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‘기능성 탄소 보호층’을 통한 차세대 고성능 리튬-황 전지 개발
우리 대학 생명화학공학과 이진우 교수 연구팀이 서울대학교 한정우 교수 연구팀, LG 에너지솔루션 미래기술연구센터와 공동연구를 통해 차세대 고성능 리튬-황 전지를 개발하는데 성공했다.
리튬-황 전지는 차세대 이차전지 후보군 중 하나로, 상용 리튬이온전지에 사용되고 있는 양극 소재에 비해 황이 가볍고 가격이 저렴하면서도 많은 양의 에너지를 한 번에 저장할 수 있어, 무인기 및 드론과 같이 가볍고 오래 작동될 수 있는 응용분야에 필요한 핵심 기술로 손꼽히고 있다.
하지만, 실질적으로 높은 수준의 에너지 밀도를 지닌 리튬-황 전지를 개발하기 위해서는 전지 내부에 들어가는 무거운 전해액의 사용량을 줄여야 하는데, 전해액 양이 줄어들면 양극에서 발생하는 황의 전기화학적 반응성이 대폭 줄어들어 높은 에너지를 지닌 리튬-황 파우치셀을 구현하는데 어려움이 있다.
이진우 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 리튬황전지 양극에 추가되어 황의 전기화학적 반응성을 개선해줄 수 있는 금속 나노입자의 표면에 얇은 기능성 탄소 보호층을 도입함으로써, 양극에서 발생하는 황의 전기화학 전환 반응의 반응성과 수명 안정성을 대폭 향상시키는데 성공하였다. 이 탄소 보호층은 반응 생성물인 리튬 폴리설파이드와 금속 나노입자 간의 직접적인 접촉을 차단해 기존에 발생했던 부반응 및 상변화를 예방하여 수명을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 해당 탄소 보호층은 전자 전달에 도움이 되는 질소 원자가 첨가되어 있어, 금속 나노입자와의 전자교환이 원활히 이루어진다. 금속 입자의 종류를 제어함으로써, 탄소 보호층 내의 질소 원자의 최적화된 전자구조를 유도함으로써, 양극 반응성 또한 크게 향상시킬 수 있다.
이번 연구에서 개발된 기능성 탄소 보호층을 양극 첨가제에 활용함으로써, A h 수준의 리튬-황 파우치셀에서 400 W h kg-1 수준의 에너지 밀도 (전지의 단위 무게 당 저장할 수 있는 총 에너지 양) 를 확보하는 성과를 거뒀다. 더욱이, 기능성 탄소 보호층 합성법이 간단하면서도 대량화에 적합해, 향후 적절한 후속 연구를 통해 리튬-황 전지 산업 분야에서 활용될 가능성도 열려있다.
생명화학공학과 이진우 교수는 “차세대 고성능 리튬-황 전지 개발을 위해서는 전지 내부에 제한된 전해액 사용량에도 황 전환 반응의 속도와 수명 안정성을 모두 높은 수준으로 확보하는게 핵심이다”고 설명하면서, “양극 기능성 소재의 전자구조 최적화 및 표면 안정성을 제어할 수 있는 기술을 개발하려는 노력이 지속되어야 한다”고 설명하였다.
이번 연구결과는 이진우 교수 연구실의 김서아 박사, 임원광 박사, 그리고 한정우 교수 연구실의 정현정 박사가 공동 제 1저자로 참여하였으며, 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’에 2025년 2월 14일 字 온라인판에 게재됐다 (논문명: Protective catalytic layer powering activity and stability of electrocatalyst for high-energy lithium-sulfur pouch cell)
2025.03.11
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물로 차세대 리튬금속전지 750% 수명 연장시켜
리튬금속은 기존 상용 배터리의 성능 한계를 극복할 수 있는 차세대 음극으로 주목받아 왔다. 하지만, 리튬금속 자체 문제로 배터리의 수명을 단축하고 화재 위험을 초래하는 문제를 보여왔다. KAIST 연구진이 물만을 사용해서 기존 리튬금속 음극보다 수명이 약 750% 향상시키는 세계 최고 수준의 연구에 성공했다.
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수 연구진이 아주대 이지영 교수와 협력하여 친환경 공법으로 제조한 중공 나노섬유를 리튬금속보호막으로 사용해, 리튬의 성장을 안정화하고 차세대 ‘리튬금속전지’의 수명을 획기적으로 늘리는 데 성공했다고 2일 밝혔다.
리튬 금속 표면에 보호막을 적용해 리튬금속과 전해액간의 계면을 인공적으로 조성하는 기존의 보호막 기술은 인체에 유해한 공정과 원가가 높은 재료를 필요로 하며 리튬금속음극의 수명을 높이는 데 한계가 있어왔다.
