KR100402397B1 - 홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법 및 이 보안카드의 인증시스템 - Google Patents

Abstract

홀로그래피 기법을 이용해 개인의 생체정보 및 신상정보를 동시에 기록한 카드를 제작하고, 본인의 생체정보와 카드에 존재하는 생체정보의 비교를 통해 인증신호를 발생시킴으로써, 홀로그램과 생체정보를 이용한 방식의 정보보안성을 동시에 적용하고, 개인 인증용 정보저장을 위한 부가적인 데이터베이스를 요구하지 않는 홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법 및 이 보안 카드의 인증시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 보안 카드는 생체정보 및 개인정보을 각기 다른 헤더 정보를 통해 구분시켜 디지털 인코더를 통하여 디지털 데이터로 인코딩시키는 단계; 인코딩된 디지털 데이터를 공간광학변조기를 통하여 N ×N의 2차원 배열로 변환시키고, 변환된 데이터를 푸리에 변환 렌즈를 통과한 신호빔을 통하여 기록매질에 입사시켜 정보를 저장하는 단계; 신호빔에 의하여 기록매질에 디지털 정보를 기록할 때 M ×M배열의 위상패턴을 통과한 참조빔을 기록매질에 동시에 입사시켜 신호빔과 참조빔의 간섭에 의해 기록매질에 암호화된 홀로그램을 저장시키는 단계; 그리고, 암호화된 홀로그램이 저장된 기록매질을 규격에 따른 개인 카드의 소정위치에 부착하는 단계를 포함한다.

Description

홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법 및 이 보안 카드의 인증시스템{method for manufacturing the security card using a hologram and system for authentication of the security card}

본 발명은 홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법 및 이 보안 카드의 인증시스템에 관한 것으로, 특히 홀로그래피 기법을 이용해 개인의 생체정보 및 신상정보를 동시에 기록한 카드를 제작하고, 본인의 생체정보와 카드에 존재하는 생체정보의 비교를 통해 인증신호를 발생시킴으로써, 홀로그램과 생체정보를 이용한 방식의 정보보안성을 동시에 적용하고, 개인 인증용 정보저장을 위한 부가적인 데이터베이스를 요구하지 않는 홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법 및 이 보안 카드의 인증시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 정보화 사회의 급속한 발전에 따라 개인 정보의 효과적 관리를 위한 기술에 대한 관심이 급속히 증가되고 있고, 개인 정보보호를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 교통, 의료, 인터넷 쇼핑, 출입 제한 시스템을 위한 스마트 카드가 급속한 발전을 이루고 있으며, 향후 하나의 개인 스마트 카드를 통한 통합 서비스를 제공하기 위한 시스템이 출현할 것으로 예측하고 있다.

이러한 시스템의 구성을 위해서는 개인에 대한 인증 시스템의 확실한 보안성이 요구되며, 현재 사용자 인증 기술로는 광학적 상관기를 이용하는 방식과 생체정보를 이용하는 방식, 그리고 암호화 알고리즘을 이용하는 방식이 있다. 이중 광학적 상관기를 이용하는 방식은 정보보호적인 측면에서는 강력한 기능을 제공하지만 광학소자가 자유공간상에 구성된 하드웨어적 배열로 인해 기계적 안정성이 매우 취약하고, 사용자에 대한 정보를 기록할 수 있는 대규모 데이터 베이스를 필요로한다. 지문, 눈의 홍채등 선천적인 생체정보를 이용하는 방식은 현재 가장 일반적으로 사용되는 방식의 하나로 가장 신뢰성 있는 방식중 하나로 인식되고 있다. 하지만, 생체정보에 대한 데이터를 저장하기 위해 장치내에 메모리를 필요로 하며, 인증 후 사용자에 대한 정보를 보이기 위해서는 대용량 데이터 베이스를 필요로 한다. 암호화 알고리즘을 이용하는 방식은 위의 두가지 방식에 비해 정보보안 능력이 상대적으로 뒤떨어진다.

