KR101904036B1 - 근접장 통신 보안 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

근접장에서 통신하는 통신 기기들의 보안 방법 및 장치에 관한 것으로, 근접장 통신 보안 장치는 근접장의 자기장의 변화에 기초하여, 신호의 송수신이 상호 약속된 통신 장치들이 아닌 주변 장치의 접근을 감지하고, 상기 주변 장치의 접근을 감지하면, 상기 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 상기 통신 장치들 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 상기 통신 장치들에서 전송하는 에너지의 양을 제어한다.

Description

근접장 통신 보안 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR NEAR FIELD COMMUNICATIONS SECURITY}
기술분야는 근접장에서 통신하는 통신 기기들의 보안 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적인 통신 시스템에서 사용하는 보안 기술은 계층 2 또는 계층 3 이상에서 공개키 또는 비밀키 방식의 암호화 기술을 이용한다. 공개키 또는 비밀키 방식은 물리적 계층(physical layer)의 특성, 즉 통신 채널의 특성과는 무관하게 수학적 논리를 이용하여 보안을 확보하는 방식이다. 따라서, 임의의 경로를 통해 해당 암호문의 해독의 방법을 제3의 통신 기기가 획득하였을 경우, 통신 기기 간의 보안은 무력해진다.
일 측면에 있어서, 근접장 통신 보안 장치는 근접장의 자기장의 변화에 기초하여, 신호의 송수신이 상호 약속된 통신 장치들이 아닌 주변 장치의 접근을 감지하는 센싱부 및 상기 주변 장치의 접근을 감지하면, 상기 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 상기 통신 장치들 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 상기 통신 장치들에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 통신 장치들은 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 상호 공진을 통해 전송하는 소스 공진기 및 상기 상호 공진을 통해 에너지를 수신하는 타겟 공진기를 포함할 수 있다.
상기 센싱부는 상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 상기 근접장으로의 접근을 감지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 주변 장치의 접근이 감지된 시점을 기준으로, 상기 통신 장치들에서 랜덤 시퀀스를 전송하도록 상기 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 주변 장치의 접근이 감지된 시점 이후, 상기 타겟 공진기에서 바이너리 랜덤 시퀀스(binary radom sequence)를 전송하도록 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다.
상기 통신 장치들은 상호 공진을 통해 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 전송하고, 타겟 공진기로부터 에너지를 수신하는 소스 공진기 및 상기 상호 공진을 통해 상기 소스 공진기로부터 에너지를 수신하고, 외부 전원으로부터 공급된 초기 저장 에너지를 전송하는 타겟 공진기를 포함할 수 있다.
상기 소스 공진기에 저장된 에너지를 상기 상호 공진을 통해 상기 타겟 공진기로 전달하는 프로세스와 상기 타겟 공진기에 저장된 에너지를 상기 상호 공진을 통해 상기 소스 공진기로 전달하는 프로세스는 에너지 전송의 선형 결합 특성으로 인하여 서로 직교(orthogonal)한다.
상기 제어부는 상기 주변 장치의 접근을 감지하면, 상기 통신 장치들의 에너지의 전송을 중지할 수 있다.
일 측면에 있어서, 근접장 통신 보안 장치는 상호 공진하는 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 형성된 근접장의 변화에 기초하여 상기 근접장 내에 주변 장치의 존재를 감지하는 센싱부, 상기 주변 장치의 존재를 감지하면, 상기 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 상기 소스 공진기 및 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 센싱부는 상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율을 계산하는 계산부 및 상기 계산부에서 계산된 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 존재여부를 결정하는 결정부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 전이중 방식(full duplex) 통신을 하는 경우, 상기 소스 공진기에 공급된 에너지의 레벨을 양자화하고, 상기 타겟 공진기에 저장된 초기 에너지의 레벨을 양자화할 수 있다.
상기 제어부는 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 반이중 방식(half duplex) 통신을 하는 경우, 상기 주변 장치의 존재가 감지된 시점 이후, 상기 타겟 공진기에서 재밍(jamming) 신호를 전송하도록, 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다.
일 측면에 있어서, 근접장 통신 보안 방법은 근접장의 자기장의 변화에 기초하여, 신호의 송수신이 상호 약속된 통신 장치들이 아닌 주변 장치의 접근을 감지하는 단계 및 상기 주변 장치의 접근을 감지하면, 상기 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 상기 통신 장치들 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 상기 통신 장치들에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 통신 장치들은 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 상호 공진을 통해 전송하는 소스 공진기; 및 상기 상호 공진을 통해 에너지를 수신하는 타겟 공진기를 포함하고, 상기 감지하는 단계는 상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 상기 근접장으로의 접근을 감지할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 주변 장치의 접근이 감지된 시점을 기준으로, 상기 통신 장치들에서 랜덤 시퀀스를 전송하도록 상기 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다.
상기 통신 장치들은 상호 공진을 통해 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 전송하고, 타겟 공진기로부터 에너지를 수신하는 소스 공진기; 및 상기 상호 공진을 통해 상기 소스 공진기로부터 에너지를 수신하고, 외부 전원으로부터 공급된 초기 저장 에너지를 전송하는 타겟 공진기를 포함하고, 상기 감지하는 단계는 상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 상기 근접장으로의 접근을 감지할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 소스 공진기에 공급된 에너지의 레벨을 양자화하고, 상기 타겟 공진기에 저장된 초기 에너지의 레벨을 양자화할 수 있다.
근접장에서 통신하고 있는 장치들 간에 주변 장치가 접근하는 경우, 근접장의 변화에 기초하여 주변 장치를 감지할 수 있다. 이때, 근접장의 변화는 통신 장치에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 판단될 수 있다.
또한, 수신 기기는 랜덤 시퀀스를 전송함으로써, 전이중 방식의 통신 채널을 활용하여 주변 장치의 정보 해독을 방해함과 동시에 송신 기기로부터 안정적으로 정보를 수신할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전력 입력부와 전력 전송부, 수신부와 전력 출력부가 캐패시터 및 스위치에 의하여 물리적으로 분리된 무선 전력을 이용한 통신 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 전력 충전부와 전송부, 충전부와 전력 출력부가 스위치에 의하여 물리적으로 분리된 무선 전력을 이용한 통신 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 공진기의 수에 따른 근접장의 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치가 동작하는 환경에서 주변 장치가 근접장에 접근하는 경우에, 자기장의 변화를 나타낸다.