김일두 교수 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 ‘리튬이온 성장을 물리적·화학적 방법으로 제어할 수 있는 중공 나노섬유 보호막’을 제시했다.
이 보호막은 식물에서 추출한 친환경 고분자인 구아검(Guar gum)*을 주재료로 해, 물 만을 사용한 친환경적인 전기방사 공법**으로 제조됐다.
*구아검: 구아검은 구아콩에서 얻어낸 천연 고분자 화합물로 다량의 단당류로 이루어진 구조를 가지고 있다. 단당류에 있는 산화관능기가 리튬이온과의 반응을 제어한다.
**전기방사 공법: 전기방사는 고분자 용액에 전기장을 가하여 약 수십 나노미터에서 수 마이크로미터 사이의 직경을 가지는 고분자 섬유를 연속생산하는 공정이다.
특히, 나노섬유 보호막을 적용해 전해액과 리튬 이온 간의 가역적인 화학 반응을 효과적으로 제어했다. 또한 섬유 내부의 빈 공간을 활용해서 리튬이온이 금속 표면에 무작위로 쌓이는 것을 억제함으로써 리튬금속 표면과 전해액 사이의 계면 안정화를 동시에 달성했다.
이 보호막을 적용한 리튬금속 음극은 연구 결과, 기존 리튬금속 음극보다 수명이 약 750% 향상됐으며, 300회의 반복적인 충·방전에도 약 93.3%의 용량을 안정적으로 유지하는 세계 최고 수준의 성능을 달성했다.
연구진은 자연에서 얻어진 이 보호막이 흙에서 약 한 달 내에 완전히 분해됨을 입증해, 보호막의 제조에서 폐기에 이르기까지 전 과정이 친환경적인 특성을 증명했다.
신소재공학과 김일두 교수는 “물리적·화학적 보호막 기능을 모두 활용했기 때문에 더욱 효과적으로 리튬금속과 전해액 간의 가역적인 반응을 유도하고 수지상 결정 성장을 억제해 획기적인 수명 특성을 가진 리튬금속음극을 개발할 수 있었다”고 밝혔다.
이어, “급증하는 배터리 수요로 인해 배터리 제조와 폐기로 인한 환경부하 문제가 심각하게 대두되고 있는 상황에서, 물만을 사용한 친환경적인 제조 방법과 자연 분해되는 특성은 차세대 친환경 배터리의 상용화에 큰 기여를 할 것이다”고 말했다.
이번 연구 결과는 KAIST 신소재공학과 졸업생 이지영 박사(現 아주대학교 화학공학과 교수), 송현섭 박사(現 삼성전자)가 공동 제1 저자로 참여했으며, 국제 학술지 `어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)' 11월 21일 36권 47호에 표지논문(Front Cover)으로 선정됐다. (논문명 : Overcoming Chemical and Mechanical Instabilities in Lithium Metal Anodes with Sustainable and Eco-Friendly Artificial SEI Layer)
한편 이번 연구는 KAIST-LG에너지솔루션 프론티어 리서치 랩 (Frontier Research Lab, FRL), 산업통상자원부의 알케미스트 사업과 과학기술정보통신부의 탑-티어 연구지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
2024.12.02
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KAIST 단독 보안 학술대회 개최
우리 대학이 국내 대학으로서는 최초로 단독 보안 학술대회 ‘Security@KAIST Fair’를 오는 26일 개최한다.
정보보호대학원(책임교수 차상길)은 미 컴퓨터과학분야 평가사이트인 csrankings.org 기준 세계 20위권의 보안 연구 실적을 확보한 명실공히 국내 최고의 보안 연구 기관으로 평가받고 있으며, 본 학술대회를 통해 KAIST가 연구개발 중인 세계적인 수준의 최첨단 보안기술을 대외적으로 소개하는 자리를 마련했다.
이번 행사는 KAIST 정보보호대학원과 사이버보안연구센터가 주관하며, KAIST 내부에서 진행 중인 50개 이상의 프로젝트 발표와 5건의 기술 세미나, 그리고 다양한 보안 데모가 진행된다. 특히 아직 발표되지 않은 프로젝트가 다수 발표되어 보안 기술의 최신 동향을 한눈에 확인할 수 있는 자리가 될 전망이다. 또한 KAIST 정보보호대학원을 졸업하고 국내외에서 활동중인 졸업생과의 대화 자리를 마련하여 보안 분야에서의 취업과 연구 경험을 공유한다. 그리고 보안 분야를 선도하는 대표 기업들과의 협력을 진행하며, 현대자동차, SK텔레콤, ㈜스패로우 등 기업의 최신 보안 기술 전시가 함께 펼쳐진다.
