디가우싱

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1. 개요

디가우싱은 물체의 자성을 제거하거나 감소시키는 기술을 의미하며, 주로 선박, 전자 장비, 자기 기록 매체 등에 적용된다. 제2차 세계 대전 중 자기 기뢰에 대응하기 위해 개발되었으며, 선박의 자기장을 상쇄하여 기뢰의 공격으로부터 보호하는 데 사용되었다. 디가우싱은 코일링, 와이핑 등 다양한 방식으로 이루어지며, 현대에는 선체 소자(deperming) 기술로 발전했다. 전자 장비에서는 CRT 디스플레이의 화면 왜곡을 방지하기 위해, 자기 기록 매체에서는 데이터 삭제를 위해 사용된다. 디가우서는 전자기 디가우서와 영구 자석 디가우서 등 여러 유형이 있으며, 대한민국 해군은 함정의 안전을 위해 디가우싱 기술을 활용하고, 정보 유출 방지를 위해 저장 매체 폐기 시 디가우싱을 활용한다.

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디가우싱
디가우징
디가우징 코일
다른 이름	소자(消磁), 탈자(脫磁)
설명	잔류 자기를 감소시키거나 제거하는 과정
응용 분야
자기 기록 매체	자기 기록 매체의 데이터를 지우는 데 사용
CRT 모니터	CRT 모니터의 색상 순도를 복원하는 데 사용
선박	선박의 자기장을 감소시켜 기뢰에 대한 취약성을 줄이는 데 사용

2. 역사

철로 만들어진 선박이 등장하면서 선체 자체가 나침반의 작동에 영향을 미치는 문제가 발견되었다. 이는 선박의 자기장 문제를 해결하기 위한 초기 연구의 계기가 되었다. 19세기 중반 에반 홉킨스(Evan Hopkins)와 같은 인물들이 선박의 자기장을 제거하려는 시도를 했으나, 당시 기술로는 큰 성공을 거두지 못했다.^[6]

본격적인 디가우싱 기술은 제2차 세계 대전 시기에 독일이 사용한 자기 기뢰의 위협에 대응하는 과정에서 크게 발전하였다. 당시 영국 해군과 캐나다 왕립 해군 소속의 과학자들은 선체의 자기장을 인위적으로 상쇄시켜 기뢰를 무력화하는 방법을 연구했다. 특히 캐나다 해군의 찰스 F. 구데브(Charles F. Goodeve)는 이 기술 개발에 핵심적인 역할을 했으며, '디가우싱'이라는 용어를 처음 사용한 것으로 알려져 있다. 초기에는 선체 내부에 전자기 코일을 설치하는 '코일링'(coiling) 방식이나, 선체에 강한 전류를 흘려 잔류 자기를 형성시키는 '와이핑'(wiping) 방식 등이 개발되어 사용되었다. 이러한 기술들은 전쟁 이후에도 지속적으로 발전하여 현대적인 디가우싱 시스템의 기초가 되었다.

2. 1. 초기 실험

철로 만들어진 선박이 등장하면서, 금속 선체가 나침반의 작동에 영향을 미친다는 문제가 발견되었다. 또한 낙뢰가 나침반 편차에 큰 영향을 주며, 심한 경우에는 선박의 자기적 특성이 거꾸로 바뀌는 현상까지 관찰되었다. 1866년, 런던의 에반 홉킨스(Evan Hopkins)는 "철선박의 편극을 제거하여 이후 나침반에 어떠한 방해도 받지 않도록 하는" 공정에 대한 특허를 등록했다. 이 기술은 여러 개의 그로브 전지(Grove cell)와 전자기석을 사용하여, 원하는 결과가 나올 때까지 전자기석을 강판 위로 움직이는 방식이었다. 하지만 과도하게 처리할 경우 오히려 반대 방향으로 자성이 생길 수 있어 주의가 필요했다. 그러나 이 발명은 "성공적인 결과를 얻을 수 없다"는 평가를 받았고, 결국 사용되지 않게 되었다.^[6]

2. 2. 제2차 세계 대전과 디가우싱

디가우싱(degaussing)이라는 용어는 제2차 세계 대전 중 캐나다 왕립 해군 예비대 소속이었던 찰스 F. 구데브(Charles F. Goodeve) 해군 중령이 처음 사용했다. 당시 영국 해군은 독일이 사용하는 자기 기뢰로 인해 큰 피해를 보고 있었는데, 이 자기 기뢰는 선체의 강철이 항해 중 지자기의 영향으로 자성을 띠게 되는 현상을 이용한 것이었다. 즉, 배가 지나갈 때 발생하는 자기장의 변화를 감지하여 폭발하는 방식이었다.

