Special Report 모바일바이오인식신융합기술 Special Report 1 모바일장치기반의바이오인식기술적용동향 한승진경인여자대학교 e- 비즈니스과부교수 1. 머리말 40억명이상의휴대전화사용자가전세계에있고이숫자는여전히지속적으로증가추세이며 2015 년까지세계인구의 86% 가하나이상의휴대전화를소유한다고예측하고있다 [1]. 스마트폰의보급확대와가파른성장은스마트폰기반의 m-payment, m-health 등으로서비스가확대되고있다. 이러한요구는일반적으로사용되는 PIN, 패턴, 드래그등과같은높지않은보안수준과비밀번호는보안수준은높지만매번문자와숫자를입력해야하는번거로움이있다. 이러한문제점을해결하고자하는방법의하나로모바일장치에바이오인식정보를적용하고자하는연구들이있다. 본고에서는스마트폰을포함한모바일장치에서바이오인식정보의적용서비스동향에대해알아본다. 2. 모바일장치기반의바이오인식기술모바일장치는고정장치에비해낮은컴퓨팅파워, 낮은전력장치, 작은화면, 상대적으로느린통신속도, 부가 Fingerprint Fadal Themogram Ear Galt Face Palmprint Hand geometry Ins Vein Pathem Signature Keystroke Pattern Voice [ 그림 1] 바이오인식특성의예 장치추가의제약등이있다. 그러나기술이발전함에따라최근의스마트폰및일부피처폰은 GPS 센서, 음성센서 ( 마이크로폰 ), 전기 / 광학 / 마그네틱센서, 온도센서, 가속센서, 전후방카메라와같은다양한센서를지원하게되었고, 컴퓨터의 CPU 에해당하는 AP(Appication Processor) 는삼성 1) 과퀄컴의제품이쿼드코어에각각 1.4 및 1.0GHz 로어지간한마이크로컴퓨터의컴퓨팅파워와비슷하다. 038 07/08 2012
또한 3G/4G, Wi-Fi, Bluetooth, NFC 등과같은다양한통신방법과개발자들을지원하기위한개방된 API 등이있다. 대부분의스마트폰은다양한센서를포함해고급디지털이미징및센싱플랫폼과통합되어특히, 제한된의료시설과개발도상국의보건의료를향상시키기위해심장모니터링, 체온측정, EEG/ECG 감지, 청력및시력검사와같은의료진단분야로활용될수있다 [2]. 그러나 < 표 1> 에서보듯어떠한바이오인식도완벽하지않고, 바이오인식특성중 100% 안전한것은없다. 3. 기술동향본장에서는기존의바이오인식기술중모바일장치에적용된기술들을신체적특성별로살펴본다 [2, 5]. 바이오인식을이용한보안은다음의장점을제공한다 [3]. 상호협력이필요없다. 사용자의물리적위치를보장한다. 고효율적이다. 바이오인식특성은잊지않는다. 바이오인식특성은분실되지않는다. 공유될수없다. 비용대비효율적이다. 응급시신원을제공할수있다. 신원을도용당하지않는다. 매력적이다. 3.1 지문지문바이오인식은실험실및군사기지와같은높은보안수준을요구하는장소에서접근제어를위해널리채택되었다. 휴대전화에지문스캐너를장착함으로써, 이바이오인식도비슷한방식으로휴대전화관련보안을위해활용될수있다. 전형적인예는지문이미지획득을위한지문센서를이용하여사용자의검증을수행하기위해내부하드웨어알고리즘 [6] 을구현하는연구에서볼수있다. 실험결과는상대적으로좋은성능을보인다. S.I.C Bioemtrics 社의 ifmid 시리즈는애플社아이폰의하단부커넥터와연결해획득한지문을아이폰으 < 표 1> 다양한바이오인식기술비교 [4] Biometrics Universality Uniqueness Permanence Collectability Performance Acceptability Circumvention Face HIGH LOW MEDIUM HIGH LOW HIGH LOW Fingerprint MEDIUM HIGH HIGH MEDIUM HIGH MEDIUM HIGH Hand geometry MEDIUM MEDIUM MEDIUM HIGH MEDIUM MEDIUM MEDIUM Keystrokes LOW LOW LOW MEDIUM LOW MEDIUM MEDIUM Hand Veins