따라서, 높은 정확성과 함께 훼손에 강하고, 도난시 타인이 이용할 수 없으며, 위조가 불가능한 개인 정보 보호 시스템의 필요성은 절실한 실정이다.

또한, 현재 이용되고 있는 스마트 카드의 경우 개인의 정보보호를 위해 알고리즘을 이용하는 방식이 이용되고 있어, 정보보안 능력의 정도가 상당히 뒤떨어져있으며, 개인에 대한 정보 저장능력이 적은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 홀로그램기법을 이용하여 2차원배열의 디지털 데이터를 다중화해 기록함으로서, 정보저장 능력을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 정보보안은 생체정보와 광학적 암호화, 그리고 홀로그램 자체의 보안성을 결합시킴으로써 보안능력을 극대화 시킬 수 있는 보안 카드와 정확한 사용자 인증에 대한 필요성을 동시에 만족하는 시스템을 제공함으로서 향후 신용카드, 신분증, 교통카드, 의료카드 등의 기능을 개별적으로 수행하거나, 다양한 카드의 기능을 동시에 수행할 수 있는 통합 카드로의 적용을 가능케 하는 보안 카드의 제조방법을 제공하는 데 제 1 목적이 있다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 상기한 보안 카드의 인증시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 전체적인 정보 흐름을 보여주기 위한 시스템도이다.

도 2는 본 발명에 따른 보안 카드의 제조방법을 설명하기 위한 시스템도이다.

도 3은 본 발명에 따른 보안 카드의 인증시스템을 설명하기 위한 시스템도이다.

도 4는 본 발명의 위상패턴에 따른 암호화의 실시예를 보여주기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 판독기 110 : 광학계부

120 : 디지털 정보 판독부 130 : 카메라

140 : 특징추출용 프로그램 160 : 정보간 상관장치

210 : 생체정보 220 : 개인정보

230 : 디지털 인코더 240 : SLM

250 : 푸리에 변환 렌즈 260 : 기록매질

270 : 참조빔 280 : 위상 패턴

290 : 신호빔 310 : 홀로그램 판독부

320 : 사용자 인증 처리부 340 : 사용자 정보 표시부

350 : 외부 생체정보 판독부

이와 같은 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명은

생체정보 및 개인정보을 각기 다른 헤더 정보를 통해 구분시켜 디지털 인코더를 통하여 디지털 데이터로 인코딩시키는 단계;

인코딩된 디지털 데이터를 공간광학변조기를 통하여 N ×N의 2차원 배열로 변환시키고, 변환된 데이터를 푸리에 변환 렌즈를 통과한 신호빔을 통하여 기록매질에 입사시켜 정보를 저장하는 단계;

신호빔에 의하여 기록매질에 디지털 정보를 기록할 때 M ×M배열의 위상패턴을 통과한 참조빔을 기록매질에 동시에 입사시켜 신호빔과 참조빔의 간섭에 의해 기록매질에 암호화된 홀로그램을 저장시키는 단계; 그리고,

암호화된 홀로그램이 저장된 기록매질을 규격에 따른 개인 카드의 소정위치에 부착하는 단계를 포함하는 홀로그램을 이용한 보안 카드를 제공한다.

또한, 제 2 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

생체정보 및 개인신상정보가 동시에 기록된 홀로그램을 이용한 보안 카드의 인증시스템에 있어서,

레이저 다이오드에서 출력된 빔을 렌즈를 통해 보안카드의 기록시와 동일한 조건하에서, 보안카드 기록시에 사용된 위상패턴과 동일한 위상패턴을 통과 후 보안 카드에 장착되어 있는 홀로그램으로 입사시켜 홀로그램에 기록된 디지털 데이터를 CCD 어레이을 통해 검출하고, 검출된 데이터를 CCD 드라이버를 통해 전송하기 위한 홀로그램 판독부;