구데브를 비롯한 해군 과학자들은 이러한 자기 기뢰의 위협에 맞서기 위해, 선체 자체에서 발생하는 자기장을 상쇄시키는 방법을 연구했다. 선체 내부에 인위적으로 약한 상향(N극이 위를 향하는) 자기장을 만들어, 배 전체의 자기장 합이 주변의 자연적인 지자기장과 같아지도록 하는 시스템을 개발한 것이다. 당시 독일군은 기뢰가 반응하는 자기장의 세기를 나타내는 단위로 가우스(gauss)를 사용했는데, 구데브는 이 단위를 차용하여 자기장을 '제거'한다는 의미로 '디가우싱(degaussing)'이라는 용어를 만들었고, 이 용어는 이후 국제적으로 통용되었다.

초기 디가우싱 방법 중 하나는 코일링(coiling)이었다. 이는 선체 내부에 전자기 코일을 설치하여 지속적으로 자기장을 발생시키는 방식이다. 이 방법은 선체 주변의 자기장을 일정하게 유지할 뿐만 아니라, 남반구와 같이 자기 기뢰가 하향(S극이 아래를 향하는) 자기장을 감지하도록 설정된 지역에서는 코일이 발생시키는 자기장의 방향을 반대로 바꾸어 대응할 수도 있었다. 영국의 순양함이나 전함과 같은 대형 함선들은 1943년 무렵까지 이 코일링 방식으로 상당한 방호 효과를 얻었다.

하지만 코일링 방식은 특수 장비를 설치해야 했기 때문에 비용이 많이 들고, 모든 선박에 적용하기에는 어려움이 따랐다. 이에 구데브는 와이핑(wiping)이라는 새로운 기술을 고안하여 실용화했다. 와이핑은 배의 측면에 대형 전기 케이블을 늘어뜨린 뒤, 약 2000암페어에 달하는 강한 펄스 전류를 흘려보내 선체 자체에 잔류 자기를 형성시키는 방식이다. 이 기술은 후에 더욱 발전하여 현재도 사용되는 선체 소자(deperming) 기법의 기초가 되었다.

처음에는 디가우싱 처리의 효과가 시간이 지남에 따라 약해지는 이유를 파도나 엔진 진동 때문에 선체의 자기 배열이 흐트러지기 때문이라고 생각했다. 그러나 실험 결과 이는 주된 원인이 아니었다. 실제로는 배가 지구 자기장 속을 항해하면서 선체가 다시 자성을 띠게 되어 디가우싱 효과가 상쇄되는 것이었다. 이 때문에 함장들은 가능한 한 항해 방향을 자주 바꾸도록 지시받기도 했다. 그럼에도 불구하고 자기장 상쇄 효과는 점차 사라지므로, 선박들은 주기적으로 디가우싱 처리를 받아야 했다. 비교적 작은 선박들은 전쟁 기간 동안 주로 와이핑 방식으로 디가우싱을 유지했다.

전쟁이 끝난 후에는 자기 신관의 성능이 더욱 향상되어, 단순히 자기장의 세기 변화뿐만 아니라 국소적인 자기장의 강한 지점까지 감지할 수 있게 되었다. 기존 방식의 디가우싱 처리만으로는 선체 특정 부분에 강한 자기장이 남아있을 수 있어 새로운 위협이 되었다. 이에 따라 선체 각 부분의 자기장 방향을 정밀하게 측정하고, 이를 상쇄하기 위한 디가우싱 시스템도 더욱 복잡해졌다. 현대의 디가우싱 시스템은 모든 방향의 자기장을 효과적으로 제거하기 위해 세 개 이상의 독립적인 코일 세트를 사용하는 방식으로 발전했다.

3. 선박 디가우싱

제2차 세계 대전 당시 독일의 자기 기뢰가 영국 해군에 큰 피해를 입히면서 선박의 자기장을 제거하거나 줄이는 기술의 필요성이 대두되었다. 당시 캐나다 왕립 해군 자원 봉사대 사령관이었던 찰스 F. 구데브는 선박의 강철 선체가 지구 자기장의 영향을 받아 자성을 띠고, 이것이 기뢰를 작동시킨다는 점에 착안하여 선박의 자기장을 인위적으로 상쇄시키는 방법을 연구했다. 그는 독일군이 기뢰 작동을 위한 자기장 세기 단위로 가우스를 사용하는 것에 착안하여 이 과정을 '디가우싱'이라고 명명했다.

초기 디가우싱 방식으로는 선박 내부에 전자기 코일을 설치하는 '코일링'(coiling)과 선체 외부로 강한 전류(약 2000 암페어)를 흘린 대형 케이블을 통과시키는 '와이핑'(wiping) 등이 개발되었다. 코일링은 지속적인 자기장 조절이 가능했지만 비용과 시간이 많이 들었고, 와이핑은 비교적 빠르고 저렴하게 적용할 수 있는 대안이었다. 됭케르크 철수 작전 당시 영국은 4일 만에 400척의 선박을 와이핑 방식으로 처리하기도 했다.^[2] 미국 해군은 디가우싱 임무를 수행하는 특수 함선 등급을 지정했으며, 그중 하나인 USS 디퍼름 (ADG-10)은 관련 절차의 이름(Deperm)을 따서 명명되었다.