MEDIUM MEDIUM MEDIUM MEDIUM MEDIUM MEDIUM HIGH Iris HIGH HIGH HIGH MEDIUM HIGH LOW HIGH Retinal scan HIGH HIGH MEDIUM LOW HIGH LOW HIGH Signature LOW LOW LOW HIGH LOW HIGH LOW Voice MEDIUM LOW LOW MEDIUM LOW HIGH LOW Facial thermograph HIGH HIGH LOW HIGH MEDIUM HIGH HIGH Odor HIGH HIGH HIGH LOW LOW MEDIUM LOW DNA HIGH HIGH HIGH LOW HIGH LOW LOW Gait MEDIUM LOW LOW HIGH LOW HIGH MEDIUM Ear Canal MEDIUM MEDIUM HIGH MEDIUM MEDIUM HIGH MEDIUM 1) 본문서에있는 R, c, SM, TM 표시를포함하여모든상표와사진은해당회사의등록상표또는서비스상표이며해당소유권자의재산입니다. TTA Journal Vol.142 039
로전달한다. FbF R mobileone 은특히아이팟터치 ( 제2, 3, 4세대 ) 를위한휴대용바이오인식지문획득장치이다. mobileone 은애플의 30핀커넥터와연결하여안전하게아이팟과통신한다. ifmid 300/370 ifmid 200/270 [ 그림 2] S.I.C Bioemtrics 社의 ifmid 시리즈 이밖에도 LG 의 LG-GW820, Excel-tek 의 F960, BioSystem TM, L1 의 IBIS, 크로스매치의 CATSA Program, 모토로라의 Atrix, MC75, Lumidigm 의 Analogics Rider Bio, MorphoTrak, Cogent, NEC 의 Mobile Biometric ID System 등이있다. 이밖에도 Omron 의 OKAO Vision, TAT 의 Recognizr, L-1 의 HIDE TM, Cognitec 의 FaceVACS R, FaceR MobileID, FaceR TM, FaceCell 등이있다. 3.3 음성음성신호는음성화음, 성문 ( 聲門 ), 그리고성도 ( 聲道 ) 크기로개인의생리적특성을전달한다. 자동화자인식 (ASR: Automatic Speaker Recognition) 은음성신호처리를통해신원을확인하고검증할수있는바이오인식방법이다. Biometric Security 의 VoiceAuth, 스마트폰에서음성인식을응용한 yada 의 SecretPasswords, SecretDiary, SecretPics, SecretHotMails 등이있다. 노키아에서는애플리케이션개발자에게일상의모바일상호작용및거래에음성바이오인식인증을통합하는상상력을보여줄수있는 Mobile Voice Biometrics Challenge 를후원하고있다. 3.2 얼굴 구글의안드로이드운영체제중안드로이드 4.0( 아이스크림샌드위치 ) 을탑재한삼성전자의갤럭시넥서스스마트폰은휴대전화잠금을해제하기위한새로운방법을제공하고있다. 얼굴잠금해제는갤럭시넥서스의전면카메라와휴대전화의사용자를인식하기위해얼굴인식소프트웨어를사용해서화면의잠금을해제한다. 그러나최근에는인식률의문제와더불어일반사진을이용하여도인식이가능하기때문에사용의빈도가떨어지고있다. 스마트폰의카메라를이용한얼굴인식용앱은계속출시되고있다. ACM Apps 의 FaceLOCK, Visidon 의 AppLock, App Impulse 의 FackLock, Appcollipse 의 RecognizeMe, [ 그림 3] 삼성넥서스의얼굴잠금해제시연 [ 그림 4] Biometric Security 의 VoiceAuth 3.4 홍채및망막홍채및망막이미지품질은실험실환경에서촬영한것보다일반적인사용자에의해찍힌사진이제어하기어려우므로, 홍채및망막이미지사전처리단계는모바일애플리케이션에적용하기위해매우중요하다. 구글의안드로이드운영체제를사용하는스마트폰은안드로이드앱을통해홍채혹은망막스캐닝앱을다운받을수있다. 최근연구에서새동공및홍채세분화방법은휴대전화로촬영한홍채이미지에서홍채세분화를위해제안되었다 [7, 8]. 040 07/08 2012
