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자동차 지문인식의 현재와 미래

미래 자동차에 생체인식 기술 탑재는 선택이 아니라 필수입니다. 자동차에 스마트 지문인증 출입·시동 시스템을 개발한 남양연구소 전자선행설계팀 송동준 책임연구원에게 지문인식의 현재를 물었습니다.

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현대차는 ‘4세대 셩다’에 세계 최초로 자동차에 스마트 지문인증 출입·시동 시스템을 적용했습니다

‘2018 광저우 국제모터쇼’에서 공개된 현대차 ‘4세대 셩다(한국명 싼타페)’에는 세계 최초로 자동차 도어 개폐 및 시동이 가능한 스마트 지문인증 출입·시동 시스템이 적용됐습니다. 자동차 키 없이도 차의 문을 열고 시동을 걸 수 있을 뿐만 아니라 지문 인증으로 시트와 아웃사이드 미러의 위치를 자동으로 조정해주는 기능도 구현됐습니다. 세계 최초로 적용된 이 기술이 개발된 곳은 현대·기아차 남양연구소입니다. 스마트 지문인증 출입·시동 시스템을 개발한 남양연구소 전자선행설계팀 송동준 책임연구원을 만나 궁금한 점을 물었습니다.

남양연구소 전자선행설계팀 송동준 책임연구원

Q 지문을 자동차에 등록하고 사용하는 과정은 어떻게 되나요?

스마트 지문인증 출입·시동 시스템은 키 없이 차 문을 열고 시동을 걸 수 있는 시스템입니다. 이를 사용하기 위해선 최초에 지문을 등록하는 과정이 필요하죠. 지문 등록은 클러스터의 안내 문구에 따라 시동 버튼에 달린 지문 센서를 통해 할 수 있습니다. 등록 과정은 스마트폰 지문 등록 과정과 유사해 어렵지 않습니다. 총 2명의 운전자 지문을 등록할 수 있으며, 각 운전자는 3개의 지문을 등록할 수 있습니다.

지문 등록을 완료한 뒤 운전석 도어 핸들에 위치한 센서에 지문을 갖다대면 자동차 문이 열립니다. 지문인식으로 차량에 탑승 후 문을 닫으면 클러스터에 ‘지문인증’ 문구 및 웰컴 영상과 사운드가 재생되며 운전자를 맞이하죠. 사전에 운전자 선호도에 따라 시트 위치, 아웃사이드 미러 각도 등을 저장해 두었다면, 자동차가 운전자의 지문을 인식함과 동시에 해당 운전자에 맞게 세팅을 진행합니다. 지문인증 출입·시동 시스템이 장착된 시동버튼에 지문을 갖다대면 시동이 켜지며 운전할 수 있는 상태가 됩니다.

Q 지문인식 기술은 스마트폰에서 흔히 볼 수 있는 기술입니다. 그간 자동차에 지문인식 기술 적용이 이뤄지지 않은 이유는 무엇인가요?

스마트폰은 그 자체로 컴퓨터와 같습니다. 지문을 인식하고 이에 맞춰 기능을 수행하는 고성능 CPU를 탑재하고 있기 때문에 지문센서모듈만 연결하면 지문인증 시스템을 사용할 수 있는 구조죠. 자동차는 스마트폰과 다릅니다. 지문을 인식하는 방법은 정전용량방식으로 같지만, 센서부터 이를 처리할 제어기까지 별도로 개발해야 하는 거죠. 안전이 최우선인 자동차에 사용하기에 기존 모바일용 지문센서는 신뢰성 기준을 만족하지 못한다는 문제점도 있습니다. 현재 개발한 스마트 지문인증 출입·시동 시스템은 자동차용 반도체 신뢰성 시험 규격인 AEC-Q100 인증을 마쳤습니다.

지문센서가 탑재된 도어 핸들과 시동 버튼

Q 스마트폰 지문인식과 다른 점이 있다면 말씀해주세요.

스마트폰의 지문인식은 한 곳을 통해 이뤄집니다. 하지만 자동차의 경우 지문 센서가 도어 핸들과 시동 버튼, 두 곳에 위치해있죠. 이번에 개발한 스마트 지문인증 출입·시동 시스템은 시동 버튼을 통해 등록한 지문을 도어 핸들에서도 사용할 수 있도록 공유하는 기술이 적용됐습니다. 지문센서와 지문인증 제어기 간의 통신을 위한 암호화 프로토콜 등도 별도 개발해 적용했고요.

또한 자동차는 스마트폰과 달리 늘 외부환경에 노출돼있습니다. 도어 핸들의 지문센서도 늘 궂은 날씨에 노출될 수밖에 없죠. 즉 고온, 저온을 견디는 것은 물론 눈, 비, 먼지 등에도 손상되지 않아야 합니다. 고압세차를 할 때 물줄기가 센서에 닿아도 문제가 없어야 하기에 높은 방수방진성능을 갖도록 설계된 것이 모바일용 센서와 다른 점입니다. 모바일 기기보다 4배 큰 지문센서를 사용함으로써 운전자의 지문 특징점을 더 넓고 명확하게 잡아 인식성능과 보안성능을 높인 것도 특징입니다. 

Q 키 없이 자동차 문을 열고 시동을 걸어야 하는데, 보안상 위험은 없나요? 