도 5는 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치의 블록도이다.
도 6은 일실시예에 근접장 통신 보안 시스템의 블록도이다.
도 7은 추가 공진기가 근접장에 접근하는 경우, 소스 공진기와 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치에서 통신 장치들이 전이중 방식(full duplex) 통신을 하는 경우에 보안이 확보되는 개념을 나타낸다.
도 9는 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치에서 재밍 신호를 전송하는 경우와 전송하지 않는 경우에 추가 공진기에 저장되는 에너지의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치에서 랜덤 시퀀스를 전송하는 경우, 추가 공진기가 수신하는 시퀀스를 나타낸 도면이다.
도 11은 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 방법의 흐름도이다.
이하, 일측에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
원거리 장(Far field)에서의 무선 통신 기술은 진행파(traveling wave)의 물리적 특성을 이용한다. 원거리 장에서는 송신 기기와 수신 기기간의 통신에서 기기 상호간의 영향은 무시될 수 있다. 다시 말해서, 송신 기기가 신호를 송신할 때, 송신 기기는 수신 기기의 존재 여부를 물리적으로 감지할 수 없다. 송신 기기는 신호를 송출하고자 하는 매체(예를 들면, 자유 공간)에 송출하고, 원거리 장에 존재하는 수신기기는 매체를 통해 전달되는 신호를 수신한다. 위와 같은 원거리 장의 채널 환경에서는 송신 기기 또는 수신 기기에서 동일한 채널에 제3의 통신 기기가 존재하여, 송신 기기가 송출하는 신호를 감지하고 있는지 판단할 수 있는 물리적인 방법이 존재하지 않는다. 따라서, 원거리 장에서의 무선 통신 시스템은 물리적 계층에서의 보안 기술 보다, 상위 계층에서 논리적인 방법을 이용하는 암호화 방식을 통해 보안이 확보될 수 있다.
근접장(Near field) 채널에서는 근접장 내의 기기의 위치 변화에 따른 장의 변화를 개별 기기가 감지할 수 있다. 예를 들면, 송신 기기는 수신 기기가 근접장 내에 존재하는지, 신호의 송출을 통해 감지할 수 있다. 따라서, 제3의 기기가 근접장 내에 존재하는지 여부도 판단할 수 있다.
일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치는 근접 자기장 채널을 이용하는 통신시스템에 적용될 수 있다. 예를 들면, NFC(Near Field Communication) 시스템, RFID 등에 이용될 수 있다. 또한, 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치는 무선 전력을 이용한 통신 시스템에 적용될 수 있다.
이하에서는, 무선 전력을 이용한 통신 시스템을 중심으로 근접장 통신 보안 장치에 대해 설명한다. 먼저 무선 전력을 이용한 통신 시스템에 대해 설명하면, 무선 전력을 이용한 통신 시스템은 전원 소스가 없는 정보 저장 장치의 원격 제어에 응용될 수 있다. 무선 전력을 이용한 통신 시스템은 정보 저장 장치에 원격으로 장치를 구동할 수 있는 전력을 공급함과 동시에, 무선으로 저장 장치에 저장된 정보를 불러오는 시스템에 응용될 수 있다.
무선 전력을 이용한 통신 시스템은 신호의 발생을 위해 전원 공급 장치로부터 에너지를 소스 공진기에 저장하고, 전원 공급 장치와 소스 공진기를 전기적으로 연결하는 스위치를 오프 시킴으로써, 소스 공진기의 자체 공진을 유도할 수 있다. 자체 공진 하는 소스 공진기와 상호 공진을 할 만큼 충분히 가까운 거리에 소스 공진기의 공진 주파수와 동일한 공진 주파수를 가지는 타겟 공진기가 존재하는 경우, 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진 현상이 발생한다.
소스 공진기는 전원 공급 장치로부터 에너지를 공급받는 공진기를 의미하고, 타겟 공진기는 상호 공진 현상에 의해 에너지를 전달받는 공진기를 의미한다.
도 1은 일실시예에 따른 전력 입력부와 전력 전송부, 수신부와 전력 출력부가 캐패시터 및 스위치에 의하여 물리적으로 분리된 무선 전력을 이용한 통신 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 전력을 이용한 통신 시스템은 소스와 타겟으로 구성되는 소스-타겟 구조이다. 무선 전력을 이용한 통신 시스템은 소스에 해당하는 무선 전력 전송 장치와 타겟에 해당하는 무선 전력 수신 장치를 포함한다.
무선 전력 전송 장치는 전력 입력부(110), 전력 전송부(120) 및 스위치부(130)를 포함한다. 전력 입력부(110)는 전원 공급 장치를 이용하여 캐패시터에 에너지를 저장한다. 스위치부(130)는 캐패시터에 에너지가 저장되는 동안에는 전력 입력부(110)에 캐패시터를 연결하고, 캐패시터에 저장된 에너지를 방전하는 동안에는 전력 입력부(110)에 연결되었던 캐패시터를 전력 전송부(120)에 연결한다. 스위치부(130)는 캐패시터가 동시에 전력 입력부(110) 및 전력 전송부(120)에 연결되지 않도록 한다.
전력 전송부(120)는 전자기(electromagnetic) 에너지를 상호 공진을 통하여 수신부(140)로 전달(transferring)한다. 보다 구체적으로 전력 전송부(120)의 송신 코일(L1)은 수신부(130)의 수신 코일(L2)과의 상호 공진을 통해 전력을 전달한다. 송신 코일(L1)과 수신 코일(L2) 간에 발생하는 상호 공진의 정도는 상호 인덕턴스 M의 영향을 받는다.
