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KR102198288B1 - 생물학적 특징 인식 장치와 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법 - Google Patents

생물학적 특징 인식 장치와 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법 Download PDF

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KR102198288B1
KR102198288B1 KR1020197001134A KR20197001134A KR102198288B1 KR 102198288 B1 KR102198288 B1 KR 102198288B1 KR 1020197001134 A KR1020197001134 A KR 1020197001134A KR 20197001134 A KR20197001134 A KR 20197001134A KR 102198288 B1 KR102198288 B1 KR 102198288B1
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Abstract

본 발명은 생물학적 특징 인식 장치, 생물학적 특징 인식 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법에 관한 것으로서, 상기 생물학적 특징 인식 장치는, 생물학적 특징 정보를 감지하는 센서; 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행함으로써 생물학적 특징 데이터를 획득하는 마이크로프로세서; 및 생물학적 특징 템플릿을 저장하고, 마이크로프로세서에 의해 획득된 생물학적 특징 데이터를 저장된 생물학적 특징 템플릿과 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정하는 보안 칩을 포함한다. 전통적인 논리적 격리와 대비하여, 본 발명은 생물학적 특징 인식의 보안성을 높일 수 있다.

Description

생물학적 특징 인식 장치와 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법
본 발명은 생물학적 특징 인식 기술 분야에 관한 것으로서, 구체적으로 생물학적 특징 인식 장치, 생물학적 특징 인식 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법에 관한 것이다.
지문, 홍채 및 얼굴과 같은 생물학적 특징은 유일성, 은밀성 및 변경 불가성 등 특성으로 인해 신원 인증 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있다. 기존의 생물학적 특징 인식 방법에 있어서, 저장된 생물학적 특징 템플릿에는 대량의 생물학적 특징 원시정보가 포함되어 있으며, 심지어 일부 템플릿은 자체가 생물학적 특징 이미지이기 때문에, 일단 생물학적 특징 템플릿이 분실되거나 도난당하면 침입자는 생물학적 특징 템플릿에 포함된 정보를 직접 사용하여 인증에 통과할 수 있으며, 또한 서로 다른 애플리케이션의 데이터 베이스 사이에서 교차 인증할 수 있는 바, 예컨대, 지문인식 출입통제시스템에서 절취한 지문 템플릿 정보를 사용하여 해당 지문 인증의 개인 은행 계좌에 침입할 수 있다. 심지어 생물학적 특징 템플릿에서 직접 대응한 생물학적 특징 샘플을 위조할 수 있으며, 예를 들어 지문 특징점(minutiae) 템플릿에서 대응한 지문을 위조해 낼 수 있다. 동시에, 생물학적 특징은 변경 불가성을 구비하기에 원시정보가 일단 누설되면 영구적이며 광범위한 피해를 초래하게 된다. 따라서 생물학적 특징 인식에서 생물학적 특징 템플릿의 보안은 중요한 위치에 놓인다.
현재 iOS 및 Android 시스템을 사용하는 스마트폰 및 태블릿과 같은 컴퓨팅 장치는 통상 Trust Zone 보안기술(또는 Secure Enclave)을 사용하는데, 이는 시스템 환경을 논리적으로 안전 영역과 비 안전 영역으로 나누고, 안전 영역에서 생물학적 특징의 등록과 식별 작업을 수행한다. 그러나 안전 영역과 비 안전 영역의 구분은 순수한 논리적 구분이기 때문에 생물학적 특징과 연관된 정보는 전송, 저장 및 계산하는 과정에 쉽게 도난당할 수 있어 생물학적 특징 인식의 전반적인 보안 강도는 충분하지 못하다.
