다이 코팅 장치는 슬롯 다이 코터(slot die coater)((230) 및 슬롯 다이(slot die)(240)를 포함할 수 있다.The slot die coating apparatus for forming a plurality of carbon nanotubes on the flexible substrate of the present invention may include a
슬롯 다이 코터(230)는 플렉서블 기판(210)을 진행방향으로 이동하기 위하여 하나 이상의 롤러(roller)를 포함할 수 있다.The slot die
슬롯 다이(240)는 플렉서블 기판(210)의 진행방향과 직교방향 또는 기 설정된 각도방향에 배치될 수 있고, 복수의 카본나노튜브를 배출하기 위하여 홀(hole)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬롯 다이(240)는 만년필에서 잉크가 펜촉 끝 단으로 나오듯이 홀을 통하여 복수의 카본나노튜브를 배출할 수 있다.The slot die 240 may be disposed in a direction orthogonal to the traveling direction of the
실시예에 따라서는, 슬롯 다이(240)는 선정된 위치에 고정되고, 플렉서블 기판(210)이 슬롯 다이 코터(230)를 통하여 이동할 수 있다.
According to an embodiment, the slot die 240 is fixed at a predetermined position, and the
도 3은 본 발명의 플렉서블 기판 상에 복수의 카본나노튜브를 형성하기 위한 메이어 바(Mayer bar) 장치를 도시한 것이다.3 shows a Mayer bar apparatus for forming a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate of the present invention.
도 3을 참조하면, 메이어 바 장치는 가이드 롤(guide roll)(330), 메이어 바 롤(mayer bar roll)(340) 및 복수의 카본나노튜브(320)가 저장된 용액조로 구성될 수 있다. 이 때, 복수의 카본나노튜브(320)는 액체 상태일 수 있다.Referring to FIG. 3, the Meyer bar apparatus may include a
메이어 바 장치는 가이드 롤(330)을 통하여 플렉서블 기판(310)을 진행방향으로 이동시킬 수 있고, 용액조에 담겨 있는 복수의 카본나노튜브(320)를 가이들 롤(330)과 접촉하도록 한다.The Meyer bar apparatus can move the
가이드 롤(330)은 플렉서블 기판(310)을 진행방향으로 회전시키고, 상기 회전에 의해 복수의 카본나노튜브(320)를 가이드 롤(330)의 접촉면에 도포시킬 수 있다. The
또한, 가이드 롤(330)은 회전하면서 플렉서블 기판(310)과 접촉하면서, 가이드 롤(330)의 접촉면에 도포된 복수의 카본나노튜브(320)를 플렉서블 기판(310)에 도포시킬 수 있다.The
메이어 바 롤(340)은 회전하면서, 플렉서블 기판(310)에 도포된 복수의 카본나노튜브(320)의 양을 조절하면서 플렉서블 기판(310) 상에 선정된 두께의 복수의 카본나노튜브(320)가 형성되도록 할 수 있다.
The
전술한 플렉서블 기판은 열에 의해 휘거나 늘어나는 성질이 있어, 복수의 카본나노튜브(110)가 플렉서블 기판 상에 형성하는데 어려운 단점이 존재할 수 있다.The above-described flexible substrate is warped or stretched by heat, and there may be a disadvantage that it is difficult to form a plurality of
따라서, 본 발명의 유연 카오스 나노넷 소자는 상기 단점을 해결하기 위한 플렉서블 기판의 제조 공정이 필요할 수 있다.Therefore, the flexible chaotic nano device of the present invention may require a process for manufacturing a flexible substrate to solve the above-mentioned disadvantages.
도 4는 경질 기판 및 희생층 상에 플렉서블 기판을 제조하는 공정을 도시한 것으로서, 도 4를 참조하면, 플렉서블 기판을 제조하는 공정은 경질 기판(410) 상에 희생층(420)이 형성되는 제조 공정, 형성된 희생층(420) 상에 플렉서블 기판(430)이 형성되는 제조 공정 및 물과의 접촉을 통하여 플렉서블 기판(430)과 경질 기판(410)이 분리되는 제조 공정을 포함할 수 있다.4, a process for manufacturing a flexible substrate on a rigid substrate and a sacrificial layer is described. Referring to FIG. 4, a process for manufacturing a flexible substrate includes the steps of forming a
경질 기판(410)은 반도체 디바이스의 동작층 또는 형태를 유지하고, 고순도에서 결함이 없으며, 전기적 특성이 우수한 실리콘 웨이퍼(Si wafer) 물질을 포함할 수 있고, 단단한 절연체 물질인 유리를 포함할 수 있다.The
희생층(420)은 경질 기판(410)과 플렉서블 기판(430)을 분리시키는 부재로 사용된다. 또한, 희생층(420)은 수용성 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 및 산화게르마늄(Ge2O3) 중 적어도 하나를 포함하고, 경질 기판(410) 상에 스핀 코팅(spin coating)하여 형성될 수 있다.The
플렉서블 기판(430)은 단일층으로 이루어지며, 희생층(420) 바로 위에 형성되어 희생층(420)과 접촉할 수 있다.The
보다 상세하게는, 플렉서블 기판(430)은 희생층(420) 상에 액상의 고분자 물질을 도포 후 스핀 코팅하여 형성될 수 있다.More specifically, the
이 때, 복수의 카본나노튜브는 플랙서블 기판(430) 상에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 카본나노튜브가 플렉서블 기판 상에 안정되게 형성되면, 플렉서블 기판(430)은 희생층(420)과 물과의 접촉을 통하여 경질 기판(410)과 분리될 수 있다.
At this time, a plurality of carbon nanotubes can be formed on the
다시 도 1을 참조하면, 복수의 카본나노튜브(110)는 분자 비대칭성(chirality)을 이용하여 플렉서블 기판에 분산된다.Referring again to FIG. 1, a plurality of
또한, 복수의 카본나노튜브(110)는 선정된 밀도 및 두께를 고려하여 기판에 분산될 수 있다. 선정된 밀도 및 두께는 카본나노튜브의 직경(diameter) 및 분자 비대칭성에 의해 선정될 수 있고, 카본나노튜브가 사용되는 하드웨어의 환경조건, 예를 들어, 온도 변이 및 열화 등의 조건에 따라 다양하게 선정될 수 있다.In addition, the plurality of
카본나노튜브는 나노 크기의 양자적인 효과를 기반으로 산란(scattering)이 없는 초고속 이동도의 장점을 가지는 반면, 대면적 성장 물질들이 균일한 전기 특성을 제공하지 못하는 분자 비대칭성이 존재하는데, 카본나노튜브는 성장 상에 성장 밀도함수, 금속성 및 반도체성이 무작위적으로 나타내는 결점이 존재한다.Carbon nanotubes have the advantage of high-speed mobility without scattering based on the quantum effect of nanoscale, while molecular asymmetry exists in that large-sized growth materials do not provide uniform electric characteristics. The tube has drawbacks that randomly represent growth density function, metallicity, and semiconductivity in the growth phase.
