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아직도 패턴?… 지문·홍채·얼굴만 갖다 대면 간단하게 풀려요

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스마트폰이 실생활 속으로 깊숙이 들어오면서 기기에 들어가는 개인정보도 엄청나게 많아졌다. 따라서 스마트폰을 잠그는 기능은 갈수록 중요해진다. 잠금 기능은 응당 잠금을 푸는 방법에 관한 고민으로 이어지기 마련이다. 보안도 중요하지만 쓸 때마다 비밀번호나 패턴을 입력해 풀려다 보니 여간 번거로운 게 아니다. 쉽고 빠르면서 사용자 본인이 아니면 풀 수 없는 안전한 잠금 해제 방법이 필요해진 것이다. 스마트폰이 제2, 제3의 눈을 가지게 된 이유가 여기에 있다. 요즘 스마트폰은 숫자나 패턴 등 암호를 입력하는 게 아니라 홍채, 지문, 얼굴 등 사람의 몸 자체를 인식한다. 이런 기능은 어떤 기술로 구현되며, 어떤 원리로 동작할까.
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●초음파 방식으로 지문 굴곡 따라 신호 수집

지문 인식은 처음엔 기존에 쓰이던 보안 기술을 스마트폰에 작게 집어넣는 것이 관건이었지만, 스마트폰으로 이식된 뒤 독자적인 발전 과정을 거쳤다. 스마트폰엔 미세한 전기가 지문의 굴곡에 따라 변하는 정도를 기기 외부에 노출된 센서를 통해 인식하는 방식이 많이 쓰인다.

최근 출시한 삼성전자 ‘갤럭시S10’은 지문인식 센서를 디스플레이 밑으로 숨겼다. 기기에 들어간 센서는 전기 방식이 아닌 초음파 방식이다. 화면 뒤에 숨은 센서가 화면 위에 댄 손가락으로 초음파를 내보내 지문 굴곡에 따라 다르게 반사돼 돌아온 신호를 수집해 지문으로 인식한다. 이런 원리는 빛으로 쏴서 인식하는 광학식으로 보다 저렴하게 구현이 가능하지만, 광학식은 초음파식에 비해 정확도가 떨어진다.

●홍채는 복제 불가… 한 번 등록하면 끝

홍채는 지문보다 훨씬 복잡하다. 동공 주위에 있는 이 조직은 어릴 때 형성돼 평생 변하지 않는 것으로 알려져 있다. 한 사람의 것이라도 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 홍채가 각각 달라 이를 사용하면 보안은 더 강해진다. 더구나 홍채 정보를 한 번 등록해 두면 잠금을 풀 때 기기를 바라보기만 하면 되기 때문에 지문보다 간편하다.

스마트폰으로 홍채 인식이 가능하려면 기기 상단 전면 카메라 주변에 두 개의 장치가 탑재돼야 한다. 적색 근적외선을 쏘는 적외선(IR) 발광다이오드(LED)와 전용 카메라다. 가시광선으로 가득한 일반적인 환경에선 홍채 정보가 영향을 받을 수 있기 때문이다. IR LED에서 나오는 근적외선을 광원으로 활용해 전용 카메라가 눈을 촬영, 홍채 정보를 저장한 뒤 잠금을 해제할 땐 촬영한 정보와 저장된 정보를 비교한다.

홍채 인식으로 잠금을 풀려면 스마트폰 앞 특정 위치에서 눈을 바르게 떠야 한다. 하지만 이마저도 귀찮거나 불편한 사용자에게는 얼굴인식이 적당할 듯하다. 어떤 부가적인 동작도 필요 없이 단지 평소 사용할 때처럼 스마트폰을 들어 올리기만 하면 잠금이 풀리기 때문이다.

●삼성·LG·애플 각각 다른 방식으로 얼굴 인식

안면인식 보안 기술은 삼성전자, LG전자, 애플의 신제품에 모두 탑재돼 있다. 사람마다 다른 얼굴의 곡선을 인식해 잠금을 푸는 열쇠로 사용하는 것이다. 그런데 3사가 각자 다른 방식으로 얼굴을 인식한다.

LG전자 ‘G8 씽큐’는 LG이노텍이 만든 ‘비행시간 거리측정(ToF)’ 방식 3D 센서를 탑재했다. ToF 방식은 발사한 빛이 피사체에 맞고 튕겨 돌아오는 것을 촬영, 그 시간을 계산해 사물의 입체감과 공간 정보, 움직임 등을 인식한다. LG전자는 G8을 홍보하면서 이 센서로 손바닥 동작을 인식하는 기능을 강조했지만, ToF 센서는 얼굴 인식으로 잠금을 해제하는 데도 쓰인다. ToF 센싱 모듈이 기기에 적절하게 최적화되면 터치 없이도 여러 가지 명령을 내릴 수 있는 기능, 정맥 인식 보안 잠금 등 활용할 곳이 많아진다.

애플 아이폰은 구조광(SL) 방식으로 입체를 인식한다. 눈에 보이지 않는 적외선 점 3만개를 얼굴에 투사해 얼굴 굴곡에 따라 변형된 점을 적외선 카메라로 촬영, 얼굴 모양을 인식한다. 이를 위해 애플 ‘아이폰 XS’, ‘XR’ 전면 카메라 주변엔 점을 투사하는 도트 프로젝터, 점을 촬영하는 적외선 카메라, 보이지 않는 적외선 조명을 비춰 어두운 곳에서도 얼굴을 식별할 수 있게 하는 투광 일루미네이터가 설치돼 있다. 모자나 안경, 선글라스를 썼어도 얼굴을 정확하게 인식한다는 게 애플 측 설명이다.

삼성 ‘갤럭시S10+’는 별도 카메라나 센서 없이 전면 듀얼카메라로 얼굴을 인식한다. 두 개의 고사양 카메라로 심도를 측정하고 CPU와 소프트웨어만으로 얼굴 인식을 한다. 앞서 ToF 센서를 채용한다는 루머가 있었지만 이번엔 들어가지 않았다. 대신 고사양 장치와 대폭 개선된 소프트웨어로 전작들보다 훨씬 빠른 인식 속도를 보여 준다.

김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

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