본 발명의 실시예는 생물학적 특징 인식의 보안성을 높이기 위한 생물학적 특징 인식 장치, 생물학적 특징 인식 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따라 제공하는 생물학적 특징 인식 장치는, 생물학적 특징 정보를 감지하는 센서; 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행함으로써 생물학적 특징 데이터를 획득하는 마이크로프로세서; 및 생물학적 특징 템플릿을 저장하고, 마이크로프로세서에 의해 획득된 생물학적 특징 데이터를 저장된 생물학적 특징 템플릿과 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정하는 보안 칩을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로프로세서는, 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하는 이미지 수집 모듈; 이미지 수집 모듈이 획득한 생물학적 특징 정보를 전처리하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지를 얻는 이미지 전처리 모듈; 및 이미지 전처리 모듈로부터 획득한 그레이 스케일 이미지에서 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 생물학적 특징의 특징점에 관한 생물학적 특징 데이터를 얻는 특징 추출 모듈을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 보안 칩은, 등록 단계에서 마이크로프로세서가 센서에 의해 감지된 생물학적 특징 정보에 대해 획득, 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하는 것을 통해 생성된 생물학적 특징 템플릿을 저장하기 위한 저장 모듈; 및 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 저장 모듈에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여, 만약 생물학적 특징 데이터와 생물학적 특징 템플릿이 서로 매칭된다면 생물학적 특징 인식 결과가 통과된 것으로 확정하고, 그러지 아니하면 생물학적 특징 인식 결과가 통과되지 못한 것으로 확정하는 특징 비교 모듈을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 보안 칩은 생물학적 특징 인식 결과에 디지털 서명을 하기 위한 서명 모듈을 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 마이크로 컨트롤러 유닛（Microcontroller Unit，MCU）이고, 상기 보안 칩은 보안 소자（Secure Element，SE）이다.
일 실시예에 있어서, 상기 생물학적 특징 인식 장치는 컴퓨팅 장치에 설치되고, 상기 마이크로프로세서와 상기 보안 칩은 상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경으로부터 물리적으로 격리된다.
일 실시예에 있어서, 상기 컴퓨팅 장치는 안전 영역과 비 안전 영역으로 구분되고, 상기 생물학적 특징 인식 장치는 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해 상기 컴퓨팅 장치에 생물학적 특징 인식 결과를 전송한다.
일 실시예에 있어서, 상기 생물학적 특징은 지문을 포함하고, 상기 생물학적 특징 정보는 지문의 이미지 정보를 포함하며, 상기 생물학적 특징 데이터는 지문의 특징점 데이터를 포함하고, 상기 생물학적 특징 템플릿은 지문 특징 템플릿을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따라 제공하는 생물학적 특징 인식 방법은, 생물학적 특징 인식 명령에 따라 센서를 통해 생물학적 특징 정보를 감지하는 단계; 마이크로프로세서를 통해 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득하는 단계; 보안 칩을 통해, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 보안 칩을 통해, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정하는 단계는, 보안 칩에서, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여, 만약 생물학적 특징 데이터와 생물학적 특징 템플릿이 서로 매칭된다면, 생물학적 특징 인식 결과가 통과된 것으로 확정하고, 그러지 아니하면 생물학적 특징 인식 결과가 통과되지 못한 것으로 확정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라 제공하는 생물학적 특징 템플릿 등록 방법은, 생물학적 특징 템플릿 등록 명령에 따라 센서를 통해 생물학적 특징 정보를 감지하는 단계; 마이크로프로세서를 통해 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득하는 단계; 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터를 생물학적 특징 템플릿으로서 보안 칩에 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예의 기술방안을 더 명확히 설명하기 위해, 아래와 같이 실시예의 첨부 도면을 간략히 설명하며, 아래에 설명하는 첨부 도면들은 본 발명의 일부 실시예에 관한 것으로, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아님은 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 템플릿 등록 방법을 나타낸 도면이다.
본 출원은 2016년 6월 12일에 출원된 출원번호가 201610412329.8이고 발명의 명칭이 "생물학적 특징 인식 장치와 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 그 전부의 내용을 본 출원에 인용하여 결합한다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점들을 한층 더 명확히 하기 위해, 이하 본 발명의 실시예의 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예의 기술방안에 대해 명확하고 완전한 설명을 진행하도록 한다. 설명하게 될 실시예는 본 발명의 일부 실시예에 지나지 않으며, 전부의 실시예가 아님은 자명한 것이다. 설명하게 될 본 발명의 실시예를 토대로 본 기술분야의 당업자가 창조적인 노동을 거치지 않고 얻을 수 있는 기타 모든 실시예들은 전부 본 발명의 보호 범위 내에 속할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 장치(100)의 블록도를 나타낸다. 도 1에 도시한 바와 같이, 생물학적 특징 인식 장치(100)는 센서(110), 마이크로프로세서(120) 및 보안 칩(130)을 포함한다. 센서(110)는 생물학적 특징 정보를 감지하기 위한 것이다. 마이크로프로세서(120)는 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리(Image preprocessing) 및 특징 추출을 수행함으로써 생물학적 특징 데이터를 획득한다. 보안 칩(130)은 생물학적 특징 템플릿을 저장하고, 마이크로프로세서에 의해 획득된 생물학적 특징 데이터를 저장된 생물학적 특징 템플릿과 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정한다.
