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스마트폰 생체인식의 대표주자, 지문인식기술을 알아보자

  • 안병도 기자
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    입력 : 2017-12-28 10:21:49

    스마트폰은 다양한 기능을 가지고 있다. 전화통화, 문자나 메신저, 인터넷 검색, 음악이나 동영상 감상, 간단한 메모 등 스마트폰으로 할 수 있는 것들이 무수히 많다. 이런 것 중에서는 남에게 보여주면 안 되거나 다양한 이유로 다른 사람에게 보여주기 싫은 것들이 있다. 그래서 사람들 대부분은 스마트폰 잠금장치를 사용한다.

    초기의 잠금장치는 비밀번호나 점 아홉 개를 이어 그리는 패턴을 이용했다. 하지만 지금은 생체인식 기술이 잠금장치의 주류를 이루고 있다. 지문인식, 얼굴인식, 홍채인식 등 다양한 기술이 적용되고 있는데 그중 가장 많이 쓰이는 것이 지문인식이다.

    지문인식 영역에 손가락을 대기만 하면 되는 지문인식은 그 간편함으로 스마트폰의 생체인식 기술의 선두주자가 되었다. 얼굴인식, 홍채인식, 정맥인식 등 다양한 생체인식 기술 중에서 왜 지문인식이 스마트폰의 대표적인 인식기술이 되었을까? 이제부터 지문인식에 대해 알아보며 그 궁금증을 풀어나가도록 하자.



    내 몸이 열쇠가 되는 생체인식 기술

    생체인식 기술이란 신체의 특정한 부분을 이용해 본인을 인증하는 기술이다. 신체에는 다양한 부분이 있는데 그중 다른 사람과 다른 유일한 형태를 가지고 있는 부분이 있다. 이를 이용해 본인을 인증하는 기술을 말한다. 지문인식도 이러한 생체인식 기술 중 하나다.

    신체 부위를 생체 인식에 이용하기 위한 4가지 조건이 있다. 누구나 가지고 있는 것이어야 하는 보편성, 변하지 않아야 하고 변경도 불가능한 영속성, 사람들을 구별할 수 있는 고유한 특성을 가져야 하는 유일성, 마지막으로 기계로 쉽게 확인 가능하며 쉽게 정량화할 수 있는 획득성이다. 이 조건을 만족하는 지문이나, 홍채, 망막, 얼굴, 혈관 패턴 등을 생체인식 기술이 이용하고 있다.



    지문인식 기술이란?

    지문은 태어날 때 만들어져 죽을 때까지 같은 형태를 유지한다. 상처가 나더라도 재생되어 기존의 형태를 유지한다. 이러한 지문은 사람마다 다르며, 같은 형태일 확률은 10억분의 1에 불과하다.

    지문인식이란 이런 지문의 특성을 이용해 손가락 지문으로 본인을 인증하는 기술이다. 지문을 등록하고 등록한 데이터와 입력된 지문을 비교해 일치하는지 판별한다. 지문을 인식하는 방식은 광학식과 정전식, 초음파 방식 등이 있다.



    지문의 역사

    1874년 선교사로 일본을 방문한 외과 의사 헨리 폴즈는 일본에서 출토된 조몬 시대의 토기에 붙어있는 지문을 보고 지문에 대해 연구하기 시작했다. 1880년 폴즈는 사람마다 다른 지문의 특성을 논문에 게재하였다. 그리고 경찰 수사에 지문을 이용할 것을 주장했으나 받아들여지지 않았다.

    그 후 1892년 프랜시스 골턴이 지문이라는 책을 펴내면서 지문이 경찰 수사에 본격적으로 사용되었다. 골턴은 지문을 궁상문, 와상문, 제상문 등으로 분류했고, 통계학을 통해 지문이 사람마다 다름을 증명하였다. 같은 해 아르헨티나에서 골턴의 저서를 심도 있게 연구한 후안 부체티크가 지문을 이용해 살인사건을 해결한 이후 지문은 개인을 판별할 수 있는 고유한 것으로 인식되어 갔다.