CCD 드라이버를 통하여 전송된 CCD 어레이에서 검출된 신호를 원래의 신호로 복원하며, 홀로그램에 저장된 생체정보를 전송하며, 생체정보에 따른 인증결과를 전송받기 위한 디지털 신호 디코더;

디지털 신호 디코더를 통하여 전송된 생체정보 및 외부 생체정보 판독부에서 입력된 생체정보와의 상관을 수행하고 그 결과를 전송하기 위한 사용자 인증 처리용 상관기 및 인증 처리용 상관기로부터 수신한 상관값을 바탕으로 인증 결과를 디지털 신호 디코더로 전송하기 위한 사용자 인증신호 발생기로 구성된 사용자 인증 처리부; 그리고,

디지털 신호 디코더로부터 수신된 인증신호를 바탕으로 사용자에 대한 정보 디코딩 및 표시여부, 경고음 발생 등의 동작을 수행하기 위한 사용자 인증신호 발생기를 포함하는 보안 카드의 인증시스템을 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 전체적인 정보 흐름을 보여주기 위한 시스템도이고, 도 2는 본 발명에 따른 보안 카드의 제조방법을 설명하기 위한 시스템도이며, 도 3은 본 발명에 따른 보안 카드의 인증시스템을 설명하기 위한 시스템도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 위상패턴에 따른 암호화의 실시예를 보여주기 위한 도면이다.

본 발명은 개인용 카드에 홀로그램을 이용하여 디지털화한 개인정보 및 개인에 대한 생체정보를 동시에 기록하고, 이의 인증시에 외부에서 입력된 생체정보와의 정합을 통해 사용자 인증을 수행하고, 인증 허가시에 한해 개인 정보를 복원할 수 있는 개인 보안 카드 시스템이다.

본 발명에 따른 보안 카드 및 인증시스템은 도 1에서 보는 바와 같이, 인증후에 시스템을 동작시키는 것을 기초로 하여 하나의 판독기(100)에 생체정보획득용 광학계부(110) 및 홀로그램 디지털 정보 판독부(120)를 형성한다. 먼저, 하기에 기술할 제보방법에 의하여 제조된 홀로그램 보안카드(도시 안됨)를 소지한 개인은 판독기(100)에 홀로그램 보안카드를 삽입한 다음, 생체정보획득용 광학계부(110)에 개인의 지문 또는 홍채등를 접촉시키게 된다. 생체정보획득용 광학계부(110)는 개인 인증용 생체정보를 광학적인 방법으로 획득하여 카메라(130)로 전달한다. 광학계부(110)를 통하여 획득된 개인의 생체 정보는 카메라(130)를 통하여 판독 가능한 신호로 변환되고, 특징추출용 프로그램(140)의 특정 알고리즘에 의하여 개인의 생체정보중에 특징부를 추출하게 된다.

홀로그램 디지털 정보 판독부(120)는 삽입된 홀로그램 보안카드로부터 홀로그램 기법에 의하여 저장된 개인의 디지털 정보 즉, 사진, 성명, 주민번호, 생체정보 특징중에서 생체 정보 특징을 판독(150)하여 정보간 상관장치(160)에 입력시키게 된다.

정보간 상관장치(160)는 홀로그램 보안카드에서 판독된 개인의 생체정보 특징 및 카메라(130)를 통해 얻은 생체정보를 비교하여 상관값을 획득하고, 인증여부를 판단하여 다시 홀로그램 디지털 정보 판독부(120)에 인증여부를 통보한다. 정보간 상관장치(160)의 판단결과 정보간 상관장치(160)는 홀로그램 보안카드에서 판독된 개인의 생체정보 특징 및 카메라(130)를 통해 얻은 생체정보가 일치하지 않는 경우에는 인증을 거부하여 홀로그램 디지털 정보판독부(120)을 통하여 사진, 주소, 주민번호등 사용자 개인정보 판독되지 않도록 중지 신호를 전송하고, 정보간 상관장치(160)는 홀로그램 보안카드에서 판독된 개인의 생체정보 특징 및 카메라(130)를 통해 얻은 생체정보가 일치할 경우에는 홀로그램 디지털 정보판독부(120)를 통하여 사진, 주소, 주민번호등 사용자 정보를 판독할 수 있는 신호를 전송하여 사용자 개인 정보를 판독 후 디지털 신호 디코딩(170)하고 개인정보 디스플레이 및 사용을 허가한다.

