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Nikkei X-TECH_2020.6.25

애플의 아이폰이 자동차 키를 ‘재정의’
새로운 전략의 주역은 UWB인가?

‘자동차 키의 개념을 재정의하겠다’. 애플은 6월22일(현지 시간), 애플의 개발자용 이벤트 ‘WWDC20’의 기조강연에서 이렇게 선언, 아이폰의 근접 무선규격 ‘NFC’를 이용해 자동차 키 역할을 하는 새로운 기능 ‘Carkey’를 발표했다. 독일 BMW가 신형 ‘5시리즈’에서 가장 먼저 채택할 예정이다. 스마트폰이 자동차 키의 역할을 하는 기능은 이전부터 자동차 업계에서 제안되어 왔다. 10억대 전후가 사용되고 있는 중으로 알려져 있는 아이폰이 자동차 키에 대응된다면 보급은 가속화될 전망이다. 무엇보다 애플은 차세대 사양인 ‘UWB(Ultra Wide-Band: 초광대역 무선)’에 대응한 디지털 키가 주류가 될 것으로 보고 있는 듯하다. 자동차의 방범 대책 등으로의 활용을 기대할 수 있기 때문이다.

애플은 WWDC20의 기조강연에서 돌연, CarKey를 발표했다. 이 자리에서 주차장에 주차되어 있는 BMW의 새로운 5시리즈의 잠금 장치를 아이폰으로 해제해 자동차에 타고 시동을 거는 데모가 공개되었다. 이용된 것은 NFC. NFC의 Secure Element 안에 키의 데이터를 격납. ‘Apple Wallet’을 통해 접속해 아이폰을 자동차 문 옆에 갖다 대면 디지털 키로써 이용 가능하다. 디지털 키의 셋업은 BMW의 앱을 통해 시행할 수 있다. 아이폰을 스마트폰용 거치대에 올려놓고 스타트 버튼을 누르면 시동이 걸린다.

자동차 소유주는 메시지 앱 ‘Message’를 통해 지인이나 가족 간 자동차 키 데이터를 공유하는 것도 가능하다. BMW에 따르면 최대 5명과 디지털 키를 공유할 수 있다고 한다고 한다. 공유 시 나이가 어린 드라이버의 경우, 최고 속도 제한 및 라디오 음량 등의 제한을 설정할 수 있다.

CarKey는 아이폰의 현행 OS ‘iOS13’과 올 가을에 정식 버전을 공개할 예정인 차기 OS ‘iOS14’에 대응한다. 기조강연에서는 언급되지 않았지만, BMW 자료에 따르면 ‘애플워치 시리즈5’(watchOS 6.2.8)에서도 이 새로운 디지털 키를 이용할 수 있다고 한다. 새로운 디지털 키는 5시리즈뿐만 아니라 8시리즈와 XS시리즈 등, 7월 이후에 제조되는 BMW의 10개 이상의 차종에 순차적으로 대응할 것이라고 한다.

-- 자동차 업계에서 표준화 추진 --
스마트폰을 디지털 키로 활용하는 움직임은 이전부터 자동차 업계에서 검토되어왔다. 사양 책정을 추진해온 것은 업계 단체인 ‘CCC(Car Connectivity Consortium)’이다. 애플과 BMW는 CCC의 주요 멤버로, CCC의 주요 직책인 ‘Director’를 각각 맡고 있다. 애플과 BMW 외에도 자동차 제조사로는 GM과 혼다, 한국의 현대자동차, 독일의 폭스바겐, 전자기기 제조사로는 한국의 LG전자와 파나소닉, 한국의 삼성전자가 Director를 맡고 있다. 이러한 주요 멤버는 스마트폰을 이용한 디지털 키 도입에 긍정적이다.

실제로 혼다는 올해 여름부터 유럽에서 발매될 예정인 전기자동차(EV) ‘Honda e’에서 스마트폰을 이용한 디지털 키를 도입한다. 채택한 것은 독일 컨티넨탈(Continental)의 시스템 ‘CoSmA’이다. ‘Bluetooth Low Energy(BLE)’로, 자동차로부터 조금 떨어진 위치에서 스마트폰 전용 앱을 통해 차량 문을 열 수 있다. 디지털 키의 공유도 가능하다.

CCC가 책정한 디지털 키의 현행 사양 ‘Digital Key Release 2.0’은 NFC의 이용이 전제이다. 현재 CCC는 블루투스와 UWB를 이용하는 차세대 사양 ‘Digital Key Release 3.0’을 책정하고 있다. 애플도 2021년에 CarKey에서 UWB를 이용할 수 있도록 한다고 공표. 6월 23일에는 컨티넨탈이 CoSmA에서 UWB를 도입할 예정이라고 발표했다.

-- 주역은 UWB를 이용한 차세대 사양일까? --
애플이 스마트폰을 이용한 디지털 키의 주역으로 보고 있는 것은 아마도 UWB를 이용한 차세대 사양인 것으로 보인다. 그 이유는 UWB가 10cm 전후라는 높은 정밀도로 위치 검출이 가능. 위치를 특정함으로써 차량의 방범 대책 등으로 이어질 수 있기 때문이다. 실제로 애플은 2019년, 아이폰11 시리즈에 UWB를 돌연 채택. 오랜 기간 보급되지 못하고 저공 비행을 이어온 UWB 부활의 한 축을 담당하고 있다.

UWB는 본래 고속통신이 가능하고 고정밀 실내 위치 측정이 가능하다는 특징 때문에 2000년 전반에 각광 받았던 무선 기술이다. 당시에는 1G비트/초의 고속통신을 실현하는 기술로서 주목 받았다. 하지만 무선 LAN의 고속화와 킬러 애플리케이션의 부재 등으로 인해 보급에 이르지 못했고, UWB는 2010년대 이후, 시장에선 거의 모습을 볼 수 없게 되었다.