본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 소자(100)는 복수의 카본나노튜브(110)의 분자 비대칭성을 이용하여 보안 인증의 안정성을 향상시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 유연 카오스 나노넷 소자(100)는 복수의 카본나노튜브(110)의 무작위한 경로를 이용하여 보안 인증의 안정성을 향상시킬 수 있다.The flexible chaos
복수의 카본나노튜브(110)는 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크, 크로스바 네트워크 및, 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크 및 크로스바 네트워크를 조합한 네트워크 중 적어도 하나의 형상으로 기판에 분산될 수 있다.The plurality of
이하에서는 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 6f 를 참고하여 복수의 카본나노튜브(110)의 네트워크 형상을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the network shape of the plurality of
도 5a 내지 도 5c는 복수의 카본나노튜브의 네트워크 형상에 대한 예를 도시한 것이다.5A to 5C show examples of network shapes of a plurality of carbon nanotubes.
도 5a는 복수의 카본나노튜브의 무작위성 네트워크 형상을 도시한 것으로서, 도 5a를 참조하면, 복수의 카본나노튜브(110)는 특정 패턴 및 규칙이 없는 무작위성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다. 5A shows a random network shape of a plurality of carbon nanotubes. Referring to FIG. 5A, a plurality of
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브(110)는 선정된 밀도 및 두께를 고려하여 무작위성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다. 선정된 밀도 및 두께는 카본나노튜브의 직경(diameter) 및 분자 비대칭성에 의해 선정될 수 있고, 카본나노튜브가 사용되는 하드웨어의 환경조건, 예를 들어, 온도 변이 및 열화 등의 조건에 따라 다양하게 선정될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a plurality of
도 5b는 복수의 카본나노튜브의 방향성 네트워크 형상을 도시한 것으로서, 도 5b를 참조하면, 복수의 카본나노튜브(110)는 수직 접합 기반의 방향성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.5B shows a directional network configuration of a plurality of carbon nanotubes. Referring to FIG. 5B, a plurality of
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브(110)는 수직접합 기반의 방향성 네트워크 형상으로 기판에 분산됨으로써, 초소형 사물기기의 보안 장치에 사용될 수 있으며, 뛰어난 전계 효과를 나타낼 수 있다.According to one aspect of the present invention, a plurality of
도 5c는 복수의 카본나노튜브의 크로스바 네트워크 형상을 도시한 것으로서, 도 5c를 참조하면, 복수의 카본나노튜브(110)는 가로로 크로싱하는 패턴의 크로스바(crossbar) 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.
5C illustrates a crossbar network configuration of a plurality of carbon nanotubes. Referring to FIG. 5C, a plurality of
도 6a 내지 도 6f는 복수의 카본나노튜브의 네트워크 형상을 변형한 예를 도시한 것이다.6A to 6F show an example in which the network shape of a plurality of carbon nanotubes is modified.
도 6a 및 도 6b는 복수의 카본나노튜브의 무작위성 네트워크와 방향성 네트워크를 조합한 형상을 도시한 것으로서, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 복수의 카본나노튜브(110)는 무작위성 네트워크와 방향성 네트워크를 조합한 형상으로 기판에 분산될 수 있다.6A and 6B illustrate a combination of a random network and a directional network of a plurality of carbon nanotubes. Referring to FIGS. 6A and 6B, a plurality of
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브(110)는 무작위성 네트워크와 방향성 네트워크를 조합하여 이방성 평면의 이중층 형상으로 기판에 분산될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the plurality of
도 6c 및 도 6d는 복수의 카본나노튜브의 방향성 네트워크와 크로스바 네트워크를 조합한 형상을 도시한 것으로서, 도 6c 및 도 6d를 참조하면, 복수의 카본나노튜브(110)는 방향성 네트워크와 크로스바 네트워크를 조합한 형상으로 기판에 분산될 수 있다.6C and 6D illustrate a configuration in which a crossbar network is combined with a directional network of a plurality of carbon nanotubes. Referring to FIGS. 6C and 6D, a plurality of
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브(110)는 방향성 네트워크와 크로스바 네트워크를 조합하여 상부구조 기반의 다수층 형상으로 기판에 분산될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a plurality of
도 6e 및 도 6f는 기하학적 구조를 이용한 복수의 카본나노튜브의 방향성 네트워크 형상을 도시한 것으로서, 도 6c 및 도 6d를 참조하면, 복수의 카본나노튜브(110)는 기하학적 구조의 방향성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.6C and 6D illustrate a directional network shape of a plurality of carbon nanotubes using a geometrical structure. Referring to FIGS. 6C and 6D, a plurality of
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브(110)는 삼중층 또는 삼각 그물구조를 포함하는 기하학적 구조의 방향성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.
According to one aspect of the present invention, the plurality of
다시 도 1을 참조하면, 전극 어레이(120)는 카본나노튜브(110) 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함한다. 선정된 도메인 크기는 보안 칩의 입력 비트에 대한 입력 영역 및 입력 비트에 대응하는 보안 칩의 출력 비트에 대한 출력 영역을 고려한 크기일 수 있다.Referring again to FIG. 1, the
복수의 카본나노튜브(110)는 전극 어레이(120)로부터 선택되는 임의의 전극 사이에 분자 비대칭성에 대응하는 시그널 패스(signal path)를 제공한다. 이 때, 디코더(decoder)가 전극 어레이(120)로부터 임의의 전극을 선택할 수 있다. 상기 디코더는 후술되는 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The plurality of
또한, 시그널 패스는 복수의 카본나노튜브(110)의 분자 비대칭성에 의해 생성될 수 있다. 이하에서는, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 시그널 패스가 생성되는 과정을 설명하기로 한다.
In addition, the signal path can be generated by the molecular asymmetry of the plurality of
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 분산된 카본나노튜브의 금속성과 반도체성에 의해 시그널 패스가 생성되는 예를 도시한 것이다. FIG. 7A shows an example in which a signal path is generated by the metallicity and semiconductivity of the dispersed carbon nanotube according to an embodiment of the present invention.
도 7a를 참조하면 시그널 패스는 복수의 카본나노튜브의 분자 비대칭성에 의해 생성될 수 있고, 상세하게는 시그널 패스는 복수의 카본나노튜브의 금속성(710)과 반도체성(720)을 기반으로 생성될 수 있다.Referring to FIG. 7A, a signal path can be generated by molecular asymmetry of a plurality of carbon nanotubes. Specifically, a signal path is generated based on the
도 7a에 도시된 바와 같이, 시그널 패스는 임의로 선택된 두 전극을 기반으로, 금속성(710) 및 반도체성(720)을 갖는 복수의 카본나노튜브에 대응하여 형성될 수 있다.As shown in Fig. 7A, the signal path can be formed corresponding to a plurality of carbon nanotubes having metallic 710 and semiconducting 720, based on two arbitrarily selected two electrodes.