영화에서 보면 유리잔에 묻은 지문 등을 위조하는 모습이 그려지곤 합니다. 하지만 사실 이는 불가능에 가까운 일이죠. 지문을 획득하는 과정에서 지문 특유의 형태가 훼손되기도 하고, 완벽한 지문을 얻었다 하더라도 이를 입체적으로 구현하는 데는 엄청난 기술력이 필요합니다. 자동차 지문센서는 정전용량방식을 사용하는데 지문이 센서에 닿는 부분과 닿지 않는 부분의 정전용량 차이로 사용자를 인식합니다. 즉, 본뜬 지문으로 다시 지문을 만들어 인증을 통과하는 것은 정말 영화 속에만 등장할 법한 이야기입니다.

실리콘을 이용해 사람의 지문을 본뜨는 방식도 사실 굉장히 어렵습니다. 실리콘 건조에 의한 수축과 실리콘 내 기포 등에 의해 지문이 손상되기 때문입니다. 또한 이 경우 사람이 직접 협조해야 가능한 일이라 더욱 어렵다고 할 수 있죠. 특히 지문 센서 모듈과 지문 인증 제어기의 데이터는 모두 암호화되어 있어 무엇 하나라도 교체할 경우 서로간의 통신이 불가해 당사자가 아닌 타인이 임의로 보안을 해제하는 건 불가능에 가깝습니다.

현대차의 스마트 지문인증 출입·시동 시스템에는 인식률을 높이기 위한 알고리즘이 탑재돼있습니다

Q 지문 오인식으로 인해 문이 안열리거나, 등록되지 않은 사용자가 문을 열 수 있는 상황이 발생하진 않나요?

다른 사람의 지문을 등록된 지문으로 오인할 확률은 ‘0.002%(1/50,000)’입니다. 우리가 흔히 사용하는 스마트키가 다른 차를 오작동시킬 확률이 ‘0.01%(1/10,000)인 것에 비하면 5배나 더 높은 보안을 유지하는 셈이죠. 물론 두 경우 모두 0%라고 해도 무방할 수치입니다.

스마트폰의 경우 가끔 센서가 지문을 인식하지 못하는 경우가 있는데, 이는 보통 손가락 각도가 잘못됐거나, 너무 빨리 손가락을 떼었을 때 발생합니다. 다시 시도하면 곧 인증이 제대로 이뤄지는데, 자동차에 탑재된 인증 센서 역시 이와 비슷하다고 할 수 있습니다.

Q 사람의 지문은 나이가 들면서 조금씩 변하거나 손상되기도 하는데, 이로 인해 인증이 불가능해지거나 하지는 않나요?

사람의 지문은 환경이나 습관에 따라 조금씩 마모되거나 변형될 수 있습니다. 이러한 점을 해결하기 위해 지문인식이 성공할 때마다 기존에 등록된 지문데이터를 기반으로 성공한 지문데이터를 조금씩 업데이트하는 다이내믹 업데이트 알고리즘을 도입했습니다. 사용자가 자주 쓰는 환경, 습관, 지문의 변화를 학습해 사용할 수 있는 것이죠. 즉, 스마트 지문인증 출입·시동 시스템은 사용하면 사용할 수록 인식률이 높아집니다.

지문인식을 비롯한 생체인식 시스템은 개인에게 최적화된 미래자동차의 모습을 엿볼 수 있는 기술입니다

Q 생체인식 기술이 나날이 발전하고 있다. 지문인식을 비롯해 생체인식이 바꿀 미래자동차의 모습은 어떨까요?

현재 개발된 스마트 지문인증 출입·시동 시스템은 생체인식 시스템이 자동차에 적용됐을 때 개인이 어떠한 가치를 얻을 수 있는지에 대한 가능성을 보여줍니다. 지문만 인식하면 시트와 아웃사이드 미러 등이 해당 운전자가 미리 설정한 값으로 스스로 조절되는 기능이 바로 그것이죠. 

보다 진보한 생체인식 시스템이 적용된다면 어떨까요? 자동차가 걸음이나 체형 등을 인식해 운전자를 알아보고 가이드 라이트를 켜거나 웰컴 메시지를 보낼 수도 있을 겁니다. 자율주행차라면 운전자가 탑승하기 쉽도록 다가올 수도 있고, 운전자의 표정과 눈동자의 흔들림 등으로 운전자의 감정을 파악해 그에 맞는 음악이나 조명을 설정하는 기능도 구현될 수 있죠.

생체인식 시스템은 굉장히 많은 편의를 가져다 줄 수 있습니다

이렇게 생체인식 시스템으로 개인 인증을 거칠 경우 핀테크와의 연동도 가능합니다. 예를 들면 ‘드라이브스루’ 서비스를 이용할 때 따로 결제할 필요 없이 운전자가 등록한 결제 시스템을 통해 결제가 이뤄질 수 있는 거죠. 커피나 간단한 식사를 주문하고 결제하는 일, 주유소에서 기름을 넣는 일 등이 더욱 수월해지는 것입니다. 

생체인식 시스템의 가능성은 무궁무진합니다. 이번에 개발한 스마트 지문인증 출입·시동 시스템은 그 시작점이라고 할 수 있죠. 앞으로는 스마트 지문인증 출입·시동 시스템의 발전뿐 아니라 다른 생체인식 시스템에 대한 연구개발도 지속적으로 해나갈 예정입니다.

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