전산학부는 올해 8월 ‘정보보호특성화 대학 사업’에 선정되었을 뿐 아니라 지난 6년간 진행해온 융합보안대학원 사업과 함께 정보보호 분야의의 특성화 인재양성에 적극 힘쓰고 있다.
한편, 과학기술정보통신부의 재원으로 정보통신기획평가원(IITP), 한국인터넷진흥원(KISA)의 지원을 받아 수행되는 본 행사는 대전 KAIST 본원에서 개최되는 행사로 누구나 무료로 참여할 수 있으며, 자세한 사항은 행사 홈페이지에서 확인할 수 있다(https://seckaist.github.io/2024/).
2024.11.12
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김병필 교수·김나리 연구교수, 개인정보보호의 날 기념 정부 유공 포상
개인정보보호위원회(이하 개인정보위, 위원장 고학수)는 지난 9월30일(월), 서울 삼성동 코엑스에서 ‘제4회 개인정보 보호의 날’ 기념식을 개최했다. 이날은 개인정보 보호의 중요성을 알리고자 2023년부터 법정기념일로 지정됐으며, 2011년 9월30일 개인정보 보호법의 시행을 기념하기 위해 매년 같은 날 기념된다.
올해 기념식은 ‘안전한 개인정보, 신뢰받는 인공지능(AI) 시대’라는 주제로 400여 명이 참석한 가운데 진행되었으며, 행사 전 과정은 개인정보위 유튜브 채널을 통해 실시간으로 중계됐다. 고학수 개인정보위 위원장은 환영사에서 "개인정보는 인공지능 시대에서 국가와 기업의 경쟁력을 결정짓는 중요한 자산"이라고 강조했다. 이어 유럽연합(EU) 집행위원회의 디디에 레인더스(Didier Reynders) 법무청장과 마이크로소프트의 개인정보 보호책임자(CPO) 쥴리 브릴(Julie Brill)이 영상 축사를 통해 개인정보 보호의 중요성을 강조하며, 개인정보보호의 날을 축하했다.
또한, 개인정보 보호와 안전한 활용에 기여한 이들을 대상으로 한 포상 수여식이 이어졌으며, 국민훈장(동백장), 근정포장, 대통령 표창, 개인정보위 위원장 표창 등 다양한 상이 수여됐다. 우리 대학 기술경영학부 김병필 교수는 인공지능(AI) 프라이버시 민·관 정책협의회 분과장으로서 활약한 공로로 근정포장을 받았다. 아울러, 개인정보위에서는 발전·협력, 정책·제도, 보호·활용, 침해예방·대응 등4개 부문에서 개인정보보호위원장 표창을 수여했으며, 우리 대학 설명가능 인공지능연구센터 김나리 연구교수는 설명가능AI 기술의 실제 활용 가이드라인 수립에 기여한 공로로 ‘정책·제도’ 부문에서 수상했다.
개인정보위는 이번 기념식을 시작으로 9월 30일부터 10월 4일까지 개인정보 보호주간을 선포하며, 인공지능 시대에 발맞춰 정보주체의 권익을 보호하고 기업들이 안전하게 데이터를 활용할 수 있도록 신산업 및 신기술 혁신을 지속적으로 지원할 계획이라고 밝혔다.
2024.10.04
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리튬 금속 이차전지 수명 세계 최고 수준으로 구현
리튬이차전지의 이상적인 음극 소재로 주목받는 리튬 금속은 현재 상용 배터리인 그라파이트(graphite, 372 mAh/g)보다 10배 높은 용량을 가지고 있지만, 충·방전 과정 중 리튬 덴드라이트(dendrite)라 불리는 바늘 구조의 침전물이 쉽게 형성되는 근본적인 문제로 인해 상용화되지 못하고 있다.
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수와 생명화학공학과 임성갑 교수 공동 연구팀이 리튬이온전지의 전해액 속에서 팽윤(고분자 화합물이 용매를 흡수해 부피가 늘어남)되는 초박형 공중합체 고분자 보호막을 적용해 리튬 금속 전지의 수명을 획기적으로 늘리는 데 성공했다고 28일 밝혔다.
리튬 금속의 낮은 쿨룽 효율, 짧은 전지 수명, 폭발 위험 등을 막기 위해 인공으로 고체-전해질 계면 (artificial solid-electrolyte interphase, 이하 SEI) 층을 보호막처럼 만들어 리튬 이온의 원활한 전달과 덴드라이트의 성장을 억제하기 위한 다양한 연구들이 진행되었다. 그러나, 기존의 인공 SEI 층들은 두께가 두꺼워 전지 내부의 높은 저항을 발생시키거나, 수백 사이클 이상의 구동 시 리튬 금속으로부터 떨어져 리튬 금속 음극의 장시간 안정성 유지에 어려움이 있었다. 무엇보다도, SEI 층의 형성 과정에서 반응성이 매우 큰 리튬의 손상이 발생하는 경우가 많아 원하는 형태의 SEI 층을 형성하는 데에 제약이 컸다.