즉, 금속성(710) 및 반도체성(720)을 갖는 분산된 카본나노튜브의 랜덤성에 기반으로 임의로 선택된 두 전극 사이에 시그널 패스가 형성될 수 있다.That is, a signal path can be formed between two electrodes arbitrarily selected based on the randomness of the dispersed carbon nanotubes having the metallic (710) and semiconducting (720).
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 분산된 카본나노튜브에 에칭 패턴을 통하여 시그널 패스가 생성되는 예를 도시한 것이다.FIG. 7B shows an example in which a signal path is generated through an etched pattern in a dispersed carbon nanotube according to an embodiment of the present invention.
도 7b를 참조하면 본 발명의 시그널 패스는 선정된 에칭 패턴(730)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 분산된 복수의 카본나노튜브는 선정된 에칭 패턴(730)의 에칭 공정에 의하여 생성되는 시그널 패스의 랜덤성을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7B, the signal path of the present invention can be generated by a
선정된 에칭 패턴(730)은 유연 카오스 나노넷 소자에서 복수의 전극의 위치를 고려하여 선정될 수 있고, 상기 선정된 에칭 패턴은 일자 패턴, 교차 패턴, 지그재그 패턴 및 이를 조합한 패턴과 같은 다양한 패턴을 포함할 수 있다.The selected
본 발명의 유연 카오스 나노넷 소자는 에칭 패턴(730)을 통하여 금속성과 반도체성을 갖는 분산된 복수의 카본나노튜브에 분자 비대칭성을 증가시킬 수 있고, 증가된 분자 비대칭성으로부터 시그널 패스의 랜덤성을 제공할 수 있다.The flexible chaos nanonet device of the present invention can increase molecular asymmetry in a plurality of dispersed carbon nanotubes having metallic and semiconducting properties through the
도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 분산된 카본나노튜브에 선정된 전극의 전압 인가를 통하여 시그널 패스가 생성되는 예를 도시한 것이다. FIG. 7C shows an example in which a signal path is generated by applying voltage to a selected electrode in a dispersed carbon nanotube according to an embodiment of the present invention.
도 7c를 참조하면 본 발명의 시그널 패스는 선정된 전극에 전압 인가에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 분산된 복수의 카본나노튜브는 선정된 전극에 전압 인가에 의하여 선정된 전극 주위에서의 금속성이 제거된 영역(740)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7C, the signal path of the present invention can be generated by applying a voltage to a selected electrode. For example, a plurality of carbon nanotubes dispersed may include a
본 발명의 유연 카오스 나노넷 소자는 전극 어레이에 포함되는 복수의 전극 중에 선정된 전극에 전압의 인가를 통하여, 상기 선정된 전극 주위에 위치하는 카본나노튜브의 금속성이 제거된 영역(740)을 포함하도록 하여 시그널 패스의 랜덤성을 제공할 수 있다.
The flexible chaos nanonet device of the present invention includes a
다시 도 1을 참조하면, 유연 카오스 나노넷 소자(100)는 보안 칩의 입력 비트에 연관되어 선택되는 두 개의 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대응하여 보안 칩의 출력 비트를 생성할 수 있다. 입력 비트에 연관된 두 개의 전극은 디코더를 통하여 선택될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the flexible chaotic
보다 상세하게는, 유연 카오스 나노넷 소자(100)는 입력 비트에 연관되어 선택되는 두 개 전극 사이의 금속성과 반도체성에 기반하여 다양한 시그널 패스를 형성할 수 있고, 형성된 시그널 패스에 대응하여 출력 비트를 생성할 수 있다.More specifically, the flexible chaotic
예를 들어, 선택된 두 개의 전극 사이에 시그널 패스가 형성된 경우, 유연 카오스 나노넷 소자(100)는 출력 비트 '1'을 생성할 수 있고, 시그널 패스가 형성되지 않은 경우, 유연 카오스 나노넷 소자(100)는 출력 비트 '0'을 생성할 수 있다.
For example, when a signal path is formed between two selected electrodes, the flexible chaotic
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지(PUF) 보안 장치를 도시한 블록도이다.FIG. 8 is a block diagram illustrating a flexible chaos nanonet-based physical copy protection (PUF) security device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 8은 참조하면, 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치(800)는 제1 다중입력 쉬프트 레지스터(MISR, multi input shift resister)(510), 디코더(820), 유연 카오스 나노넷 소자(830), 제2 다중입력 쉬프트 레지스터(840) 및 보안키 생성기(850)를 포함한다.8, the flexible chaos nanonet-based
제1 다중입력 쉬프트 레지시터(810)는 챌린지(challenge) 비트를 입력 비트로 변환한다. 예를 들어, 제1 다중입력 쉬프트 레지시터(810)는 다수의 플립플롭(flip-flop) 및 카운터(counter)를 사용하여 챌린지 비트를 좌측 또는 우측으로 이동하여 입력 비트로 변환할 수 있다.The first multiple
디코더(820)는 변환된 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택한다. 예를 들어, 디코더(820)는 전극 어레이에 포함된 복수의 전극의 레지스터를 참조하여 변환된 입력 비트에 대응하는 두 개의 전극을 선택할 수 있다.The
실시예에 따라서는 디코더(820)는 선정된 도메인 크기를 고려하여 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택할 수 있다. 상기 선정된 도메인 크기는 입력 비트에 대한 입력 영역 및 입력 비트에 대응하는 출력 비트에 대한 출력 영역을 고려한 크기일 수 있다.Depending on the embodiment, the
유연 카오스 나노넷 소자(830)는 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대한 출력 비트를 생성한다.The flexible chaos
이를 위해 유연 카오스 나노넷 소자(830)는 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 분산된 복수의 카본나노튜브 및 전극 어레이를 포함할 수 있다.To this end, the flexible chaos
플렉서블 기판은 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 테플론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리디메틸 실록산 및 여타의 중합체 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The flexible substrate may comprise at least one of polyimide, polyester, polyethylene naphthalate, Teflon, polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, and other polymers.
복수의 카본나노튜브는 플렉서블 기판 상에 형성된다. 보다 상세하게는, 복수의 카본나노튜브는 슬롯 다이 코팅 및 메이어 바 코팅 중 적어도 하나의 스프레이 코팅 방식으로 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.A plurality of carbon nanotubes are formed on a flexible substrate. More specifically, a plurality of carbon nanotubes may be formed on a flexible substrate by at least one of a slot die coating method and a Meyer bar coating method.