그러나 와이핑 방식은 효과가 영구적이지 않아 선박이 항해하면서 지구 자기장의 영향으로 다시 자화되는 문제가 있었다.^[1] 또한, 제2차 세계 대전 이후 자기 기뢰는 단순히 자기장의 전체 세기뿐만 아니라 국소적인 자기장의 변화나 특정 방향까지 감지할 수 있도록 더욱 정교하게 발전했다. 이에 대응하여 현대의 디가우싱 기술은 선체의 모든 축 방향에서 자기장을 정밀하게 측정하고 상쇄할 수 있도록 여러 개의 코일 세트를 사용하는 등 더욱 복잡하고 발전된 형태로 진화하였다.

3. 1. 원리

선박의 강철 선체는 항해하는 동안 지구 자기장의 영향을 받아 자성을 띠게 된다. 제2차 세계 대전 당시 독일이 사용한 자기 기뢰는 이러한 선박의 자기장 변화를 감지하여 폭발하도록 설계되었으며, 이는 특히 영국 해군에게 큰 위협이 되었다.

이러한 위협에 대응하기 위해 개발된 기술이 바로 디가우싱(Degaussing)이다. 디가우싱의 기본 원리는 선체에 인위적으로 자기장을 발생시켜 선박 고유의 자기장을 상쇄시키는 것이다. 해군 과학자들은 선체 내부에 "N극이 위를 향하는"(N-pole up) 약한 자기장을 유도하여, 선박의 순 자기장이 주변 배경 자기장과 동일하게 보이도록 만들어 기뢰의 탐지를 피하는 시스템을 고안했다. 캐나다 왕립 해군 자원 봉사대의 찰스 F. 구데브 중령은 독일군이 기뢰 작동을 위한 자기장 세기 단위로 가우스(gauss)를 사용하는 것에 착안하여 이 과정을 '디가우싱'이라고 명명했다.

초기 디가우싱 방법으로는 선체 내부에 전자기 코일을 설치하는 '코일링'(coiling)과 선체 외부로 강한 전류(약 2000 암페어)를 흘린 대형 케이블을 통과시키는 '와이핑'(wiping) 방식이 있었다. 코일링은 선박의 자기장을 지속적으로 조절하고 남반구에서 요구되는 반대 극성의 자기장도 생성할 수 있었으나, 모든 선박에 적용하기에는 비용과 시간이 많이 소요되었다. 반면 와이핑은 비교적 빠르고 저렴하게 다수의 선박에 적용할 수 있는 대안이었다.

그러나 선박은 지구 자기장 속을 항해하면서 점차 다시 자화되어 디가우싱 효과가 약해지는 경향이 있다.^[1] 이 때문에 선박은 주기적으로 디가우싱 처리를 받아야 했다. 또한, 현대의 기뢰는 단순히 자기장의 세기뿐만 아니라 미세한 변화나 특정 방향의 자기장까지 감지할 수 있도록 발전했다. 이에 대응하여 현대의 디가우싱 시스템은 선체의 모든 축 방향에서 자기장을 정밀하게 제어할 수 있는, 최소 3개 이상의 독립된 코일 세트를 포함하는 더욱 복잡한 형태로 발전했다. 이러한 과정을 선체 소자(deperming)라고도 부른다.

3. 2. 디가우싱 방식

이반 그렌급 상륙함의 클로즈 랩 디퍼밍 작업 모습 (2016년). 와이핑과 유사하게 케이블을 선체 주위에 감는 방식이다.

USS 지미 카터가 키사프 해군 기지의 자기 소거 시설에서 디퍼밍 처리를 받는 모습

디가우싱은 선박의 자기장을 줄여 자기 기뢰의 탐지를 피하기 위한 기술로, 주로 다음과 같은 방식으로 수행된다.

'''코일링'''(Coiling): 선박 내부에 전자기 코일을 설치하여 선체의 자기장을 능동적으로 제어하는 초기 방식이다. 이 방식은 자기장을 지속적으로 정밀하게 조절할 수 있으며, 지구 자기장의 방향이 반대인 남반구에서도 코일의 극성을 바꿔 효과적으로 대응할 수 있었다. 제2차 세계 대전 중 영국 해군의 순양함이나 전함 등 주요 함선에 적용되었으나, 설치와 유지보수에 비용이 많이 들고 모든 선박에 적용하기는 어려웠다.

'''와이핑'''(Wiping): 코일링 방식의 비용 및 설치 문제를 해결하기 위해 찰스 F. 구데브가 고안한 대안적인 방법이다. 대형 전기 케이블을 선체 외부에 감고 약 2000 암페어의 강한 펄스 전류를 흘려보내 선박 강철에 유도된 자기장을 중화시키는 방식이다.^[1] 코일링보다 간편하고 비용이 적게 들었지만, 효과가 영구적이지 않다는 단점이 있었다. 선박이 지구 자기장 속을 항해하면서 시간이 지남에 따라 다시 자성을 띠게 되므로 주기적으로 디가우싱 작업을 반복해야 했다. 이 때문에 함장들은 가능한 한 자주 항해 방향을 바꾸도록 지시받기도 했다. 제2차 세계 대전 중 됭케르크 철수 작전 당시 4일 만에 400척의 선박을 처리하는 등^[2] 소형 선박을 중심으로 널리 사용되었다.

