생체 인식의 종류와 기술의 고유 특성

 

생체 인식이란 무엇인가?

다양한 생체인식 기술 ⓒgeralt @pixbay

생체인식이란 살아있는 사람의 신원을 생리학적인 특징 또는 행동적 특징을 기반으로 인증하거나 인식하는 방법으로 인간의 특성을 디지털화하여 그것을 보안용 패스워드로 활용하는 것입니다. 즉, 측정 가능한 사람의 고유한 신체적 특징을 추출하여 본인 여부를 비교, 확인하는 기술입니다. 스마트폰이나 출입 통제 장치에 사용되면서 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있고 사용하고 있습니다. 생리학적 특징을 기반으로 하는 신체정보는 지문, 홍채, 망막, 손 모양, 정맥의 모양, DNA 등이 있으며 행동적 기반으로 하는 정보는 음성이나 서명, key stroke, 걸음걸이 등이 있습니다. 생체 인식은 신체 신체 일부를 이용한다는 점에서 인증 도구를 휴대하지 않아도 되고 인증 도구를 분실할 염려가 없다는 점에서 편의성을 가지고 있으며, 신체 일부를 사용함으로 비밀 번호, OTP(One Time Password), 공인인증서, 토큰 등의 기존의 인증 방식 대비 위변조의 위험이 낮아 도용의 위험이 적고, 높은 신뢰성을 보유하여 차세대 보안기술로 주목받고 있습니다.

생체 인식의 종류

 

생체 인식에 사용되는 생체 정보는 크게 두 가지로 나눌 수 있으며 신체적 특징을 이용하는 생체 정보와 행동적 특징을 이용하는 생체 정보가 있습니다. 생체적 특징을 이용하는 방식은 지문, 얼굴, 홍채, 망막, 정맥, 손모양 및 장문을 이용하는 방식이 있습니다. 지문(Fingerprint) 인식은 지문 인식 전용 센서를 이용해 사람의 손에 있는 지문을 읽어서 신원을 식별합니다. 우리 주변에서 가장 널리 사용되고 쉽게 볼 수 있는 생체 인식입니다. 얼굴(Face) 인식은 눈, 코, 입, 얼굴 선, 눈썹 등의 얼굴 특징을 추출하여 인증합니다. 스마트폰에 적용되어 널리 사용되고 있으며, 출입 통제용으로도 많이 사용되고 있습니다. 홍채(Iris) 인식은 적외선 카메라로 홍채를 촬영하여 홍채 패턴을 사용하여 인증합니다. 망막(Retina) 인식은 적외선으로 망막을 스캔하여 인증하는 방식입니다. 정맥(Vein) 인식은 피부 표면에서 볼 수 있는 정맥의 분포 패턴을 분석을 통하여 식별합니다. 손모양(Hand Geometry) 인식은 손가락의 기하학적 모양을 분석하여 인식합니다. 장문(손바닥, Palm Print) 인식은 손바닥의 지문을 분석하여 인식합니다.

행동적 특징을 이용하는 방식은 서명, 음성, 걸음걸이, 타자방식이 있습니다. 서명(Signature) 인식은 서명할 때의 궤적, 속도, 필압의 변화 등의 버릇을 이용하는 방법입니다. 음성(Speaker) 인식은 음성의 파형을 분석하여 사용하며 음성의 반복 패턴을 인식하는 방법입니다. 걸음걸이(Walk) 인식은 체격적 특징이나 걷는 방법 등 사람의 보행을 이용한 인식 방법입니다.타자 방식(Keystroke Dynamics)은 키보드를 치는 속도나 타이밍의 경향을 이용하는 방법입니다. 행동적 특징을 이용하는 방식은 생체적 특징을 이용하는 방식에 비하여 데이터를 정형화하고 이를 상용화하는데 어려움이 있어 널리 사용되고 있지는 않습니다.

생체 인식 기술의 고유 특성

생체인식 기술로 사용되기 위해서는 누구나 가지고 있고, 개인마다 유일하게 지니고 있어야 하며, 변하지 않아야 하고, 센서에 의한 획득과 정량화가 쉬워야 합니다. 다. 즉, 보편성, 유일성, 영구성, 획득성, 정확도, 수용도, 기만 용이도 7가지 고유 특성이 고려되어야 합니다. 일반적으로 갖추어야 할 할 특성은 보편성, 유일성 영구성, 획득성이며, 신뢰성을 높이기 위한 추가적인 특성은 정확도, 수용도, 기만용이도입니다. 보편성( Universality)은 모든 사람이 가지고 있는 생체 특성이 여한 다는 것입니다. 일반적으로 얼굴, 지문, 홍채 등이 널리 사용되고 있습니다. 유일성 은 같은 특성을 가진 사람이 없어야 한다는 것입니다. 홍채 인식의 경우 10만 명에 한 명 정도 유사한 홍채를 지니고 있어 유일성에서 최고의 정확도를 가지고 있습니다. 영구성(Permanence)은 절대 변화하거나 변경되지 않아야 한다는 것입니다. 홍채의 경우 생후 18개월에 완전히 만들어진 후에 평생 동안 변하지 않습니다. 지문의 경우 쉽게 외부에 노출될 수 있어 손을 많이 사용하는 경우 훼손의 위험이 있습니다. 일례로 저개발 국가의 경우 지문이 훼손된 사람이 많아 지문인식의 사용성이 많이 떨어진다는 결과가 있습니다. (Collectability)은 센서로부터 생체특성정보 추출 및 정량화가 쉬워야 합니다. 지문의 경우 지문 인식기를 통해 쉽게 지문을 획득할 수 있으며 가장 널리 사용되고 있으며, COVID-19을 거치면서 얼굴 인식의 기술의 크게 발전하여 획득성이 크게 확장되었습니다. (Performance)는 시스템의 정확도, 처리속도 및 내구성등입니다.(Acceptability)는 시스템에 대한 거부감을 느끼지 않는 정도입니다. 홍채 인식과 얼굴인식은 생체 정보를 획득하기 기 위하여 시스템에 직접 접촉하지 않으므로 지문 인식에 비하여 수용도가 높다고 볼 수 있습니다. (Circumvention)는 비정상적으로 시스템을 속이기 쉬운 정도입니다. 지문 인식의 경우 실리콘으로 지문을 복제하여 시스템을 기만하는 사례가 보고되고 있습니다.

 

생체인식 유망 기술 분석

지문 인식 센서의 종류, 동작, 활용

홍채 인식 기술의 개요, 장치 및 알고리즘