KR100778890B1 - 생체정보 등록방법과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지문 등의 생체정보를 등록하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 등록시의 매칭스코어 임계값과 1:1 모드 및 1:N 모드 인증시의 매칭스코어 임계값을 다르게 하여, 각 인증모드별로 차등적으로 보안수준을 적용하는 생체정보 등록방법과 장치에 관한 것이다. 본 발명에 있어서는, 매칭스코어 임계값을, 종래와는 달리 생체정보 등록시와 인증시에 각각 다르게 설정함으로써, 1:1 모드 및 1:N 모드별로 최적의 인증 효율을 얻을 수 있도록 한다. 구체적으로, 1:N 모드의 인증시에는 등록임계값 Th_D(1:N)가 인증임계값 Th_A보다 작게 되도록 설정함으로써, 인증보다는 등록이 더 엄격하게 되도록 하여 FAR을 감소시킨다. 1:1 모드의 인증시에는 반대로 등록임계값 Th_D(1:1)가 인증임계값 Th_A보다 크도록 설정한다.

생체정보, 지문, 등록, 인증, 매칭스코어, 타인수락율, 본인거부율, FAR, FRR

Description

생체정보 등록방법과 장치{Method and apparatus for biometric registration}

도1a는 일반적인 생체정보 등록 시스템의 전체 구성도.

도1b는 종래의 생체정보 등록 방식을 설명하기 위한 개념도.

도1c는 종래의 생체정보 등록 방식인 경우의 인증시의 문제점을 설명하기 위한 개념도.

도2a는 본 발명의 1:N 모드에서의 작용을 설명하기 위한 개념도.

도2b는 본 발명의 1:1 모드에서의 작용을 설명하기 위한 개념도.

도3는 본 발명의 일실시예에 따른 지문등록 방법의 처리흐름도.

도4은 본 발명에서 설정되는 데이터 저장부 중 임계값 데이터 저장부의 개략도.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 지문등록 장치의 블록구성도.

본 발명은 지문 등의 생체정보를 등록하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 등록시의 매칭스코어 임계값을 1:1 모드 및 1:N 모드 인증시의 매칭스코 어 임계값과 다르게 설정하여, 각 인증모드별로 차등적으로 등록요건을 적용하는 생체정보 등록방법과 장치에 관한 것이다.

생체정보 인증기술은 다수인의 생체정보(지문, 손금, 홍채, 안면, 정맥 등)의 특징데이터를 미리 데이터베이스화해 놓고, 이로부터 특정 목적을 위하여 접근을 원하는 자의 생체정보를 찾아내어 매치되는 경우에 접근권한을 부여하는 기술이다. 이러한 생체정보 인증기술은 출입문이나 금고의 잠금장치, 출입관리, 근태관리, 컴퓨터 액세스 제어 등에 활용되고 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 중 "생체정보"란 인체의 기관 중 개인식별용으로 사용가능한 모든 기관을 총칭하는 것으로서, 본 발명의 출원시의 기술수준에서는 지문, 손금, 홍채, 정맥문, 안면상 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한 "생체정보 데이터"란 용어는 소정 알고리즘을 이용하여 상기 생체정보로부터 특징점을 추출하고 이들을 가공하여 소정 형식으로 생성한 데이터를 의미한다.

기본적인 생체정보 인증 시스템은 미리 정당 사용자의 생체정보 데이터를 데이터베이스에 등록해놓고, 나중에 인증을 받고자 하는 자가 자신의 생체정보를 입력하면 데이터베이스에서 동일한 생체정보 데이터가 있는지 찾아서 정당 사용자로서 인증을 수행하는 시스템이다.

이러한 생체정보 인증 시스템은 대략 도1a와 같이 구성된다. 크게 생체정보 등록부(10), 생체정보 인증부(20), 사용자인터페이스(30)로 구성된다.

사용자가 자신의 생체정보를 사용자인터페이스(30)를 통해 입력하면 생체정보 등록부(10)는 이 생체정보를 소정의 알고리즘을 적용하여 특징데이터로서 저장 한다. 생체정보 인증부(20)는 메인시스템(40)에 액세스하고자 인증을 받기를 원하는 자(인증희망자)가 사용자인터페이스(30)에 자신의 생체정보를 입력하면 소정의 알고리즘을 이용하여 입력된 생체정보를 생체정보 등록부(10)에 저장되어 있는 생체정보 데이터와 비교하여 인증을 수행한다. 도1에서 실제로, 사용자인터페이스(30)는 생체정보를 독취하여 생체정보 등록부(10)로 전송하는 하드웨어(가령 생체정보취득장치)와, 사용자에게 다양한 정보를 표시하고 사용자의 입력내용을 인증시스템으로 전송하는 소프트웨어(가령 GUI)를 포함한다.

