자물쇠
여닫게 되어 있는 물건을 잠그는 장치
- 국립국어원 표준국어대사전
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Fig.1 기원전에도 자물쇠는 있었다
Figure.1 고대 이집트 자물쇠를 재현한 유튜브 영상
자물쇠의 역사는 기원전 2,000년경 이집트로 거슬러 올라갑니다. 나무로 만든 자물통 속에서 핀과 빗장의 구멍이 맞물리면 문이 잠기고, 빗 모양의 열쇠를 빗장의 구멍과 핀의 높이와 같게 맞추면 문이 열리는 원리였죠. 이처럼 자물통, 핀, 빗장, 열쇠로 구성된 자물쇠를 ‘핀 텀블러 자물쇠’라고 부릅니다. 로마 시대에는 철로 바뀌어 사용되었고, 오늘날 현관문에도 그대로 쓰이는 구조예요.
Figure.2 고대 그리스에서 쓰인 스파르탄 자물쇠 ⓒhistoricallocks.com
이집트에서 자물쇠가 만들어진 지 천년이 지난 후에는 그리스에서도 자물쇠가 등장합니다. (그래도 기원전 1,000년) 그리스의 자물쇠는 이집트의 핀 텀블러 자물쇠와 달리 슬라이딩 빗장 형태였는데요. 스파르탄 자물쇠라고 불렸죠. 스파르탄 자물쇠는 열쇠를 걸 수 있는 골이 있는 빗장이 문 안쪽에 설치되어있고, 문구멍으로 기다란 열쇠를 넣어 골에 물리게 하여 빗장을 밀어 문을 여는 형태였는데요. 열쇠로 빗장을 밀기 위해서는 꽤 큰 힘이 필요했기 때문에 열쇠는 40㎝ 이상이었고, 보통 어깨에 걸고 다녔다고 합니다.
Fig.2 별별 기능이 추가된 자물쇠
고대 이집트에서 발명된 자물쇠의 원리는 오늘날에도 쓰이지만, 18세기까지 정말 큰 변화 없이 이어져 왔는데요. 그래도 그사이 재밌는 기능이 추가된 자물쇠들도 있었습니다.
Figure.3 존 윌크스의 자물쇠 ⓒslate.com
1680년에 발명한 존 윌크스John Wilkes 의 잠금장치는 많은 기능이 들어있었는데요. 우선 장식되어 있는 사람의 무릎을 들어 올려야 열쇠 구멍을 볼 수 있고, 모자를 눌러야 열쇠를 돌릴 수 있었죠. 그리고 문이 열릴 때마다 다이얼이 한 칸씩 움직여 누가 몰래 잠금장치를 열었는지 확인할 수도 있었습니다.
Figure.4 잘못된 열쇠를 넣으면 입이 닫히는 잠금장치 ⓒslate.com
18세기 급격한 산업화로 인해 많은 사람이 도시에 모여 살게 되었고, 그에 따라 보안에 대한 요구도 늘어났죠. 보안을 강화하기 위한 많은 수단이 있었는데, 그 중 극단적인 자물쇠에는 부비트랩이 설치되어 있었어요. 잘못된 열쇠로 잠금을 푸는 시도를 하면 손목을 빼지 못하게 하는 잠금장치, 심지어는 총이 발사되는 잠금장치도 있었어요.
Fig.3 영국의 자물쇠 3대 천왕
자물쇠는 18세기 영국의 자물쇠 장인 3명에 의해 급속도로 발전하게 됩니다.
Figure.5 (왼) 더블 액팅 텀블러 자물쇠의 원리 / (오) 5 레버 방식
가장 먼저 자물쇠를 발전시킨 인물은 로버트 배런Robert Baron 입니다. 그가 1778년에 발명한 ‘더블 액팅 텀블러 자물쇠’는 우리나라에서는 쓰이지 않지만 오늘날에도 일부 국가에서 쓰이고 있죠. 배런의 더블 액팅 텀블러 자물쇠에는 정확한 높이에서 들어 올려야 하는 두 개의 레버가 있습니다. 열쇠가 레버 홈에 물려 레버를 움직이면서 빗장이 풀리는 방식으로, 주로 3 레버, 5 레버 잠금장치가 사용된다고 합니다.
Figure.6 (왼) 브라마의 실린더 형태 자물쇠 / (오) 브라마의 어그로 도전 자물쇠
두 번째 장인 조셉 브라마Joseph Bramah는 1784년 한층 더 복잡한 자물쇠를 발명합니다. 실린더 속에 원형으로 요철이 배치되어 있고, 열쇠를 삽입해 회전시키면 요철이 정렬되면서 잠금장치가 풀리는 원리였습니다. 브라마는 자신감의 표시로 1790년 자신의 가게에 도전 자물쇠를 걸어 놓고 그것을 푸는 사람에게 상금을 주겠다고 했죠. (그리고 진짜 주게 되었다고 한다..)
Figure.7 처브의 잠금장치 ⓒprecision-locksmiths.co.uk
1817년 포츠머스 선착장의 잠금장치를 풀고 도둑질을 한 사건이 발생합니다. 이에 영국 정부는 성능이 개선된 잠금장치를 만들기 위한 공모전을 열었죠. 이때 당선된 사람이 제레미아 처브Jeremiah Chubb입니다. 그가 만든 잠금장치는 잘못된 열쇠를 삽입하면 잠긴 상태로 유지되도록 설계되었어요. 올바른 열쇠를 삽입해 다른 방향으로 회전시킬 때까지 풀지 못했죠. 이 자물쇠를 기반으로 처브는 1820년 처브 자물쇠Chubb Locks 회사를 설립합니다.