전력 전송부(120)는 캐패시터에 저장된 에너지를 심볼 단위마다 양자화하여 전송할 수 있다. 즉, 전력 전송부(120)는 심볼 단위마다 전송되는 에너지의 양을 다르게 제어함으로써, 정보를 전송할 수 있다. 여기서 심볼 단위는 소스와 타겟 간에 하나의 비트 정보가 전달되는 단위로, 스위치부(130)의 동작을 통하여 캐패시터에 에너지가 한 번 충전되고, 방전되는 기간을 의미할 수 있다.
전력 입력부(110)는 입력 전압(VDC), 내부 저항(Rin) 및 캐패시터(C1)로, 전력 전송부(120)는 전력 전송부(120)에 대응하는 물리적 성질을 반영하여, 기초 회로 소자(R1, L1, C1)로, 스위치부(130)는 복수의 스위치들로 모델링 될 수 있다. 스위치로는 온/오프 기능을 수행할 수 있는 능동소자가 사용될 수 있다. R은 저항 성분, L은 인덕터 성분, C는 캐패시터 성분을 의미한다. 입력 전압(VDC) 중 캐패시터(C1)에 걸리는 전압은 Vin으로 표시될 수 있다.
무선 전력 수신 장치는 수신부(140), 전력 출력부(150) 및 스위치부(160)를 포함한다. 수신부(140)는 전력 전송부(120)로부터 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신한다. 수신부(140)는 수신한 전자기 에너지를 연결된 캐패시터들에 저장한다. 스위치부(160)는 캐패시터에 에너지가 저장되는 동안에는 수신부(140)에 캐패시터를 연결하고, 캐패시터에 저장된 에너지를 부하에 전달하는 동안에는 수신부(140)에 연결되었던 캐패시터를 전력 출력부(150)에 연결한다. 스위치부(160)는 캐패시터가 동시에 수신부(140) 및 전력 출력부(150)에 연결되지 않도록 한다.
보다 구체적으로 수신부(140)의 수신 코일(L2)은 전력 전송부(120)의 송신 코일(L1)과의 상호 공진을 통하여 전력을 수신할 수 있다. 수신된 전력을 통하여 수신 코일(L2)과 연결된 캐패시터가 충전될 수 있다. 전력 출력부(150)는 캐패시터에 충전된 전력을 배터리로 전달한다. 전력 출력부(150)는 배터리 대신, 부하 또는 타겟 디바이스에 전력을 전달할 수 있다.
수신부(140)는 전력 전송부(120)로부터 심볼 단위로 에너지를 수신하여, 수신한 에너지의 양에 따라 소스에서 전송된 정보를 복조할 수 있다.
수신부(140)는 수신부(140)에 대응하는 물리적 성질을 기초 회로 소자(R2, L2, C2)로, 전력 출력부(150)는 연결되는 캐패시터(C2) 및 배터리로, 스위치부(160)는 복수의 스위치들로 모델링 될 수 있다. 수신 코일(L2)에서 수신되는 에너지 중, 캐패시터(C2)에 걸리는 전압은 Vout으로 표시될 수 있다.
위와 같이 전력 입력부(110)와 전력 전송부(120), 수신부(140)와 전력 출력부(150)를 물리적으로 분리하여 전력을 전송하는 이른바 RI(Resonator Isolation) 시스템은 임피던스 매칭을 사용한 기존의 방식에 비하여 여러 가지의 장점을 가진다. 첫째, DC 전원으로부터 소스 공진기에 직접 전력 공급이 가능하기 때문에, 전력 증폭기를 사용하지 않을 수 있다. 둘째, 수신단의 캐패시터에 충전된 전력에서 에너지를 채득(capture)하기 때문에, 정류기를 통한 정류작업이 필요 없다. 셋째, 임피던스 매칭을 할 필요가 없으므로 전송 효율이 송신단과 수신단 사이의 거리변화에 민감하지 않다. 또한, 복수의 송신단 및 복수의 수신단을 포함하는 무선 전력 전송 시스템으로의 확장이 용이하다.
도 2는 일실시예에 따른 전력 충전부와 전송부, 충전부와 전력 출력부가 스위치에 의하여 물리적으로 분리된 무선 전력을 이용한 통신 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력을 이용한 통신 시스템은 소스와 타겟으로 구성되는 소스-타겟 구조이다. 즉, 무선 전력을 이용한 통신 시스템은 소스에 해당하는 무선 전력 전송 장치와 타겟에 해당하는 무선 전력 수신 장치를 포함한다.
무선 전력 전송 장치는 전력 충전부(210), 제어부(220) 및 전송부(230)를 포함할 수 있다. 전력 충전부(210)는 전원 공급 장치(Vin)와 저항(Rin)으로 구성될 수 있다. 소스 공진기는 캐패시터(C1)와 인덕터(L1)로 구성될 수 있다. 전송부(230)는 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 상호 공진을 통하여 소스 공진기에 저장된 에너지를 전송할 수 있다. 제어부(220)는 전력 충전부(210)로부터 소스 공진기에 전력을 공급하기 위해 스위치를 온(on) 할 수 있다. 전원 공급 장치(Vin)로부터 캐패시터(C1)에 전압이 인가되고, 인덕터(L1)에 전류가 인가될 수 있다. 정상 상태에 도달하게 되면, 캐패시터(C1)에 인가되는 전압은 0이되고, 인덕터(L1)에 흐르는 전류 는 Vin/ Rin의 값을 가지게 된다. 정상 상태에서 인덕터(L1)에는 인가되는 전류를 통하여 전력이 충전된다.
제어부(220)는 정상 상태에서 소스 공진기에 충전된 전력이 소정 값에 도달하면, 스위치를 오프(off)할 수 있다. 소정 값에 대한 정보는 제어부(220)에 설정될 수 있다. 전력 충전부(210)와 전송부(230)는 분리된다. 이때, 소스 공진기는 캐패시터(C1)와 인덕터(L1)간에 자체 공진을 시작한다. 상호 인덕턴스 M(270)를 고려한, 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 상호 공진을 통하여, 소스 공진기에 저장된 에너지는 타겟 공진기로 전달될 수 있다. 이때, 소스 공진기의 공진 주파수(f1)와 타겟 공진기의 공진 주파수(f2)는 동일하다.
