위조 종자를 추적하는 실크 라벨

위조 종자를 추적하는 실크 라벨

위조 종자를 추적하는 실크 라벨? 아프리카의 평균 작물 수확량은 예상보다 지속적으로 훨씬 낮으며, 한 가지 중요한 이유는 발아율이 실제 종자보다 훨씬 낮은 위조 종자의 보급 때문입니다. 세계은행은 일부 아프리카 국가에서 판매되는 모든 종자의 절반이 가짜이며, 이는 잠재력에 훨씬 못 미치는 작물 생산량을 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 추정합니다. 추적 레이블을 통해 이러한 위조를 방지하려는 많은 시도가 있었지만, 효과적인 것으로 입증된 것은 없었으며, 무엇보다도 이러한 레이블은 인코딩 시스템의 결정론적 특성으로 인해 해킹에 취약했습니다. 하지만 이제 MIT 연구팀은 씨앗 자체에 직접 적용할 수 있는 작고 생분해성 태그를 고안했으며, 이 태그는 복제할 수 없는 고유한 무작위로 생성된 코드를 제공합니다. 각기 다른 화학적 시그니처의 독특한 조합을 포함하는 실크 기반 재료의 미세한 점을 사용하는 이 새로운 시스템은 오늘 사이언스 어드밴스 저널에 MIT의 아난타 찬드라카산 공학부 학장, 베네데토 마렐리 토목 및 환경 공학 교수, 박사 후 후이 선, 그리고 대학원생 사우라브 마지가 올라갔습니다. 위조 문제는 마약부터 명품에 이르기까지 모든 것에 영향을 미치는 전 세계적으로 엄청난 문제이며, 이를 해결하기 위해 다양한 시스템이 개발되었다고 연구진은 지적합니다. 그러나 그 결과가 심각할 수 있음에도 불구하고 농업 분야에서는 이 문제에 대한 관심이 줄어들고 있습니다. 예를 들어서 사하라 사막 이남 아프리카에서는 위조 종자가 옥수수 잠재량의 5분의 1 미만, 쌀 잠재량의 3분의 1 미만인 작물 수확량에 중요한 요소라고 세계은행은 추정합니다. 마렐리는 새로운 시스템의 핵심은 정확한 구성을 거의 복제할 수 없는 무작위로 생성된 물리적 물체를 만드는 것이라고 설명합니다. 그는 신청 과정에서 무작위성과 불확실성을 활용하여 읽을 수 있고 복제할 수 없는 고유한 시그니처 기능을 생성한다고 말합니다. 선은 기본적으로 물건을 훔치지 않으려고 노력하는 아주 오래된 일이라고 덧붙입니다. 그리고 가능한 한 많이 시도할 수 있지만, 결국 누군가는 항상 방법을 찾아낼 수 있을 만큼 똑똑하기 때문에 정말 깨지지 않는 것은 없지만 이를 복제하는 것은 불가능하지는 않더라도 거의 불가능하거나, 더 이상 그만한 가치가 없을 정도로 많은 노력이 필요하다는 생각이라고 말했습니다. 이어서 바네바 부시 전기공학 및 컴퓨터 과학 교수인 찬드라카산은 복제할 수 없는 코드에 대한 아이디어는 원래 컴퓨터 칩의 진정성을 보호하기 위한 방법으로 개발되었다고 설명합니다. 집적 회로에서 개별 트랜지스터는 약간 다른 특성으로 인해 장치 변형이 발생한다고 그는 설명합니다. 그런 다음 해당 고유 ID를 보안 프로토콜의 일부로 사용할 수 있습니다. 트랜지스터 가변성과 같은 것은 장치마다 복제하기 어렵기 때문에 특정 고정 ID를 저장하는 것보다 고유성을 더합니다. 이 개념은 물리적으로 복제할 수 없는 함수, 즉 PUF를 기반으로 합니다. 