공동 연구팀은 리튬 금속의 높은 반응성을 제어하고 덴트라이트 성장 및 전해액 고갈 문제를 해결하기 위해 `개시제를 이용한 화학 기상 증착법(initiated chemical vapor deposition, iCVD)'이라는 공정을 이용했다. 이 공정 기술은 리튬금속 표면에 손상없이 보호막으로 적용되도록 용매를 사용하지 않는 온화한 조건에서 공정을 진행하며 기능성 고분자 박막을 얇게 균일하게 적용할 수 있다는 장점이 있다.
공동 연구팀은 iCVD 공정으로 제조된 고분자 박막을 활용해 리튬 전극의 계면을 안정화하였다. 전해액과 만나 3배 팽윤되어 부드러운 SEI 구조체를 형성하는 고분자 보호막이 적용된 리튬 음극은 세계 최고 수준의 리튬 이온 운반율(0.95)과 이온 전도도(6.54 mS cm-1) 특성을 보였다. 특히 100 nm의 얇은 두께에서도 리튬 덴드라이트 성장을 효과적으로 막는 효과가 있음을 연구팀은 증명했다. 연구팀은 피디멤스가 코팅된 리튬 음극과 상용화된 양극(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)을 배터리 셀(battery cell)로 제조해, 무려 600 사이클 이상 안정적으로 구동되는 세계 최고 수준의 성능을 구현했다.
생명화학공학과 임성갑 교수는 "전해액에서 팽윤되는 초박형 고분자 보호막을 iCVD 공정을 적용해 리튬 금속 대비 6배 이상 수명 특성이 개선된 리튬 금속 전지 개발에 성공했다ˮ고 밝혔으며, 신소재공학과 김일두 교수는 "고용량 리튬 이차전지뿐만 아니라 리튬-황 전지, 리튬-공기 전지와 같은 차세대 이차전지에도 필수적으로 사용되는 리튬 음극의 상용화를 앞당기는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다ˮ 고 말했다.
이번 연구 결과는 우리 대학 졸업생 배재형 박사(現 경희대학교 화학공학과 교수), 우리 대학 최건우 박사과정, 우리 대학 송현섭 박사과정이 공동 제1 저자로 참여했으며, 국제 학술지 `어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)' 온라인 호에 3월 8일자 출판되었으며, 표지논문 (Front Cover)으로도 선정됐다. (논문명 : Reinforcing native solid-electrolyte interphase layers via electrolyte-swellable soft-scaffold for lithium metal anode).
이번 연구는 KAIST-LG에너지솔루션 프론티어 리서치 랩 (Frontier Research Lab, FRL)과 과학기술정보통신부 선도연구센터 지원사업 (웨어러블 플랫폼 기술센터)의 지원을 받아 수행됐다.
2023.03.28
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세계 최초 개인정보 보호 기술이 적용된 인공지능(AI) 반도체 개발
우리 대학 전기및전자공학부 유민수 교수 연구팀이 세계 최초로 `차등 프라이버시 기술이 적용된 인공지능(AI) 어플리케이션(Differentially private machine learning)'의 성능을 비약적으로 높이는 인공지능 반도체를 개발했다고 19일 밝혔다.
빅데이터 및 인공지능 기술의 발전과 함께 구글, 애플, 마이크로소프트 등 클라우드 서비스를 제공하는 기업들은 전 세계 수십억 명의 사용자들에게 인공지능 기술을 기반으로 여러 가지 서비스(머신러닝 애즈 어 서비스, ML-as-a-Service, MLaaS)를 제공하고 있다. 이러한 서비스 중에는, 대표적으로 유튜브나 페이스북 등에서 시청자의 개별 취향에 맞춰 동영상 콘텐츠나 상품 등을 추천하는 `개인화 추천 시스템 기술(예- 딥러닝 추천 모델, Deep Learning Recommendation Model)' 이나, 구글 포토(Photo) 와 애플 아이클라우드(iCloud) 등에서 사진을 인물 별로 분류해주는 `안면 인식 기술 (예- 합성곱 신경망 네트워크 안면 인식, Convolutional Neural Network based Face Recognition)' 등이 있다.