[ 그림 5] 홍채및망막인식을위한모바일장치와앱 스마트폰의카메라와앱을이용한 Winkpass Creations 의 eyed Biometric Password Manager 가있고, 이밖에도 L-1 의 PIER-T, MORIS, Cross Match Technologies 의 I SCAN 2, SEEK R II, Mobile-Eyes 등이있다. 3.5 기타 HIIDE Series 4, 5, DataStrip 의 DSVII-SC, Mobile ID 등이다중모달리티를인식할수있는장치이고, 모바일환경의음성기반일회용암호시스템이응용되어상용화된시스템은스위스의인증보안업체인 BIOMETRY 의 MobiComBiom 제품이있다. 아이폰과같은스마트폰은세가지기본축과함께가속도계와통합되었고, 휴대전화의사용자를식별하기위해보행인식에활용될수있다 [9]. 즉신발의변화, 노면과걷는속도로부터영향을받는다. 음주와부상도걸음걸이인식의성능에영향을준다. 다른장소와다른위치가 가속도계가내장된휴대전화위치의영향에미치는것이추후연구과제이다. 최근연구는 휴대전화를통해원격 Telecardiology 에서심전계의바이오인식을사용하여자동환자인증시스템을제안했고 [10], 데이터마이닝을기반으로하는압축된 ECG( 심전도계 ) 로부터환자신원을확인할수있는구조가제안되었다 [11]. ECG 신호를획득하는장치로부터획득한신호를모바일장치에전송하여사용자인식및응급진료에활용될수있지만, ECG 신호전달과정에서의보안, 인식성능의향상이필요하다. 미국국립기술표준연구소 (NIST: National Institute of Standards and Technology) 에서웹기술을이용하여바이오인식센서들이유무선네트워크에걸쳐통신할수있는새로운프로토콜을개발하였다. WS-BD(Web Service-Biometric Devices) 라고불리는이새로운프로토콜은, 데스크톱, 랩톱, 태블릿그리고스마트폰등이웹서비스를이용하여지문, 홍채이미지그리고얼굴이미지와같은바이오인식데이터를획득하는센서에액세스가가능하도록한다 [12]. 마이크로소프트社는손의바이오인식정보를획득함으로써사용이가능한차세대 Xbox 컨트롤러의특허를등록하였다. 컨트롤러에압력센서를장착해개인의식별뿐만아니라감정의상태까지읽을수있다. 게이머들은단지컨트롤러를잡음으로써로그인이가능하고압력센서표면에게이머의손크기, 감압의세기를통해압력프로파일신호를생성한다 [13]. 애플도아이패드의화면과패드뒷면의감압센서를통해 Monitoring service / hospital employs Data Mining Agent to Id entify Patients, and provide diagnosis / rescue services ECG acquisition device to mobile communication via Bluetooth, NFC, Zigbee or Wi-Fi ECG Acquisition Device Patient Identification(Authentication) & Authonzation After identifying the patient, subcribed services for that particular patient is provided Patient's mobile phone compresses and encrypts the ECS packets Patient's mobile phone transmits the ECG packets via HTTP, MMS or SMS to the hospital/ monitoring service [ 그림 6] ECG 로부터환자신원확인구조 TTA Journal Vol.142 041
