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터치스크린에서의 블라인드 인터랙션 기반의 상대적 위치 패턴 잠금 해제 솔루션
Relative Position Pattern Unlocking Solution based on Blind Interaction on Touch Screen 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.11 no.3, 2020년, pp.45 - 52  

김주웅 (국민대학교 테크노디자인전문대학원 인터랙션디자인 전공) ,  반영환 (국민대학교 테크노디자인전문대학원 인터랙션디자인 전공)

초록
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본 연구에서는 현존하고 있는 잠금 해제 방식에서 보이는 문제점으로부터 출발해 보안성 및 사용성 측면에서 개선된 블라인드 인터랙션을 적용한 상대적 위치 기반 패턴 잠금 해제 방식을 제안하고 이론적 타당성을 고찰했다. 기존 숫자암호 잠금 해제 방식과 패턴 그리기 잠금 해제 방식과의 차이를 실험을 통해 확인하고 실용적 가치를 평가했다. 상대적 위치 패턴은 숫자 암호 보다 쉽게 기억되고 그리기 패턴과 비슷한 정도의 학습 용이성을 보여 주었고 타 방식에 비해 훔쳐보기 공격에 안전한 결과를 얻었다. 생체신호를 센싱 할 센싱 모듈을 사용할 필요 없이 터치스크린의 기본기능만으로 실현 가능하기에 적은 원가로 제작할 수 있다. 시각적 요소가 필요 없는 방식이기에 시각 장애인과 같은 특수 사용자들도 불편함 없이 사용할 수 있기에 실용적 가치도 상대적으로 높다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we propose a new Relative position pattern unlocking solution based on blind interaction, which is a new unlocking method, and compared it with existing unlocking methods to verify usability and security improvement. And verified the practical value of the proposed new unlocking solut...

주제어

표/그림 (10)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 숫자암호를 기억하는데 걸리는 시간과 상대 위치 기반 암호를 기억하는데 걸리는 시간에는 차이가 있을 것이라는 가설을 세워 양자 간의 차이 존재 여부를 독립표본 t-검증을 통해 검정했다. 그리기 패턴 암호를 기억하는데 걸리는 시간과 상대 위치 기반 암호를 기억하는데 걸리는 시간의 차이 존재 여부도 같은 방식으로 검정하여 현재 주로 사용되는 잠금 해제 방식에 비해 상대 위치 암호의 학습 용이성에 차이가 있는지를 확인해 봤다.
  • 상대적 위치 기반 패턴 암호는 전반적으로 훔쳐보기 공격에서 안전한 결과가 나왔다. 그중 공격에 성공한 공격자들의 해독 방법에 대해 알아봤다. 상대 위치 패턴에 서 각 터치 포인트 사이 거리를 크게 잡을 경우 이를 선명한 도형으로 인식하고 해독했다는 것을 알았다.
  • 때문에 터치스크린의 잠금 해제 보안성을 개선하기 위해서는 잠금 해제 방식 자체에 관한 고민뿐만 아니라 외부 영향 요소에 관한 고민을 동시에 해야 한다. 본 연구에서는 새로운 잠금 해제 방식인 블라인드 인터랙션이 적용된 상대적 위치 기반 패턴 잠금 해제 솔루션을 제안하고 기존 잠금 해제 방식들과의 비교 실험을 통해 사용성 및 보안성의 개선 여부와 제안한 새로운 잠금 해제 솔루션의 실용적 가치를 확인하는 것을 연구 목적으로 했다. IoT 환경 혹은 5G 환경에서의 통신과 관련된 보안 기술에도 보안 이슈[17,18]가 존재 하지만 본 연구에서 다루는 보안성은 완전한 사용자 시점에서의 잠금 해제 조작의 보안성에 주목하여 진행했다.
  • 본 연구에서는 숫자암호 잠금 해제, 패턴 기반의 잠금 해제와 상대적 위치 기반의 터치 잠금 해제 방식의 사용성과 보안성 차이를 알아보고 상대적 위치 기반 패턴 잠금 해제 방식의 실용적 가치를 확인하기 위하여 각각의 잠금 해제 방식을 적용한 잠금 해제 콘텍스트를 설계했다. 숫자암호 잠금 해제, 상대적 위치 기반 터치 잠금 해제 프로토타입은 Origami studio를 활용하여 제작했고 패턴 기반의 잠금 해제는 안드로이드 디바이스의 패턴 잠금 해제 기능을 사용했다.
  • 본 연구에서는 현존하고 있는 잠금 해제 방식에서 보여지는 문제점으로부터 출발하여 보안성 및 사용성 측면에서 개선된 블라인드 인터랙션을 적용한 상대적 위치 기반 패턴 잠금 해제 방식을 제안했다. 이론적 타당성을 고찰하고 실제 기존 숫자암호 잠금 해제 방식과 패턴 그리기 잠금 해제 방식에 비해 사용성과 보안성 면에서의 차이를 확인하기 위하여 비교 실험을 설계했다.