플렉서블 기판은 열에 의해 휘거나 늘어나는 성질이 있으므로, 복수의 카본나노튜브가 플렉서블 기판에 형성하는데 어려운 단점이 존재할 수 있다.Since the flexible substrate has a property of being bent or stretched by heat, there may be a disadvantage that it is difficult to form a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate.
따라서, 본 발명의 유연 카오스 나노넷 소자는 상기 단점을 해결하기 위한 플렉서블 기판의 제조 공정이 필요할 수 있다.Therefore, the flexible chaotic nano device of the present invention may require a process for manufacturing a flexible substrate to solve the above-mentioned disadvantages.
본 발명의 일측에 따르면, 플렉서블 기판을 제조하는 공정은 경질 기판 상에 희생층이 형성되는 제조 공정, 형성된 희생층 상에 플렉서블 기판이 형성되는 제조 공정 및 물과의 접촉을 통하여 플렉서블 기판과 경질 기판이 분리되는 제조 공정을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a process for manufacturing a flexible substrate includes a manufacturing process in which a sacrificial layer is formed on a hard substrate, a manufacturing process in which a flexible substrate is formed on the sacrificial layer formed, This may include a separate manufacturing process.
복수의 카본나노튜브는 분자 비대칭성을 이용하여 플렉서블 기판 상에 분산될 수 있고, 복수의 카본나노튜브는 선정된 밀도 및 두께를 고려하여 무작위성 네트워크 형상으로 기판 상에 분산될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes can be dispersed on the flexible substrate using molecular asymmetry, and the plurality of carbon nanotubes can be dispersed on the substrate in a random network shape in consideration of a predetermined density and thickness.
선정된 밀도 및 두께는 카본나노튜브의 직경 및 분자 비대칭성에 의해 선정될 수 있고, 카본나노튜브가 사용되는 하드웨어의 환경조건, 예를 들어, 온도 변이 및 열화 등의 조건에 따라 다양하게 선정될 수 있다.The selected density and thickness can be selected according to the diameter and molecular asymmetry of the carbon nanotubes and can be variously selected according to the environmental conditions of the hardware in which the carbon nanotubes are used, for example, temperature variation and deterioration have.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브는 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크, 크로스바 네트워크 및, 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크 및 크로스바 네트워크를 조합한 네트워크 중 적어도 하나의 형상으로 기판에 분산될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a plurality of carbon nanotubes may be dispersed on a substrate in a shape of at least one of a random network, a directional network, a crossbar network, and a network combining a random network, a directional network, and a crossbar network.
예를 들어, 복수의 카본나노튜브는 특정 패턴 및 규칙이 없는 무작위성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.For example, a plurality of carbon nanotubes may be dispersed in a substrate in a random network shape without specific patterns and rules.
또한, 복수의 카본나노튜브는 수직접합 기반의 방향성 네트워크 형상으로 기판에 분산됨으로써, 초소형 사물기기의 보안 장치에 사용될 수 있으며, 뛰어난 전계 효과를 나타낼 수 있다.In addition, since the plurality of carbon nanotubes are dispersed on the substrate in the shape of a directional network based on a vertical bonding, they can be used in a security device of an ultra-small object device and exhibit an excellent field effect.
또한, 복수의 카본나노튜브는 가로로 크로싱하는 패턴의 크로스바 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.Further, the plurality of carbon nanotubes may be dispersed on the substrate in a crossbar network shape of a cross-crossing pattern.
전극 어레이는 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 선정된 도메인 크기는 보안 칩의 입력 비트에 대한 입력 영역 및 입력 비트에 대응하는 보안 칩의 출력 비트에 대한 출력 영역을 고려한 크기일 수 있다.The electrode array may be formed on the carbon nanotube and may include a plurality of electrodes having a predetermined domain size. The predetermined domain size may be a size considering an input area for an input bit of the security chip and an output area for an output bit of the security chip corresponding to the input bit.
이 때, 유연 카오스 나노넷 소자(830)는 디코더(820)를 통해 선택된 전극 사이에 분자 비대칭성에 대응하는 시그널 패스를 제공할 수 있고, 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대한 출력 비트를 생성할 수 있다.At this time, the flexible chaos
예를 들어, 유연 카오스 나노넷 소자(830)는 시그널 패스가 연결된 경우, 출력 비트 '1'을 생성할 수 있고, 시그널 패스가 연결되지 않은 경우, 출력 비트 '0'을 생성할 수 있다.For example, the soft chaotic
제2 다중입력 쉬프트 레지시터(840)는 출력 비트를 리스폰스(response) 비트로 변환한다. The second multiple
카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치(800)는 제1 다중입력 쉬프트 레지시터 (510) 및 제2 다중입력 쉬프트 레지시터(840)를 사용하여 챌린지 비트와 리스폰스 비트간의 대응 관계 경우의 수를 기반으로 보안 장치로서 동작할 수 있다.The
보안키 생성기(850)는 주문형 반도체(ASIC, application specific intergrated circuit)를 이용하여 리스폰스 비트를 공개키 및 비밀키로 생성한다. 주문형 반도체는 공개키 및 비밀키를 포함하는 비대칭키를 연산하는 모듈을 포함할 수 있다.The
예를 들어, 보안키 생성기(850)는 타원곡선 암호(ECC, elliptic curve cryptosystem) 알고리즘이 포함된 주문형 반도체를 이용하여 리스폰스 비트를 공개키 및 비밀키로 생성할 수 있다.For example, the
타원곡선 암호는 식으로 정의되고, 1985년 워싱턴대학교의 수학교수인 닐 코블리츠(Neal Koblitz)와 IBM연구소의 빅터 밀러(Victor Miller)에 의해 에 의해 고안된 암호화 방식이다.
Elliptic curve cryptography is defined by the equation and is a cryptosystem designed by Neal Koblitz, a mathematics professor at the University of Washington in 1985, and by Victor Miller of the IBM Institute.
도 9는 도 8의 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 장치를 단일 칩(SOC, system on chip)으로 도시한 예이다.FIG. 9 shows an example of a flexible chaotic nano-net based physical copy protection device of FIG. 8 as a system on chip (SOC).
