초록 ▼

(1) 위조지문 형태 정의 및 제작 방법 모델링
현재까지 알려져 있는 위조지문의 제작 방법은, 종이 또는 투명한 OHP 필름 등의 재료 위에 직접 지문 형상을 프린트하거나, 고무 찰흙과 같은 부드러운 물질 위에 손가락을 눌러 찍어 지문 자국을 형성한 다음 액상의 실리콘이나 젤라틴을 그 위에 부어 굳히는 것 등이다.
그러나 만일 지문 입력기 상부에 포토 다이오드 등이 트리거의 역할을 위해 부착되어 있다면, 상기의 방법으로 제조되어진 위조지문들 중 얇은 평면 형태의 종이나 OHP 필름 등은 실제 사람의 손가락 하단에 부착되어

(1) 위조지문 형태 정의 및 제작 방법 모델링
현재까지 알려져 있는 위조지문의 제작 방법은, 종이 또는 투명한 OHP 필름 등의 재료 위에 직접 지문 형상을 프린트하거나, 고무 찰흙과 같은 부드러운 물질 위에 손가락을 눌러 찍어 지문 자국을 형성한 다음 액상의 실리콘이나 젤라틴을 그 위에 부어 굳히는 것 등이다.
그러나 만일 지문 입력기 상부에 포토 다이오드 등이 트리거의 역할을 위해 부착되어 있다면, 상기의 방법으로 제조되어진 위조지문들 중 얇은 평면 형태의 종이나 OHP 필름 등은 실제 사람의 손가락 하단에 부착되어 공격되지 않는 한 위조지문으로서의 역할올 하지 못할 것이다 또한 지문 입력기에 투명 전극 등을 트리거의 역할올 위해 입혀놓았다면 이 역시 비전도성 물질인 종이나 OHP, 실리콘으로 만들어진 위조지문은 제대로 기능하지 못한다.
이렇듯 본 과제의 최종적인 목표인 위조지문 탐지 시스템의 성능을 평가함에 있어 특정 조건에 불능인 위조지문이 이용된다면, 평가 기관의 신뢰성이 타격을 입을 수 있을 것이다. 이에 대한 대표적인 사례로, 위조지문 탐지 기법의 하나로써 투명 전극을 지문 입력부에 배치해놓은 시스템에, 단순히 지문이 인쇄되어 있는 비전도성 종이를 올려놓아 시험한 후 위조지문에 강인하다는 평가를 내렸던 것올 들 수 있다. 이 후 시험에서 탈락한 경쟁사측 피시험자가 종이 위에 물 한 방울을 떨어뜨릴 것을 요구한 바, 물이 전도체 역할을 하여 트리거가 작동, 위조된 지문임을 전혀 탐지하지 못하고 출입문을 개방하였다.
그리고 위조지문 탐지 시스템의 성능을 평가하기 위해서는 위폐 감지분야에서와 같이, 악의적인 의도를 가진 공격자가 들이는 노력에 비례하는 위조지문의 제조 방식을 정의할 필요가 있다. 또한 위조지문은 제조물질에 따라 보존이 가능할 수도, 또는 보존이 불가능할 수도 있다는 점에서 평가 결과의 재현 가능 여부도 감안되어져야 한다. 예를 들어 실리콘은 보관 및 보존에 문제가 없으나 젤라틴은 냉장 보관할지라도 쉽게 부패하는 특성이 있다. 이는 곧 성능평가 결과를 반복하여 재현하는 데 커다란 걸림돌로 작용한다.
이에 본 과제에서는 위조지문의 형태, 구성, 제조 방법의 난이도, 적용방식 등을 체계화한 후 매트릭스를 구성하고 제작하여, 그 결과물을 평가시험에 활용하고자 한다.
(2) 시스템 상의 위조지문 공격 모델링
지금의 위조지문 탐지 시스템은 거의 모두가, 시스템과 사용자가 만나는 부분인 지문 입력부에 위조 여부를 탐지할 수 있는 가능을 배치하고 있다. 이러한 경우, 입출국 관리에서와 같은 응용 분야에서는 항상 관리자가 지문 입력부를 관리하고 있으므로 악의적인 공격이 일어나기 어렵다는 장점이 있으나, 비대면 거래가 발생하는 온라인 상황에서는 지문 입력부에 부착된 위조지문 탐지 기능이 완전하게 이루어졌다고 보장할 수 없다는 문제점이 발생하게 된다.
따라서 본 과제에서는 온라인을 포함한 일반적인 지문 인식 시스템을 상정하여 각 부분에서의 공격 가능성을 분석하고 이에 대응하기 위한 요구 사향을 살펴보고자 한다.
(3) 대응 기술인 위조지문 탐지 기법의 성능 평가 방법론 개발
지금 이 순간에도 수많은 위조지문 탐지 기법이 제안되고 있다. 일례로 불로냐 대학교에서는 지문을 입력할 때 강제로 손가락을 비틀게 한 후 각 위치에서의 변동량 차이를 검출하거나, 손가락 체취가 일반 실리콘 등과 차이가 나는 점을 이용하여 위조 탐지를 시행하는 방법을 제안하기도 하였다.
이 외에도 손가락 끝 부분에 특정 출력의 광선을 주사한 후 재질별 투과 정도를 알아내거나, 손가락의 모세 혈관으로부터 심장에 의한 맥통 신호를 추출하는 방법 등도 고려되고 있으며, Multi-Biometrics의 기법으로 손가락 정맥의 존재 유무로 위조 여부를 판별하자는 제안도 있었다.
이러한 대부분의 기법은 모두 한 프레임의 정지 영상 또는 다중 프레임의 동영상을 이용하거나, 시스템에 따라 외부에 추가되는 부가 하드웨어 장치를 이용한다는 특정이 있다. 따라서 다양한 위조지문 탐지 기술의 성능을 평가하기 위해서는 기존의 인식 알고리즘 성능 평가에서 쓰이던 평가 방법 및 성능 지표가 적절히 수정되어야 할 것이다. 본 과제에서는 이를 위해 다양한 형태의 신호를 처리할 수 있는 평가용 샘플 구조를 개발한 다음 이를 이용한 위조지문 탐지 성능 평가 방법을 제안한다. 그리고 제안된 방법은 기존의 기술 및 시나리오와 오퍼레이션 평가 기법 모두에 적용될 수 있음올 보인다.