'''디퍼밍'''(Deperming) 또는 '''선체 소자''': 와이핑 기술을 더욱 발전시킨 방식으로, 선박에 형성된 영구적인 자기장 성분을 보다 효과적으로 제거하여 디가우싱 효과를 더 오래 지속시키는 처리 과정이다. 현대에도 사용되는 방식으로, 특히 잠수함과 같은 주요 함선은 전용 시설에서 정기적으로 디퍼밍 처리를 받는다. 미국 해군은 이 작업을 전문으로 하는 디가우싱 선박 등급을 운용했으며, 그중 하나인 USS 디퍼름 (ADG-10)은 이 절차의 이름을 따서 명명되었다.

초기 디가우싱은 선박 전체의 자기장 총량을 줄이는 데 중점을 두었으나, 제2차 세계 대전 이후 자기 기뢰의 탐지 기술이 발전하면서 단순히 자기장의 전체 세기뿐만 아니라 국소적인 자기장의 변화나 방향까지 감지하게 되었다. 이에 대응하여 현대의 디가우싱 시스템은 선체의 X, Y, Z 모든 축 방향의 자기장을 정밀하게 측정하고 상쇄할 수 있도록 최소 세 개 이상의 독립적인 코일 세트를 사용하는 등 더욱 복잡하고 정교하게 발전하였다.

3. 3. 디가우싱 레인지

선박의 자기 신호를 측정하고 디가우싱 효과를 확인하기 위한 시설로, '''디가우싱 레인지'''(degaussing range) 또는 '''디가우싱 스테이션'''(degaussing station)이라고 부른다. 우리말로는 '''감자(減磁) 레인지''' 또는 '''감자 스테이션'''이라고도 한다. 주로 항구 외곽의 해운 항로 옆 육상 기지에 설치된다.^[3]

디가우싱 레인지는 해저에 설치된 측정 장치(루프) 위를 선박이 일정한 속도로 통과하면, 해안의 통제 건물에서 선박의 자기 신호를 모니터링하는 방식으로 운영된다. 이를 통해 선체의 자기 특성을 정밀하게 파악하여 선박에 설치할 디가우싱 장비의 정확한 설정을 돕거나, 이미 설치된 디가우싱 장비가 제대로 작동하는지 정기적으로 점검하는 역할을 한다. 일부 레인지에는 자기 처리를 직접 수행할 수 있는 활성 코일이 설치되어 있어, 자체 디가우싱 장비가 없는 선박에게 기뢰, 특히 자기 기뢰로부터 제한적인 보호를 제공하기도 한다.^[3]

대한민국 해군 역시 주요 항만 지역에 디가우싱 레인지를 운용하며, 함정의 자기 신호를 관리하고 안전한 항해를 지원하고 있다.

3. 4. 현대 기술

2009년 4월, 미국 해군은 고온 초전도체(HTS) 디가우싱 코일 시스템의 프로토타입을 시험했다. 이 시스템은 기존의 구리 코일 대신 초전도 세라믹 케이블을 사용하여 선박 주위를 감싸 선박의 자기 서명을 무력화하는 방식으로 작동한다. HTS 디가우싱 코일 시스템의 주요 장점은 무게를 최대 80%까지 크게 줄이고 효율성을 높인다는 점이다.^[4]

철 금속 선체를 가진 선박이나 잠수함은 지구 자기장과의 상호 작용으로 인해 항해 중 고유한 자기 서명을 띠게 되며, 건조된 지역의 지구 자기장 방향성 또한 반영한다. 이러한 자기 서명은 자기 기뢰의 탐지 대상이 되거나 자기 이상 탐지(MAD) 장비를 이용한 잠수함 추적을 용이하게 할 수 있다. 해군은 이러한 위협에 대응하기 위해 디가우싱과 더불어 제자 처리(Deperming) 절차를 사용한다. 제자 처리는 과거 '와이핑(wiping)' 기법에서 발전한 것으로, 선체에 영구적으로 형성된 자성을 제거하거나 감소시키는 것을 목표로 한다.

미국 해군의 노퍽 해군 기지 내 램버츠 포인트 제자 처리 기지나 진주만-히캄 합동 기지의 태평양 함대 잠수함 자기 소음 시설(MSF)과 같은 전문 시설에서 제자 처리를 수행한다. 이 과정에서는 굵은 구리 케이블을 선체와 상부 구조물 주위에 감고, 최대 4000 암페어에 달하는 강한 전류를 케이블에 흘려보낸다.^[5] 이를 통해 선체의 자기 서명을 주변 환경 수준으로 "재설정"하며, 특정 작전 해역의 자기장 특성에 맞춰 자기 서명을 조절하는 것도 가능하다. 드라이브인(Drive-in) 방식의 시설에서는 케이블이 시설 구조물 내외부에 고정되어 설치된다. 제자 처리는 선박에 대규모 수리나 구조 변경이 없는 한 그 효과가 영구적으로 지속되므로 일반적으로 한 번만 수행된다.