연구팀은 가짜 종자 문제에 PUF 원칙을 적용하기로 결정했으며, 실크 단백질은 환경에 무해할 뿐만 아니라 식품의약국에서 일반적으로 안전하다고 인정되는 범주로 분류했기 때문에 실크 단백질을 사용하는 것은 당연한 선택이었습니다. 따라서 식품에 사용하려면 특별한 승인이 필요하지 않습니다. 마지는 씨앗 위에 코팅할 수도 있고, 실크를 특정 방식으로 합성하면 자연스러운 무작위 변형도 발생하며, 따라서 모든 씨앗이나 가방에 고유한 서명이 있을 수 있다는 생각이라고 말했습니다. 효과적인 보안 시스템 솔루션을 개발하는 것은 오랫동안 찬드라카산의 전문 분야 중 하나였으며, 마렐리는 수년 동안 다양한 과일, 채소, 씨앗에 실크 코팅을 적용하는 시스템을 개발해 왔기 때문에 보안 강화를 위한 실크 기반 코딩 시스템을 개발하는 데 있어 이들의 협력은 당연한 일이었습니다. 하지만 문제는 실크에 어떤 유형의 폼 팩터를 제공해야 하는지였다고 선은 말합니다. 그들은 직경이 10분의 1인치 미만인 태그를 생성하는 간단한 드롭 캐스팅 접근 방식을 개발했습니다. 두 번째 과제는 매우 높은 처리량과 쉬운 방법으로 고유성을 읽을 수 있는 방법을 개발하는 것이었습니다. 이어서 마렐리는 독특한 실크 기반 코드의 경우 결국 마이크로 입자에 색을 추가하여 무작위 구조로 조립할 수 있는 방법을 찾았다고 말합니다. 그 결과 고유한 패턴은 분광기나 휴대용 현미경뿐만 아니라 매크로 렌즈가 장착된 일반 휴대폰 카메라로도 판독할 수 있었고, 이 이미지는 로컬로 처리하여 PUF 코드를 생성한 다음 클라우드로 전송하고 보안 데이터베이스와 비교하여 제품의 진위 여부를 확인할 수 있으며, 사람들이 쉽게 복제할 수 없도록 무작위적인 방법이며, 사람들은 측정하지 않고는 예측할 수 없다고 말했습니다. 그리고 네 가지 기본 유형의 유색 실크 나노입자를 혼합하는 방식으로 인해 발생할 수 있는 순열의 수는 천문학적으로 많습니다. 마지는 적은 양의 실크만으로도 128비트의 무작위 보안을 생성할 수 있다는 것을 보여줄 수 있었다고 말합니다. 따라서 최첨단 컴퓨팅 시스템의 계산 능력을 고려할 때 깨기가 매우 어려운 128개의 가능한 조합이 2개가 되었습니다. 마렐리는 우리에게는 근본적으로 생각할 수 있는 좋은 테스트베드이며, 어떻게든 더 민주적인 길을 갈 수 있는지에 대한 질문이였다고 말합니다. 덧붙여서 이 경우에는 말 그대로 휴대폰으로 읽을 수 있고, 고급 제조 기술을 사용하지 않고도 깨끗한 방에 들어가지 않고 용액을 떨어뜨리기만 하면 제조할 수 있는 것을 의미합니다. 다음으로 찬드라카산은 이 제품을 실용적인 상업용 제품으로 만들기 위해서는 몇 가지 추가 작업이 필요할 것이라고 말합니다. 스마트폰을 통한 대규모 독서를 위한 개발이 필요할 것이며, 그래서 이것은 분명히 미래의 기회이고, 그러나 이제 이 원칙은 농부가 적어도 모든 씨앗은 아닐 수도 있지만 특정 배치에 무작위 씨앗을 가져다가 검증할 수 있는 날로 가는 명확한 경로를 보여준다고 그는 밝혔습니다. 지금까지 위조 종자를 추적하는 실크 라벨에 대해서 살펴봤습니다.