하드웨어(Hardware, HW)관련 신기술의 개요와 특징

3D Printing(3차원 인쇄)

3D Printing은 Additive Manufacturing이라고도 하며 연속적인 계층의 물질을 뿌려서 3차원의 물체를 만들어내는 제조기술이다. 이는 컴퓨터로 제어되기 때문에 만들 수 있는 물체가 다양하고 다른 제조 기술에 비하면 사용하기가 쉽다는 장점이 있다. 이 기술이 4차 산업혁명으로 불리는 이유는 기존의 생산방식에서 벗어나서, 일관된 하나의 방식으로 어떤 물건이든 만들어낼 수 있기 때문이다. 의료분야에서 시작해서 자동차나 비행기에 쓰이는 기계 장치도 3D 프린터에 의해 생산이 가능하다. 하지만 현재의 기술로는 아직 속도의 한계가 있으며 물질을 쌓아 올려서 만드는 구조로 인해 제품의 표면이 매끄럽지 못하고, 총기류나 칼처럼 위협이 될 수 있는 물건을 마음대로 만들 수도 있고 타인의 창작물을 그대로 복제해낼 수 있다는 점에서 아직 해결해야 할 과제가 많다. 앞선 우려와 같이 살상 무기도 만들어낼 수 있으므로, 정부차원에서 이를 규제하기 위한 안전지침을 확실히 만들어 알리는 것이 중요하다. 이미 미국과 일본에서 3D Printing 기술을 이용하여 권총을 만들었다가 논란이 된 적이 있고 일본에서는 총기 소지가 불법이기 때문에 사회에 미친 충격은 더 컸다.

MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems, 멤스)

MEMS는 초소형 정밀기계기술의 약자로, 나노기술을 이용하여 제작되는 아주 작은 기계를 총칭한다. 한국에서는 나노머신이라는 용어로 주로 사용된다. MEMS 크기의 수준에서는 물리학 이론이 적용될 수는 없는데, 부피에 비해 상대적으로 표면적이 크기 때문에 정전기 같은 표면 효과가 관성 같은 부피로 인한 효과보다 크게 작용하기 때문이다. 21세기형 유망 산업으로 주목되며 의생명공학, 에어백의 가속도 센서, 정보기기 분야 등에서의 개발을 활발하게 할 수 있다. 가장 대표적인 예로는 우리가 항상 사용하는 스마트폰이 있다. 스마트폰의 화면 회전 기능으로 인해, 가로에서 세로로, 세로에서 가로로 기울이면 이것이 화면에 반영되는데 이는 MEMS를 활용한 센서 덕분이다. MEMS는 의학과 접목시킬 때 그 효과가 훨씬 더 커지는데 예를 들어 심장, 폐 등의 세포를 배양하여 만들어낸 생체칩을 이용하면 신약을 개발할 때 쓰이는 비용을 어마어마하게 절감시킬 수 있다. MEMS를 제작할 때 가장 기본단계인 블록을 제작하는 방법으로 증착(Deposition)한다는 것은 아주 미세한 크기의 물질에 얇은 필름을 붙이는 것이다. 물리적 증착법은 목표가 되는 물질의 표면에 필름을 붙이는 과정이다. 화학적 증착법은 기체 상태의 원료를 목표가 되는 물질과 화학적으로 반응하게 하여 증착시키는 방법이다. 기술의 세세한 부분에 따라서 더 다양하게 분류될 수 있다.

트러스트존 기술(TrustZone Technology)

암(Advanced RISC Machine, ARM) 사에서 개발된 트러스트존 기술이란 프로세서(Processor) 안에 독립적인 보안 구역을 따로 두어 중요한 정보를 보호하는 하드웨어 기반의 보안기술이다. 소프트웨어 분야에서 하드웨어 제조 분야까지 보안을 위협하는 해킹은 항상 존재해 왔는데 ARM 프로세서는 신뢰할 수 있는 실행 환경을 위해 소프트웨어 구조를 지원함으로써 해킹과 같은 보안을 위협하는 공격에 대응할 수 있게 된다. 하나의 CPU(중앙처리장치)를 2개의 가상공간인 일반 구역(Normal World)과 보안 구역(Secure World)으로 분할하여 관리한다. 보안이 필요하지 않은 작업은 일반 구역에서 처리하고 보안이 필요한 작업은 보안구역에서 처리되는 방식이다. 트러스트존 기술을 적용하여 스마트폰이나 태블릿 PC, 컴퓨터에 저장된 인증서나 회사의 기밀정보 등 보안이 중요시되는 정보를 보호할 수 있고, 외부 공격에 의한 응용 프로그램의 노출을 운영체제 수준에서 보호할 수 있다. 보안 구역에서는 지불 결제나 보안이 중요한 애플리케이션을 안전하게 수행할 수 있다. 일반 구역과 보안 구역은 물리적으로 완전히 분리되어 있기 때문에 일반 구역에서 보안 구역으로의 접근은 API를 통해서만 가능하다.