이와 같은 서비스는 사용자의 정보를 대량으로 수집해, 이를 기반으로 인공지능 알고리즘의 정확도와 성능을 개선한다. 이 과정에서 필연적으로 많은 양의 사용자 정보가 서비스 제공 기업의 데이터 센터로 전송되고, 민감한 개인정보나 파일들이 저장되고 사용되는 과정에서 정보가 유출되는 문제가 발생하기도 한다.
또한 이러한 문제는 최근 주목받는 대형 인공지능 모델의 경우에 더 쉽게 발생하는 경향이 있으며, 실제 구글에서 사용하는 대화형 인공지능 모델인 GPT-2의 경우, 특정 단어들을 이야기했을 때 사용자의 개인정보 등을 유출하는 문제를 보였다. [참고1] 유사사례로서 국내에서 2020년 화제가 되었던 스캐터랩의 인공지능 챗봇 이루다의 경우에도 비슷한 문제가 불거진 적이 있다. [참고2]
[참고1] https://ai.googleblog.com/2020/12/privacy-considerations-in-large.html
[참고2] https://n.news.naver.com/mnews/article/092/0002243051?sid=105
이에 애플, 구글, 마이크로소프트 등 빅 테크 기업에서는 `차등 프라이버시 (differential privacy)' 기술을 크게 주목하고 있다. 차등 프라이버시 기술은 학습에 사용되는 그라디언트(gradient, 학습 방향 기울기)에 잡음(노이즈)를 섞음으로써 인공지능 모델로부터 사용자의 개인정보를 유출하는 모든 종류의 공격을 방어할 수 있다.
하지만 이러한 장점에도 불구하고, 차등 프라이버시 기술 적용 시, 기존 대비 어플리케이션의 속도와 성능이 크게 하락하는 문제 때문에 아직까지 범용적으로 널리 적용되지는 못했다. 이는 차등 프라이버시 머신러닝 학습 과정이 일반적인 머신러닝 학습과 다른 특성을 보이고, 이로 인해 기존의 하드웨어에서 효과적으로 실행되지 않아 메모리 사용량, 학습 속도 및 하드웨어 활용도 (hardware utilization) 측면에서 비효율적이기 때문이다.
이에 유민수 교수 연구팀은 차등 프라이버시 기술의 성능 병목 구간을 분석해 해당 기술이 적용된 어플리케이션의 성능을 크게 시킬 수 있는 `차등 프라이버시 머신러닝을 위한 인공지능(AI) 반도체 칩'을 개발했다. 유민수 교수팀이 개발한 인공지능 반도체는 외적 기반 연산기와 덧셈기 트리 기반의 후처리 연산기 등으로 구성돼 있으며, 현재 가장 널리 사용되는 인공지능 프로세서인 구글 TPUv3 대비 차등 프라이버시 인공지능 학습 과정을 3.6 배 빠르게 실행시킬 수 있고, 엔비디아의 최신 GPU A100 대비 10배 적은 자원으로 대등한 성능을 보인다고 연구팀 관계자는 설명했다. 또한 이번 개발을 통해서 기존 하드웨어의 한계로 널리 쓰이지 못했던 차등 정보보호 기술의 대중화에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다고 전했다.
우리 대학 전기및전자공학부 박범식, 황랑기 연구원이 공동 제1 저자로, 윤동호, 최윤혁 연구원이 공동 저자로 참여한 이번 연구는 미국 시카고에서 열리는 컴퓨터 구조 분야 최우수 국제 학술대회인 `55th IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture(MICRO 2022)'에서 오늘 10월 발표될 예정이다. (논문명 : DiVa: An Accelerator for Differentially Private Machine Learning)
또한 이번 연구는 지금까지는 없던 차등 프라이버시가 적용된 인공지능 반도체를 세계 최초로 개발했다는 점에서 의의가 있으며, 차등 프라이버시 인공지능 기술을 대중화해 인공지능 기반 서비스 사용자들의 개인정보를 보호하는 데에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다. 또한, 가속기의 성능 향상은 인공지능 연구 효율을 높여 차등 프라이버시 인공지능 모델의 정확도 개선에도 기여할 것으로 보인다.
한편 이번 연구는 한국연구재단, 삼성전자, 그리고 반도체설계교육센터 (IDEC, IC Design Education Center)의 지원을 받아 수행됐다.
2022.08.19
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전산학부 박사과정 학생들, 2020 국가암호공모전 대상 수상
우리 대학 전산학부 정보보호대학원 박사과정 이영민, 이병학, 최원석 학생(지도교수 이주영)이 지난 10월 22일 서울 양재동 엘타워에서 진행된 미래암호워크숍 2020 국가암호공모전에서 “Improved Security Analysis for Nonce-based Enhanced Hash-then-Mask MACs” 논문으로 대상을 수상했다.