사용자의바이오인식정보를획득하는방법에대해서미국특허를취득하였다. 이밖에도스마트폰의터치스크린을이용하여사인인식을패스워드관리로사용하는 Mobeel 의 BioWallet Signature 와 BioWallet2Browser 가있다. [ 그림 7] 후지쯔의 PalmSecure 시스템 후지쯔에서는지문혹은장문대신에사용자의지정맥패턴을인식할수있는 PalmSecure 를개발하였다. Palm- Secure 는 FAR 이 0.00008% 이고, FRR 이 0.01% 이다 [14]. 모바일장치에서바이오인식의확산을위해서는센서의바이오인식정보획득성능향상, 하드웨어의성능향상, 보안문제가해결되어야하고 [15], 이를위해서는장치에적용되는알고리즘의개선, 코드최적화, 특정바이오인식정보의목적에맞는하드웨어의개선, Trusted Execution Environment(TEE) 기술의활용-ARM 의 TrustZone 기술 (Tier Three)- 을통해일부보안문제를해결할수있다. 4. 맺음말 2012 년 6월 27일과 28일이틀동안개최된업링크 2012 행사에는폴제이콥스퀄컴최고경영자 (CEO) 의기조연설을시작으로 모바일혁명 의비전을공유했다. 폴제이콥스퀄컴 CEO 는 우리가가진반도체무선통신기술이세상을바꾸고있는중 이라며 미래에는휴대전화를중심으로우리주변의모든기기가연결돼디지털식스센스 (Sixth sense) 시대를열것 이라고말했다. 디지 털식스센스는센서, 증강현실 (AR) 등의 IT 기술을활용, 사람이가지오감 ( 五感 ) 을넘어현실과사이버세계를연결해준다. 예를들어사람의손목에찬띠에달린센서를통해각종건강정보를의사에게실시간으로전달하며, 휴대전화카메라로옷을비추면가격, 상품정보등을한눈에확인할수있다 [16]. 2011 년민간분야에서바이오인식과관련한미국비즈니스규모는 3000 만달러에불과하다. 2015 년이되면전체규모가최하 1억 6000 만달러에달할것으로전망되고있다. 물론하드웨어가아닌소프트웨어분야가큰비중을차지하게된다. 불과 4년만에 500% 이상신장하지만바이오인식관계자는결코수억달러수준에만족하지않는다. 모두가모두를불신하는시대에접어들수록폭발적인규모로급신장할것이라는게 IT 전문가들의확신이다. 모바일바이오인식시장이태동하는시점에모바일바이오인식표준화분야에서대한민국이선도적인역할을하기위해서는정부및산업체가강한의지를갖고산하단체의지속적인지원이필요하다. 본고는지경부기표원의 차세대바이오인식응용기술표준개발 (2011- PM10-19) 국책연구과제일환으로추진된 바이오인식신융합기술표준연구회 연구결과임. 참고문헌 [1] Tseng, D. et. al., Lensfree Microscopy on a Cellphone, Lab on a Chip, Vol. 10, No. 14, pp. 1782-1792, July, 2010. [2] 한승진, 모바일기기에서의바이오인식적용사례및기술전망연구보고서, 한국인터넷진흥원, Nov., 2011. [3] Adrian Pocovnicu, Biometric Security for Cell Phone, Informatica Economic ă, 13(1), pp.57-63, 2009. [4] A. K. Jain, A. Ross, S. Prabhakar, An introduction to biometric recognition, IEEE Transaction on Circuit and Systems for Video Technology, vol. 14, no. 1, pp.4-20, Jan., 2004. [5] 한승진, 모바일기기에서바이오인식적용기술동향, 정보보호학회지, 제22 권, 제4호, June, 2012. [6] http://dx.doi.org/10.1007/11427995_57. [7] http://www.oki.com/en/press/2006/ z06114e.html [8] Kang, J. Mobile Iris Recognition Systems: An Emerging 042 07/08 2012
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