도 9를 참조하면, 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 칩은 제1 다중입력 쉬프트 레지스터 (810), 디코더(820-a, 820-b), 유연 카오스 나노넷 소자(830), 제2 다중입력 쉬프트 레지스터(840) 및 보안키 생성기(850)를 포함할 수 있다.9, a physical anti-copy security chip based on a chaos nano net includes a first
제1 MISR(810)은 챌린지 비트를 입력 비트로 변환한다. 제1 MISR(810)은 다수의 플립플롭 및 카운터를 사용하여 챌린지 비트를 좌측 또는 우측으로 이동하여 입력 비트로 변환할 수 있다.The
디코더(820-a, 820-b)는 변환된 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택한다. 예를 들어, 디코더(820-a, 820-b)는 전극 어레이에 포함된 복수의 전극의 레지스터를 참조하여 변환된 입력 비트에 대응하는 두 개의 전극을 선택할 수 있다.The decoders 820-a and 820-b select two electrodes corresponding to the addresses associated with the converted input bits. For example, the decoders 820-a and 820-b can select two electrodes corresponding to the converted input bits by referring to the registers of a plurality of electrodes included in the electrode array.
본 발명의 일측에 따르면, 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 칩은 입력 비트에 대응하는 두 개의 전극을 선택하기 위하여 행과 열로 구분된 두 개의 디코더(820-a, 820-b)가 포함될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a chaos nano-net based physical copy protection security chip may include two decoders 820-a and 820-b separated by rows and columns to select two electrodes corresponding to input bits have.
유연 카오스 나노넷 소자(830)는 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대응하여 출력 비트를 생성할 수 있다.The flexible chaos
이를 위해 유연 카오스 나노넷 소자(830)는 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 분산된 복수의 카본나노튜브 및 전극 어레이를 포함할 수 있다.To this end, the flexible chaos
플렉서블 기판은 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 테플론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리디메틸 실록산 및 여타의 중합체 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The flexible substrate may comprise at least one of polyimide, polyester, polyethylene naphthalate, Teflon, polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, and other polymers.
복수의 카본나노튜브는 플렉서블 기판 상에 형성된다. 보다 상세하게는, 복수의 카본나노튜브는 슬롯 다이 코팅 및 메이어 바 코팅 중 적어도 하나의 스프레이 코팅 방식으로 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.A plurality of carbon nanotubes are formed on a flexible substrate. More specifically, a plurality of carbon nanotubes may be formed on a flexible substrate by at least one of a slot die coating method and a Meyer bar coating method.
플렉서블 기판은 열에 의해 휘거나 늘어나는 성질이 있으므로, 복수의 카본나노튜브가 플렉서블 기판에 형성하는데 어려운 단점이 존재할 수 있다.Since the flexible substrate has a property of being bent or stretched by heat, there may be a disadvantage that it is difficult to form a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate.
따라서, 본 발명의 유연 카오스 나노넷 소자는 상기 단점을 해결하기 위한 플렉서블 기판의 제조 공정이 필요할 수 있다.Therefore, the flexible chaotic nano device of the present invention may require a process for manufacturing a flexible substrate to solve the above-mentioned disadvantages.
본 발명의 일측에 따르면, 플렉서블 기판을 제조하는 공정은 경질 기판 상에 희생층이 형성되는 제조 공정, 형성된 희생층 상에 플렉서블 기판이 형성되는 제조 공정 및 물과의 접촉을 통하여 플렉서블 기판과 경질 기판이 분리되는 제조 공정을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a process for manufacturing a flexible substrate includes a manufacturing process in which a sacrificial layer is formed on a hard substrate, a manufacturing process in which a flexible substrate is formed on the sacrificial layer formed, This may include a separate manufacturing process.
복수의 카본나노튜브는 분자 비대칭성을 이용하여 플렉서블 기판 상에 분산될 수 있고, 복수의 카본나노튜브는 선정된 밀도 및 두께를 고려하여 무작위성 네트워크 형상으로 기판 상에 분산될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes can be dispersed on the flexible substrate using molecular asymmetry, and the plurality of carbon nanotubes can be dispersed on the substrate in a random network shape in consideration of a predetermined density and thickness.
선정된 밀도 및 두께는 카본나노튜브의 직경 및 분자 비대칭성에 의해 선정될 수 있고, 카본나노튜브가 사용되는 하드웨어의 환경조건, 예를 들어, 온도 변이 및 열화 등의 조건에 따라 다양하게 선정될 수 있다.The selected density and thickness can be selected according to the diameter and molecular asymmetry of the carbon nanotubes and can be variously selected according to the environmental conditions of the hardware in which the carbon nanotubes are used, for example, temperature variation and deterioration have.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브는 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크, 크로스바 네트워크 및, 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크 및 크로스바 네트워크를 조합한 네트워크 중 적어도 하나의 형상으로 기판에 분산될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a plurality of carbon nanotubes may be dispersed on a substrate in a shape of at least one of a random network, a directional network, a crossbar network, and a network combining a random network, a directional network, and a crossbar network.
예를 들어, 복수의 카본나노튜브는 특정 패턴 및 규칙이 없는 무작위성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.For example, a plurality of carbon nanotubes may be dispersed in a substrate in a random network shape without specific patterns and rules.
또한, 복수의 카본나노튜브는 수직접합 기반의 방향성 네트워크 형상으로 기판에 분산됨으로써, 초소형 사물기기의 보안 장치에 사용될 수 있으며, 뛰어난 전계 효과를 나타낼 수 있다.In addition, since the plurality of carbon nanotubes are dispersed on the substrate in the shape of a directional network based on a vertical bonding, they can be used in a security device of an ultra-small object device and exhibit an excellent field effect.
또한, 복수의 카본나노튜브는 가로로 크로싱하는 패턴의 크로스바 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.Further, the plurality of carbon nanotubes may be dispersed on the substrate in a crossbar network shape of a cross-crossing pattern.
전극 어레이는 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 선정된 도메인 크기는 보안 칩의 입력 비트에 대한 입력 영역 및 입력 비트에 대응하는 보안 칩의 출력 비트에 대한 출력 영역을 고려한 크기일 수 있다.The electrode array may be formed on the carbon nanotube and may include a plurality of electrodes having a predetermined domain size. The predetermined domain size may be a size considering an input area for an input bit of the security chip and an output area for an output bit of the security chip corresponding to the input bit.
이 때, 유연 카오스 나노넷 소자(830)는 디코더(820)를 통해 선택된 전극 사이에 분자 비대칭성에 대응하는 시그널 패스를 제공할 수 있고, 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대한 출력 비트를 생성할 수 있다.At this time, the flexible chaos
제2 MISR(840)은 출력 비트를 리스폰스 비트로 변환한다. 따라서, 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치(800)는 제1 MISR(810) 및 제2 MISR(840)를 사용하여 챌린지 비트와 리스폰스 비트간의 대응 관계 경우의 수를 기반으로 보안 장치로서 동작할 수 있다.The
보안키 생성기(850)는 주문형 반도체를 이용하여 리스폰스 비트를 공개키 및 비밀키로 생성한다. 주문형 반도체는 공개키 및 비밀키를 포함하는 비대칭키를 연산하는 모듈을 포함할 수 있다.
