무선 정보인지 기술 접목한 생체인식 시스템이 요구된다

SF 영화에 단골로 등장하는 기술인 생체인식 시스템이 우리 삶에 가까이 다가오고 있다. 특히 생체인식 시스템은 다양한 산업 분야에서 응용할 수 있는 미래유망기술로 손꼽히며 관련 업계의 높은 관심을 받고 있다. 이번 글에서는 생체인식 시스템 기술동향과 생체인식 시스템의 시장성을 중심으로 생체인식 시스템의 현재를 바라보고 미래를 조명해보도록 하겠다.

공공기관 및 기업 등의 인적 보안 방안으로 개인의 생체정보[1]를 이용하여 사용자(인가자 및 보안인증자 등)를 식별하는 생체인식 시스템이 확산되고 있다. 생체인식을 위한 신체적 및 행동적 특징 중 얼굴인식을 이용한 생체인식 시스템이 시장의 대부분을 차지하고 있다.

 

특히 생체인식의 정확도를 높이기 위해 두 가지 이상의 특징을 복합 활용한 생체인식 기술이 주목받고 있다.
생체인식 기술은 다음과 같은 매우 다양한 기술 분야로 확대되고 있다.
•‌국경 관리 및 공항 출입통제 시스템 같은 군사적 보안이나 치안 분야
•‌PC보안, 휴대폰 사용자 인증, 콘텐츠 거래 인증 등 네트워크 보안 분야
•‌네트워크 로그인, 스마트폰 보안, 디지털 사진 관리, 음성인식 개인비서 등 모바일/정보기기 보안분야
•‌차량 및 운전자 인식, 생체인식 자동차 열쇠 등 차량안전 분야
•‌인터넷을 통한 금융거래, 전자상거래에서의 개인인증 등 전자금융 분야
•‌원격진료, 의료정보화 등 u-헬스 분야
•‌안면인식을 통한 전염병 감염자 식별 등 검역 분야
•‌기업의 근태관리, 전자여권을 통한 출입국관리, 디지털 도어락 등 출입통제시스템 분야
•‌기타 전자투표 시스템, 수험표 본인 확인시스템, 생체인식 복사기 및 무인민원 발급기 등

이 연구에서는 최근 들어 빠르게 확산되고 있는 주요국의 무선 정보인지 기술(WIR)과 WIR 기술력 기반의 생체정보 인식 기술을 포함한 생체인식 시스템 기술동향에 대해 설명한다. 아울러 지속적으로 확대되어가고 있는 생체인식 시스템 관련 글로벌 시장추이/생체인식 기술별 및 지역별 시장점유율/메이저 기업의 시장점유율 등 생체인식 기술의 시장성에 대해 설명한다.

 생체인식 시스템 기술동향

1. 무선 정보인지 기술동향
최근 들어 무선 정보인지(WIR ; Wireless Information Recognition) 기술이 생체인식 시스템 분야에 확산되고 있다. 이와 관련된 주요국의 연구개발 동향을 간단히 요약하면 다음과 같다.

(1) 미국의 연구개발 동향
DARPA[2]에서는 2000년 초 XG Program(Cognitive Radio and Dynamic Spectrum regulation), 2010년 WIRASSIC Program(WIR Low-energy signal Analysis Sensor ICs), 2012년 Radio Map, 2013년 SSPARC(Shared Spectrum Access for Radar and Communications) 등 다양한 연구 과제를 지속적으로 추진하고 있다.

NSF[3]에서는 2006년 GENI Project를 수행하면서 WIR 기술개발에 집중하고 있다. 이후 2014년 EARS(Enhancing Access to the Radio Spectrum) 프로젝트를 통해 3년간 총 3600만달러 규모의 창의적 아이디어 도출을 위한 48개 과제를 지원하고 있다.

2000년대 중반부터 BAN 등 무선 센서 네트워크 기반의 무선주파수 재사용(RF energy harvesting) 연구를 추진 중이며, 점차 셀룰러 영역으로 확장해나가고 있다.

(2) 유럽의 연구개발 동향
2008년 FP7(Framework Programme 7)을 중심으로 기존 이동통신시스템과 병합 및 SDR 위주에서 WIR 기술개발로 전환하면서 WINNER(Wireless World New Radio Initiative), SOCRATES(Self-Optimization and Self-Configuration in Wireless Networks) 등의 면구를 진행하였다.

FP7의 SENDORA(SEnsor Network for Dynamic and cOgnitive Radio Access) 프로젝트에서는 유휴 주파수를 활용하여 주파수 자원을 극대화하기 위한 무선 정보인지 기술을 센서 네트워크에 적용하기 위한 연구를 진행한바 있다.