4. 전자 장비 디가우싱

전자 장비에서 소자(디가우싱)는 원치 않는 자기장을 제거하는 과정을 의미한다. 특히 브라운관(CRT)을 사용하는 텔레비전이나 모니터와 같이 자기장에 민감한 부품을 포함하는 장비에서 중요하다. 이러한 장비 내부의 금속 부품(섀도 마스크 등)이 외부 자기장에 의해 자화되면 화면 왜곡이나 변색 등의 문제가 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위해 많은 전자 장비에는 소자 코일이 내장되어 있거나 외부 소자 장치를 사용할 수 있다. 소자 코일은 진폭이 점차 감소하는 자기장을 발생시켜 잔류 자기장을 제거한다. 많은 텔레비전이나 모니터는 전원을 켤 때 자동으로 소자를 수행하며, 이 과정에서 일시적인 소음이나 화면 흔들림이 발생할 수 있다. 사용자가 수동으로 소자 기능을 실행할 수도 있다. 자동 소자 기능은 주로 써미스터와 같은 부품으로 제어되는데, 짧은 시간 안에 전원을 반복해서 켜고 끄는 것은 소자 효과를 떨어뜨리고 부품에 무리를 줄 수 있으므로 주의해야 한다.

4. 1. CRT 디스플레이

2010년대 초반까지 많은 텔레비전과 컴퓨터 모니터의 기술 기반이었던 컬러 CRT 디스플레이는 주기적인 디가우싱이 필요하다. CRT 디스플레이는 각 전자빔이 해당 색상의 형광체에 정확히 도달하도록 하기 위해 튜브 전면 근처에 섀도우 마스크라는 구멍이 뚫린 금속판을 사용한다. 이 섀도우 마스크가 외부 자기장(예: 자석을 화면에 가까이 대거나 근처에 스피커를 놓는 경우)에 의해 자화되면, 전자빔의 경로가 의도치 않게 휘어져 화면 이미지가 왜곡되거나 색상이 변하는 문제가 발생한다.

이러한 자화 현상을 최소화하고 해결하기 위해, CRT에는 디스플레이 전면 주위에 '디가우싱 코일'이라고 하는 구리 또는 알루미늄 코일이 감겨 있다. 이 코일은 점차 진폭이 감소하는 교류 자기장을 발생시켜 섀도우 마스크에 남아있는 잔류 자화를 제거하는 역할을 한다. 이를 통해 화면의 왜곡이나 변색 문제를 해결할 수 있다. 내부에 디가우싱 코일이 없는 모니터의 경우, 외부 휴대용 디가우싱 장치를 사용하여 디가우싱할 수도 있다. 일반적으로 CRT 내부에 장착된 디가우싱 코일은 외부 장치보다 성능이 약한데, 이는 성능이 좋은 코일일수록 더 많은 공간을 차지하기 때문이다.

많은 텔레비전과 모니터는 전원을 켤 때 화면 이미지가 표시되기 전에 자동으로 디가우싱을 수행하는 기능을 갖추고 있다. 이때 발생하는 특유의 "쿵"하는 소리나 큰 윙윙거림, 또는 딸깍거리는 소리는 디가우싱 회로의 커패시터가 방전되면서 코일에 순간적으로 높은 전류가 흐르기 때문이다. 이 과정에서 화면 이미지가 짧은 시간 동안 격렬하게 흔들리는 것을 관찰할 수 있다. 대부분의 CRT 기기에서는 사용자가 필요에 따라 작동 메뉴에서 수동으로 디가우싱 기능을 선택하여 실행할 수도 있다.

상업용 기기에서 자동 디가우싱 시 코일에 흐르는 전류는 주로 PTC 서미스터(양의 온도 계수 서미스터)라는 부품에 의해 조절된다. 이 서미스터는 처음 전원이 켜져 온도가 낮을 때는 저항이 낮아 디가우싱에 필요한 큰 전류를 흘려보낸다. 하지만 전류가 흐르면서 자체적으로 가열되면 저항값이 급격히 높아져 전류 흐름을 최소화한다. PTC 서미스터는 전원을 켤 때 차가운 상태에서 뜨거운 상태로 한 번 변하도록 설계되었기 때문에, 짧은 시간 안에 전원을 반복해서 켜고 끄는 행위는 서미스터가 충분히 냉각될 시간을 주지 않아 디가우싱 효과를 약화시키고 부품 고장의 원인이 될 수 있으므로 피하는 것이 좋다.