생체정보 인증 시스템에서 가장 중요시해야 할 요소 중 하나로 FAR(타인수락률)이 있는데, 이는 정당 사용자의 생체정보에 인증이 타인에 대해서도 수락되는 것을 뜻한다(false accept ratio). 즉, FAR은 권한없는 타인에 대해서도 인증이 이루어지는 인증오류의 비율을 의미한다.

한편, 생체인증 시스템에서 인증을 수행하는 방법들은 여러 가지 범주로 분류할 수 있는데, 그 중에는 피인증자가 입력한 생체정보를 인증하기 위하여 등록되어 있는 생체정보중 피인증자의 것이라고 등록되어 있는 생체정보 데이터를 불러와 1:1로 확인하는 "1:1 모드"와, 피인증자가 입력한 생체정보와 매치되는 생체정보를 찾기 위하여 데이터베이스에 저장해 놓은 모든 생체정보 데이터를 검색해서 매치되는 것이 있는지 찾아내는 "1:N 모드"가 있다.

실제로, 1:1 모드는 인증 희망자가 자신의 ID를 입력해서 후보 생체정보 데이터를 데이터베이스에서 불러온 다음에 이 생체정보 데이터를 새롭게 입력한 생체정보와 비교하는 방식으로 이루어진다. 반면에, 1:N 모드에서는 인증 희망자가 ID 를 입력하는 절차가 생략되고 바로 자신의 생체정보를 입력하면, 생체정보 인증부에서는 입력된 생체정보에 대해서 데이터베이스에 저장된 많은 수의 생체정보를 조사하여 매치되는 생체정보를 찾게 된다.

이와 같이, 1:1 모드의 생체정보 시스템에서는 인증 희망자는 인증을 받을 때마다 자신의 생체정보 이외에 ID도 입력해야만 하는 불편함이 있지만, 매치되는 생체정보를 찾아내는 처리속도에 있어서는 유리한 장점이 있다. 1:N 매칭에서는 인증희망자의 ID를 입력할 필요없이 인증희망자의 생체정보만 입력하면 되므로 사용이 편리하지만, 데이터베이스에 저장된 모든 수의 생체정보 데이터를 조사해야 하므로 인증처리 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

종래의 생체정보 시스템에서의 생체정보 등록시에, 생체정보를 등록하고자 하는 자가 신규 생체정보를 입력하여 등록을 의뢰하면 생체정보 등록부(도1의 10)에서는 이를 데이터베이스에 등록되어 있는 타인의 생체정보와 비교하여 유사한 것이 있는지 확인한다(이를 일명 "duplication check(중복여부 확인)"라 한다. 중복여부 확인에 의해 동일한 생체정보가 이미 등록되어 있는 경우는 별론으로 하고, 유사한 생체정보(타인간의 생체정보라 하더라도 유사한 생체정보는 많이 존재함)가 이미 데이터베이스에 등록되어 있다면 신규 등록의뢰된 생체정보의 등록여부를 재검토해야 한다. 기등록된 생체정보 데이터와 유사한 생체정보가 추가로 등록됨에 따라 향후에 이들 간에 인증오류가 발생할 확률이 커지게 되기 때문이다. 이러한 중복여부 확인 절차에 의한 신규 생체정보의 등록여부는 매칭스코어 임계값(Th_D)에 의해 결정된다.

도1b를 참조하면, 신규등록 의뢰된 생체정보와 기등록된 생체정보와의 매칭결과를 나타내는 점수(매칭스코어) S_D가 등록시 매칭스코어 임계값(Th_D)보다 낮은 경우에만 신규로 등록을 인정한다. 도1b에서 매칭스코어 S_D가 임계값(Th_D)보다 클수록 신규등록 의뢰된 생체정보와 등록되어 있는 생체정보와의 유사성이 커지게 되는 것이기 때문이다.