일 실시예에 있어서, 마이크로프로세서(120)는, 센서(110)로부터 생물학적 특징 정보를 획득하기 위한 이미지 수집 모듈; 이미지 수집 모듈이 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 전처리를 수행하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지(Grayscale Image)를 얻는 이미지 전처리 모듈; 및 이미지 전처리 모듈로부터 획득한 그레이 스케일 이미지에서 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 생물학적 특징의 특징점에 관한 생물학적 특징 데이터를 얻는 특징 추출 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보안 칩(130)은, 등록 단계에서 마이크로프로세서(120)가 센서(110)에 의해 감지된 생물학적 특징 정보에 대해 획득, 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하는 것을 통해 생성된 생물학적 특징 템플릿을 저장하기 위한 저장 모듈; 및 마이크로프로세서(120)가 획득한 생물학적 특징 데이터와 저장 모듈에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여, 만약 생물학적 특징 데이터와 생물학적 특징 템플릿이 서로 매칭된다면 생물학적 특징 인식 결과가 통과된 것으로 확정하고, 그러지 아니하면 생물학적 특징 인식 결과가 통과되지 못한 것으로 확정하는 특징 비교 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보안 칩(130)은 생물학적 특징 인식 결과에 디지털 서명을 하기 위한 서명 모듈을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마이크로프로세서(120)는 MCU일 수 있고, 보안 칩(130)은 SE일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 생물학적 특징 인식 장치(100)는 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 마이크로프로세서(120)와 보안 칩(130)은 상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경으로부터 물리적으로 격리된다.
일 실시예에 있어서, 컴퓨팅 장치는 안전 영역과 비 안전 영역으로 구분될 수 있고, 생물학적 특징 인식 장치(100)는 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해 상기 컴퓨팅 장치에 생물학적 특징 인식 결과를 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 생물학적 특징은 지문을 포함할 수 있고, 생물학적 특징 정보는 지문의 이미지 정보를 포함할 수 있으며, 생물학적 특징 데이터는 지문의 특징점 데이터를 포함할 수 있고, 생물학적 특징 템플릿은 지문 특징 템플릿을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 장치(200)의 블록도를 나타낸다. 본 발명의 실시예는 한 가지 또는 여러 가지 생물학적 특징의 인식에 적용 가능하며, 생물학적 특징의 예시적인 예로는 텍스쳐(지문, 장문(Palm print), 정맥 및 관련 부속적 특징, 예컨대 땀구멍 등을 포함), 바이오 필름(예컨대 홍채, 망막 등), 얼굴, 외이도, 음성, 체형, 개인 습관(예컨대 키보드 조작의 강도와 빈도, 서명, 걸음걸이의 자태) 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서, 생물학적 특징은 예를 들어 지문 일 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 생물학적 특징 인식 장치(200)는 센서(210), 마이크로프로세서(220) 및 보안 칩(230)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 생물학적 특징 인식 장치(200)는 스마트폰 또는 태블릿과 같은 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있으며, 마이크로프로세서(220)와 보안 칩(230)은 모두 단독적인 물리적 하드웨어로서 상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경으로부터 물리적으로 격리된다.
센서(210)는 생물학적 특징 정보를 감지한다. 생물학적 특징 정보는 예를 들어 텍스쳐(지문, 장문(Palm print), 정맥 및 관련 부속적 특징, 예컨대 땀구멍 등을 포함), 바이오 필름(예컨대 홍채, 망막 등), 얼굴, 외이도, 음성, 체형, 개인 습관(예컨대 키보드 조작의 강도와 빈도, 서명, 걸음걸이의 자태) 등에서 한 가지 또는 여러 가지의 생물학적 특징과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문 인식에 있어서, 상기 생물학적 특징 정보는 지문의 이미지 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 센서(210)는 광학 센서, 반도체 센서, 초음파 센서, 무선 주파수 식별 센서, 또는 생물학적 특징 정보를 감지 가능한 임의의 센서일 수 있다.
