커미셔닝을 간단히 설명하면 최종 디바이스(경보기, 온도조절기, 보안 카메라)를 스마트홈 네트워크에 안전하게 추가하는 과정이다. 이 과정에서는 네트워크 무결성을 보장하기 위해 게이트웨이와의 통신 및 암호 키 교환이 필요하다. CSA Matter 규격에서 정의한 커미셔닝 플로우는 NFC 기반 디바이스의 커미셔닝을 지원하는 새로운 기능으로 발전하고 있다.
QR 코드와 Bluetooth LE의 한계
Matter의 경우 대부분의 기기는 QR 코드 또는 패스코드를 사용하며, 사용자는 이를 모바일 기기에 입력해야 한다. 이후 스마트폰이나 태블릿은 Bluetooth LE(BLE) 연결을 통해 엔드 노드와 통신하여 해당 코드 확인, 자격 증명 검증, 기기에 인증서 설치, 그리고 게이트웨이에 연결하기 위한 네트워크 정보 공유 과정을 수행한다.
이 프로세스는 많은 사용 사례에서 효과적이지만, QR 코드나 패스코드를 사용하기 어려운 상황이 발생할 수 있다는 문제가 있다. 외부 전원이 없는 경우 BLE를 통한 커미셔닝이 불가능하다는 점도 주요 제약이다. Matter 커미셔닝 프로세스를 시작하기 전에 디바이스의 전원을 켜야 하는데, 벽면 매립형 스위치나 천장 장착형 비디오 카메라와 같은 경우 설치가 번거롭다. 아직 전력망이 구축되지 않은 스마트 빌딩과 같은 환경에서는 여러 장치를 연결하는 것이 불가능할 수도 있다.
NFC 온보딩의 한계
QR 코드나 패스코드의 단점을 해결하기 위해 Matter 프로토콜은 출시 당시부터 NFC 온보딩을 지원해 왔으며, 새로운 주요 버전을 출시할 때마다 실용성을 높이는 업데이트를 제공해 왔다. 기본적으로 NFC 디바이스는 해당 코드를 메모리에 저장함으로써 QR 코드나 패스코드 고유의 한계를 보완한다. 손상되거나 분실될 수 있는 스티커 대신 NFC 태그가 온보딩 프로세스를 시작하는 데 필요한 코드를 저장한다. 덕분에 사용자가 디바이스 뒤쪽의 작은 숫자들을 확인하기 위해 기기 뒤쪽을 들여다볼 필요도 없다. 스마트폰으로 터치하기만 하면 되므로 훨씬 간편하다. 또한 NFC 기능 덕분에 최종 노드는 동적 패스코드를 사용할 수 있어 보안성을 한층 더 높일 수도 있다.
하지만 Matter 1.5 이전에는 NFC를 온보딩에만 사용할 수 있었기 때문에 디바이스를 커미셔닝하려면 여전히 BLE 연결이 필요했다. 즉, 암호화 키를 교환하고 Thread 또는 Wi-Fi 네트워크에 연결하는 데 필요한 핸드셰이크는 BLE를 통해 수행해야 했다. 기존에는 NFC가 단순히 QR 코드의 대체재에 불과했기 때문에, 전원 요구 사항과 같은 문제는 그대로 남아 있었다. 예를 들어 건설 중인 건물에 조명을 설치하는 경우에는 전원이 전혀 공급되지 않는 상황이 발생하며, 스마트 전구에는 배터리가 포함되어 있지 않다. 이러한 이유로 Matter 개발 관계자들은 대안을 모색하게 되었다.
NFC 커미셔닝으로의 전환
2021년, CSA(Connectivity Standards Alliance)와 NFC 포럼은 파트너십 체결을 발표하며, 커미셔닝 및 소유권 증명과 같은 분야의 사용자 경험 개선을 추진했다. Matter를 주도하는 컨소시엄이 '탭 투 커미셔닝(Tap to Commission)' 등 프로세스를 더 단순하고 직관적으로 만드는 방안을 모색하고 있음을 밝힌 만큼, NFC 커미셔닝은 앞으로 더 중요한 역할을 맡게 될 것으로 예상된다. 실제로 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)는 CSA 회원사로서 이러한 목표를 달성하고자 적극적으로 프로토콜 개선에 참여해 왔다. 탭 투 커미셔닝 방식은 빠르고, 간단하며, 직관적이고 매우 안정적인 사용자 경험을 제공한다. 온보딩 과정을 방해할 수 있는 예측 불가능한 변수가 훨씬 적기 때문에 업계가 이 방식에 큰 기대를 갖는 이유이기도 하다.
보안 및 NFC 커미셔닝을 위한 ST25DA-C로의 도약
ST25DA-C는 Matter 커미셔닝 프로세스를 지원하는 처리 능력을 갖춘 NFC 태그로, 고급 암호화 작업도 수행할 수 있다. 이는 단순한 코드뿐만 아니라 인증서와 키도 저장할 수 있다는 의미이기도 하다. 스마트폰이 ST25DA-C를 탭하면 태그는 비접촉 기술로 생성되는 전류만을 이용해 암호화 검증 프로세스를 시작한다. ST25DA-C와 모바일 애플리케이션 간의 상호작용이 완료되면, 제품은 네트워크 자격 증명이 사전 커미셔닝(pre‑commissioned)된 상태가 되면서 메인 전원이 공급되는 즉시 운영 네트워크에 연결할 준비를 갖추게 된다.
ST의 ST25DA-C는 새롭게 공개된 Matter 1.5 표준에 명시된 NTL(NFC Transport Layer) 기반 커미셔닝과 호환이 가능한 업계 최초의 보안 NFC 디바이스이다.
흥미로운 점은 ST25DA-C 내부의 연산 성능이 매우 뛰어나 추가적인 보안 기능(보안 저장소, 보안 채널, 디지털 서명 및 향후 더 많은 기능)도 실행할 수 있다는 것이다. ST25DA-C 하드웨어는 공통 기준(Common Criteria)인 EAL6+ 인증을 획득했고, 이는 이 분야 제품군에서 최고 수준의 보증 등급에 속하며 메인 마이크로컨트롤러와 함께 사용하기에 가장 안전한 솔루션임을 의미한다. 이처럼 강력한 솔루션의 또 다른 이점은 SESIP 레벨 3 검증 절차를 시작해 곧 인증을 획득할 것이라는 점이다. SESIP 레벨 3는 Matter 표준에서 요구하는 바는 아니지만, ST는 IoT 파트너사들에게 더 높은 수준의 보안 신뢰성을 제공하기 위해 투자를 결정했다.
또한, 이 새로운 디바이스는 2mm x 3mm 초박형 DFN8 패키지로 소형 IoT 시스템에 장착할 수 있다. 이 Type 4 NFC 구성요소에는 공간 사용을 최소화하기 위해 78-pF 튜닝 커패시터가 탑재되어 고집적 안테나 사용이 가능하며, 엔지니어는 대부분의 스마트폰 및 기타 모바일 디바이스에서 원활한 호환성을 확보할 수 있다. 따라서 전체 패키지는 전구, 연기 감지기 및 기타 공간 제약이 큰 스마트 디바이스에도 적용할 수 있다. 또한 ST는 최종 제품으로의 통합을 용이하게 하고 출시 기간을 단축하며 Matter NFC 커미셔닝을 보다 쉽게 구현할 수 있도록 레퍼런스 디자인, 개발 보드, 예제 애플리케이션도 함께 제공한다.
헬로티 김재황 기자 |