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전송부(230)는 소스 공진기에 저장된 에너지를 심볼 단위마다 양자화하여 전송할 수 있다. 즉, 전송부(230)는 심볼 단위마다 전송되는 에너지의 양을 다르게 제어함으로써, 정보를 전송할 수 있다. 여기서 심볼 단위는 소스와 타겟 간에 하나의 비트 정보가 전달되는 단위로, 제어부(220)의 동작을 통하여 캐패시터에 에너지가 한 번 충전되고, 방전되는 기간을 의미할 수 있다.
무선 전력 수신 장치는 충전부(240), 제어부(250) 및 전력 출력부(260)를 포함할 수 있다. 타겟 공진기는 캐패시터(C2)와 인덕터(L2)로 구성될 수 있다. 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진을 할 때는 소스 공진기는 전원 공급 장치(Vin)와 분리되어 있고, 타겟 공진기는 부하(LOAD) 및 캐패시터(CL)와 분리되어 있다. 타겟 공진기의 캐패시터(C2)와 인덕터(L2)는 상호 공진을 통하여 전력을 충전할 수 있다. 제어부(250)는 타겟 공진기에 전력을 충전하기 위해, 스위치를 오프(off)할 수 있다. 스위치가 오프인 동안, 타겟 공진기의 공진 주파수와 소스 공진기의 공진 주파수는 일치하여, 상호 공진이 발생할 수 있다. 제어부(250)는 타겟 공진기에 충전된 전력이 소정 값에 도달하면, 스위치를 온(on)할 수 있다. 소정 값에 대한 정보는 제어부(250)에 설정될 수 있다. 스위치가 온 되면, 캐패시터(CL)이 연결되어, 타겟 공진기의 공진 주파수가 변경된다.
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따라서, 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진이 종료된다. 보다 구체적으로는 타겟 공진기의 Q를 고려하여, f2'이 f2보다 충분히 작다면, 상호 공진 채널이 소멸할 수 있다. 또한, 전력 출력부(260)는 캐패시터(C2)와 인덕터(L2)에 충전된 전력을 부하(LOAD)에 전달할 수 있다. 전력 출력부(260)는 부하(LOAD)의 필요에 적합한 방식으로 전력을 전달할 수 있다.
제어부(250)는 타겟 공진기에 충전된 전력이 소정 값 미만의 값을 갖게되면, 스위치를 오프(off)할 수 있다. 충전부(240)는 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 상호 공진을 통하여 다시 타겟 공진기에 전력을 충전할 수 있다.
충전부(240)는 전송부(230)로부터 심볼 단위로 에너지를 수신하여, 수신한 에너지의 양에 따라 소스에서 전송된 정보를 복조할 수 있다.
소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진이 발생할 때는 스위치가 연결되지 않는다. 따라서, 스위치의 연결에 따른 전송 효율의 감소를 예방할 수 있다.
도 1의 경우와 비교하여, 캐패시터에 충전된 에너지를 전달하는 방식에 비해 타겟 공진기에 저장된 에너지의 채득(capture) 시점을 제어하는 것이 좀 더 용이하다. 캐패시터에 충전된 에너지를 전달하는 방식은 캐패시터에 충전된 에너지만 채득을 할 수 있지만, 공진 주파수를 변경하여 에너지를 채득하는 방식은 타겟 공진기의 인덕터 및 캐패시터에 저장된 에너지를 채득하므로, 에너지의 채득 시점에 대한 자유도가 향상된다.
RI(Resonator Isolation) 시스템의 송신단은 전력 혹은 데이터의 전송을 위해 스위치의 연결을 통해 소스 공진기에 에너지의 충전과 방전과정을 반복 수행한다. 이러한 한 번의 에너지의 충전과 방전 과정을 하나의 심볼로 정의할 수 있다.
도 3은 공진기의 수에 따른 근접장의 변화를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 자유 공간(Free space)에 위치한 단일 공진기(311)는 초기에 보유한 에너지에 의해 공진기(311) 주변에 지수적으로 감소하는 정적 자기장(static magnetic field)(310)을 형성한다. 여기서, 공진기(311)는 캐패시터와 인덕터를 기본 구성요소로 하는 마그네틱 공진기를 의미한다.
만약 충분히 가까운 거리에 공진 주파수가 동일한 복수의 공진기가 존재할 경우 각각의 공진기에 저장되어 있는 에너지는 상호 공진에 의해 공진기들 간에 이동하게 된다.
또한, 상호 공진 과정에서 각각의 공진기는 근접 자기장을 형성하고, 복수의 공진기가 존재하는 경우, 기존 단일 공진기에 의해 형성된 자기장은 변하게 된다. 도 3의 (b)는 이러한 자기장의 변화를 나타낸다. 도 3의 (a)의 단일 공진기에 의해 형성된 근접 자기장(310)은 (b)에서 제 2의 공진기(323)가 근접함에 따라 기존의 공진기(321)에 저장되어 있던 에너지가 상호 공진 현상에 의해 제 2의 공진기(323)와 공유되고, 근접 자기장(310)이 변하여 새로운 근접 자기장(320)이 형성된다. 여기서, 근접 자기장은 근접장과 동일한 의미이며, 근접장은 기 설정된 소정의 거리까지 영향이 미치는 자기장을 의미한다. 따라서, 근접장은 무선 통신 시스템의 종류에 따라 영향을 미치는 거리가 다양하게 결정될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치가 동작하는 환경에서 주변 장치가 근접장에 접근하는 경우에, 자기장의 변화를 나타낸다.
복수개의 공진기를 통해 형성되는 근접장에서, 공진기들 간의 상호 공진 현상을 이용하여 에너지 및 정보가 전달될 수 있다. 제1 공진기(410)에 초기 에너지가 저장된 상태에서, 제 2의 공진기(420)를 제1 공진기(410)에 근접시키면 상호 공진에 의하여 공진기간 에너지의 송수신이 발생한다. 이러한 에너지의 송수신 중간에 제2 공진기(420)에서 에너지를 캡쳐링(capturing)하면 제1 공진기(410)에서 제2 공진기(420)로의 에너지 전달이 이루어진다.