마이크로프로세서(220)는 이미지 수집 모듈(2201), 이미지 전처리 모듈(2202), 특징 추출 모듈(2203)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로프로세서(220)는 MCU일 수 있다.
이미지 수집 모듈(2201)은 센서(210)로부터 생물학적 특징 정보를 획득한다. 예를 들어, 지문의 경우, 이미지 수집 모듈(2201)은 슬라이딩 수집 방식 또는 누름 수집 방식에 의해 센서(210)로부터 지문의 이미지 정보를 일회 또는 복수회 획득할 수 있다.
이미지 전처리 모듈(2202)은 이미지 수집 모듈(2201)이 획득한 생물학적 특징 정보를 전처리하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지(Grayscale Image)를 얻는다. 예를 들어, 지문 이미지의 경우, 전처리는 예컨대 이미지 정규화(Image normalization), 지문 유효 영역 분할 처리, 지문 방향 맵(Fingerprint Orientation Map) 처리, 지문 강조 처리(Fingerprint enhancement processing), 지문 이진화(Fingerprint binarization) 처리, 지문 세선화(Fingerprint thinning) 처리 등을 포함할 수 있다.
특징 추출 모듈(2203)은 이미지 전처리 모듈(2202)로부터 획득한 그레이 스케일 이미지에서 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 생물학적 특징의 특징점에 관한 생물학적 특징 데이터를 얻는다. 예를 들어, 생물학적 특징 데이터는 지문의 특징점 데이터를 포함할 수 있다.
보안 칩(230)은 저장 모듈(2301), 특징 비교 모듈(2302) 및 서명 모듈(2303)을 포함 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 보안 칩(230)은 SE일 수 있다.
저장 모듈(2301)은 예컨대 지문 특징 템플릿과 같은 생물학적 특징 템플릿을 저장한다. 생물학적 특징 템플릿은, 등록 단계에서 마이크로프로세서(220)가 센서(210)에 의해 감지된 생물학적 특징 정보에 대해 획득, 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행함으로써 생성된 것이다. 본 발명의 실시예에서, 저장 모듈(2301)은 비휘발성 메모리일 수 있는바, 예컨대 플래시 메모리(Flash), EEPROM, EPROM, PROM, 또는 기타 정전 시에도 데이터를 계속 보유할 수 있는 자기 및 전기 저장 매체일 수 있다.
특징 비교 모듈(2302)은 마이크로프로세서(220)가 획득한 생물학적 특징 데이터와 저장 모듈(2301)에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여, 만약 생물학적 특징 데이터와 생물학적 특징 템플릿이 서로 매칭된다면 생물학적 특징 인식 결과가 통과된 것으로 확정하고, 그러지 아니하면 생물학적 특징 인식 결과가 통과되지 못한 것으로 확정한다.
서명 모듈(2303)은 생물학적 특징 인식 결과에 대해 디지털 서명을 수행한다. 예를 들어, 서명 모듈(2303)은, 생물학적 특징 템플릿의 등록 성공 후, 키 쌍(Key pair)을 생성할 수 있고, 개인 키(Private key)는 보안 칩에 저장하고, 공개 키(Public key)는 외부의 응용 서버에 전송하며, 생물학적 특징을 인식한 후 개인 키를 이용하여 생물학적 특징 인식 결과에 대해 디지털 서명을 수행한다. 상기 응용 서버는 당해 서명된 생물학적 특징 인식 결과를 수신한 후, 상기 공개 키를 이용하여 당해 서명된 생물학적 특징 인식 결과가 합법적인지 여부를 검증할 수 있다. 따라서, 개방형 애플리케이션 환경에서의 트로이 목마 또는 바이러스가 보안 칩에 의해 출력된 생물학적 특징 인식 결과를 변조하여, 지문 검증에 미통과된 행위가 승인되어 통과되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 생물학적 특징 인식 장치(100)는 안전 영역과 비 안전 영역으로 나누는 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해 상기 컴퓨팅 장치에 생물학적 특징 인식 결과를 전송할 수 있다. 예를 들어, 생물학적 특징 인식 장치(100)는 Trust Zone 보안기술(또는 Secure Enclave)을 사용한 스마트폰, 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 장치에 설치할 수 있고, 프로세서의 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해 컴퓨팅 장치와 통신할 수 있다. 예시적인 예로서, 생물학적 특징 인식 장치(100)는 컴퓨팅 장치가 발송하는 명령에 따라 생물학적 특징 인식(예컨대 지문 인식)을 수행하고, 컴퓨팅 장치의 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해 생물학적 특징 인식 결과(서명되지 아니한 것 또는 서명된 것)를 컴퓨팅 장치에 발송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 방법(300)을 나타낸 도면이다.