하지만 1851년 런던에서 열린 만국 박람회에서 미국의 자물쇠 기술자 알프레드 찰스 홉스Alfred Charles Hobbs에 의해 브라마의 자물쇠와 처브의 자물쇠는 털리게 됩니다.
Fig.4 금고용 자물쇠는 뭐가 다를까?
Figure.8 진짜 오늘날 자물쇠랑 동일한 예일의 핀 텀블러형 자물쇠 ⓒyaledws.co.uk
고대 이집트에서부터 시작되는 ‘핀 텀블러 자물쇠’가 완성된 것은 19세기 라이너스 예일Linus Yale 에 의해서입니다. 톱니 모양의 모서리를 가진 작고 평평한 구멍에 완전히 딱 맞는 열쇠를 이용하는 형태로 그야말로 오늘날 쓰이는 잠금장치죠. 예일은 1861년 이 자물쇠에 대한 특허를 취득합니다.
Figure.9 (왼) 예일의 번호식 자물쇠 / (오) 사젠트의 타임 락 자물쇠 ⓒmy-time-machines.net
예일이 ‘핀 텀블러형 자물쇠’를 완성하기는 했지만, 그의 주력 사업은 은행 금고용 잠금장치를 만드는 것이었습니다. 1851년 ‘예일 마법 무적의 은행 자물쇠’ Yale Magic Infallible Bank Lock의 특허를 시작으로 오늘날 금고에 쓰이는 열쇠 대신 번호를 사용하는 ‘다이얼 콤비네이션 자물쇠'를 발명했죠.
또 다른 금고 잠금장치 제작자였던 제임스 사젠트James Sargent 는 1873년에 설정된 시간에만 열리는 타임 록, 1880년에는 일정 시간 후에만 열리는 타임 딜레이 록을 만들어내죠. 이 장치는 시계의 메커니즘이 잠금장치에 결합한 형태였죠.
Fig.5 호텔 열쇠는 왜 카드 키일까?
Figure.10 최초의 카드 키 ⓒnewlocksystems.es
1970년대까지 호텔에는 도둑 문제가 끊이지 않았습니다. 미국의 가수 코니 프랜시스Connie Francis가 1974년 호텔 방에서 공격받은 사건을 계기로 토르 쇠네스Tor Sörnes는 호텔에서 쓸 수 있는 잠금장치를 개발하기 시작합니다.
쇠네스가 1975년에 개발한 잠금장치는 홀 카드 방식으로 32개의 위치에 구멍의 유무로 패턴을 만들 수 있었습니다. 그 조합이 총 42억 개나 되어서 호텔은 투숙객에게 저마다 고유한 키를 제공할 수 있었죠. 짐작건대 천공 카드와 같은 원리로 작동했을 것으로 추정됩니다. 이 키는 애틀랜타에 있는 웨스틴 피치트리 플라자 호텔에 최초로 도입되었고, 쇠네르는 이를 기반으로 빙카드VigCrard 라는 브랜드를 설립했죠.
빙카드는 오늘날 호텔에서 쓰이는 마그네틱 스트라이프 기반 잠금장치를 개발했는데요. 이 장치는 센서가 스트라이프의 내용을 읽고 중앙 시스템에 기록된 내용과 비교해 일치하면 잠금장치가 열리는 원리이죠.
Fig.6 디지털 도어락
Figure.11 아마도 국내 최초 디지털 도어락 게이트맨 끌레
국내 디지털 도어 록은 2000년에 출시된 아이레보iRevo의 게이트맨 끌레Gateman Cle에서 시작됩니다. 당시에는 비밀번호와 전자식 스틱형 열쇠를 이용하는 방식이 흔히 사용되었습니다. 게이트맨 디지털 도어 록은 신축 아파트에 도입되면서 널리 퍼지게 됩니다.
하지만 방전이 되면 문을 열 수 없어 난감한 상황에 처하는 경우가 종종 발생했고, 2005년에는 전기 충격기로 디지털 도어 록을 망가트리는 범죄까지 발생합니다. 이후로는 이러한 문제를 해결하는 것뿐만 아니라 홍채 인식, 지문 인식 등 다양한 기능을 탑재한 디지털 도어 록이 출시되고 있습니다.
Reference.
- Naif A.Haddad. (2016). Critical Review, Assessment and Investigation of Ancient Technology Evolution of Door Locking Mechanisms in S.E. Mediterranean. Mediterranean Archaeology and Archaeometry. Vol.16. No 1. pp. 53-74
- Adam Clark Estes. (2015). The History and Future of Locks and Keys. gizmodo. URL : https://gizmodo.com/the-history-and-future-of-locks-and-keys-1735694812
- Tom Pearce. (2020). A History of Locks. precision-locksmiths. URL : https://www.precision-locksmiths.co.uk/a-history-of-locks/
- Unkown. (2012). The History of the Key. slate.com. URL : http://www.slate.com/articles/arts/design/2012/05/the_evolution_of_everyday_objects_the_key_the_book_the_phone_and_more_.html
- ZeroDayGear.com. (2020). Robert Barron and the Double Acting Tumbler Lock. zerodaygear. URL : https://zerodaygear.com/blog/robert-barron-double-acting-tumbler-lock
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