한편, 종래의 일반적인 생체정보 인증 시스템에 있어서는, 생체정보 등록부(10)에서 사용하는 등록시 매칭스코어 임계값(Th_D)과 생체정보 인증부(20)에서 사용하는 인증시 매칭스코어 임계값(Th_A)을 Th_D=Th_A하게 일괄적으로 적용하고 있다. 이에 따라 도1b에서와 같이 등록시 매칭스코어 S_D가 임계값 Th_D보다 근소하게 작은 신규 생체정보를 등록해 놓고 나서 인증을 하게 되면 도1c에서와 같이 이 생체정보의 상태에 따라 Th_D(=Th_A)보다 높은 인증 매칭스코어 S_A가 산출될 가능성이 있게 된다. 도1c와 같은 경우는 타인의 유사한 생체정보에 대해서도 인증이 되는 것을 의미하기 때문에, 종래의 방식과 같이 Th_D = Th_A하게 적용하고 있는 인증시스템에서는 FAR이 커지게 된다.

이상의 설명은 1:1 인증모드와 1:N 인증모드 모두에 적용되는 원리이다. 다만, 두 모드의 특성상, 1:1 모드에서보다는 1:N 모드의 경우에 상술한 문제점에 의한 FAR의 증가 가능성이 더 커지게 될 것이다.

본 발명은 신규로 등록하고자 하는 생체정보를, 미리 등록되어 있는 모든 생체정보와 비교함으로써 유사한 타인의 생체정보에 대해서 별도로 등록되는 것을 방지하여 1:N 인증모드시에 타인수락율(FAR)을 감소시키는 데 있어서, 생체정보 등록시의 매칭스코어 임계값을 1:1 모드 인증 및 1:N 모드 인증시에 따라 변화시킴으로써 각 인증모드별로 차등적으로 보안수준을 적용하는 생체정보 등록방법과 장치를 제공함을 목적으로 한다.

<발명의 기본 개념>

본 발명에 있어서는, 등록시의 매칭스코어 임계값을 종래와는 달리 생체정보 등록시와 인증시에 각각 다르게 적용함으로써, 상술한 종래 시스템의 문제점을 해소하고자 한다. 구체적으로, 생체정보 등록시에 임계값 Th_D를 적용하되, 인증시 임계값 Th_A를 Th_D와 같지 않게(즉, 크거나 작게) 설정함으로써 도1b와 도1c의 경우와 같은 문제를 회피하고자 하는 것이 본 발명의 기본 개념이다.

본 발명에서는 Th_A≠Th_D하게 설정하되 양자의 대소 관계는 시스템의 인증 모드가 1:1모드인지 1:N모드인지에 따라 달리 적용하는 것이 바람직하다. 일반적인 생체정보 시스템에서는 1:1 인증과 1:N 인증을 혼합하여 사용하고 있기 때문이다(일반적으로는 1:1 모드에서의 인증시 임계값이 1:N 모드에서의 인증시 임계값보다 낮게 설정된다).

구체적으로, 1:N 모드에서는 도2a에서와 같이 Th_A>Th_D하게 설정할 수 있다. 이렇게 설정함으로써, 생체정보 등록시의 신규 생체정보와 기등록 생체정보와의 매칭스코어 S_D가 Th_D보다 근소하게 작게 등록되고 인증시에 매칭스코어 S_A가 Th_D보다 커지는 경우가 발생하더라도, 인증시에는 인증 매칭스코어 임계값 Th_A보다는 작게 되므로 유사한 생체정보에 의해서 FAR이 발생할 가능성이 줄어들게 된다. 이 경우에 Th_A를 일정 수준의 인증 레벨로 고정한다면 상대적으로 Th_D가 종래의 시스템에서보다 더 낮아지게 되어, 시스템의 등록 요건이 엄격해지는 것을 의미한다. 신규로 생체정보를 등록시에 기존 등록된 생채정보와의 유사성이 낮더라도 등록을 거부한다는 것이기 때문이다.

한편, 1:1 모드에서는 도2b에서와 같이 Th_A<Th_D하게 설정할 수 있다. 이렇게 설정함으로써, 생체정보 등록시의 신규 생체정보와 기등록 생체정보와의 매칭스코어 S_D가 Th_D보다 근소하게 작게 등록되었더라도, 인증시에는 인증 매칭스코어 임계값 Th_A보다는 크게 되므로 유사한 생체정보에 의해서 FAR이 발생할 가능성은 줄어들게 된다. 이 경우는 종래의 방식에 비해서 등록시의 임계값이 높아지는 것이 되어 등록요건이 상대적으로 완화되는 결과가 되지만, 기본적으로 1:1 모드에서는 사용자의 ID 인증이 선행되어야 하기 때문에 보안성 면에서 취약해지는 것은 아니며, FAR 발생 가능성이 줄어들기 때문에 사용자에게 인증장치 사용상의 편리성을 줄 수 있다.