단계 S310에서, 생물학적 특징 인식 명령에 따라 센서를 통해 예컨대 지문의 이미지 정보와 같은 생물학적 특징 정보를 감지한다. 생물학적 특징 인식 명령은 스마트폰, 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 장치로부터 전송될 수 있다.
단계 S320에서, 마이크로프로세서를 통해 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득한다. 예를 들어, 마이크로프로세서는 센서로부터 생물학적 특징 정보(예컨대, 지문의 이미지 정보)를 획득할 수 있고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 전처리를 수행하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지를 획득하며, 획득한 그레이 스케일 이미지로부터 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 생물학적 특징의 특징점과 관련된 생물학적 특징 데이터를 획득한다. 예를 들어, 지문 인식의 경우, 지문의 특징점 데이터를 획득할 수 있다.
단계 S330에서, 보안 칩을 통해, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿(예컨대, 지문 특징 템플릿)을 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정한다. 예를 들어, 보안 칩에서, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여, 만약 생물학적 특징 데이터와 생물학적 특징 템플릿이 서로 매칭된다면, 생물학적 특징 인식 결과가 통과된 것으로 확정하고, 그러지 아니하면 생물학적 특징 인식 결과가 통과되지 못한 것으로 확정한다. 일 실시예에서, 지문 특징 템플릿과 같은 생물학적 특징 템플릿은, 등록 단계에서, 센서에 의해 감지된 생물학적 특징 정보에 대해 마이크로프로세서가 획득, 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생성할 수 있으며, 예컨대 비휘발성 메모리와 같은 보안 칩의 메모리에 저장될 수 있다. 비휘발성 메모리의 예시적인 예로서 플래시 메모리(Flash), EEPROM, EPROM, PROM, 또는 기타 정전 시에도 데이터를 계속 보유할 수 있는 자기 및 전기 저장 매체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 방법(300)은 생물학적 특징 인식 결과에 대해 디지털 서명을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 생물학적 특징 템플릿의 등록 성공 후, 키 쌍(Key pair)을 생성하는 데에 사용할 수 있고, 개인 키(Private key)는 보안 칩에 저장하고, 공개 키(Public key)는 외부의 응용 서버에 전송하며, 생물학적 특징을 인식한 후 개인 키를 이용하여 생물학적 특징 인식 결과에 대해 디지털 서명을 수행한다. 상기 응용 서버는 당해 서명된 생물학적 특징 인식 결과를 수신한 후, 상기 공개 키를 이용하여 당해 서명된 생물학적 특징 인식 결과가 합법적인지 여부를 검증할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방법(300)은 상기 컴퓨팅 장치에 생물학적 특징 인식 결과를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, Trust Zone 보안 기술(또는 Secure Enclave)을 사용한 스마트폰, 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 장치에 있어서, 컴퓨팅 장치의 프로세서의 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해 생물학적 특징 인식 결과(서명되지 않은 것 또는 서명된 것)를 당해 컴퓨팅 장치에 발송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마이크로프로세서는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)일 수 있고, 보안 칩은 보안 소자(SE)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마이크로프로세서와 보안 칩은 상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경과 물리적으로 격리된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 템플릿 등록 방법(400)을 나타낸 도면이다.
단계 S410에서, 생물학적 특징 템플릿 등록 명령에 따라 센서를 통해 예컨대 지문의 이미지 정보와 같은 생물학적 특징 정보를 감지한다. 생물학적 특징 템플릿 등록 명령은 스마트폰, 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 장치로부터 발송될 수 있다.
단계 S420에서, 마이크로프로세서를 통해 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득한다. 예를 들어, 마이크로프로세서는 센서로부터 생물학적 특징 정보(예컨대, 지문의 이미지 정보)를 획득할 수 있고, 수집한 생물학적 특징 정보에 대해 전처리를 수행하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지를 획득하며, 획득한 그레이 스케일 이미지로부터 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 생물학적 특징의 특징점과 관련된 생물학적 특징 데이터를 획득한다. 예를 들어, 지문 인식일 경우, 지문의 특징점 데이터를 획득할 수 있다.