또한, 제 1 공진기(410)에서 전송하는 에너지 양의 조절 및 제 2 공진기(420)에 전달되는 에너지 양의 센싱을 통해 제1 공진기(410)에서 전송하는 정보가 변조 및 복조 될 수 있다. 이러한 정보 전달 방법을 IE(Induced Energy) modulation이라고 정의한다.
두 공진기간에 에너지가 전달되는 시스템은 선형 시스템이다. 다시 말해서, 제 1 공진기(410) 및 제2 공진기(420) 각각에 초기 에너지가 주입되어 있는 상태에서, 제1 공진기(410)에 초기 저장된 에너지가 제 2공진기(420)로 전달되는 프로세스와 제2 공진기(420)에 초기 저장된 에너지가 제1 공진기(410)에 전달되는 프로세스는 서로 직교(orthogonal)한다. 두 공진기간에 에너지를 이용하여 정보 전달을 함에 있어서, 전이중(full duplex) 통신이 가능하다. 왜냐하면, 두 공진기간에 에너지 전달의 동기(synchronization)가 맞으면, 에너지 전달의 시작 이후 임의의 시점에서 두 공진기 각각은 상대 공진기에서 전달된 에너지의 양을 예측할 수 있기 때문이다.
도 4를 참조하면, 제1 공진기(410)와 제2 공진기(420)가 상호 공진에 의해 초기 에너지를 공유하여 근접장을 형성하고 있는 상황에서, 제1 공진기(410) 및 제2 공진기(420)와 동일한 공진 주파수를 가지는 제3 공진기(430)가 근접하였을 때, 근접장에 변화가 생긴다.
도 5는 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 근접장 통신 보안 장치는 센싱부(510), 제어부(520)를 포함한다.
센싱부(510)는 근접장의 자기장의 변화에 기초하여, 신호의 송수신이 상호 약속된 통신 장치들이 아닌 주변 장치의 접근을 감지한다. 센싱부(510)는 상호 약속된 통신 장치들이 통신을 시작한 이후에 동작할 수도 있다. 센싱부(510)는 상호 약속된 통신 장치들이 통신을 시작하면, 통신 장치 주변에 형성된 근접장을 감지할 수 있다. 센싱부(510)는 근접장에 기 설정된 기준 이상의 변화가 생기면, 주변 장치가 접근한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 주변 장치는 상호 약속된 통신 장치 외에 불특정 통신 장치를 의미한다. 센싱부(510)는 통신 장치에 저장된 에너지의 변화율에 기초하여 근접장의 변화를 판단할 수 있다.
제어부(520)는 센싱부(510)에서 주변 장치의 접근을 감지하면, 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 통신 장치들 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 통신 장치들에서 전송하는 에너지의 양을 제어한다.
통신 장치들 간에는 서로 주고 받는 에너지의 양을 약속된 기준에 따라 정보로 인식함으로써 정보를 주고 받을 수 있다. 또는 통신 장치들은 서로 주고 받는 에너지에 대해 전력 추정(power estimation)을 하여, 정보를 인식할 수도 있다.
주변 장치가 통신 장치들 간에 주고 받는 에너지를 중간에서 수신하는 경우, 송신 장치로부터도 에너지를 수신하고, 수신 장치로부터도 에너지를 수신하므로, 중첩된 에너지의 수신으로 인하여 송신 장치와 수신 장치의 신호를 올바르게 해독할 수 없다.
제어부(520)는 통신 장치들 간에 에너지의 양을 조절하여, 주변 장치가 수신하는 에너지에 기초하여 왜곡된 정보를 획득하도록 할 수 있다.
통신 장치(530)로는 소스 공진기가 사용될 수도 있고, 타겟 공진기가 사용될 수도 있다. 소스 공진기는 에너지를 공급하는 공진기를 의미하며, 타겟 공진기는 소스 공진기로부터 에너지를 수신하는 공진기를 의미한다. 소스 공진기가 통신 장치(530)로 사용되는 경우, 제어부(520)는 소스 공진기에 초기 저장된 에너지를 양자화하고, 소스 공진기가 정보와 매칭되는 양자화 된 에너지를 전송하도록 할 수 있다. 타겟 공진기는 양자화 된 에너지를 수신하여, 에너지의 양에 따라 매칭되는 정보를 해석하여, 정보를 인식할 수 있다.
소스 공진기만 정보를 전송하는 반이중(half duplex) 방식에서 소스 공진기는 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 상호 공진을 통해 전송하고 타겟 공진기는 상호 공진을 통해 에너지를 수신할 수 있다.
센싱부(510)는 소스 공진기 또는 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 주변 장치가 근접장에 접근하였는지 여부를 감지할 수 있다. 센싱부(510)는 소스 공진기와 타겟 공진기 만 신호를 주고 받을 때의 에너지의 변화율과, 주변 장치가 근접장에 접근하였을 때의 에너지 변화율에 차이가 있음을 이용할 수 있다. 예를 들면, 센싱부(510)는 소스 공진기와 타겟 공진기 만 신호를 주고 받을 때의 에너지의 변화율과 비교하여 에너지의 변화율이 소정의 기준보다 커지면, 주변 장치가 근접장에 접근한 것으로 감지할 수 있다.
제어부(520)는 주변 장치의 접근이 감지된 시점을 기준으로, 통신 장치들(530)에서 랜덤 시퀀스를 전송하도록 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다. 랜덤 시퀀스는 임의의 비트 시퀀스를 의미할 수 있다. 주변 장치는 랜덤 시퀀스를 수신하여, 왜곡된 정보를 획득할 수 있다.
제어부(520)는 주변 장치의 접근이 감지된 시점 이후, 타겟 공진기에서 바이너리 랜덤 시퀀스(binary radom sequence)를 전송하도록 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다. 제어부(520)는 주변 장치의 접근이 감지되기 이전에는 타겟 공진기에서 에너지를 전송하지 않도록 하고, 주변 장치의 접근이 감지된 이후에, 타겟 공진기에서 재밍(jamming) 신호를 전송하도록 에너지의 양을 제어할 수 있다.