가설 설정

  • 우선 첫 번째로 숫자 암호와 상대 위치 패턴 암호는 기억하는데 걸리는 시간에 차이가 있을 것이라는 가설을 설정했다. 독립변인은 숫자암호 방식(1)과 상대 위치 패턴 방식(2)로 구분하고 종속변인인 완전히 기억하는데 걸린 시간은 실험 일수에 근거하여 1~15로 척도를 지정하여 측정했다.
  • 56일로 나타나 상대적 위치 패턴 방식을 기억하는데 걸리는 시간은 숫자암호를 기억하는데 걸리는 시간 보다 조금 빠르다고 할 수 있다. 이로써 숫자 암호 잠금 해제 방식과 상대적 위치 패턴 암호를 기억하는데 걸리는 시간에 차이가 있으므로 가설은 채택되었다.
  • 56일이다. 이로써 패턴 그리기 암호 잠금 해제 방식과 상대적 위치 패턴 암호를 기억하는데 걸리는 시간에 유의미한 차이가 없으므로 가설은 기각되었다. 숫자 잠금 해제 암호를 기억하는데 걸리는 시간과 상대적 위치 패턴 암호를 기억하는데 걸리는 시간에는 통계적으로 유의미한 차이가 있고 패턴 그리기 암호를 기억하는데 걸리는 시간 과 상대적 위치 패턴 암호를 기억하는데 걸리는 시간에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
상대적 위치 기반 터치 패턴 잠금 해제 솔루션이란? 상대적 위치 기반 터치 패턴 잠금 해제 솔루션은 터치 기반의 디바이스, 소프트웨어 응용 프로그램의 스크린 좌표 값을 활용한 기능이다. 각각의 터치의 센싱으로부터 얻은 좌표 값들의 상호 관계를 활용하여 로직을 구성하고 이런 로직을 잠금 해제 패턴으로 추상화했다.
현재 가장 보편적으로 많이 사용하고 있는 암호 방식은 무엇인가? 현재 가장 보편적으로 많이 사용하고 있는 암호 방식은 텍스트 기반의 암호다. 텍스트 유형에 따른 조합이 많을수록 암호의 해독 난이도는 높아지고 보안성도 높아진다.
멀티 텍스트 암호는 높은 보안성을 요하는 곳에 많이 사용되고 있는 이유는? 현재 가장 보편적으로 많이 사용하고 있는 암호 방식은 텍스트 기반의 암호다. 텍스트 유형에 따른 조합이 많을수록 암호의 해독 난이도는 높아지고 보안성도 높아진다. 따라서 이런 멀티 텍스트 암호는 높은 보안성을 요하는 곳에 많이 사용되고 있다.
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참고문헌 (18)

  1. K. P. L. Vu, R. W. Proctor, A. Bhargav-Spantzel, B.-L. Tai, J. Cook & E. E. Schultz. (2007). Password Security and Memorability to Protect Personal and Organizational Information. International Journal of Human-Computer Studies, 65(8), 744-757. 

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  5. S. Chiasson, A. Forget, E. Stobert, P. C. van Oorschot & R. Biddle. (2009). Multiple Password Interference in Text Passwords and Click-based Graphical Passwords. CCS'09, (pp. 500-511). New York : ACM. 

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  8. A. Paivio, T. Rogers & P. C. Smythe. (1968). Why are pictures easier to recall than words?. Psychonomic Science, 11, 137-138. 

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  10. G. H. Bower, M. B. Karlin & A. Dueck (1975). Comprehension and memory for pictures. Memory and Cognition, 3, 216-220. 

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  12. E. Von Zezschwitz, A. De Luca, P. Janssen & H. Hussmann. (2015). Easy to Draw, but Hard to Trace?: On the Observability of Grid-based (Un)lock Patterns. CHI '15, (pp. 2339-2342). New York : ACM. 

  13. A. J. Aviv, K. Gibson, E. Mossop, M. Blaze & J.M. Smith. (2010). Smudge attacks on smartphone touch screens. WOOT'10, USENIX, (pp. 2339-2342). CA : Association Berkeley. 

  14. Z. X. Jin & Y. H. Pan. (2016). A Taxonomy of Uninterpretable Interactions from Interaction Design Perspective. Journal of the Ergonomic Society of Korea, 52(1), 53-65. DOI : 10.5143/JESK.2016.35.1.53 

  15. L. Tao. (2018). Interaction Design Language. Beijing : Tsinghua University Press. 

  16. K. Kim & J. H. Kim. (2018). A Development of an Low Cost Smart Parcel Service System with Enhanced Security. Journal of Convergence for Information Technology, 8(6), 193-199. DOI : 10.22156/CS4SMB.2018.8.6.193 

  17. S. Hong. (2019). Security Vulnerability and Countermeasure on 5G Networks : Survey. Journal of Digital Convergence, 17(12), 197-202. 

  18. S. Hong. (2018). Research on Security Model and Requirements for Fog Computing : Survey. Journal of the Korea Convergence Society, 9(5), 27-32. 

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