단계 S430에서, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터를 생물학적 특징 템플릿으로서 보안 칩에 저장한다. 예를 들어, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터를 생물학적 특징 템플릿으로서 예컨대 비휘발성 메모리와 같은 보안 칩의 메모리에 저장할 수 있다. 비휘발성 메모리의 예시적인 예로서 플래시 메모리(Flash), EEPROM, EPROM, PROM, 또는 기타 정전 시에도 데이터를 계속 보유할 수 있는 자기 및 전기 저장 매체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 마이크로프로세서와 보안 칩은 상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경으로부터 물리적으로 격리된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 생물학적 특징 인식의 전반 과정은 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 장치의 시스템 환경과는 독립적으로 진행되기 때문에, 개방된 시스템 환경에서 전송, 저장 및 컴퓨팅되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 마이크로프로세서와 컴퓨팅 장치의 시스템 환경이 물리적으로 격리되었기 때문에, 등록 및 인식 과정에서의 사이버 공격을 방지할 수 있고; 보안 칩도 컴퓨팅 장치의 시스템 환경과 물리적으로 격리되었기 때문에, 이에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 사이버 공격으로부터 보호할 수 있으며, 이는 보다 강한 보안 능력을 구비하여, 생물학적 특징 템플릿 데이터가 저장 및 컴퓨팅되는 과정에 물리적 공격과 비 침습식 공격을 받지 않도록 할 수 있다. 따라서, 전통적인 논리적 격리와 대비하여, 본 발명의 실시예는 생물학적 특징 인식, 특히 지문 인식의 보안성을 대폭 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 한편으로, 이미지 수집, 이미지 전처리 및 특징 추출과 같은 계산량이 큰 조작은 마이크로프로세서에서 수행되기 때문에, 처리 효율을 높일 수 있고, 보안 칩의 연산 능력 및 저장 능력에 대한 요구를 낮출 수 있으며, 구현 방식이 융통성 있게 된다. 다른 한 편으로, 생물학적 특징 템플릿의 저장 및 특징 비교와 같은 생물학적 특징 템플릿의 보안성과 관련된 조작은 보안 칩에서 수행되기 때문에, 생물학적 특징 템플릿이 개방된 호스트 환경으로부터 항상 물리적으로 격리되는 것을 확보할 수 있으며, 매우 안전한 환경에 위치할 수 있게 된다. 따라서, 전통적인 생물학적 특징 인식에 대비하여, 본 발명의 실시예는 한층 더 높은 보안성을 구비할 뿐만 아니라, 한층 더 높은 처리 효율과 융통성 있는 구현 방식을 가질 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 장치는 예컨대 Trust Zone 보안 기술(또는 Secure Enclave)을 사용한 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 여러 가지 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있다. 생물학적 특징 템플릿의 저장 및 특징 비교와 같은 생물학적 특징 템플릿의 보안성과 관련된 조작은 보안 칩에서 수행되기 때문에, 생물학적 특징 템플릿은 개방된 호스트 환경으로부터 항상 물리적으로 격리될 수 있으며, 따라서 보안 칩이 제공하는 생물학적 특징 인식 결과를 컴퓨팅 장치의 비 안전 영역에서 전송할 수 있고, 물론 보안성을 한층 더 높일 수 있도록 안전 영역에서도 전송할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 특징 인식 장치는 안전 영역과 비 안전 영역을 나누지 않은 컴퓨팅 장치에도 설치할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 기존의 여러 가지 스마트폰 또는 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 장치에 적용될 수 있으며, 보다 높은 호환성을 가질 수 있게 된다.