본 발명에 따른 인증시스템은 정보기록방식이 3차원 홀로그래피에 기반을 두고 있으므로, 기록된 정보가 외부로 노출되어 복제되어도 판독이 난해하여 높은 보안성을 유지할 수 있다.

그리고, 홀로그램 기록시 각 개인별로 위상패턴을 부여하여, 기록할때와 동일한 위상패턴이 존재하지 않을 경우 원 신호를 복원할 수 없도록 하여 보안성을강화시켰다. 또한, 카드를 분실할 경우 개인에 대한 생체정보가 존재하지 않을 경우 인증을 획득할 수 없어 보안성을 더욱 강화시킨다. 뿐만아니라, 홀로그램의 기록은 N ×N의 병렬 정보를 페이지 단위로 기록하고, 동일한 위치에 위상, 각도, 편광, 위치, 회전 등을 변화시켜 다중 기록할 수 있기 때문에 대용량 정보저장 능력을 제공할 수 있으므로, 현재 이용되는 스마트 카드의 최대 단점이라고 인식하고 있는 저장 정보 용량의 한계를 쉽게 극복할 수 있다. 또한, 일반적인 인증시스템의 경우 개인 인증을 위한 정보저장용 메모리를 필요로 하는 반면, 본 발명에 따른 인증시스템의 경우에는 개인인증용 정보와 개인 신상정보가 카드에 기록되어 있으므로, 부가적인 데이터베이스를 필요로 하지 않는 장점을 갖는다.

이와 같은 인증시스템에 사용되는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용한 보안 카드는 도 2에서 보는 바와 같이, 먼저, 사용자 인증을 위한 지문 또는 홍채등 생체정보(210) 및 사진, 성명, 주민번호등 개인정보(220)을 각기 다른 헤더 정보를 통해 구분시켜 디지털 인코더(230)를 통하여 디지털 데이터로 인코딩시킨다.

디지털 인코더(230)를 통하여 인코딩된 디지털 데이터는 공간광학변조기인 SLM(240)을 통해 N ×N의 2차원 배열로 입력되고, 푸리에 변환 렌즈(F.T. lens)(250)를 통해 신호빔(290)이 기록매질(260)로 입사되어 기록매질(260)에 페이지 단위로 정보저장이 이루어진다.

기록매질(260)에 디지털 정보를 기록하기 위한 참조빔(270)은 적절한 형태를 가지고 매질에 입사되며, 입사되기 이전에 M ×M배열의 위상패턴(280)을 통과한다. 이러한 위상패턴은 참조빔(270)의 형태를 암호화 시키며, 기록할때와 동일한 위상패턴을 사용할 경우에만 SLM(240)에 표시된 원 정보를 정확히 복원할 수 있는 추가적인 보안능력을 제공한다.

그러므로, 신호빔(290)과 참조빔(270)의 간섭에 의해 기록매질(260)에는 암호화된 홀로그램이 저장되며, 이러한 홀로그램은 개인용 홀로그램 보안카드(200)에 장착된다. 이때 이용되는 기록매질(260)은 주로 포토폴리머를 이용하며, 이외에도 얇은 필름형태를 갖는 홀로그래픽 필름으로의 확장이 가능하다.

이와 같은 과정을 통하여 제작된 홀로그램 방식의 보안 카드의 판독장치는 도 3에서 보는 바와 같이 홀로그램 판독부(310), 사용자 인증 처리부(320), 사용자 정보 표시부(340), 외부 생체정보 판독부(350)로 이루어진다.