전이중(full duplex) 방식에서 소스 공진기는 상호 공진을 통해 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 전송하고, 타겟 공진기로부터 에너지를 수신할 수 있다. 또한, 타겟 공진기는 상호 공진을 통해 소스 공진기로부터 에너지를 수신하고, 외부 전원으로부터 공급된 초기 저장 에너지를 전송할 수 있다. 전이중 방식이므로, 소스 공진기 및 타겟 공진기는 동시에 서로 정보를 주고 받을 수 있다.
소스 공진기에 저장된 에너지를 상호 공진을 통해 타겟 공진기로 전달하는 프로세스와 타겟 공진기에 저장된 에너지를 상호 공진을 통해 소스 공진기로 전달하는 프로세스는 에너지 전송의 선형 결합 특성으로 인하여 서로 직교(orthogonal)한다. 소스 공진기는 타겟 공진기로부터 전달된 에너지의 양을 분석하여 타겟 공진기에서 전송한 정보를 복조할 수 있고, 타겟 공진기는 소스 공진기로부터 전달된 에너지의 양을 분석하여 소스 공진기에서 전송한 정보를 복조할 수 있다.
제어부(520)는 주변 장치의 접근을 감지하면, 통신 장치들의 에너지의 전송을 중지할 수 있다. 제어부(520)는 주변 장치의 접근을 감지하면, 에너지의 전송을 중지하여 주변 장치가 해킹 할 정보를 제공하지 않도록 할 수 있다.
제어부(520)는 근접장 통신 보안 장치의 전반적인 제어를 담당하고, 센싱부(510)의 기능을 수행할 수 있다. 도 5의 실시 예에서 이를 별도로 구성하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 실제로 제품을 구현하는 경우에 이들 모두를 제어부(520)에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 이들 중 일부만을 제어부(520)에서 처리하도록 구성할 수도 있다.
도 6은 일실시예에 근접장 통신 보안 시스템의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 근접장 통신 보안 시스템은 송신단 및 수신단을 포함한다. 송신단은 센싱부(610), 제어부(620) 및 소스 공진기(630)를 포함하고, 수신단은 타겟 공진기(640), 제어부(650) 및 센싱부(660)를 포함한다.
센싱부(610)는 상호 공진하는 소스 공진기(630)와 타겟 공진기(640) 간에 형성된 근접장의 변화에 기초하여 근접장 내에 주변 장치(670)의 존재를 감지할 수 있다.
센싱부(610)는 계산부(611) 및 결정부(613)를 포함할 수 있다. 계산부(611)는 소스 공진기(630) 또는 타겟 공진기(640)에 저장되는 에너지의 변화율을 계산할 수 있고, 결정부(613)는 계산부(611)에서 계산된 에너지의 변화율에 기초하여 주변 장치(670)의 존재여부를 결정할 수 있다. 근접장의 변화는 소스 공진기(630) 또는 타겟 공진기(640)에 저장되는 에너지의 변화율의 계산을 통해 감지될 수 있다.
제어부(620)는 주변 장치(670)의 존재를 감지하면, 주변 장치(670)가 수신하는 에너지를 통해 소스 공진기(630)와 타겟 공진기(640) 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 소스 공진기(630)에서 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다. 제어부(620)는 소스 공진기(630)에서 전송하는 에너지의 양을 조절함으로써, 주변 장치(670)가 수신하는 에너지의 양에 기초하여 왜곡된 정보를 획득하도록 할 수 있다.
제어부(620)는 소스 공진기(630)와 타겟 공진기(640) 간에 전이중 방식(full duplex) 통신을 하는 경우, 소스 공진기(630)에 공급된 에너지의 레벨을 양자화할 수 있다. 양자화된 에너지의 레벨에는 정보가 매칭될 수 있다.
센싱부(660)는 상호 공진하는 소스 공진기(630)와 타겟 공진기(640) 간에 형성된 근접장의 변화에 기초하여 근접장 내에 주변 장치(670)의 존재를 감지할 수 있다. 근접장의 변화는 소스 공진기(630) 또는 타겟 공진기(640)에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 판단될 수 있다.
제어부(650)는 주변 장치(670)의 존재를 감지하면, 주변 장치(670)가 수신하는 에너지를 통해 소스 공진기(630)와 타겟 공진기(640) 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 타겟 공진기(640)에서 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다.
제어부(650)는 소스 공진기(630)와 타겟 공진기(640) 간에 전이중 방식(full duplex) 통신을 하는 경우, 타겟 공진기(640)에 저장된 초기 에너지의 레벨을 양자화할 수 있다.
제어부(650)는 소스 공진기(630)와 타겟 공진기(640) 간에 반이중(half duplex) 방식 통신을 하는 경우, 주변 장치(670)의 존재가 감지된 시점 이후, 타겟 공진기(640)에서 재밍(jamming) 신호를 전송하도록, 타겟 공진기(640)에서 전송하는 에너지의 양을 제어할 수 있다.
반이중 방식 통신의 경우 타겟 공진기(640)는 소스 공진기(630)에서 전송하는 에너지를 수신하여 정보를 복조한다. 타겟 공진기(640)는 에너지의 수신과 동시에 소스 공진기(630)로 에너지를 전송하지 않는다. 다만, 주변 장치(670)의 존재가 감지된 시점 이후, 타겟 공진기(640)는 재밍(jamming) 신호를 전송할 수 있다. 재밍 신호는 바이너리 랜덤 시퀀스일 수 있다. 재밍 신호는 양자화 된 에너지의 형태로 타겟 공진기(640)에서 전송될 수 있다.
도 7은 주변 장치가 근접장에 접근하는 경우, TX 공진기와 RX 공진기에 저장되는 에너지의 변화를 나타낸 그래프이다.
(a)는 주변 장치가 근접장에 진입하였을 때, TX 공진기에 저장되는 에너지의 변화를 나타내고, (b)는 RX 공진기에 저장되는 에너지의 변화를 나타낸다. TX 공진기는 초기 에너지가 주입된 공진기로 IE modulation에 의해 정보를 전송하는 공진기이고, RX 공진기는 초기 에너지가 없는 공진기로 정보를 수신하는 공진기이다.