이상의 내용은 본 발명의 예시적인 실시예에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 첨부하는 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (11)

  1. 생물학적 특징 정보를 감지하는 센서;
    상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 상기 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행함으로써 생물학적 특징 데이터를 획득하는 마이크로프로세서; 및
    생물학적 특징 템플릿을 저장하고, 상기 마이크로프로세서에 의해 획득된 생물학적 특징 데이터를 상기 저장된 생물학적 특징 템플릿과 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정하는 보안 칩을 포함하고,
    상기 마이크로프로세서는,
    상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하는 이미지 수집 모듈;
    상기 이미지 수집 모듈이 획득한 생물학적 특징 정보를 전처리하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지를 얻는 이미지 전처리 모듈; 및
    상기 이미지 전처리 모듈로부터 획득한 그레이 스케일 이미지에서 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 상기 생물학적 특징의 특징점에 관한 생물학적 특징 데이터를 얻는 특징 추출 모듈을 포함하고,
    상기 센서, 상기 마이크로프로세서 및 상기 보안 칩을 포함하는 생물학적 특징 인식 장치는 컴퓨팅 장치에 설치되고, 상기 마이크로프로세서와 상기 보안 칩은 모두 단독적인 물리적 하드웨어로서 상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경으로부터 물리적으로 격리되고,
    상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경은 안전 영역과 비 안전 영역으로 구분되고, 상기 생물학적 특징 인식 장치는 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해 상기 컴퓨팅 장치에 생물학적 특징 인식 결과를 전송하고,
    상기 생물학적 특징은 지문을 포함하고, 상기 생물학적 특징 정보는 지문의 이미지 정보를 포함하며, 상기 생물학적 특징 데이터는 지문의 특징점 데이터를 포함하고, 상기 생물학적 특징 템플릿은 지문 특징 템플릿을 포함하며,
    상기 보안 칩은 생물학적 특징 인식 결과에 디지털 서명을 하기 위한 서명 모듈을 더 포함하며,
    상기 서명 모듈은, 상기 생물학적 특징 템플릿의 등록 성공 후, 개인 키 및 공개 키를 포함하는 키 쌍을 생성하며, 상기 개인 키는 상기 보안 칩에 저장하고, 상기 공개 키는 외부의 응용 서버에 전송하며, 상기 생물학적 특징 인식 결과의 확정 후, 상기 개인 키를 이용하여 상기 생물학적 특징 인식 결과에 대해 디지털 서명을 수행하는 것을 특징으로 하는 생물학적 특징 인식 장치.

  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보안 칩은,
    등록 단계에서 상기 마이크로프로세서가 센서에 의해 감지된 생물학적 특징 정보에 대해 획득, 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하는 것을 통해 생성된 생물학적 특징 템플릿을 저장하기 위한 저장 모듈; 및
    상기 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 저장 모듈에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여, 만약 생물학적 특징 데이터와 생물학적 특징 템플릿이 서로 매칭된다면 생물학적 특징 인식 결과가 통과된 것으로 확정하고, 그러지 아니하면 생물학적 특징 인식 결과가 통과되지 못한 것으로 확정하는 특징 비교 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 특징 인식 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 마이크로 컨트롤러 유닛 MCU이고, 상기 보안 칩은 보안 소자 SE인 것을 특징으로 하는 생물학적 특징 인식 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 생물학적 특징 인식 명령에 따라 센서를 통해 생물학적 특징 정보를 감지하는 단계;
    마이크로프로세서를 통해 상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 상기 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득하는 단계;
    보안 칩을 통해, 상기 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 상기 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정하는 단계; 및
    안전 영역과 비 안전 영역으로 구분되는 컴퓨팅 장치의 시스템 환경 중 안전 영역 또는 비 안전 영역을 통해, 상기 컴퓨팅 장치에 상기 생물학적 특징 인식 결과를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 마이크로프로세서를 통해 상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 상기 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득하는 단계는,