(3) 일본의 연구개발 동향
2005년부터 MIC를 중신으로 WIR 프로젝트를 사용자 무선장치와 무선 네트워크를 포함한 기지국의 두 분야로 구분하여 추진하고 있다. 이를 통해 RF, DSP, SW플랫폼, 멀티밴드 안테나 등 다양한 연구를 진행하고 있다.
2012년 동경대학교는 UHF대 전파를 이용한 energy harvesting 연구를 진행하였다.

(4) ‌국내는 2013년 8월 5대 컨소시엄을 구성하고, 시범서비스 사업자를 선정하여 2013년 12월 장비개발을 완료하였으며, 2014년 12월까지 시범서비스를 시행한바 있다.
WIR 기술을 개발하기 위해서는 스펙트럼 관리기술[4], Cross-Layers 설계기술[5], 보안기술[6] 등 소프트웨어적 기술 개발 인프라가 필요하다. 아울러 하드웨어적 측면에서는 큰 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)에 대한 제어기술, OFDM 변조와 Multi-RAT의 동시 사용과 비선형성으로 인한 IMD(Intermodulation distortion) 현상과 신호교란 문제를 해결해야 한다.

WIR 기술은 공공안전 분야, 상용 무선서비스 분야 및 에너지(무선전송 관련) 관리 분야 등 다양한 모바일 서비스 분야에 적용되면서 중요성이 확대되고 있다.

2. 생체정보 인식 기술동향
생체인식 시스템 기술력은 다양한 생체정보를 동시에 인증할 수 있는 기술의 복합화가 가속화되면서 인증정보의 고속성과 정확성을 향상시켜가고 있다. 글로벌 ICT 기업의 생체인식 시스템 기술개발 사례를 간단히 요약하면 다음과 같다.

(1) APPLE의 기술개발 사례
사진 속의 얼굴을 자동으로 인식하고 분류하는 기능을 탑재하고 있는 사진관리 소프트웨어(iPhoto)를 개발하였다.
스마트폰에서는 유명인과의 얼굴 형태를 비교할 수 있는 기능을 제공해주는 앱(Application)을 개발하였다.
iPhone 4S에서 제공하는 음성인식에 기반을 둔 개인비서(Siri) 기능도 주목받고 있다.[7]

(2) GOOGLE의 기술개발 사례
음성인식 솔루션(Majel)을 개발하여 APPLE의 Siri에 대응하고 있으며, Ask Ziggy라는 음성인식 서비스를 제공하고 있다. 스마트폰을 이용하여 체온과 심박수 등을 측정하여 개인별 행동패턴을 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하였다.

(3) ‌국내 삼성전자와 LG전자는 음성과 손동작으로 소통할 수 있는 새로운 스마트TV 모델을 개발하였다.
생체인식 시스템 시장은 당분간 지문과 얼굴인식 기술력 기반의 보안 분야에서 지속적으로 성장할 것으로 예상하고 있다. 스마트 미디어기기를 비롯한 IT기기의 성능고도화로 인해 새로운 응용분야로 빠르게 확대되고 있다.

 생체인식 시스템의 시장성

생체인식 시스템 글로벌 시장규모는 2009년 34억달러, 2010년 44.9억달러, 2011년 52억달러에서 연평균 15% 이상 성장을 지속하여 2014년에는 96억달러를 기록하였으며 2019년에는 146억8천만달러의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상하고 있다. (표 1)

표 1. 생체인식 시스템 글로벌 시장추이

생체인식 기술별 시장점유율은 2009년 기준으로 지문자동검색시스템(AFIS)/라이브 스캔 기술이 38.3%, 지문인식 기술이 28.4%, 얼굴인식 기술이 11.4%, 홍채인식 기술이 5.1%, 기타 기술이 16.8%를 차지한 것으로 나타났다. 지문 및 지문자동검색시스템 관련 기술이 60% 이상을 차지하고 있다. (표 2)

표 2. 생체인식 기술별 시장점유율(%)(2009년)

생체인식 기술의 지역별 세계시장 분포는 2010년 기준으로 북미지역이 35%, 유럽지역이 25%, 아시아에서는 중국이 9%, 인도가 6%, 기타지역이 25%를 점유한 것으로 나타났다. 2016년이 되면 중국의 글로벌 시장점유율이 11%까지 확대될 것으로 예상하고 있다. (표 3)

표 3. 생체인식 기술의 지역별 글로벌 시장점유율(%)(2010년)

생체인식 기술의 글로벌 기술시장을 주도하고 있는 메이저 기업의 시장점유율은 2010년 기준으로 Morpho가 25%, NEC가 6%, Gemalto가 5%, Accentrue가 4%, 3M Cogent가 3%, 기타 기업이 57%를 각각 점유한 것으로 나타났다. 이들 상위 5개사의 글로벌 시장점유율은 43%에 달한다. 2010년 기준으로 생체인식 기술 메이저 기업의 시장점유율을 표 4에 나타낸다.