4. 2. 테이프 레코더

릴 투 릴 릴 테이프 레코더나 카세트 테이프를 사용하는 오디오 테이프 레코더의 경우, 시간이 지나면서 자기 테이프와 접촉하는 금속 부품인 가이드 포스트나 테이프 헤드 등에 잔류 자기장이 쌓이게 된다. 이렇게 쌓인 잔류 자기장은 테이프를 재생할 때 배경 소음(잡음)을 증가시키는 원인이 될 수 있다. 시중에서 구할 수 있는 저렴한 휴대용 디가우저를 사용하면 이러한 잔류 자기장을 제거하여 잡음을 크게 줄일 수 있다.^[12]

5. 자기 기록 매체 디가우싱

디가우싱은 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프와 같은 컴퓨터 자기 저장 매체의 데이터를 영구적으로 삭제하는 데 사용된다.^[19] 데이터는 자구라 불리는 미세 영역의 자기 배열 방향을 변경하여 기록되는데, 디가우싱은 이 배열을 임의의 패턴으로 만들어 데이터를 복구 불가능하게 만든다. 디가우싱 후에도 미세하게 남는 자기 정보는 잔류 자기라고 부른다.^[19]

데이터 삭제 방식에는 교류(AC) 자기장을 이용하는 방법과 직류(DC) 자기장을 이용하는 방법이 있다. 이러한 자기장을 발생시켜 디가우싱을 수행하는 장치를 '''소자기'''(디가우서)라고 한다.^[20]

5. 1. 원리

하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프와 같은 자기 매체는 자기 도메인(자구)이라 불리는 매우 작은 영역의 자기 배열 방향을 변경하여 데이터를 저장한다. 이는 마치 나침반 바늘이 지구 자기장의 방향을 가리키는 것과 유사한 원리이다.^[7]^[19]

디가우싱(Degaussing), 또는 소거(消磁)는 자기 매체에 저장된 데이터를 지우는 과정을 의미한다. 디가우싱은 자기 도메인의 배열을 특정 방향 없이 무작위적인 패턴으로 만들어 기존 데이터를 복구할 수 없게 만든다. 디가우싱 후에도 일부 자기 도메인은 완전히 무작위화되지 않고 미세한 자기 정렬이 남을 수 있는데, 이를 잔류 자화( remanence|리머넌스^영어 )라고 한다. 적절한 디가우싱 과정은 데이터를 재구성할 수 없을 정도로 잔류 자화를 미미하게 만드는 것을 목표로 한다.^[7]^[19]

디가우싱을 통한 소거는 주로 두 가지 방식으로 이루어진다.^[8]^[20]

교류(AC) 소거: 매체에 강한 교류 자기장을 가한 뒤, 시간의 흐름에 따라 자기장의 세기를 점차 감소시키는 방식이다.
직류(DC) 소거: 영구 자석 등을 이용하여 매체에 강력한 단방향 자기장을 가해 자기 배열을 포화시키는 방식이다.

'디가우서'(Degausser) 또는 '소자기'(消磁器)는 이러한 자기 저장 매체를 디가우싱하기 위해 필요한 강력한 자기장을 생성하는 장치이다. 일반적인 자석으로는 데이터 소거에 필요한 수준의 강력한 자기장을 만들고 유지하기 어렵다.^[8]^[9]^[10]^[20]

5. 2. 디가우싱 방식

AC 소거: 자기 매체에 교류 자기장을 가하는 방식이다. 처음에는 높은 세기의 자기장을 적용하고 시간이 지남에 따라 점차 그 세기를 줄여나가면서 자구(자기 도메인)의 자기 정렬을 무작위적인 패턴으로 만든다.^[8]^[20]
DC 소거: 직류 전원이나 영구 자석 등을 이용하여 한 방향의 강한 자기장을 매체에 가하는 방식이다. 이를 통해 매체의 자구(자기 도메인)를 한 방향으로 포화시켜 기존 데이터를 지운다.^[8]^[20]

이러한 디가우싱을 수행하기 위해 자기장을 발생시키는 장치를 디가우서(degausser, 소자기)라고 부른다.^[8]^[20] 자기 데이터 저장 매체를 효과적으로 디가우싱하려면 일반 자석으로는 만들기 어려운 강력한 자기장이 필요하다.^[9]^[10] 디가우싱 후에도 일부 자기 정렬이 무작위화되지 않은 자구(자기 도메인)가 남을 수 있는데, 이를 잔류 자화라고 한다. 적절한 디가우싱은 데이터를 복구할 수 없을 정도로 잔류 자화를 미미하게 만든다.^[7]^[19]

5. 3. 디가우서 (Degausser)

'''디가우서'''(Degausser^영어) 또는 '''소자기'''(消磁氣)는 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프와 같은 자기 저장 매체에 저장된 데이터를 영구적으로 삭제하기 위해 강력한 자기장을 생성하는 장치이다.^[8]^[20] 디가우싱(소거) 과정은 매체 내 자기 구역(磁區)의 자기 배열을 임의적인 패턴으로 만들어 저장된 데이터를 복구할 수 없도록 만드는 원리를 이용한다.^[7]^[19]