    이미지 수집 모듈을 통해, 상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하는 단계;
    이미지 전처리 모듈을 통해, 상기 이미지 수집 모듈이 획득한 생물학적 특징 정보를 전처리하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지를 얻는 단계; 및
    특징 추출 모듈을 통해, 상기 이미지 전처리 모듈로부터 획득한 그레이 스케일 이미지에서 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 상기 생물학적 특징의 특징점에 관한 생물학적 특징 데이터를 얻는 단계를 포함하고,
    상기 센서, 상기 마이크로프로세서 및 상기 보안 칩을 포함하는 생물학적 특징 인식 장치는 컴퓨팅 장치에 설치되고, 상기 마이크로프로세서와 상기 보안 칩은 모두 단독적인 물리적 하드웨어로서 상기 컴퓨팅 장치의 시스템 환경으로부터 물리적으로 격리되고,
    상기 생물학적 특징은 지문을 포함하고, 상기 생물학적 특징 정보는 지문의 이미지 정보를 포함하며, 상기 생물학적 특징 데이터는 지문의 특징점 데이터를 포함하고, 상기 생물학적 특징 템플릿은 지문 특징 템플릿을 포함하며,
    상기 보안 칩은 생물학적 특징 인식 결과에 디지털 서명을 하기 위한 서명 모듈을 더 포함하며,
    상기 서명 모듈은, 상기 생물학적 특징 템플릿의 등록 성공 후, 개인 키 및 공개 키를 포함하는 키 쌍을 생성하며, 상기 개인 키는 상기 보안 칩에 저장하고, 상기 공개 키는 외부의 응용 서버에 전송하며, 상기 생물학적 특징 인식 결과의 확정 후, 상기 개인 키를 이용하여 상기 생물학적 특징 인식 결과에 대해 디지털 서명을 수행하는 것을 특징으로 하는 생물학적 특징 인식 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    보안 칩을 통해, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여 생물학적 특징 인식 결과를 확정하는 단계는,
    보안 칩에서, 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터와 보안 칩에 저장된 생물학적 특징 템플릿을 비교하여, 만약 생물학적 특징 데이터와 생물학적 특징 템플릿이 서로 매칭된다면, 생물학적 특징 인식 결과가 통과된 것으로 확정하고, 그러지 아니하면 생물학적 특징 인식 결과가 통과되지 못한 것으로 확정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 특징 인식 방법.
  11. 생물학적 특징 템플릿 등록 명령에 따라 센서를 통해 생물학적 특징 정보를 감지하는 단계;
    마이크로프로세서를 통해, 상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 상기 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 마이크로프로세서가 획득한 생물학적 특징 데이터를 생물학적 특징 템플릿으로서 보안 칩에 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 마이크로프로세서를 통해 상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하고, 상기 획득한 생물학적 특징 정보에 대해 이미지 전처리 및 특징 추출을 수행하여 생물학적 특징 데이터를 획득하는 단계는,
    이미지 수집 모듈을 통해, 상기 센서로부터 생물학적 특징 정보를 획득하는 단계;
    이미지 전처리 모듈을 통해, 상기 이미지 수집 모듈이 획득한 생물학적 특징 정보를 전처리하여 생물학적 특징의 그레이 스케일 이미지를 얻는 단계; 및
    특징 추출 모듈을 통해, 상기 이미지 전처리 모듈로부터 획득한 그레이 스케일 이미지에서 생물학적 특징의 특징점을 추출하여 상기 생물학적 특징의 특징점에 관한 생물학적 특징 데이터를 얻는 단계를 포함하고,
    상기 센서, 상기 마이크로프로세서 및 상기 보안 칩을 포함하는 생물학적 특징 인식 장치는 컴퓨팅 장치에 설치되고, 상기 마이크로프로세서와 상기 보안 칩은 모두 단독적인 물리적 하드웨어로서 컴퓨팅 장치의 시스템 환경으로부터 물리적으로 격리되고,
    상기 생물학적 특징은 지문을 포함하고, 상기 생물학적 특징 정보는 지문의 이미지 정보를 포함하며, 상기 생물학적 특징 데이터는 지문의 특징점 데이터를 포함하고, 상기 생물학적 특징 템플릿은 지문 특징 템플릿을 포함하며,
    상기 보안 칩은 생물학적 특징 인식 결과에 디지털 서명을 하기 위한 서명 모듈을 더 포함하며,
    상기 서명 모듈은, 상기 생물학적 특징 템플릿의 등록 성공 후, 개인 키 및 공개 키를 포함하는 키 쌍을 생성하며, 상기 개인 키는 상기 보안 칩에 저장하고, 상기 공개 키는 외부의 응용 서버에 전송하며, 상기 생물학적 특징 인식 결과의 확정 후, 상기 개인 키를 이용하여 상기 생물학적 특징 인식 결과에 대해 디지털 서명을 수행하는 것을 특징으로 하는 생물학적 특징 템플릿 등록 방법.
KR1020197001134A 2016-06-12 2017-06-09 생물학적 특징 인식 장치와 방법 및 생물학적 특징 템플릿 등록 방법 Active KR102198288B1 (ko)

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