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Start Up Innovation / Science
지문 인식, 땀구멍으로 식별
스마트폰 활용, 정밀도 10배 향상

스마트폰에도 탑재되며 널리 이용되고 있는 개인 인증 기술 ‘지문 인식’. 하지만 인식 정밀도에 한계가 있어, 오인 및 위조 등의 위험성도 지적되고 있다. 생체 인식 시스템의 DDS와 도쿄대학은 지문 속 작은 땀구멍에 착안, 정밀도를 10배 이상 높이는데 성공했다. 지문 인식 센서의 가격 등 과제도 남아있지만, 개인 인증의 새로운 방법으로 떠오를 전망이다.

“기존의 지문 인식은 정밀도에 한계가 있다. 결제 등 다양한 분야에서 스마트폰이 이용되고 있는 가운데 보다 간단하고 정밀도가 높은 개인 인증 기술이 필요했다”. 도쿄대학원의 우메사키(梅崎) 특임교수는 새로운 지문인식 방법을 개발하게 된 동기에 대해 이렇게 말했다.

현재 일반적인 지문 인식은 복수의 융기된 선(융선)이 모여 무늬가 된 소용돌이형 지문 등의 ‘1차 특징’과 선의 분기점 및 끝점 등 ‘2차 특징’으로 개인을 판별한다. 기술은 이미 확립되었고 실적도 가지고 있다.

-- 오인 및 위조의 위험도 --
하지만 스마트폰의 센서와 같이 인식하는 면적이 작을 경우, 파악되는 특징점이 적어진다. 타인의 지문을 등록자의 지문으로 오인하거나, 위조된 지문으로 인증을 통과하는 등의 위험성이 지적되고 있다.

입실용 지문인증기기 등 크기가 큰 센서를 사용하는 지문 인증에서는 무작위로 뽑은 사람이 잠금 장치를 해제할 확률은 100만분의 1 정도라고 알려져 있다. 한편, 스마트폰에서는 5만분의 1로 확률이 높다고 한다.

실제로 미국 미시건 주립대학의 연구 그룹은 지문을 잉크젯 프린터로 위조해 스마트폰의 인증을 통과할 수 있었다고 보고했다. 또한 타인의 손가락을 등록자의 것으로 오독해 잠금 장치를 해제할 위험성도 보고되고 있다.

DDS와 도쿄대학이 개발한 기술은 지문에 대한 기존의 2가지 특징에 땀이 나오는 작은 구멍인 ‘한공(汗孔)’을 3차 특징으로 이용한다. 한공은 개인에 따라 위치 관계가 다르다. 한공 간 위치 관계 및 선과 한공의 위치 관계가 판단 기준으로 추가됨으로써 정밀도가 10배 이상 향상될 수 있었다고 한다.

한공은 융선 안에 다수 존재해, 스마트폰에 탑재되는 작은 센서로도 많은 특징을 파악할 수 있다. 하지만 현재 주류인 정전용량식 센서로는 해상도가 충분하지 않아 작은 한공을 탐지하지 못한다.

이를 해결하기 위해 DDS는 새로운 센서를 개발했다. 얇은 유리판과 이미지센서, LED를 조합해 만든 것으로, 손가락 지문의 표면에 빛을 조사, 그 투과율과 반사율을 이용해 미세한 구조를 인식한다.

센서의 검출부분 크기는 세로 6.6mm x 가로 4.8mm, 두께도 약 0.6mm로 작다. 기존의 센서는 해상도가 500ppi(1인치 당 화소의 수) 정도이지만, 새로운 센서는 3,000ppi까지 향상되었다고 한다. 인식한 한공의 위치 관계를 통해 개인을 인증할 수 있는 소프트웨어도 우메사키 특임교수와 DDS가 개발했다.

-- 가격 인하가 과제 --
스마트폰에 탑재되는 일반 센서의 가격은 100~1,000엔 정도라고 한다. 새롭게 개발된 센서는 아직 스마트폰에 탑재될 수 있을 정도로 가격이 싸지는 않지만, 우메사키 교수와 DDS는 앞으로 양산을 통한 원가 경감으로 기존 센서와 같은 수준까지 가격을 인하할 수 있을 것으로 전망, 스마트폰 제조사들의 채택을 목표로 하고 있다.

또한 앞으로는 손가락이 디스플레이에 닿는 것만으로 지문 인증이 가능하도록 해 홈버튼이 없는 기종에도 적용될 수 있도록 하고, 스마트폰 외에도 자동차와 주택의 잠금 장치 등 다양한 용도로 추진해나갈 계획이다.

생체 인증에는 지문 인증 외에도 정맥 인증과 음성 인증 등 많은 기술이 있다. 애플은 ‘아이폰X’에서 3차원 얼굴 인증 기술, 삼성전자는 ‘갤럭시 S9’에서 얼굴과 홍채 인식이 결합된 인증 기술을 각각 채택하고 있다. 이 두 기술 모두 지문 인증을 대신할 인증 기술로 기대를 모으고 있지만, 현재 개발된 기술의 정밀도에 의문을 제기하는 목소리도 적지 않다.

스마트폰에 탑재되는 카메라는 소형화를 우선으로 하기 때문에 생체 인증 시 충분한 정밀도를 얻을 수 없는 케이스도 있다. 실제로 ‘사진을 본인으로 착각한다’ ‘쌍둥이를 구분하지 못한다’ 등 트러블도 보고되고 있다.

정밀도가 높다고 알려져 있는 정맥 인증도 센서의 소형화가 어려워 이용은 ATM 등 일부에 한정되어 있다. 지문 인증은 앞으로도 다양한 방면에서 이용될 것으로 전망되고 있어 한공을 이용한 이 새로운 기술은 기업들의 주목을 끌 것으로 보인다.

 -- 끝 --