The
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible chaotic nano-net device according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 복수의 카본나노튜브를 플랙서블 기판 상에 형성한다. 보다 상세하게는, 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 슬롯 다이 코팅 및 메이어 바 코팅 중 적어도 하나의 스프레이 코팅 방식으로 복수의 카본나노튜브를 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.Referring to Fig. 10, a method of manufacturing a flexible chaos nanonet device forms, in
플렉서블 기판은 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 테플론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리디메틸 실록산 및 여타의 중합체 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The flexible substrate may comprise at least one of polyimide, polyester, polyethylene naphthalate, Teflon, polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, and other polymers.
플렉서블 기판은 열에 의해 휘거나 늘어나는 성질이 있으므로, 복수의 카본나노튜브가 플렉서블 기판에 형성하는데 어려운 단점이 존재할 수 있다.Since the flexible substrate has a property of being bent or stretched by heat, there may be a disadvantage that it is difficult to form a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate.
따라서, 본 발명의 유연 카오스 나노넷 소자는 상기 단점을 해결하기 위한 플렉서블 기판의 제조 공정이 필요할 수 있다.Therefore, the flexible chaotic nano device of the present invention may require a process for manufacturing a flexible substrate to solve the above-mentioned disadvantages.
본 발명의 일측에 따르면, 플렉서블 기판을 제조하는 공정은 경질 기판 상에 희생층이 형성되는 제조 공정, 형성된 희생층 상에 플렉서블 기판이 형성되는 제조 공정 및 물과의 접촉을 통하여 플렉서블 기판과 경질 기판이 분리되는 제조 공정을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a process for manufacturing a flexible substrate includes a manufacturing process in which a sacrificial layer is formed on a hard substrate, a manufacturing process in which a flexible substrate is formed on the sacrificial layer formed, This may include a separate manufacturing process.
유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1020에서, 카본나노튜브 상에 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이를 형성한다. 선정된 도메인 크기는 보안 칩의 입력 비트에 대한 입력 영역 및 입력 비트에 대응하는 보안 칩의 출력 비트에 대한 출력 영역을 고려한 크기일 수 있다.The method of manufacturing a flexible chaos nanonet device forms an electrode array including a plurality of electrodes having a predetermined domain size on a carbon nanotube, The predetermined domain size may be a size considering an input area for an input bit of the security chip and an output area for an output bit of the security chip corresponding to the input bit.
본 발명의 일측에 따르면, 유연 위한 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 선정된 밀도 및 두께를 고려하여 기판에 분산된 복수의 카본나노튜브를 형성할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a method for fabricating a chaos nanonet device for bending may form a plurality of carbon nanotubes dispersed in a substrate in consideration of a predetermined density and a thickness at
선정된 밀도 및 두께는 카본나노튜브의 직경 및 분자 비대칭성에 의해 선정될 수 있고, 카본나노튜브가 사용되는 하드웨어의 환경조건, 예를 들어, 온도 변이 및 열화 등의 조건에 따라 다양하게 선정될 수 있다.The selected density and thickness can be selected according to the diameter and molecular asymmetry of the carbon nanotubes and can be variously selected according to the environmental conditions of the hardware in which the carbon nanotubes are used, for example, temperature variation and deterioration have.
또한, 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크, 크로스바 네트워크 및, 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크 및 크로스바 네트워크를 조합한 네트워크 중 적어도 하나의 형상으로 기판에 분산된 복수의 카본나노튜브를 형성할 수 있다.In addition, a method of fabricating a flexible chaotic nanonet device may include, at
또한, 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 선정된 에칭 패턴의 에칭 공정에 의해 생성되는 시그널 패스의 랜덤성을 포함할 수 있다. In addition, the method of fabricating the flexible chaos nanonet device may comprise, at
선정된 에칭 패턴은 카오스 나노넷 소자에서 복수의 전극의 위치를 고려하여 선정될 수 있고, 상기 선정된 에칭 패턴은 일자 패턴, 교차 패턴, 지그재그 패턴 및 이를 조합한 패턴과 같은 다양한 패턴을 포함할 수 있다.The selected etching pattern can be selected in consideration of the positions of the plurality of electrodes in the chaos nanonet device, and the selected etching pattern can include various patterns such as a date pattern, a cross pattern, a zigzag pattern, have.
따라서, 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 에칭 패턴을 통하여 금속성과 반도체성을 갖는 분산된 복수의 카본나노튜브에 분자 비대칭성을 증가시킬 수 있고, 증가된 분자 비대칭성으로부터 시그널 패스의 랜덤성을 제공할 수 있다.Therefore, the method of manufacturing the flexible chaos nanonet device can increase the molecular asymmetry of the dispersed carbon nanotubes having metallic and semiconducting properties through the etching pattern in
또한, 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 전극 어레이에 포함되는 복수의 전극 중에 선정된 전극에 전압의 인가를 통하여, 상기 선정된 전극 주위에 위치하는 카본나노튜브의 금속성이 제거된 영역을 포함하도록 하여 시그널 패스의 랜덤성을 제공할 수 있다.In addition, a method of manufacturing a flexible chaos nanonet device includes, in
또한, 유연 카오스 나노넷 소자를 제조하는 방법은 단계 1010에서, 전극 어레이로부터 선택되는 임의의 전극 사이에 분자 비대칭성에 대응하는 시그널 패스를 제공한다. 이 때, 전극 어레이로부터 임의의 전극을 선택하는 소자는 디코더일 수 있다.In addition, the method of fabricating a flexible chaos nanonet device provides, in
실시예에 따르면, 유연 카오스 나노넷 소자는 보안 칩의 입력 비트에 연관되어 선택되는 두 개의 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대응하여 보안 칩의 출력 비트를 생성할 수 있다. 입력 비트에 연관된 두 개의 전극은 디코더를 통하여 선택될 수 있다.According to an embodiment, the flexible chaos nanonet device may generate an output bit of the security chip in response to the formation of a signal path between two electrodes selected in association with an input bit of the security chip. The two electrodes associated with the input bits may be selected through a decoder.
보다 상세하게는, 유연 카오스 나노넷 소자는 입력 비트에 연관되어 선택되는 두 개 전극 사이의 금속성과 반도체성에 기반하여 다양한 시그널 패스를 형성할 수 있고, 형성된 시그널 패스에 대응하여 출력 비트를 생성할 수 있다.