‘2020 국가암호공모전’은 국내 암호기술 발전을 위해 국가정보원의 후원으로 한국정보보호학회 한국암호포럼이 개최했으며 상금은 대상 1,000만원을 포함해 총 5,000만원 규모다. 올해 공모전은 암호 원천기술 분야와 암호 기술 응용 및 활용 분야 논문으로 진행되는데, 대상은 두 분야를 통틀어 한 편만 선정됐다.
한편, 같은 연구실 박사과정 이병학, 이영민, 최원석 학생은 최우수상을 수상했고, 박사과정 김성광, 하진철, 최원석 학생은 특별상을 수상했다. 이병학, 김성광 학생은 2019 국가암호공모전에서도 “Tight Security Bounds for Double-block Hash-then-Sum MACs” 논문으로 최우수상을 수상했는데, 이 논문은 올해 최우수 암호학회 Eurocrypt에 발표됐다.
2020.10.26
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차상길 교수 연구팀, K-사이버 시큐리티 챌린지 2019 우승
우리 대학 정보보호대학원 차상길 교수(소프트웨어보안연구실) 연구팀이 지난 11월 22일 열린 ‘K-사이버 시큐리티 챌린지 2019’ 대회에서 AI 기반 취약점 자동탐지 트랙 부문 2년 연속 우승을 차지했다.
과학기술정보통신부가 주최하고 한국인터넷진흥원이 주관한 이번 대회는 미국 국방성에서 지난 2016년에 주최한 사이버그랜드챌린지(CGC)를 벤치마킹한 국내 대회로 사람이 아닌 기계 간 해킹대회이다. AI 기반의 시스템은 스스로 외부의 개입 없이 주어진 프로그램의 취약점을 찾아 그것을 해킹하여 컴퓨터 운영권을 획득하게 된다.
이번 대회에서 차상길 교수팀은 ‘금오(Geumo)’라는 팀명으로 대회에 참가했으며, 시스템 개발과 운영을 위해 전산학부 코렌틴 쏘레 연구원(Corentin Soulet), 정보보호대학원 김강수 석사과정이 참여했다.
미국 카네기멜론 대학 시절부터 해당 분야 연구를 세계적으로 선도한 차상길 교수는 우리나라의 자체 기술만으로 최고 수준의 시스템을 만드는 데에 성공했다.
최근에는 사이버보안연구센터와 함께 AI 기반 해킹 시스템의 핵심요소 중 하나인 바이너리 분석 엔진을 기존의 엔진보다 10배 이상 빠르게 수행하는 데 성공해 세계적 권위의 학술대회인 2019 NDSS(The Network and Distributed System Security Symposium) BAR(Binary Analysis Research)에서 최우수 논문상을 받은 바 있다.
김강수 석사과정은 "지난해에 이어서 좋은 소식을 전할 수 있어서 기쁘고 대회에서 깨달은 지식을 활용해 사회에 이바지할 수 있도록 노력하겠다"라고 말했다.
2019.12.13
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정보보호대학원, 독일 정보보안센터(CISPA)와 MOU 체결
우리 대학 정보보호대학원(책임교수 신인식)이 지난 8월 28일 독일 자르브뤼켄에서 독일 정보보안센터(CISPA(Helmholtz Center for Information Security)) 및 KIST 유럽연구소와 함께 정보보호 관련 협력과 공동 목표에 관한 MOU를 체결했다.
KAIST는 국내 대학 최초로 체결한 이번 협약을 통해 CISPA와 KIST 유럽과 함께 ▲ 공동 프로젝트 추진 ▲ 시스템 보안, 웹 보안, 암호학 등 분야 관련 협력 ▲ KIST 유럽의 테스트베드 플랫폼 공동사용 등 다양한 분야에서 협력할 예정이다.
KAIST와 협력하게 될 독일의 CISPA는 연간 5300만 유로의 예산이 투입되는 독일 최대 연구기관인 헬름홀츠(Helmholtz) 연구협회 연구센터로 지난 2018년 선정됐다. CISPA는 협회 최초로 IT분야를 수행하는 대형연구센터로 출범했으며 2026년까지 최소 500명~800명의 연구 인력을 보유한 대형 연구센터로 발돋움할 계획이다.
CISPA는 최근 4년 동안 정보보호 분야의 TOP 4 국제학회에서 세계 최고의 연구 실적을 올렸으며(csrankings.org 기준 세계 1위), 매년 500억 원(원화 기준)이 넘는 연구비를 헬름홀츠 연구협회에서 지원을 받고 있다.
