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홍채인식의 원리

[앵커]
과학에 대한 모든 궁금증을 풀어주는 <궁금한 S> 시간입니다.

일상생활에서 느꼈던 다양한 호기심을 과학 유튜버가 쉽게 설명해주는데요.

최근 우리 생활에서 홍채인식 기술을 흔히 볼 수 있죠.

스마트폰은 물론 다양한 보안 장치에 이 기술이 사용되고 있는데요, 그렇다면 홍채인식은 어떤 원리로 이뤄지고 다른 생체인식 방법과는 어떻게 다를까요?

화면으로 만나보시죠.

[이효종]
안녕하세요! 과학의 모든 궁금증을 해결하는 궁금한 S의 이효종입니다.

궁금한 S와 함께할 네 번째 이야기 만나볼까요?

SF 영화를 보면 홍채를 통해 자신의 신원을 확인하고, 문을 열기도 합니다.

이러한 홍채인식은 이미 우리 삶에도 가까이 다가와 있죠.

스마트폰 화면을 정면으로 쳐다보기만 해도 잠금이 해제되고 인천국제공항에서도 홍채 인식 보안시스템을 구축하고 시범 운영에 들어가고 있는데요,

그렇다면 홍채인식은 누가 만들었으며, 어떤 원리로 작동하는 걸까요?

이번 궁금한 S에서는 홍채인식이 어떤 빛의 파장을 이용하는지, 데이터를 어떻게 저장하는지에 대한 기본적인 원리를 설명해드리도록 하겠습니다!

먼저 홍채에 대해 간단하게 알아볼까요?

홍채란 눈의 수정체와 각막 사이에 있는 외부로부터 눈으로 들어오는 빛의 양을 조절해주는 조직입니다.

카메라 렌즈로 비유하자면, 조리개 같은 녀석이죠.

아주 재미있는 것은, 이 홍채가 생후 18개월 즈음이 되어 완성되게 되면 평생 변하지 않는다는 특성을 보인다는 것입니다.

다시 말해 전 지구상에서 나와 같은 홍채를 지니고 있는 사람의 수는 단 7명밖에 존재하지 않는다는 의미이지요.

일란성 쌍둥이라도 완전히 다른 홍채 형태를 보이게 되며, 렌즈나 안경을 착용하고 있어도 인식할 수 있답니다.

일부 사람들은 SF 영화의 내용처럼 안구를 끄집어내면 홍채를 해킹하는 일이 벌어질 수 있다고 하는데요.

생체인식 전문가들은 그런 일은 결코 없을 거라고 얘기합니다.

홍채는 사람이 사망하거나 몸에서 떠나면 4초 이내에 풀어져 버리기 때문에 안구를 끄집어내도 쓸 수가 없기 때문이죠.

그럼 흔하게 쓰이는 지문인식과는 어떤 차이가 있을까요?

지문인식의 경우 오류확률이 1만분의 1인 반면, 홍채인식은 한쪽 눈만 사용해도 100만 분의 1, 양쪽 눈을 모두 사용한다면 1조분의 1의 오류 확률을 가지고 있습니다.

이러한 고유성을 이용해서, 홍채가 사람을 식별하는 척도로 사용될 수 있다는 사실을 떠올린 사람은 1936년, 프랭크 버치라는 미국의 안과의사인데요.

그는 홍채 형태가 사람마다 달라 지문처럼 사용할 수 있다고 주장했고, 이 내용을 담은 논문을 발표했습니다.

하지만 당시만 해도 지문 외에 다른 수단을 활용해 사람을 식별할 필요가 없던 시대였기 때문에 그의 논문은 큰 반향을 불러일으키지 못한 채 모두의 뇌리에서 사라졌죠.

그렇게 사라져버릴 것만 같았던 홍채인식 기술은 50년 후인 1980년대에 접어들면서 미국의 안과의사인 레오나드 플롬과 아란 사피르에 의해 ‘홍채 형태의 고유성을 활용한 인식기술’이라는 제목으로 특허를 등록했습니다.

이후 7년이 지난 1994년 영국 케임브리지대학교의 존 더그먼 교수가 홍채 형태를 코드화할 수 있는 영상 신호처리 알고리즘을 제안했고, 의기투합한 세 사람은 아이리스 스캔 사를 설립함과 동시에 세계 최초로 홍채인식 시스템을 상용화하는 데 성공하게 됩니다.

우선 홍채인식이 어떠한 매커니즘으로 이뤄지는지 간단하게 알아보겠습니다.

먼저 25cm~30cm 정도의 일정한 거리에서 사용자의 눈이 맞춰지면 근적외선 LED에서 빛이 나와 눈을 비추게 됩니다.

이 적외선이 반사되면 카메라의 렌즈로 되돌아가게 되어 홍채를 인식하게 해주고 더그먼의 알고리즘을 기반으로 한 홍채 인식 알고리즘이 이 홍채의 명암 패턴을 분석해 0과 1의 정보, 즉 디지털 코드로 암호화하게 됩니다.

이 코드가 이미 등록되어있는 코드와 일치하는지 장치는 확인하게 되며 일치하게 될 경우 인증, 불일치하게 될 경우 거절하게 되는 것이 바로 홍채인식의 원리랍니다.

홍채인식 관련 서비스는 전 세계에서 인도가 가장 활발히 이뤄지고 있어요.

인도에서는 오랜 기간 주민등록증 개념이 없었는데요.

하지만 신분 확인을 위한 증명서의 필요성은 항상 존재했죠.

은행 계좌를 하나 만들려고 하면, 운전면허증, 세금납세자 카드, 심지어 집 계약서나 배급표까지 자신의 정보가 모조리 담긴 서류 제출은 필수였는데요.

그래서 은행 계좌를 가진 가구가 2011년 기준 전체 가구의 50%에 불과했습니다.

하지만 오늘날은 모든 인도 가구의 99%가 적어도 하나 이상의 은행 계좌를 보유하고 있다고 합니다.

이러한 결과를 끌어낼 수 있었던 것은 바로 ‘아다르 카드’ 덕분입니다.

인도 정부는 2009년부터 이 제도 시행을 전담하는 기관을 설립했고 10년의 준비기관을 거쳐 2017년 마침내 11억7,000만 명의 개인정보 수집을 완료했는데요.

이 '아다르 카드'에는 열 손가락의 지문정보와 홍채 정보까지 세계 최대 생체 정보가 담겨있으며, 기술적으로 홍채 인식 후 0.2초 이내 짧은 시간 안에 개인정보를 불러올 수 있죠.

이에, 인도 정부는 '아다르 카드'의 사용확대에 적극적으로 나서고 있습니다.

우리나라도 홍채인식기술이 전화의 잠금장치를 넘어 모바일 금융, 증권 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 보이는데요.

앞으로 더욱 발전할 홍채기술이 기대됩니다.

오늘 홍채인식에 대해 궁금한 S와 함께 알아봤는데 어떠셨나요?

유익한 정보가 되셨길 바라며 궁금한 S는 이만 인사드릴게요~

과학에 대한 궁금증이 있다면 언제든 사이언스 투데이 페이스북에 댓글을 남겨주세요.

이상 <궁금한 S>였습니다!
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