    지문인식 기술의 원리와 과정

    지문인식은 크게 두 단계로 나뉜다. 센서에 손가락을 대어 지문을 촬영하는 입력 단계, 촬영된 지문을 저장된 지문과 대조해 일치 여부를 판단하는 인증단계다. 입력단계에서 지문을 촬영하는 방식에 따라 광학식과 정전식, 초음파 방식 등이 있다. 광학식은 광원에서 빛을 쏘아 반사된 이미지를 CCD 카메라나 광학 스캐너로 촬영하는 방식이다. 정전식은 지문의 융선과 골의 정전용량의 차이로 지문을 인식하는 방식이다. 초음파 방식은 초음파를 발사해 돌아오는 시간을 측정해 지문의 높이차를 측정해서 지문을 인식한다.

    저장된 지문과 촬영된 지문을 대조하기 위해서 지문의 패턴을 분석해야 한다. 지문은 굴곡이 위쪽으로 가장 큰 곳인 중심점, 융선이 끊어지는 끝점, 융선이 갈라지는 분기점, 융선 세 개가 모이는 삼각주 등의 특징을 가지고 있다. 지문에서 이런 특징의 위치와 각 특징 간 거리나 각도 등을 비교해 일치 여부를 판단한다.


    스마트폰에서 지문인식

    현재 스마트폰에서 널리 쓰이는 방식은 정전식이다. 광학식보다 얇게 만들 수 있고 제조원가가 낮기 때문이다. 사용자가 어떻게 지문을 인식시키는지에 따라 정전식은 두 가지 방식으로 나뉜다. 첫 번째는 스와이프 방식이다. 지문센서에 손가락을 대고 아래쪽으로 문질러 입력한다. 두 번째는 에어리어 방식이다. 지문센서에 손가락을 터치하여 입력한다.

    에어리어 방식이 스와이프 방식보다 더 간편하고 빠르지만, 센서의 소형화가 어렵고 단가가 높다. 아이폰5S가 에어리어 방식의 지문인식을 채택한 터치 ID를 선보인 이래 스와이프 방식보다 에어리어 방식이 더 많이 채택되고 있다.


    지문인식의 단점과 미래

    편리하고 안전한 지문인식이지만 단점도 있다. 무리한 노동을 하거나 노화 등으로 지문이 닳거나 무늬가 옅어지는 경우 인식이 어렵다. 그리고 지문 복제의 가능성이 존재한다. 실제로 실리콘으로 지문을 복제해 사용하다 적발된 경우가 있다. 마지막으로 유출되면 변경이 어렵다. 패스워드나 패턴은 유출되면 변경하면 되지만 지문이 유출되었다고 해서 손가락을 바꿀 수는 없다.

    지문인식이 보급된 이래 출입통제, 근태관리, 빌딩통합시스템, 금융자동화기기, 컴퓨터 보안 분야, 전자상거래 인증, 공항정보 시스템 등 다양한 곳에서 사용되고 있다. 하지만 이러한 단점 때문에 높은 수준의 보안이 요구되는 은행 금고나 보안기관에서는 지문인식을 사용하지 않거나 다른 보안체계를 함께 사용하고 있다. 그리고 홍채나 혈관 패턴 등 지문인식의 단점을 가지지 않은 다른 생체인식 기술이 주목을 받으면서 지문인식의 장래가 어두운 것이 아니냐는 우려가 나오고 있다.

    초음파 등을 이용해 평면이 아닌 3D로 지문을 촬영해 지문인식의 정확성을 높이고, 손가락에서 나오는 땀이나 손가락의 혈관을 파악해 복제 지문을 구분하는 등 지문인식의 단점을 보완하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있어 지문인식의 장래가 어두운 것만은 아니다. 언제 어디서나 주위 환경에 상관없이 손가락만 살짝 대면 되는 그 편리함 덕에 지문인식은 미래에도 인기 있는 생체인증 기술이 될 것이라 기대한다.



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