28일(현지시각)에는 MOU 행사와 더불어 독일 대사관에서 한독 사이버 보안 세미나가 개최되어 세계 최고 수준의 보안 분야 기술을 소개하는 시간이 마련됐다. 특히, `데이터 보호, 웹 보안, 시스템 보안을 위한 연구자들 워크숍'에서는 신인식, 강병훈, 손수엘 교수 등이 KAIST를 대표해 각각 시스템 보안 및 웹 보안 내용을 발표했으며, CISPA와 공동 협업 주제를 구체화했다.
신인식 정보보호 대학원 책임 교수는 "이번 MOU 참여 기관들과 공동 프로젝트, 세미나 및 인턴십 등을 추진해 공동 기술개발, 인력양성 및 산학협력 등에 이바지해 세계 최고 수준의 대학원으로 거듭 발전할 계획ˮ이라고 밝혔다.
이날 행사에는 KAIST 정보보호대학원 신인식 책임교수, CISPA 마이클 벡키스 소장, 김준경 KIST 유럽연구소장 등이 참석해서 MOU에 서명했다.
2019.09.09
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정보보호대학원, 지역 융합보안 전공 개설
우리 대학 전산학부 정보보호대학원(책임교수 신인식)이 대전권 전략사업인 스마트시티에 특화된 융합보안 전공을 개설한다.
과학기술정보통신부는 지난 3월 5G시대에 대비한 지역 융합보안 대학원 선정을 위한 공모를 진행했다. 총 14개의 국내 대학이 지원한 결과 교육･연구·산학협력 등 대학원 운영 계획 및 사업 수행 능력 등을 종합 평가해 우리 대학을 포함한 3개 대학이 최종 선정됐다.
선정된 각 대학에는 올해 5억 원(2020년부터 7억 원)의 예산이 투입되고 연차 평가를 통해 최대 6년간 40억 원이 지원될 예정이다.
우리 대학은 이번 융합보안 대학원 개설을 통해 도시 스케일 혁신 연구를 수행하는 글로벌 수준의 연구 및 교육 역량을 확보하고 4차 산업 혁명과 ICT 융합산업을 선도하는 고급 융합보안 인재 양성의 기틀을 마련할 계획이다.
스마트시티는 ICT 기술 융합의 대표적인 결과물로 정보통신 인프라·빅데이터·인공지능·통신 등 다방면의 고도화된 ICT 기술을 바탕으로 현실화된다. 새로운 도시 서비스를 제공하는 스마트시티 거버넌스 플랫폼 실현을 위해서는 5G 통신, 블록체인, 자율 주행 등 4차 산업 혁명의 근간을 이루는 핵심 기반 기술들 간의 밀접한 융합이 필수적으로 수반된다.
그러나 개별 ICT 기술의 보안이 취약할 경우 스마트시티 서비스의 신뢰성을 심각하게 위협할 수 있으므로, 이를 파악하고 극복하는 것이 스마트시티 실현의 최우선 과제다. 관련하여 융합보안은 최근 새롭게 떠오르는 초기 단계의 학문 분야로 다른 전통적인 분야에 비해 아직 학문적 정립이 이루어지지 않은 상태다.
이런 환경 속에서 우리 대학 정보보호대학원은 Security+X 교과과정, Security@KAIST 컨소시엄 등을 통해 적시에 필요한 글로벌 수준의 융합보안 핵심인재를 제공할 수 있는 환경을 조성할 계획이다.
Security + X 교과과정은 크게 핵심보안 개념과 기술의 심층적 이해를 위한 '핵심보안 교육'과 창의적 적용 및 응용을 위한 '융합 응용보안 교육'으로 구성된다.
핵심보안 교육(Security Core)은 스마트시티 융합보안의 기반이 되는 핵심보안 기술을 중심으로 구성해 이후 새로운 미래 융합 응용 분야가 등장하더라도 유연하게 적용해나갈 수 있는 능력을 배양하는 것이 목표다.
또한, 응용보안 교육(Security + X)을 통해 스마트시티 핵심 서비스 및 기반 기술에 대한 체계적인 고찰을 통해 인공지능·사물인터넷·블록체인·감시(Surveillance) 등의 응용보안 영역을 확립하고, 영역별 보안 교육 과정을 구성해 실전 인재를 양성할 계획이다.
그뿐만 아니라 LG전자, 네이버, 대전·세종시 등 16개 유수 기업·기관이 참여하는 ‘Security@KAIST' 컨소시엄도 구축한다. 융합보안 관련하여 주기적 세미나, 기술 설명회, 특강 등을 개최하고 스마트시티의 라이프 사이클(설계, 구현, 융합, 운영)에서 요구되는 산업 현장의 보안 수요와 실무적 난제를 해결하는 산학연계 협업형 프로젝트도 추진한다.