주변 장치의 존재 유무에 따라 시간에 따른 저장 에너지의 파형이 변한다. 저장에너지의 파형이 변하는 것은 근접장 변화에 따라 TX 공진기와 RX 공진기에서 에너지의 송수신에 변화가 발생하였기 때문이다. (a) 및 (b)에서 실선은 주변 장치가 없는 경우에 TX 공진기와 RX 공진기에 저장되는 에너지의 파형을 나타내고, 점선은 주변 장치가 진입하는 경우에 TX 공진기와 RX 공진기에 저장되는 에너지의 파형을 나타낸다.
즉, 주변 장치가 없는 경우에는 TX 공진기에 저장된 초기 에너지를 TX공진기 및 RX 공진기간 서로 주고 받았다면, 주변 장치가 진입하면서 세 공진기간에 에너지의 주고 받음이 발생한다. 이에 따라, 각각의 공진기에 저장되는 에너지에 변화가 발생한다.
이러한 에너지 변화는 각각의 공진기에서 독립적으로 센싱이 가능하다. 따라서, 두 공진기간에 정보를 주고 받을 때, 제3 공진기가 근접장에 접근한다면, 제3 공진기의 존재 유무는 근접장의 변화 또는 각각의 공진기의 저장 에너지의 변화율을 분석함으로써 알 수 있다.
제3 공진기의 센싱을 통해 근접장에서의 통신 보안을 확보할 수 있다. 가장 간단한 실시 예는 TX 공진기에서 제3 공진기의 존재를 파악하면 정보 전송을 중단하는 것이다.
도 8은 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치에서 통신 장치들이 전이중 방식(full duplex) 통신을 하는 경우에 보안이 확보되는 개념을 나타낸다.
도 8은 제1 공진기(810)가 제2 공진기(820)로 정보를 보내는 상황에서 제3공진기가 근접장에 존재하는 상황을 가정한 것이다. 이러한 상황에서 제3 공진기(830)에서 상기 정보의 해석을 할 수 없게 제1 공진기(810) 및 제2 공진기(820)에서 IE modulation 방법에 의해 에너지를 전송한다.
공진기간 에너지 전송의 선형 결합성 때문에, 제1 공진기(810) 및 제2 공진기(820) 간의 정보 전달은 전이중 방식으로 통신이 이루어진다. 즉, 제2 공진기(820)의 에너지 전송은 제2 공진기(820)의 정보 수신에 영향을 미치지 않는다. 반면에, 제3 공진기(830)에서는 제2 공진기(820)에서 전송된 에너지와 제1 공진기(810)에서 전송된 에너지가 중첩되어 제3 공진기(830)가 상기 정보의 해석을 불가능하게 한다.
도 9는 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치에서 재밍 신호를 전송하는 경우와 전송하지 않는 경우에 추가 공진기에 저장되는 에너지의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 근접장에 진입한 추가 공진기에 저장되는 에너지의 변화를 나타낸다. 실선은 근접장 통신 보안 장치에서 재밍(jamming) 신호를 전송하지 않는 경우에 추가 공진기에 저장되는 에너지의 파형을 나타내고, 점선은 근접장 통신 보안 장치에서 재밍 신호를 전송하는 경우에 추가 공진기에 저장되는 에너지의 파형을 나타낸다. 근접장 통신 보안 장치는 RX 공진기를 이용하여 재밍 신호를 전송할 수 있다.
근접장 통신 보안 장치는 반이중 방식으로 동작하는 RX 공진기가 추가 공진기가 감지되면, 재밍 신호를 전송하도록 할 수 있다.
근접장 통신 보안 장치에서 재밍 신호를 전송하는 경우, 추가 공진기에 유도되는 에너지 양은 재밍 신호를 전송하지 않는 경우보다 크게 되고, 추가 공진기는 TX 공진기에서 RX 공진기로 전송하는 정보를 해석하기 어렵다.
왜냐하면, 재밍 신호로 인해 추가적으로 유도된 에너지의 양만큼 추가 공진기는 정보를 왜곡되게 해석할 것이기 때문이다.
도 10은 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 장치에서 랜덤 시퀀스를 전송하는 경우, 추가 공진기가 수신하는 시퀀스를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, TX 공진기는 RX 공진기로 바이너리 시퀀스의 정보(1010)를 전송할 수 있다. "Coming point"는 추가 공진기가 TX 공진기 및 RX 공진기간에 통신 중인 근접장에 접근한 시점이다. 추가 공진기가 근접장에 존재하지 않을 경우, 즉 Coming point 이전, RX 공진기는 에너지를 전송하지 않는다. 추가 공진기가 존재한다고 판단되는 시점 이후에, 즉 Coming point 이후, RX 공진기는 바이너리 랜덤 시퀀스(binary random sequence)(1020)에 기반한 에너지의 전송을 통해 추가 공진기가 TX공진기가 전송하는 정보(1010)를 해석하는 것을 방해할 수 있다. 추가 공진기는 왜곡된 정보(1030)를 획득할 수 있다.
예를 들면, Coming point 바로 다음 전송되는 TX공진기의 "1"은 RX공진기의 랜덤 시퀀스(random sequence) "1"과 중첩되어 추가 공진기에서는 "2"로 해석된다. Coming point이후의 TX공진기에서 전송하는 정보 "1010111010"은 RX공진기에 전송하는 랜덤 시퀀스(random sequence) "1101011001"과 심볼 단위로 중첩된다. 추가 공진기는 중첩된 시퀀스를 "2111122011"로 해석하고, 최선의 경우 "1XXXX110XX"로 해석할 수 있다.
도 11은 일실시예에 따른 근접장 통신 보안 방법의 흐름도이다.
1110단계에서, 수신 기기는 송신 기기로부터 신호를 수신하는지 판단한다. 무선 전력 전송 시스템에서, 신호는 에너지의 형태로 수신될 수 있다. 즉, 한 심볼기간 동안 수신되는 에너지의 양에 따라 서로 다른 정보가 전달될 수 있다. 예를 들면, 에너지의 양에 따라, 1 또는 0의 비트가 구별될 수 있다.