표 4. 생체인식 기술 메이저 기업의 시장점유율(%)(2010년)

맺음말

생체인식 시스템은 보안 및 치안, 네트워크 보안, 모바일/정보기기 보안, 차량안전, 전자금융, u-헬스, 검역, 출입통제시스템, 전자투표 시스템, 본인 확인시스템, 생체인식 복사기 및 무인민원 발급기 등 다양한 산업 분야로 응용이 확산되면서 미래유망기술로 주목받고 있다.

전통적으로 생체인식 시스템은 지문과 얼굴모양 인식 기술에 기반하고 있으며, 당분간 이러한 추세는 지속될 것으로 예상된다. 점차 다양한 생체정보를 동시에 인증하는 기술의 복합화가 진행 중인바 지문-얼굴형상, 지문-정맥 등 다중 생체정보를 이용한 인증기능이 조만간 상용화 될 수 있을 것으로 예상된다.
그러나 한편에서는 출입자 생체정보의 무작위 추출로 인한 개인 프라이버시 문제가 제기되고 있어 이를 해소할 수 있는 제도적 방안도 필요하다.

생체인식 시스템 기술은 5G 이동통신 네트워크의 핵심기술 중 하나인 WIR 기술에 대한 개발필요성을 낳고 있다. 이로써 갈수록 부족해져가는 무선 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 기반을 마련할 수 있기 때문이다.
이에 생체정보 인식 기술을 무선 정보인지 기술과 접목한 생체인식 시스템 기술개발에 주력할 필요가 있다. 이를 통해 미래의 폭증하는 모바일 트래픽 환경에 대비하고 비효율적 주파수 이용의 한계를 극복할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것이다.

[1] ‌개인의 얼굴모양, 홍채, 망막, 정맥, 지문, DNA 등의 신체적 특징이나 서명, 음성, 걸음걸이 등과 같은 행동적 특징 정보를 의미한다.
[2] ‌DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency : 방위고등연구계획국) : 미국 국방부의 연구개발 부문을 담당하고 있으며, 인터넷의 원형인 ARPANET을 개발한 것으로 잘 알려져 있다.
[3] ‌NSF(National Science Foundation : 미국 국립과학재단) : 미국 상무부 산하의 정부 연구기관이다. 최근 2016년까지의 5개년 전략계획을 수립하여 재정비된 NSF 비전과 3대 전략, 단계별 성과목표 등을 발표한바 있다.
[4] ‌사용자 QoS 요구사항을 만족하는 최적의 스펙트럼을 탐색/결정/공유 기술로 주파수 결정방식, 채널선택 방법, 무선 성능의 최적화 방법 등을 고려해야 한다.
[5] ‌MAC 계층 및 network 계층 등에 걸쳐있는 WIR 기능(네트워크 프로토콜 스택, CR 자원 관리, 협력, 라우팅 등)에 대한 상위 레이어 접근방식의 설계방법 등을 고려해야 한다.
[6] ‌ad-hoc 네트워크 기술을 기반의 무선통신에서 발생할 수 있는 다양한 공격시나리오에 대비한 보안요소를 고려해야 한다.
[7] ‌Siri를 사용하면 음성 요청만으로도 전화를 걸거나 메시지를 보내거나 노트를 받아쓰거나 하는 기능을 손쉽게 실행할 수 있다.

참고문헌

[1] ‌최봉기, 생체인식 시스템 스마트시대의 새로운 기회, KISTI MARKET REPORT, 콘텐츠/SW_사회안전시스템, 한국과학기술정보연구원
[2] ‌김현재 외, 인지무선기술 동향분석, 전자통신동향분석, 한국전자통신연구원
[3] ‌장재현, 모바일 시대의 개방과 공유 주파수 이용에도 필요한 트렌드, LG business insight, LG상남도서관
[4] 생체인식 시스템 글로벌 시장분석보고서

박세환 박사 _ 한국과학기술정보연구원 ReSEAT프로그램 전문연구위원