More specifically, the flexible chaos nanonet device can form various signal paths based on metallicity and semiconductivity between the two electrodes selected in association with the input bits, and can generate output bits corresponding to the formed signal path have.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating an operation method of a physical copy protection security apparatus based on a flexible chaos nano-net according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 단계1110에서, 챌린지 비트를 입력 비트로 변환한다. 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 단계 1110에서, 다수의 플립플롭 및 카운터를 사용하여 챌린지 비트를 좌측 또는 우측으로 이동하여 입력 비트로 변환할 수 있다.Referring to FIG. 11, a soft chaos nanonet-based PUF security device converts the challenge bits to input bits in
유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 단계 1120에서, 변환된 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택한다. 예를 들어, 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 단계 1120에서, 전극 어레이에 포함된 복수의 전극의 레지스터를 참조하여 변환된 입력 비트에 대응하는 두 개의 전극을 선택할 수 있다.The soft chaos nanonet-based PUF security device selects two electrodes corresponding to the address associated with the transformed input bits, at
또한, 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 단계 1120에서, 선정된 도메인 크기를 고려하여 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택할 수 있다. 상기 선정된 도메인 크기는 입력 비트에 대한 입력 영역 및 입력 비트에 대응하는 출력 비트에 대한 출력 영역을 고려한 크기일 수 있다.In addition, in
유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 단계 1130에서, 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대한 출력 비트를 생성한다.The flexible chaos nanonet-based PUF security device generates an output bit in
이를 위해, 유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 분산된 복수의 카본나노튜브 및 전극 어레이를 포함할 수 있다.To this end, the flexible chaos nanonet-based PUF security device may include a flexible substrate, a plurality of carbon nanotubes dispersed on the flexible substrate, and an electrode array.
플렉서블 기판은 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 테플론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리디메틸 실록산 및 여타의 중합체 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The flexible substrate may comprise at least one of polyimide, polyester, polyethylene naphthalate, Teflon, polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, and other polymers.
복수의 카본나노튜브는 플렉서블 기판 상에 형성된다. 보다 상세하게는, 복수의 카본나노튜브는 슬롯 다이 코팅 및 메이어 바 코팅 중 적어도 하나의 스프레이 코팅 방식으로 플렉서블 기판 상에 형성될 수 있다.A plurality of carbon nanotubes are formed on a flexible substrate. More specifically, a plurality of carbon nanotubes may be formed on a flexible substrate by at least one of a slot die coating method and a Meyer bar coating method.
플렉서블 기판은 열에 의해 휘거나 늘어나는 성질이 있으므로, 복수의 카본나노튜브가 플렉서블 기판에 형성하는데 어려운 단점이 존재할 수 있다.Since the flexible substrate has a property of being bent or stretched by heat, there may be a disadvantage that it is difficult to form a plurality of carbon nanotubes on a flexible substrate.
따라서, 본 발명의 유연 카오스 나노넷 소자는 상기 단점을 해결하기 위한 플렉서블 기판의 제조 공정이 필요할 수 있다.Therefore, the flexible chaotic nano device of the present invention may require a process for manufacturing a flexible substrate to solve the above-mentioned disadvantages.
본 발명의 일측에 따르면, 플렉서블 기판을 제조하는 공정은 경질 기판 상에 희생층이 형성되는 제조 공정, 형성된 희생층 상에 플렉서블 기판이 형성되는 제조 공정 및 물과의 접촉을 통하여 플렉서블 기판과 경질 기판이 분리되는 제조 공정을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a process for manufacturing a flexible substrate includes a manufacturing process in which a sacrificial layer is formed on a hard substrate, a manufacturing process in which a flexible substrate is formed on the sacrificial layer formed, This may include a separate manufacturing process.
복수의 카본나노튜브는 분자 비대칭성을 이용하여 플렉서블 기판 상에 분산될 수 있고, 복수의 카본나노튜브는 선정된 밀도 및 두께를 고려하여 무작위성 네트워크 형상으로 기판 상에 분산될 수 있다.The plurality of carbon nanotubes can be dispersed on the flexible substrate using molecular asymmetry, and the plurality of carbon nanotubes can be dispersed on the substrate in a random network shape in consideration of a predetermined density and thickness.
선정된 밀도 및 두께는 카본나노튜브의 직경 및 분자 비대칭성에 의해 선정될 수 있고, 카본나노튜브가 사용되는 하드웨어의 환경조건, 예를 들어, 온도 변이 및 열화 등의 조건에 따라 다양하게 선정될 수 있다.The selected density and thickness can be selected according to the diameter and molecular asymmetry of the carbon nanotubes and can be variously selected according to the environmental conditions of the hardware in which the carbon nanotubes are used, for example, temperature variation and deterioration have.
본 발명의 일측에 따르면, 복수의 카본나노튜브는 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크, 크로스바 네트워크 및, 무작위성 네트워크, 방향성 네트워크 및 크로스바 네트워크를 조합한 네트워크 중 적어도 하나의 형상으로 기판에 분산될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a plurality of carbon nanotubes may be dispersed on a substrate in a shape of at least one of a random network, a directional network, a crossbar network, and a network combining a random network, a directional network, and a crossbar network.
예를 들어, 복수의 카본나노튜브는 특정 패턴 및 규칙이 없는 무작위성 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.For example, a plurality of carbon nanotubes may be dispersed in a substrate in a random network shape without specific patterns and rules.
또한, 복수의 카본나노튜브는 수직접합 기반의 방향성 네트워크 형상으로 기판에 분산됨으로써, 초소형 사물기기의 보안 장치에 사용될 수 있으며, 뛰어난 전계 효과를 나타낼 수 있다.In addition, since the plurality of carbon nanotubes are dispersed on the substrate in the shape of a directional network based on a vertical bonding, they can be used in a security device of an ultra-small object device and exhibit an excellent field effect.
또한, 복수의 카본나노튜브는 가로로 크로싱하는 패턴의 크로스바 네트워크 형상으로 기판에 분산될 수 있다.Further, the plurality of carbon nanotubes may be dispersed on the substrate in a crossbar network shape of a cross-crossing pattern.
전극 어레이는 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 선정된 도메인 크기는 보안 칩의 입력 비트에 대한 입력 영역 및 입력 비트에 대응하는 보안 칩의 출력 비트에 대한 출력 영역을 고려한 크기일 수 있다.The electrode array may be formed on the carbon nanotube and may include a plurality of electrodes having a predetermined domain size. The predetermined domain size may be a size considering an input area for an input bit of the security chip and an output area for an output bit of the security chip corresponding to the input bit.
유연 카오스 나노넷 기반의 PUF 보안 장치는 단계 1140에서, 출력 비트를 리스폰스 비트로 변환하고, 단계 1150에서, 주문형 반도체를 이용하여 리스폰스 비트를 공개키 및 비밀키로 생성한다. 주문형 반도체는 공개키 및 비밀키를 포함하는 비대칭키를 연산하는 모듈을 포함할 수 있다.