1120단계에서, 수신 기기는 송신 기기로부터 신호를 수신하였다고 판단하면, 근접장의 변화에 기초하여 주변 장치가 근접장에 접근하였는지 여부를 판단한다. 수신 기기는 송신 기기와 형성한 근접장에 변화가 생기면, 주변 장치가 접근한 것으로 판단할 수 있다. 또는 수신 기기는 타겟 공진기를 통하여 에너지를 수신할 수 있는데, 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 파형을 분석하여, 파형의 변화율이 소정 기준보다 커지는 경우, 주변 장치가 접근한 것으로 판단할 수 있다.
1130단계에서, 수신 기기는 주변 장치가 근접장에 접근하였다고 판단하면, 재밍(jamming) 신호를 전송한다. 재밍 신호는 랜덤 시퀀스로 타겟 공진기에 저장된 에너지의 양을 심볼 단위로 다르게 제어함으로써 생성될 수 있다. 주변 장치는 송신 기기가 전송하는 신호 및 수신 기기가 전송하는 재밍 신호를 중첩하여 해석하므로, 왜곡된 정보를 획득할 수 있다.
1140단계에서, 수신 기기는 송신 기기로부터 수신한 신호를 복조한다. 수신 기기는 재밍 신호를 전송함과 동시에 수신 신호를 복조할 수 있다.
상술한 방법들은 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 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (17)

  1. 근접장의 자기장의 변화에 기초하여, 신호의 송수신이 상호 약속된 소스 공진기 및 타겟 공진기와는 상이한 주변 장치의 접근을 감지하는 센싱부; 및
    상기 주변 장치의 접근을 감지하면, 상기 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 상기 소스 공진기 및 상기 타겟 공진기 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 상기 소스 공진기 및 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는 제어부
    를 포함하는 근접장 통신 보안 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소스 공진기는 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 상호 공진을 통해 전송하고,
    상기 타겟 공진기는 상기 상호 공진을 통해 에너지를 수신하는, 근접장 통신 보안 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센싱부는
    상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 상기 근접장으로의 접근을 감지하는
    근접장 통신 보안 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 주변 장치의 접근이 감지된 시점을 기준으로, 상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에서 랜덤 시퀀스를 전송하도록 상기 전송하는 에너지의 양을 제어하는
    근접장 통신 보안 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 주변 장치의 접근이 감지된 시점 이후, 상기 타겟 공진기에서 바이너리 랜덤 시퀀스(binary random sequence)를 전송하도록 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는
    근접장 통신 보안 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소스 공진기는 상호 공진을 통해 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 전송하고 상기 타겟 공진기로부터 에너지를 수신하고,
    상기 타겟 공진기는 상기 상호 공진을 통해 상기 소스 공진기로부터 에너지를 수신하고 외부 전원으로부터 공급된 초기 저장 에너지를 전송하는, 근접장 통신 보안 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소스 공진기에 저장된 에너지를 상기 상호 공진을 통해 상기 타겟 공진기로 전달하는 프로세스와 상기 타겟 공진기에 저장된 에너지를 상기 상호 공진을 통해 상기 소스 공진기로 전달하는 프로세스는 에너지 전송의 선형 결합 특성으로 인하여 서로 직교(orthogonal)하는
    근접장 통신 보안 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 주변 장치의 접근을 감지하면, 상기 소스 공진기 및 상기 타겟 공진기의 에너지의 전송을 중지하는
    근접장 통신 보안 장치.
  9. 상호 공진하는 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 형성된 근접장의 변화에 기초하여 상기 근접장 내의 주변 장치의 존재를 감지하는 센싱부;
    상기 주변 장치의 존재를 감지하면, 상기 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 상기 소스 공진기 및 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는 제어부
    를 포함하는 근접장 통신 보안 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센싱부는
    상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율을 계산하는 계산부; 및
    상기 계산부에서 계산된 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 존재여부를 결정하는 결정부
    를 포함하는 근접장 통신 보안 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 전이중 방식(full duplex)통신을 하는 경우, 상기 소스 공진기에 공급된 에너지의 레벨을 양자화하고, 상기 타겟 공진기에 저장된 초기 에너지의 레벨을 양자화하는
    근접장 통신 보안 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 반이중 방식(half duplex)통신을 하는 경우, 상기 주변 장치의 존재가 감지된 시점 이후, 상기 타겟 공진기에서 재밍(jamming) 신호를 전송하도록, 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는
    근접장 통신 보안 장치.
  13. 근접장의 자기장의 변화에 기초하여, 신호의 송수신이 상호 약속된 소스 공진기 및 타겟 공진기와는 상이한 주변 장치의 접근을 감지하는 단계; 및
    상기 주변 장치의 접근을 감지하면, 상기 주변 장치가 수신하는 에너지를 통해 상기 소스 공진기 및 상기 타겟 공진기 간에 송수신 하는 신호의 해독이 불가능하도록, 상기 소스 공진기 및 상기 타겟 공진기에서 전송하는 에너지의 양을 제어하는 단계
    를 포함하는 근접장 통신 보안 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 소스 공진기는 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 상호 공진을 통해 전송하고, 상기 타겟 공진기는 상기 상호 공진을 통해 에너지를 수신하고,
    상기 감지하는 단계는
    상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 상기 근접장으로의 접근을 감지하는
    근접장 통신 보안 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는
    상기 주변 장치의 접근이 감지된 시점을 기준으로, 상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에서 랜덤 시퀀스를 전송하도록 상기 전송하는 에너지의 양을 제어하는
    근접장 통신 보안 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 소스 공진기는 상호 공진을 통해 직류 전원으로부터 공급 받은 에너지를 전송하고, 타겟 공진기로부터 에너지를 수신하고, 상기 타겟 공진기는 상기 상호 공진을 통해 상기 소스 공진기로부터 에너지를 수신하고 외부 전원으로부터 공급된 초기 저장 에너지를 전송하고,
    상기 감지하는 단계는
    상기 소스 공진기 또는 상기 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 변화율에 기초하여 상기 주변 장치의 상기 근접장으로의 접근을 감지하는
    근접장 통신 보안 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는
    상기 소스 공진기에 공급된 에너지의 레벨을 양자화하고, 상기 타겟 공진기에 저장된 초기 에너지의 레벨을 양자화하는
    근접장 통신 보안 방법.
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