日, 놀라울 만큼 개선된 정맥인증 최신기술 소개

- 손가락, 손바닥으로 판별하는 기술 -

 

 

 

생체인증시장에서 정맥인증 시장규모가 빠르게 확대되고 있음. 2년간 100억 엔 규모로 3배 성장할 만큼 시장은 확대. 소니는 시장확대를 위해 핸드폰 등에 탑재 가능한 소형화 기술 개발에 매진하고 있고 후지쓰는 손바닥에서도 식별할 수 있는 기술을 개발하는 등 각 사의 경쟁은 치열함. 최신기술을 다음과 같이 소개함.

 

□ 2년간 3배 성장한 100억 엔 규모 시장

 

 ○ 손바닥과 손가락 끝 사이에 있는 정맥의 패턴을 본인 인증 등에 사용하는 정맥인증시장이 확대되고 있음.

 

 ○ 마케팅 조사회사인 Mick 경제연구소에 따르면, 2007년 3월의 일본 국내시장 규모는 33억4400만 엔이었으나 2009년 3월에는 약 3배인 89억 엔으로 확대됨. 인증장치 등 자동인식기술 메이커로 구성된 업계단체인 일본자동인식시스템협회(JAISA)에 따르면 2010년에 120억 엔 안팎의 시장규모로 성장할 것으로 예상됨.

 

자료원 : 닛케이 비즈니스

 

 ○ 정맥인증시장이 확대되기 시작한 것은 2004년으로 도쿄 미쓰비시은행(현 미쓰비시 도쿄 UFJ 은행)이 ATM에서 본인 인증에 이용하도록 한 이후임.

 

 ○ 정맥인증은 지문이나 음성, 그리고 각막과 수정체 사이에 있는 얇은 막의 홍채 등 몸의 각종 정보를 키 및 인증서로 사용하는 생체인증 가운데 하나임. 많은 방법 가운데 정맥인증은 ATM에서 이용될 정도로 인증의 정도(精度)가 높은 것으로 정평이 나 있음.

 

 ○ 정맥의 모양은 사람에 따라 다르며, 나이를 먹어도 변하지 않음. 한편, 생체인증의 대표주자인 지문인증은 손가락이나 피부상태에 개인차가 있어 사람에 따라서는 지문을 읽지 못해 사용할 수 없는 경우도 있음. 정맥인증은 지문인증의 단점을 개선한 방식으로 인정받음.

 

 ○ 정맥인증의 기본적인 구조는 760나노미터(나노는 1/10억) 안팎의 파장에 있는 근(近)적외선을 손바닥과 손가락에 조사(照射)해 떠오른 정맥을 촬영, 사전에 등록하는 것으로 확인함.

 

 ○ 근적외선을 이용하는 이유는 인간의 몸 속을 투과하는 한편, 정맥을 흐르는 혈액 가운데 있는 환원 헤모글로빈을 흡수하는 특성이 있기 때문임. 이 근적외선을 조사해 전용 촬영소자로 기록함으로써 정맥 모양의 근사치를 알아냄.

 

□ 핸드폰에도 탑재 가능

 

 ○ 지금까지 정맥인증은 ATM이나 빌딩의 입실 및 퇴실 관리 등 비교적 대형장비를 중심으로 사용됐음. 현재 보급된 기술로는 정맥 촬영을 위해 장비에 어느 정도의 두께가 필요하기 때문임.

 

 ○ 예를 들면, 현재 보급된 주요 2개 방식 가운데 반사방식에서는 감지기에서 손바닥과 손가락을 향해 근적외선을 조사, 반사빛으로 촬영함. 또 다른 투과방식에서는 좌우에서 근적외선을 조사, 투과광으로 촬영함. 이 두 방식 모두 이미지화 소자 및 광원 배치 제약으로 장치를 집어넣는 대상에 어느 정도의 두께가 필요함.

 

 ○ 정맥인증기술은 후지쯔와 히다찌제작소가 시장을 양분하고 있지만 이와 같은 제약에 주목한 것은 소니임.

  - 소니는 핸드폰 장치에도 통합할 수 있는 손가락 정맥인증기술인 mofiria을 개발하고 2009년 내에 제품화할 계획임. mofiria의 가장 큰 특징은 기존과 다른 정맥 촬영방법으로 소형화를 실현했다는 점임.

  - mofiria에서는 근적외선을 한쪽 방향에서 비스듬히 손가락에 대고 체내에서 산란하는 빛을 촬영하는 반사산란방식을 채택함. "이 공식은 촬영소자와 근적외선 광원인 LED를 평면상에 배치하기 때문에 설계의 자유도가 높고 얇은 두께가 요구되는 장비에도 조립해 집어넣을 수 있습니다."라고 개발을 시작한 B2B 솔루션사업본부 FVA 사업 회의실의 기술매니저는 설명함.

  - 시큐리티제품이라는 특성상 정맥인증의 정맥패턴을 추출하는 방식에 대해서는 업체와 세부사항을 분명히 하고 있음. 소니의 mofiria에 대해서도 마찬가지이지만 이 방식은 광범위하게 4개 종류의 화상 처리를 조합해 패턴을 추출함.

  - 4개 종류는 정맥의 중심선을 조사하는 '중심선 검색', 직선부분의 특성을 조사하는 '직선 패턴인증', 콘트라스트(명암 차이)가 낮은 상태에서도 처리할 수 있도록 하는 '저콘트라스트 내성', 카메라 등에도 사용할 수 있는 범용촬영소자에서도 처리하도록 하는 '노이즈 내성 강화'임.