본 발명에서와 같이 등록시의 매칭스코어 임계값을 인증시 매칭스코어 임계값과 달리 설정, 특히 인증모드별로 달리 설정함으로써, 생체정보 인증시에 1:1 모드 및 1:N 모드별로 최적의 인증 효율을 얻을 수 있게 된다.

이상의 설명을 정리하자면, 본 발명에 있어서 1:N 모드 인증시에는 등록임계값 Th_D(1:M) 가 인증임계값 Th_A보다 낮게 설정하여, 인증보다는 등록이 더 엄격하게 되도록 하여 FAR을 감소시키고, 1:1 모드 인증시에는 반대로 등록임계값 Th_D(1:1) 이 인증임계값 Th_A보다 높도록 설정하여, 등록요건을 완화시켜서 사용이 보다 더 편리해지게 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 생체정보를 신규 등록하고자 하는 사용자의 요구에 맞추어 향후에 이 사용자로 하여금 사용할 인증모드(1:1 또는 1:N)를 등록시에 선정하도록 하고, 이에 해당하는 등록시 매칭스코어 임계값을 설정토록 할 수 있다. 즉, 1:1 모드를 선택한 사용자는 등록이 쉽게 되는 반면에 인증시에는 항상 자신의 ID를 입력해야 하는 것이며, 1:N 모드를 선택한 사용자에 대해서는 등록을 엄격하게 규제함으로써 1:N 인증시에 발생할 수 있는 FAR을 최소화시킬 수 있다.

<실시예>

이하, 도면을 참조하여 상기 구성에 대해서 설명한다. 이하의 실시예에서는 생체정보로서 지문의 경우를 예로 들어 설명할 것이다. 도3은 본 발명에 따른 지문 등록방법의 개략적 처리흐름도이다.

우선, 본 발명의 데이터 저장부(100)에는 임계값 데이터 저장부(101)와 지문데이터 저장부(102)가 포함된다. 임계값 데이터 저장부(101)에는 본 발명에 사용되는 매칭스코어 임계값이 저장된다(도4 참조). 본 발명에 따른 등록시에 사용되는 매칭스코어 임계값은 1:N 인증시의 등록임계값 Th_D(1:N)과 1:1 인증시의 등록임계값 Th_D(1:1)이다. 여기서, 전술한 것과 같이 Th_D(1:N)은 Th_D(1:N)<Th_A가 되도록 설정되고, Th_D(1:1)은 Th_A<Th_D(1:1)이 되도록 설정된다. 한편, 지문데이터 저장부(102)는 통상의 지문인증 시스템에 사용되는 것과 동일하다.

이렇게 데이터 저장부(100)가 마련된 상태에서 지문등록을 하게 되면(s200), 시스템은 신규 등록해야 할 지문이 1:N 인증모드에서 사용될 것인지 1:1 인증모드에서 사용될 것인지 체크한다(s210). 1:N 인증의 경우라면 Th_D(1:N)을 임계값 데이터 저장부(101)로부터 호출하고(s220), 1:1 인증의 경우라면 Th_D(1:1)을 임계값 데이터 저장부(101)로부터 호출한다(s220'). 그리고 호출한 Th_D(1:N)과 Th_D(1:1)을 적용하여 각 경우에 정해진 규칙에 따라 지문등록과정을 수행한다(s230, s230'). 등록이 완료된 지문은 지문데이터 저장부(102)에 저장된다. 이렇게 지문데이터를 등록해 놓은 상태에서 사용자는 지문인증부(300)를 통해 지문인증을 하면 된다.

한편, 상기 s210 단계에서는 지문을 신규등록하고자 하는 사용자가 향후에 사용할 인증모드(1:1 또는 1:N)를 선택하는 단계가 추가될 수 있다. 사용자가 선택 한 인증모드에 따라 이에 해당하는 등록시 매칭스코어 임계값을 설정할 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 1:1 모드를 선택한 사용자는 등록이 쉽게 되는 반면, 인증시에는 항상 자신의 ID를 입력해야 하는 것이며, 1:N 모드를 선택한 사용자에 대해서는 등록을 엄격하게 규제함으로써 1:N 인증시에 발생할 수 있는 FAR을 최소화시킬 수 있다.

본 발명의 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

도5는 본 발명에 따른 지문등록 장치의 블록구성도이다. 도5는 도3에서 설명한 지문등록방법의 장치적 구성을 나타낸 것으로서 그 작용은 앞에서 설명한 것과 유사하다.