디가우서는 작동 방식에 따라 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있다. 하나는 교류(AC) 자기장을 이용하는 방식으로, 시간에 따라 자기장의 세기를 점차 줄여나가며 자기 배열을 무작위화한다. 다른 하나는 직류(DC) 자기장을 이용하는 방식으로, 영구 자석이나 DC 전원을 사용하여 매체를 단방향의 강한 자기장으로 포화시켜 기존 자기 정보를 지운다.^[8]^[20] 자기 매체에 기록된 데이터를 완전히 소거하기 위해서는 매우 강력한 자기장이 필요한데, 디가우서는 이러한 강력한 자기장을 생성할 수 있도록 설계된다. 일반적인 자석으로는 디가우싱에 필요한 수준의 자기장을 만들기 어렵다.^[9]^[10]

5. 4. 매체 손상

대부분의 일반적인 자기 저장 매체, 예를 들어 릴투릴 오디오 테이프, VHS 비디오 카세트, 플로피 디스크 등은 디가우싱 후에도 재사용할 수 있다. 이러한 구형 매체는 단순히 고정된 읽기/쓰기 헤드가 생성한 새로운 패턴으로 덮어쓰는 방식의 원시적인 매체이기 때문이다.

그러나 현대적인 하드 디스크 드라이브나 일부 테이프 드라이브와 같은 특정 형태의 컴퓨터 데이터 저장 장치의 경우, 디가우싱은 자기 매체를 영구적으로 손상시켜 사용할 수 없게 만든다. 이는 해당 장치들이 자기 매체에 영구적으로 기록된 특수한 서보 제어 데이터(예: 그레이 코드^[11])에 의존하여, 가변적인 읽기/쓰기 헤드의 위치를 정밀하게 결정하는 메커니즘을 가지고 있기 때문이다. 이 서보 데이터는 공장에서 특수한 서보 쓰기 하드웨어를 사용하여 단 한 번만 매체에 기록된다.

서보 패턴은 장치가 갑작스럽게 움직이거나, 열팽창, 방향 변화 등이 발생했을 때 이를 보상하며 읽기/쓰기 헤드를 데이터 트랙 위에 정확하게 배치하는 데 사용되며, 어떤 이유로든 장치 자체적으로 재작성되지 않는다. 디가우싱은 저장된 사용자 데이터뿐만 아니라 이 필수적인 서보 제어 데이터까지 무차별적으로 제거한다. 서보 데이터가 없으면 장치는 더 이상 자기 매체에서 데이터를 읽거나 쓸 위치를 결정할 수 없게 된다. 서보 데이터를 다시 사용할 수 있도록 복구해야 하지만, 최신 하드 드라이브의 경우 이는 일반적으로 제조업체별, 그리고 종종 모델별로 특화된 서비스 장비 없이는 불가능하다. 따라서 데이터 보안을 위해 디가우싱을 수행할 때는 해당 저장 매체의 종류와 특성을 신중하게 고려해야 한다.

6. 디가우서의 유형

디가우서는 크기가 매우 다양하여, 사무실에서 자기 데이터 저장 장치를 지우는 데 사용되는 작은 크기부터 파이프, 선박, 잠수함 등 대형 장비나 차량에 사용되는 산업용 크기까지 존재한다. 디가우서를 분류하는 기준은 여러 가지가 있는데, 생성하는 자기장의 세기, 자기장을 만드는 방식, 적합한 작업의 종류, 작업 속도(고용량 또는 저용량), 이동 가능 여부 등이 고려된다.^[13] 이러한 기준에 따라 디가우서는 크게 전자기 디가우서와 영구 자석 디가우서 두 가지 주요 유형으로 나눌 수 있다.^[14]

6. 1. 전자기 디가우서

전자기 디가우서는 디가우싱 코일에 전하를 통과시켜 자기장을 생성하는 방식으로 작동한다.^[13] 이 방식은 강력한 자기장을 만들 수 있으며, 작업 속도가 빠르다는 장점이 있다.

전자기 디가우서에는 여러 하위 유형이 존재하는데, 대표적으로 회전 코일 디가우서와 펄스 디가우서(펄스 감자 기술 디가우서) 등이 있다. 디가우서에 사용되는 구체적인 기술은 Verity Systems^eng나 Maurer Magnetic^eng과 같은 제조 회사들이 개발하고 특허를 보유하는 경우가 많으며, 각 디가우서는 특정 용도에 맞게 설계된다.^[15]^[16]

6. 1. 1. 회전 코일 디가우서

회전 코일 디가우서는 전자기 디가우서의 한 종류이다.^[15]^[16] 자기 매체를 디가우싱할 때, 단순히 자기장을 통과시키는 것보다 매체를 90도 회전시켜 다시 통과시키면 디가우싱 효과가 향상된다.^[10]