Abstract

The contents and scope of this paper are developing test methods standard for forgery fingerprint detection technology for fingerprint recognition system.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...10
• 목차 ...12
• Contents ...14
• 제1장 서 론 ...16
• 제2장 위조지문 형태 정의 및 제조법 ...18
• 제1절 형태 정의 ...18
• 제2절 젤라틴 위조지문 제조법 및 특성 ...22
• 제3절 실리콘 위조지문 제조법 및 특성 ...28
• 제4절 초산비닐수지계 위조지문 제조법 및 특성 ...33
• 제3장 시스템 내에서의 공격 방법 ...37
• 제4장 위조지문 탐지 기법 ...41
• 제5장 위조지문 탐지성능 평가 방법론 ...45
• 제1절 성능 평가 시스템의 특징 ...45
• 제2절 성능 평가 시스템의 구성 ...50
• 제3절 성능 평가 절차 ...52
• 1. 평가 대상 및 평가 방법 선정 ...52
• 2. 모집단 및 시험 환경 선정 ...56
• 3. 샘플 수집 ...59
• 3-1. VTS(Vitality Test Sample) 구조 ...59
• 3-2. 근접 감지(1차원) 신호 구조 ...63
• 3-3. 접촉 감지(1차원) 신호 구조 ...66
• 3-4. 산소 포화도(1차원) 신호 구조 ...69
• 3-5. 지문 영상(2차원 신호) 구조 ...72
• 3-6. 손톱 영상(2차원) 신호 구조 ...84
• 3-7. 실제 샘플 수집 예 ...85
• 4. 학습 샘플 배포 ...88
• 5. 위조지문 탐지 모듈 관리 ...89
• 6. 평가 항목 ...91
• 7. 평가 시행 및 평가 결과 배포 ...95
• 제6장 구현된 샘플 취득기와 성능 평가기 ...101
• 제7장 결론 ...107
• 참고문헌 ...109