먼저 홀로그램 판독부(310)는 레이저 다이오드(311)로부터 나오는 빔(312)을 렌즈(313)를 통해 기록시와 동일한 조건으로 만들고, 기록시에 사용된 위상패턴과 동일한 위상패턴(314)을 통과 후 보안 카드(200)에 장착되어 있는 홀로그램(315)으로 입사시킨다.

이러한 동작을 수행하면, 기록된 디지털 데이터는 CCD 어레이(316)을 통해 검출되며, 이는 CCD 드라이버(317)를 통해 디지털 신호 디코더(318)로 전송된다. 디지털 신호 디코더(318)는 CCD 어레이(316)에서 검출된 신호를 원래의 신호로 복원하며, 생체정보는 사용자 인증을 위해 사용자 인증 처리부(320)의 사용자 인증 처리용 상관기(321)로 데이터를 전송한 후 인증 신호를 수신할 때 까지 대기한다.

사용자 인증 처리부(320)의 사용자 인증 처리용 상관기(321)는 디지털 신호 디코더(318)로부터 수신한 생체정보와 외부 생체정보 판독부(350)에서 입력된 생체정보와의 상관을 수행하여, 사용자 인증신호 발생기(322)로 그 결과값을 전송한다. 사용자 인증신호 발생기(322)는 인증 처리용 상관기(321)로부터 수신한 상관값을 바탕으로 인증 결과를 디지털 신호 디코더(318)로 전송한다. 이때 외부 입력생체정보는 현재 상용화되어 이용되고 있는 지문 인식 또는 홍채 인식 기술을 이용한다. 사용자 정보 표시부(330)는 디지털 신호 디코더(318)로부터 수신하는 인증신호를 바탕으로 사용자에 대한 정보 표시여부, 경고음 발생 등의 동작을 수행한다.

즉, 사용자 인증신호 발생기(322)에서 인증거부시에 사용자 정보 표시부(330)는 개인정보 디코딩 및 디스플레이 중지, 경고음 발생하고, 사용자 인증신호 발생기(322)에서 인증시에 개인정보 디코딩 및 디스플레이 진행 후 기타 동작 개시하게 된다.

본 발명에 따른 인증시스템은 개인에 대한 생체정보를 카드에 기록하고, 카드에서 판독된 생체정보와 외부에서 입력된 생체정보와의 정합을 통하여 인증을 수행하여 카드나 개인의 생체정보중 어느 하나라도 존재하지 않으면 인증이 불가하고, 특수한 위상패턴을 위해 기록정보를 암호화함으로서 기록시와 동일한 형태 및 위치를 갖는 위상패턴에 의해서만 원 신호를 정확히 재생해 낼 수 있다.

또한, 카드에 기록된 홀로그램은 위상 변조된 형태를 갖고 있으므로, 카메라, 복사기, 스캐너 등과 같은 기존의 광세기 검출기로는 복제가 불가능하여 극대화된 보안능력을 갖는다.

도 2에서 보는 바와 같은 위상패턴(280)을 이용한 디지털 데이터 정보 암호화는 도 4에서 보는 바와 같이 향상된 보안성을 갖는다. 즉, 좌측의 영상은 기록시에 이용된것과 동일한 위상패턴을 이용해 재생된 영상으로, 원래의 영상이 정확히 재생되는 것을 볼 수 있으나, 우측의 영상은 기록시와 다른 위상패턴을 삽입해 재생한 영상으로 원래 영상이 복원되지 못하는 결과를 볼 수 있다. 따라서, 위상 패턴을 이용해 기록 정보를 암호화시 매우 큰 효과를 갖는 보안성을 제공할 것으로 기대된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 카드 및 이 카드를 이용한 인증시스템은 홀로그래피 기법을 이용해 개인의 생체정보 및 신상정보를 동시에 기록한 카드를 제작하고, 본인의 생체정보와 카드에 존재하는 생체정보의 비교를 통해 인증신호를 발생시킴으로써, 홀로그램과 생체정보를 이용한 방식의 정보보안성을 동시에 적용하고, 개인 인증용 정보저장을 위한 부가적인 데이터베이스를 요구하지 않는 효과가 있다.