우리 대학 내부적으로는 융합보안 관련 원천기술 확보와 ICT 보안 및 관련 서비스‧기술에 대한 응용 지식 함양을 위해 AI·자율주행차·스마트시티 대학원 및 관련 연구센터 등과 협업할 방침이다.
또한, 우리 대학 캠퍼스 전체를 스마트시티 테스트베드로 구현해 발생할 가능성이 있는 다양한 보안 위협에 대한 예방·대응 기술을 터득 할 수 있는 실습 환경을 마련할 계획이다. CCTV 네트워크 기반 모니터링 체계와 교통·방범·가로등·교내버스 등 인프라 통합 관제 및 보안 실습실을 구축하고 교내 자율주행 기술 연구진과 실습을 통해 협력할 수 있도록 추진할 예정이다.
정보보호대학원은 올해 안에 컨소시엄 기업과 협력해 스마트시티 분야에 특화된 약 40여 개의 융합보안 교육과정을 개발하고 실습･연구실 구축, 산업협력 중점교수 채용 등 대학원 개설을 위한 준비에 돌입했다.
신입생 모집을 위한 원서 접수는 오는 7월 5일부터 16일까지 진행되며, 2020년부터 석사과정 최소 12명씩을 전원 장학생으로 선발해 교육과정을 시작할 예정이다.
신인식 정보보호대학원 책임교수는 “보안 분야에 세계 최대 보안학회 논문 기준(IEEE S&P, ACM CCS, USENIX Security, NDSS)으로 현재 KAIST 정보보호대학원은 약 30위권에 이른 것으로 파악된다”고 밝히며, 이어 신 교수는 “향후 세계 10위권, 아시아 1위권에 진입하는 것을 목표로 융합보안 대학원을 운영하겠다”고 포부를 밝혔다.
2019.06.07
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김광조 교수, 정보보호 분야 국제저널 편집자로 선정
〈 김광조 교수 〉
우리 대학 김광조 교수(전산학부 정보보호대학원)가 정보보호 분야의 국제우수 저널인 IEEE Trans. on Dependable and Secure Computing지 편집자로 선정됐다.
이 저널은 신뢰성과 보안성을 갖춘 시스템과 네트워크에 관한 설계, 모델링 및 평가기법에 대한 기초 이론, 설계방법론, 매커니즘에 관한 최신 연구결과를 격월 단위로 발간하는데 Impact Factor가 2.926이고, H-Index가 56인 국제 우수저널로서 IEEE Computing Society가 주관하는 17개 저널 중 하나다.
김광조 교수는 1982년부터 정보보호와 암호에 관한 연구에 종사한 국내 1세대 암호학자로서 그동안 우수한 연구 실적과 국제적인 지명도를 인정받아 편집자로 선정됐다.
2019.02.28
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최원석, 이병학 연구원, 2018 국가암호공모전 대상 수상
KAIST 전산학부 정보보호대학원 최원석 박사과정과 이병학 석사과정(지도교수 이주영)이 2018 국가암호공모전에서 ‘Indifferentiability of Truncated Random Permutations’ 논문으로 대상을 수상했다.
시상식은 미래암호워크숍의 부대 행사로 11월 15일 서울 라마다호텔에서 진행됐다.
2018 국가암호공모전은 국내 암호기술 발전을 위해 국가정보원의 후원으로 한국암호포럼과 한국정보보호학회, 국가보안기술연구소에 의해 개최됐다. 총상금은 대상 1천만 원을 포함해 총 5천만 원 규모이다.
암호공모전은 암호 논문 분야, 암호 문제풀이 분야, 암호 활용 아이디어 분야로 나뉘어 진행되고 이 중 대상은 전체 분야를 통틀어 오직 암호 논문 분야에서 한 편이 선정됐다.
대상 외에도 암호 논문 분야에서 김성광 박사과정(지도교수 이주영)이 장려상을 수상했고 김성광, 최원석 박사과정, 이영민 석사과정이 특별상을 수상했다. 그 밖에도 정보보호대학원 해킹 동아리 GoN의 학부생들로 이루어진 두 팀(지도교수 차상길)이 문제 풀이 분야에서 각각 최우수상과 장려상을 수상했다. 국가암호기술 전문인력 양성과정 시상식에서는 전산학부 이지은 박사과정이 최우수상, 이병학 석사과정생이 우수상을 수상했다.
이병학 학생은 2017 암호공모전에서도 ‘Tweakable Block Ciphers Secure Beyond the Birthday Bound in the Ideal Cipher Model’ 논문으로 최우수상을 수상한 바 있다.
2018.11.22
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