이러한 UWB는 애플이 아이폰11 시리즈에 채택한 것을 계기로 다시 각광 받고 있다. 애플은 ‘U1’이라고 하는 자사의 반도체 부품(칩)에 UWB 기능을 도입했다. 애플에 따르면 U1 칩은 공간 인식을 위해 이용한다고 한다. 즉, 측거∙측위에 적합한 센싱 기술로서 도입한 것이다.

UWB에는 몇 가지 방식이 있으며, 측위에는 임펄스 방식(IR, Impulse Radio)이 이용된다. 이 방식에서는 짧은 펄스가 출력, 이 펄스의 전반 시간을 통해 거리를 추정한다. 펄스의 폭은 나노초(ns, 10억분의 1초) 오더로 짧아 측거 정밀도는 10cm 전후까지 향상된다.

UWB가 등장한 2000년대 전반은 임펄스 방식의 연산 처리 부하가 커, 고성능 반도체 부품이 필요하다는 점이 보급의 걸림돌이 되었다. 또한 UWB를 이용할 수 있는 주파수 대역에 제한이 있었다. 이러한 UWB이지만, 반도체 부품의 연산 성능이 매년 향상되면서 저비용으로 임펄스 방식을 도입하는 기술이 개발되고 측위를 활용하는 앱이 점차 늘어나게 됨에 따라 애플은 아이폰에 UWB를 채택하는 것으로 전략을 바꾼 것으로 보인다.

-- 고정밀 측위, 차량의 방범 대책에 응용 --
UWB의 활용으로 차량의 방범 대책이 가능해진다. 예를 들면 차량 문을 자동으로 열 수 있는 디지털 키 기능을 악용한 ‘릴레이 어택’을 방지할 수 있다. 범죄자는 차량 소유주가 모르는 사이에 집안에 두고 온 미약한 전파를 발신하는 디지털 키의 신호를 증폭. 잠금 장치를 해제해 차량을 훔치는 수법이다. UWB로 디지털 키가 차량의 매우 가까운 위치에 있는지 여부를 판단할 수 있다면 이러한 릴레이 어택을 방지할 수 있다. 마찬가지로 측위 정밀도가 높은 블루투스도 차량과 키의 상대 거리를 어느 정도 측정할 수 있지만, “UWB의 정밀도가 훨씬 높다”라고 복수의 차량기기 제조사 담당자들은 입을 모아 말한다.

UWB를 릴레이 어택 방지에 활용하기 위해서는 UWB의 야외 이용이 요구된다. 지금까지는 각국의 규제로, UWB의 야외 이용이 불가능한 국가가 많았다. 최근 UWB의 야외 이용에 대한 수요가 높아지게 되면서 미국이나 유럽 등 다양한 국가에서 조건부로 야외 이용이 가능하게 되었다. 일본에서도 2019년부터 UWB의 야외 이용이 가능해졌다. 구체적으로는 ‘채널9’이라고 불리는 중심 주파수 7.9872㎓로 대역폭 499.2㎒의 야외 이용이 가능해졌다. 총무성에서 2018년에 추진한 작업반 멤버에는 BMW와 컨티넨탈 등 해외 기업의 일본 법인, 덴소 등 자동차 업체와 함께 애플의 일본 법인이 참가했다. 이 작업반에서 논의된 야외 이용의 유스케이스는 앞에서 말한 릴레이 어택으로 인한 차량 도난 방지 대책이었다.

-- ‘심리스(Seamless) 액세스’가 가능 --
디지털 키로의 UWB 활용은 릴레이 어택 방지뿐만이 아니다. 예를 들어 UWB를 탑재한 스마트폰을 포켓에 넣은 채 차량에 가까이 가는 것만으로 운전석과 트렁크, 차고 문의 잠금 장치가 자동으로 풀린다. 디지털 키를 가진 사람이 문 가까이 간 상태에서 그 사람이 차 안에 있는지, 차 밖에 있는지를 판단할 수도 있게 될 것으로 보인다. 애플은 WWDC20의 기조연설에서 UWB를 이용한다면 아이폰을 가방이나 포켓에 넣은 채 안전하게 차량의 잠금 장치를 풀고 시동을 걸 수 있을 것이라고 어필했다.

자동차 업계에서는 ‘심리스 액세스’라고 하는 이용 케이스를 상정하고 있다. 예를 들어 양손에 짐을 든 상태에서도 UWB에 대응한 스마트폰이 포켓 등에 있다면 트렁크를 열어 물건을 넣거나, 자동차의 승∙하차가 가능. 귀가 시 차고나 집 현관문의 잠금 장치 해제. 집안에서 이용자가 현관이나 거실, 침실로 이동할 때마다 조명 및 에어컨을 자동으로 온/오프하는 스마트하우스의 자동 제어도 상정하고 있다. 이 밖에도 주차 공간으로의 자동 유도, 전동차량 충전기로의 자동 포지셔닝, 드라이브 스루 결제를 위한 이용자의 위치 특정, 운전석에 앉은 인물을 특정해 차내 조명이나 음량 등을 조정하는 퍼스널라이즈 등의 유스케이스를 상정하고 있다.

UWB가 도입된 스마트폰을 이용한 디지털 키는 부피가 큰 열쇠고리가 필요 없을 뿐만 아니라, 자동차 분야에서만도 다양한 응용이 가능하다. 애플의 CarKey는 자동차 잠금 장치를 열거나 닫는 기능에 머무르지 않고 새로운 스마트폰 응용의 문을 열었다고 말할 수 있다.

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