또한, 카드에 기록된 홀로그램은 위상 변조된 형태를 갖고 있으므로, 카메라, 복사기, 스캐너 등과 같은 기존의 광세기 검출기로는 복제가 불가능하여 극대화된 보안능력을 갖는다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.

Claims (4)

1. 생체정보(210) 및 개인정보(220)을 각기 다른 헤더 정보를 통해 구분시켜 디지털 인코더(230)를 통하여 디지털 데이터로 인코딩시키는 단계;

   상기 단계후에 인코딩된 디지털 데이터를 공간광학변조기(240)를 통하여 N ×N의 2차원 배열로 변환시키고, 변환된 데이터를 푸리에 변환 렌즈(250)를 통과한 신호빔(290)을 통하여 기록매질(260)에 입사시켜 정보를 저장하는 단계;

   상기 단계에서 상기 신호빔(290)에 의하여 상기 기록매질(260)에 디지털 정보를 기록할 때 M ×M배열의 위상패턴(280)을 통과한 참조빔(270)을 상기 기록매질(260)에 동시에 입사시켜 상기 신호빔(290)과 상기 참조빔(270)의 간섭에 의해 상기 기록매질(260)에 암호화된 홀로그램을 저장시키는 단계; 그리고,

   상기 암호화된 홀로그램이 저장된 기록매질(260)을 규격에 따른 개인 카드의 소정위치에 부착하는 단계를 포함하는 홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기록매질(260)은 포토폴리머임을 특징으로 하는 홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기록매질(260)은 필름형태를 갖는 홀로그래픽 필름임을 특징으로 하는 홀로그램을 이용한 보안 카드의 제조방법.
4. 생체정보 및 개인신상정보가 동시에 기록된 홀로그램을 이용한 보안 카드의 인증시스템에 있어서,

   레이저 다이오드(311)에서 출력된 빔(312)을 렌즈(313)를 통해 상기 보안카드의 기록시와 동일한 조건하에서, 상기 보안카드 기록시에 사용된 위상패턴과 동일한 위상패턴(314)을 통과 후 상기 보안 카드(200)에 장착되어 있는 홀로그램(315)으로 입사시켜 상기 홀로그램(315)에 기록된 디지털 데이터를 CCD 어레이(316)을 통해 검출하고, 검출된 데이터를 CCD 드라이버(317)를 통해 전송하기 위한 홀로그램 판독부(310);

   상기 CCD 드라이버(317)를 통하여 전송된 상기 CCD 어레이(316)에서 검출된 신호를 원래의 신호로 복원하며, 상기 홀로그램에 저장된 생체정보를 전송하며, 상기 생체정보에 따른 인증결과를 전송받기 위한 디지털 신호 디코더(318);

   상기 디지털 신호 디코더(318)를 통하여 전송된 생체정보 및 외부 생체정보 판독부(350)에서 입력된 생체정보와의 상관을 수행하고 그 결과를 전송하기 위한 사용자 인증 처리용 상관기(321) 및 상기 인증 처리용 상관기(321)로부터 수신한 상관값을 바탕으로 인증 결과를 상기 디지털 신호 디코더(318)로 전송하기 위한 사용자 인증신호 발생기(322)로 구성된 사용자 인증 처리부(320); 그리고,

   상기 디지털 신호 디코더(318)로부터 수신된 인증신호를 바탕으로 사용자에 대한 정보 디코딩 및 표시여부, 경고음 발생 등의 동작을 수행하기 위한 사용자 인증신호 발생기(322)를 포함하는 보안 카드의 인증시스템.