  - 추출한 정맥패턴의 정보량은 핸드폰이나 이 회사의 비접촉 IC 카드기술인 FeliCa 내장메모리 등에도 들어가도록 1/10 크기로 압축함. 핸드폰 애플리케이션의 경우 기기 자체가 작기 때문에 손가락을 놓는 위치와 방향에 따라 차이가 발생하기 쉬움. 그래서 mofiria은 손가락 위치를 정확하게 고정하지 않고도 인증할 수 있는 구조를 갖춤.

  - 구체적으로는 손가락을 두는 방법을 미묘하게 변화시킨 몇 가지 정맥패턴(현재 시작기(試作機)에서는 3가지)을 등록해 놓고 그 중 가장 닮은 패턴을 선택해 대조하는 데 씀. 이에 따라 손가락 놓는 방법이 매회 변화하는 번거로움에도 대응할 수 있도록 함.

 

□ 등록 시 본인 거부율은 0.1%, 타인 수용비율은 0.0001%

 

 ○ mofiria의 인증 정도는 정맥패턴이 등록돼 있는 사람을 등록되지 않은 사람으로 받아들이는 ‘본인거부율’이 0.1%, 등록되지 않은 사람을 등록된 것으로 잘못 판단하는 '타인수용비율'이 0.0001%임.

 

 ○ 정맥패턴을 추출, 대조할 때 계산처리는 컴퓨터와 핸드폰의 MPU(초소형 연산처리장치)에 맡김. 핸드폰기기의 MPU는 처리성능이 낮은 것이 많기 때문에 정맥인증을 탑재하려면 처리를 가볍게 할 필요가 있음. 개발 시 가장 힘들었던 점이 인증 정밀도를 유지하면서 화상처리의 계산량을 감소시키는 것이라고 함.

 

 ○ 화상처리의 알고리즘(계산 방법)은 제대로 하면 계산량이 굉장히 많음. 개발을 시작한 초기에는 처리시간이 상당히 걸렸다고 개발매니저는 말함. 2003년 개발에 착수해 6년 가까이 걸쳐 알고리즘 최적화를 이룩했음.

 

 ○ 그 결과 현재의 일반적인 PC에 설치된 MPU에서는 약 0.015초, 핸드폰에서는 약 0.25초가 걸려 하루만에 처리할 수 있음. 또한 핸드폰 애플리케이션에서 전력소모를 줄이기 위해 광량을 억제하는 등 연구를 거듭했음.

 

 ○ 인증 가속화 기술의 개발도 진행함. 후지쓰의 연구부문인 후지쓰연구소는 올해 4월, 손바닥이 움직이고 있어도 인증할 수 있는 정맥인증의 신기술을 발표했음. 종래에는 손바닥을 가리고 정지시킬 필요가 있었지만 새로운 기술을 사용하면 IC 카드 승차권으로 역의 개찰기를 통과하는 감각으로 이용할 수 있음.

 

 ○ 신기술을 구성하는 요소기술은 크게 2가지임. 하나는 흔들림이 발생하지 않는 고속촬영기술임. 종래 수십 밀리초(1밀리초는 1/1000초)의 노출시간을 1밀리초로 단축함. 초당 30장을 촬영하도록 했으나 노출시간을 단축하면 촬영한 사진이 어두워짐.

 

 ○ 따라서 기존보다 강한 광량의 근적외선을 단시간 내 조사할 수 있도록 개량했음. 그 결과 "손바닥이 초당 1m 안팎으로 걷는 사람의 속도로 움직이더라도 따라갈 수 있다."고 후지쯔연구소의 연구원은 말했음.

 

 ○ 또 하나의 기술은 처리속도 향상임. 움직이고 있는 것을 확인하기 위해 초당 30장의 속도로 손바닥을 촬영했지만 모든 화상(이미지)에서 정맥패턴을 추출하려고 하면 방대한 처리작업이 필요함. 따라서 처리작업을 가속화하기 위해 연구한 바 촬영한 손바닥 크기 및 정맥 선명도를 자동적으로 찾아내 최적의 화상을 1장 추출함으로써 인증이 됨.

 

 ○ 연구원에 따르면 이번에 개선한 것은 센서부분만으로 2년 후 실용화를 겨냥해 센서부품의 소형 및 저비용화의 개량을 추진할 계획임.

 

□ 보급에는 규격책정도 필요

 

 ○ 조사기관인 미국 국제생체인식그룹(IBG)은 생체인증 전체 세계시장이 2014년에는 현재의 3배 가까운 9000억 엔 규모로 성장할 것이라 전망. 빠르게 성장하는 시장 가운데 정맥인증은 일본에서 출발한 기술로 세계에 보급 가능성이 있음. 그러나 생체인증 가운데 지문인식이 여전히 세계 주류이며, 얼굴인증과 홍채인증과의 치열한 경합이 예상됨.

 

 ○ 이러한 가운데 정맥인증은 지문인증 등에 비해 참여 업체가 적고 다른 기기끼리 정맥패턴을 주고 받는 호환규격도 정해져 있지 않음. 생체인증시장에서 정맥인증이 주도권을 쥐려면 추가 기술혁신과 함께 국제규격의 개발에도 적극 노력할 필요가 있다고 전문가들은 지적함.

 

소니 손가락 정맥인증 기술구조

 

핸드폰에 탑재한 시작기기

 

정맥패턴 추출 등 인증등록과정

 

후지쯔가 개발한 손바닥 촬영 신기술

 

□ 시사점

 

 ○ 정맥인증기술은 은행, 빌딩 등으로 용도가 확대됨에 따라 시장도 성장함.

 

 ○ 세계시장에서 경쟁관계에 있는 한국업체는 소니 등 일본업체의 기술개발동향을 주시하면서 기술 개발에 매진해야 할 것임.

 

 

자료원 : 닛케이 비즈니스