포스텍 연구팀, 초음파 메타표면으로 생체인식의 보안 한계에 새 해법 제시
향후 금융·의료·국방 등 높은 수준의 보안 필요한 생체인증 분야 활용 기대

포스텍은 기계공학과·화학공학과·전자전기공학과·융합대학원 노준석 교수, 기계공학과 이석호 박사, 통합과정 오범석 씨 연구팀이 지문 정보를 디지털 데이터로 저장하지 않고도 사용자를 확인할 수 있는 새로운 생체인증 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

 

이번 연구 성과는 국제 학술지 'Nature Sensors'에 게재됐다.

 

 

지문인식은 다양하게 사용되고 있으나 비밀번호와 달리 한 번 유출되면 바꾸기 어렵다. 기존 생체인증 시스템은 지문을 읽어 디지털 데이터로 만든 뒤 미리 저장해 둔 지문 정보와 비교해 사용자를 확인하기 때문이다.

 

아무리 저장된 정보를 암호화하더라도 인증 과정에서 생체정보에 접근해야 한다는 점에서 보안상 한계가 남는다.

 

포스텍 연구팀은 지문 정보를 더 안전하게 저장하는 방법이 아닌 지문을 디지털 데이터로 저장하고 비교하는 과정 자체를 없애는 방법으로 문제를 해결했다.

 

지문을 컴퓨터가 분석하도록 넘기는 대신 초음파가 지문과 상호작용하는 과정에서 인증에 필요한 계산을 끝내도록 한 것이다. 연구팀은 이를 위해 '메타표면 구동 루프-회절 신경망(loop-DNN)'이라는 구조를 활용했다.

 

메타표면은 초음파의 방향과 세기, 위상 등을 정밀하게 조절할 수 있는 인공 구조물로 이번 연구에서는 인공지능 신경망의 뉴런처럼 작동한다.

 

연구팀은 메타표면을 통과한 초음파가 지문에 따라 서로 다른 위치에 모이도록 설계했다. 등록된 지문이 들어오면 초음파가 '등록' 영역에 집중되고 다른 지문이 들어오면 '비등록' 영역에 집중된다.

 

특히 연구팀은 초음파 위상과 진폭, 스위치 상태를 동시에 조절해 하나의 메타표면으로 지문 정보를 처리할 수 있도록 했다. 기존 회절 신경망이 주로 위상을 조절했다면 이번에는 초음파의 세기와 통과 여부까지 함께 제어해 파동을 보다 다양하게 활용했다.

 

실제 4명의 지문을 이용한 실험에서는 총 192개 데이터를 검증한 결과 97.92%의 정확도를 기록했다. 또한, 국제 지문인식 데이터베이스를 활용한 추가 분석에서는 단일 사용자를 대상으로 최대 99.75%의 수치 정확도를 확인했다.

 

이번 연구에서 생체인증의 방식을 '저장하고 비교하는 기술'에서 '물리적으로 계산하고 판별하는 기술'로 바꿨다. 지문 정보를 별도로 저장하지 않기 때문에 생체정보 유출 위험을 줄일 수 있다.

 

향후 금융·의료·국방과 같이 높은 수준의 보안이 필요한 분야 등 다양한 생체인증 분야에 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 연구팀은 향후 다층 메타표면과 디지털 기술을 결합해 기술을 발전시킬 계획이다.

 

노준석 교수는 "더 빠른 알고리즘이나 더 강한 암호화 기술을 개발하는 대신 생체인증의 출발점 자체를 바꾼 연구"라며 "생체정보를 저장하지 않는 만큼 해킹으로 인한 지문정보 유출 위험을 낮출 수 있는 새로운 인증 방식으로 발전할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

 

KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr

 

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