The flexible chaos nanonet-based PUF security device converts the output bits to response bits at
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100, 830: 카오스 나노넷 소자
110: 복수의 카본나노튜브
120: 전극 어레이
130: 에칭
800: PUF 보안 장치
810: 제1 다중입력 쉬프트 레지스터
820, 820-a, 820-b: 디코더
840: 제2 다중입력 쉬프트 레지스터
850: 보안키 생성기100, 830: Chaos nanonet device
110: a plurality of carbon nanotubes
120: Electrode array
130: Etching
800: PUF security device
810: first multi-input shift register
820, 820-a, 820-b: decoder
840: second multiple input shift register
850: Security Key Generator
Claims (7)
경질 기판 상에 희생층이 형성되고, 상기 형성된 희생층 상에 플렉서블 기판이 형성되며, 물과의 접촉을 통하여 상기 플렉서블 기판 및 상기 경질 기판이 분리되어 상기 플렉서블 기판 상에 형성되는 복수의 카본나노튜브; 및
상기 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이
를 포함하고,
상기 복수의 카본나노튜브는
상기 전극 어레이로부터 선택되는 임의의 전극 사이에 분자 비대칭성에 대응하는 시그널 패스(signal path)를 제공하며,
상기 시그널 패스는
금속성 및 반도체성을 갖는 상기 복수의 카본나노튜브의 랜덤성에 기반하여 상기 선택된 임의의 전극 사이에 형성되고,
상기 유연 카오스 나노넷 소자는
입력 비트에 연관되어 상기 선택된 임의의 전극 사이의 상기 시그널 패스의 형성 여부에 대응하여 출력 비트를 생성하는 유연 카오스 나노넷 소자.
In a flexible chaos nanonet device,
A flexible substrate is formed on a hard substrate, a flexible substrate is formed on the formed sacrificial layer, and the flexible substrate and the hard substrate are separated from each other through contact with water to form a plurality of carbon nanotubes ; And
An electrode array formed on the carbon nanotubes and including a plurality of electrodes having a predetermined domain size,
Lt; / RTI >
The plurality of carbon nanotubes
Providing a signal path corresponding to molecular asymmetry between any electrodes selected from the electrode array,
The signal path
A plurality of carbon nanotubes formed between the selected arbitrary electrodes based on the randomness of the plurality of carbon nanotubes having metallic and semiconducting properties,
The flexible chaos nanonet device
And generates an output bit in association with an input bit corresponding to whether the signal path is formed between any of the selected electrodes.
상기 복수의 카본나노튜브는
슬롯 다이 코팅(slot die coating) 및 메이어 바 코팅(mayer bar coating) 중 적어도 하나의 스프레이 코팅(spray coating) 방식으로 상기 플렉서블 기판 상에 형성되는
유연 카오스 나노넷 소자.
The method according to claim 1,
The plurality of carbon nanotubes
And is formed on the flexible substrate by a spray coating method of at least one of a slot die coating and a mayer bar coating
Flexible chaos nanonet device.
상기 복수의 카본나노튜브는
무작위성 네트워크, 방향성 네트워크, 크로스바 네트워크 및, 상기 무작위성 네트워크, 상기 방향성 네트워크 및 상기 크로스바 네트워크를 조합한 네트워크 중 적어도 하나의 형상으로 상기 기판에 형성되는
유연 카오스 나노넷 소자.
The method according to claim 1,
The plurality of carbon nanotubes
A random network, a directional network, a crossbar network, and at least one of a network combining the random network, the directional network, and the crossbar network
Flexible chaos nanonet device.
상기 복수의 카본나노튜브는
선정된 패턴의 에칭 공정에 의하여 생성되는 상기 시그널 패스의 랜덤성을 포함하는
유연 카오스 나노넷 소자.
The method according to claim 1,
The plurality of carbon nanotubes
And the randomness of the signal path generated by the etching process of the selected pattern.
Flexible chaos nanonet device.
상기 복수의 카본나노튜브는
선정된 전극에 전압 인가에 의하여 상기 선정된 전극 주위에서의 금속성이 제거된 것을 특징으로 하는
유연 카오스 나노넷 소자.
The method according to claim 1,
The plurality of carbon nanotubes
Characterized in that the metal around the selected electrode is removed by applying a voltage to the selected electrode
Flexible chaos nanonet device.
상기 변환된 입력 비트에 연관된 어드레스에 대응하는 두 개의 전극을 선택하는 디코더;
상기 선택된 전극 사이의 시그널 패스의 형성 여부에 대한 출력 비트를 생성하는 유연 카오스 나노넷 소자;
상기 출력 비트를 리스폰스 비트로 변환하는 제2 다중입력 쉬프트 레지스터; 및
주문형 반도체를 이용하여 상기 리스폰스 비트를 공개키 및 비밀키로 생성하는 보안키 생성기
를 포함하고,
상기 유연 카오스 나노넷 소자는
경질 기판 상에 희생층이 형성되고, 상기 형성된 희생층 상에 플렉서블 기판이 형성되며, 물과의 접촉을 통하여 상기 플렉서블 기판 및 상기 경질 기판이 분리되어 상기 플렉서블 기판 상에 형성되는 복수의 카본나노튜브; 및
상기 카본나노튜브 상에 형성되고, 선정된 도메인 크기를 갖는 복수의 전극을 포함하는 전극 어레이를 포함하며,
상기 시그널 패스는
금속성 및 반도체성을 갖는 상기 복수의 카본나노튜브의 랜덤성에 기반하여 상기 선택된 전극 사이에 형성되는
유연 카오스 나노넷 기반의 물리적 복제 방지 보안 장치.A first multi-input shift register (MISR) for converting the challenge bits into input bits;
A decoder for selecting two electrodes corresponding to the address associated with the converted input bit;
A flexible chaos nanonet device for generating an output bit with respect to whether or not a signal path is formed between the selected electrodes;
A second multiple input shift register for converting the output bits into response bits; And
A security key generator for generating the response bits using a public key and a secret key using an on-
Lt; / RTI >
The flexible chaos nanonet device
A flexible substrate is formed on a hard substrate, a flexible substrate is formed on the formed sacrificial layer, and the flexible substrate and the hard substrate are separated from each other through contact with water to form a plurality of carbon nanotubes ; And
And an electrode array formed on the carbon nanotube and including a plurality of electrodes having a predetermined domain size,
The signal path
A plurality of carbon nanotubes formed between the selected electrodes based on the randomness of the plurality of carbon nanotubes having metallic and semiconducting properties
Flexible Chaos NanoNet based physical copy protection device.
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|---|---|---|---|
| KR1020150002799A KR101687472B1 (en) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | FLEXIBLE chaos nanonet device AND PUF-based SECURITY APPARATUS using FLEXIBLE CHAOS NANONET |
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