자기 매체 디가우저 제조업체 중 하나인 베리티 시스템즈(Verity Systems^eng)는 이러한 원리를 회전 코일 기술에 적용하였다.^[10] 회전 코일 디가우서는 처리할 자기 데이터 저장 매체를 가변 속도 컨베이어 벨트 위에 놓고, 장치 내부의 두 개 코일이 생성하는 자기장을 통과시킨다. 이때 자기장을 생성하는 두 개의 코일은 각각 매체의 위와 아래에 위치하며 회전한다. 매체가 이 회전하는 자기장을 통과하면서 효과적으로 디가우싱이 이루어지는 원리이다.^[10]

6. 1. 2. 펄스 디가우서

펄스 디가우싱 기술은 디가우서에서 자기장을 생성하는 방식 중 하나로, 코일에 짧은 시간 동안 전압을 주기적으로 가하는 원리를 이용한다.^[17] 이 과정은 먼저 코일에 최대 전압을 가해 잠시 유지한 후, 코일의 과열을 방지하기 위해 다음 몇 초 동안 전압을 점차 줄여나가 코일에 전류가 흐르지 않게 될 때까지 진행된다.

펄스 디가우싱 방식은 다음과 같은 장점을 가진다.^[17]

에너지 효율이 높아 비용을 절감할 수 있다.
매우 강력한 자기장을 생성할 수 있다.
선박이나 잠수함과 같은 대형 조립품의 디가우싱에 적합하다.
오류 발생 가능성이 낮아 신뢰성이 높다.

이러한 특징 덕분에 펄스 디가우싱 기술은 다양한 산업 현장에서 활용되고 있으며, 전자기 디가우서의 주요 기술 중 하나로 여겨진다.^[15]^[16]

6. 2. 영구 자석 디가우서

디가우서는 생성하는 자기장의 세기, 자기장 생성 방식, 작업 유형, 작업 속도, 이동성 등에 따라 분류되며, 주요 유형 중 하나로 영구 자석 디가우서가 있다.^[14]

영구 자석 디가우서는 희토류 재료로 만들어진 자석을 사용하여 자기장을 생성한다. 작동에 전력이 필요하지 않다는 장점이 있다. 하지만 영구 자석은 지속적으로 자기장을 발생시키므로, 의도치 않은 디가우싱을 막기 위해 적절한 차폐가 필수적이다. 이러한 차폐 필요성 때문에 영구 자석 디가우서는 일반적으로 부피가 크다는 단점이 있다. 다만, 소형으로 제작될 경우 이동형 디가우서로 사용하기에 적합하다.^[13]

참조

_[1] 서적 U. S. Navy Bureau of Ordnance in World War II Bureau of Ordnance, Dept. of the Navy 1953
_[2] 웹사이트 PBS Nova "Great Escape at Dunkirk" https://www.pbs.org/[...]
_[3] 서적 Shipboard Electrical Systems Bureau of Naval Personnel 1962
_[4] 웹사이트 Degaussing Coil April 2009 https://www.onr.navy[...] 2017-01-09
_[5] 서적 Reduction of a Ship's Magnetic Field Signatures https://books.google[...] Morgan & Claypool
_[6] 서적 Wrinkles in Practical Navigation null George Philip & Son 1917
_[7] 웹사이트 A Guide to Understanding Data Remanence in Automated Information Systems http://www.cerberuss[...]
_[8] 서적 A Guide to Understanding Data Remanence in Automated Information Systems https://books.google[...] DIANE 1995
_[9] 웹사이트 TOP 5 HARD DRIVE DESTRUCTION METHODS THAT WORK https://datadestruct[...] 2020-03-15
_[10] 간행물 Verity Systems
_[11] 서적 Official Gazette of the United States Patent and Trademark Office: Patents https://www.google.c[...] U.S. Department of Commerce, Patent and Trademark Office 2001
_[12] 간행물 Operating instructions – 10XD Stereo Tandbergs Radiofabrikk A/S 1975-11
_[13] 웹사이트 Why Use a Degausser and Degausser FAQs https://datasecurity[...] 2021-10-03
_[14] 웹사이트 Secure deletion of data — comparison of degausser types https://www.ontrack.[...] 2021-10-03
_[15] 웹사이트 Maurer degaussing Method — Maurer Magnetic https://maurermagnet[...] 2021-10-03
_[16] 웹사이트 What is a Degausser and How Does it Work for Data Deletion https://securis.com/[...] 2016-11-15
_[17] 웹사이트 Demagnetization — Basics and Know-how http://maurermagneti[...] 2021-10-03
_[18] 문서 ガウスの名が入るのは消磁のみで、磁化・着磁には Magnetization が用いられる。
_[19] 웹사이트 自動情報システムにおけるデータ残留の理解（英語） http://www.cerberuss[...]
_[20] 문서 National Computer Security Center TG-025.
_[21] 뉴스 자료 복구되는 ‘딜리트’, 복구 원천 차단 ‘디가우징’… “임과장 딜리트 키 눌렀을 뿐” http://news.naver.co[...] 국민일보 2015-07-24
_[22] 뉴스 '딜리트 키' 삭제와 '디가우징' 차이는? http://news.naver.co[...] MBN 2015-07-23

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