모트 전이 소재 기반 초고속, 저전력, 변이 내성 진성 난수 발생기 개발Fast, low-power, and variation tolerant true random number generator based on a mott memristor
난수 발생기 (Random Number Generator, RNG)란 정보의 암호화 과정에 필수적으로 이용되는 키 (key)를 생성하는 장치이다. 진성 난수 발생기(True Random Number Generator, TRNG)는 물리적인 무작위 현상을 기반으로 완전한 난수를 발생하는 장치로 차세대 보안 소자의 핵심 기술이다. 기존의 진성 난수 발생기는 무작위한 물리적 현상을 연산장치에서 이용할 수 있도록 디지털화하는 과정이 비효율적이고 느린 한계가 있었다. 본 연구에서는 열에 의해 저항 상태가 바뀌는 모트 전이 현상에서 열적 변동의 무작위성을 기반하여 진성 난수 발생기로 이용하는 방법을 최초로 제시하였다. 모트 전이 현상은 초고속, 저전력으로 동작이 가능하며, 멤리스터 기반의 TRNG 기술 중 가장 빠른 40 kb/s의 속도로 진성 난수 발생에 성공했다. 또한, 이 기술에서 이용하는 열적 변동은 주변 환경의 영향을 받지 않아 극한의 환경을 포함한 다양한 환경에서 활용할 수 있다.The intrinsic stochasticity of the memristor can be used to generate true random numbers, essential for non-decryptable hardware-based security devices. Here, we propose a novel and advanced method to generate true random numbers utilizing the stochastic oscillation behavior of a NbOx mott memristor, exhibiting self-clocking, fast and variation tolerant characteristics. The random number generation rate of the device can be at least 40 kb/s, which is the fastest record compared with previous volatile memristor-based TRNG devices. Also, its dimensionless operating principle provides high tolerance against both ambient temperature variation and device-to-device variation, enabling robust security hardware applicable in harsh environments.
- Description
- 한국과학기술원 : 신소재공학과
- Publisher
- KAIST 2021 대표 연구성과 10선
- Issue Date
- 2021
- Language
- kor
- Description
https://archives.kaist.ac.kr/eng/research.jsp?year=2021&view=view07
- Appears in Collection
- 2021 KAIST 대표 연구성과 10선
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