데이터 저장부(100)에 대해서는 앞에서 설명한 것과 동일하고, 지문인증부(300)에는 Th_A호출부와 인증처리부가 포함된다. 그리고 지문등록부(200)에는 인증 모드가 무엇인지를 체크하는 인증모드 확인부(205), 체크된 인증모드에 따라 1:N 모드시 등록 임계값을 임계값 데이터 저장부(101)로부터 호출하는 Th_D(1:N)호출부(210), 1:1 모드시 등록 임계값을 임계값 데이터 저장부(101)로부터 호출하는 Th_D(1:1)호출부(320), 호출된 임계값을 적용하여 지문의 등록을 수행하는 등록처리부(230)가 포함된다. 여기서 앞에서 설명한 것과 같이, Th_D(1:1)>Th_A 및 Th_D(1:N)<Th_A 의 관계가 성립한다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 생체정보 등록시의 매칭스코어 임계값을 생체정보 인증시의 매칭스코어 임계값과 다르게, 특히 인증모드별로 다르게 조절함으로써, 인증시의 FAR을 낮추어 생체정보 인증 시스템의 보안성을 강화할 수 있다.

Claims (8)

1. 생체정보 등록부와 생체정보 인증부를 포함하는 생체정보 등록장치에 있어서,

   상기 생체정보 등록부는, 생체정보 등록시에 임계값 Th_D를 적용하되, 이 임계값 Th_D는 생체정보 인증부에 의한 인증시 임계값 Th_A와 같지 않게 설정하되,

   상기 생체정보 인증부가 1:N 인증 모드 방식인 경우에는 상기 생체정보 등록시 임계값은 Th_D<Th_A 이며,

   상기 생체정보 인증부가 1:1 인증 모드 방식인 경우에는 상기 생체정보 등록시 임계값은 Th_D>Th_A인 것을 특징으로 하는, 생체정보 등록장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 생체정보 등록단계와 생체정보 인증단계를 포함하는 생체정보 등록방법에 있어서,

   생체정보 인증단계가 1:N 인증인 경우의 등록임계값 Th_D(1:N)과, 1:1 인증인 경우의 등록임계값 Th_D(1:1)을 저장하되, Th_D(1:N)은 Th_D(1:N)<Th_A가 되도록 설정되고, Th_D(1:1)은 Th_A<Th_D(1:1)이 되도록 설정하여 데이터 저장부를 구축하는 단계가 추가로 포함되고(여기서, Th_A는 생체정보 인증시의 임계값임),

   상기 생체정보 등록단계는, 현재의 인증모드가 1:N 인증을 해야 하는 것인지 1:1 인증을 해야 하는 것인지 체크하는 모드 확인 단계와, 1:N 인증의 경우라면 Th_D(1:N)을 데이터 저장부로부터 호출하고 1:1 인증의 경우라면 Th_D(1:1)을 데이터 저장부로부터 호출하는 단계와, 호출된 임계값을 적용하여 생체정보 등록을 수행하는 단계를 포함하는, 생체정보 등록방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 모드 확인 단계는

   지문을 신규등록하고자 하는 사용자가 향후에 생체정보 인증단계에서 사용할 인증모드를 선택하도록 하는 단계가 추가로 포함되는, 생체정보 등록방법.
6. 제4항 또는 5항에 기재된, 생체정보 등록방법을 구현하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 기록매체.
7. 생체정보 등록부와 생체정보 인증부를 포함하는 생체정보 등록장치에 있어서,

   생체정보 인증부의 인증모드가 1:N 모드인 경우의 등록임계값 Th_D(1:N)과, 1:1 모드인 경우의 등록임계값 Th_D(1:1)(여기서, Th_D(1:N)<Th_A 및 Th_A<Th_D(1:1))이 저장되어 있 는 임계값 저장부가 추가로 포함되고,

   상기 생체정보 등록부는, 현재의 인증모드가 1:N 인증을 해야 하는 것인지 1:1 인증을 해야 하는 것인지 검사하는 인증모드 확인부와, 1:N 인증의 경우라면 Th_D(1:N)을 데이터 저장부로부터 호출하는 Th_D(1:N)호출부와, 1:1 인증의 경우라면 Th_D(1:1)을 데이터 저장부로부터 호출하는 Th_D(1:1)호출부와, 호출된 임계값들을 적용하여 생체정보 등록을 수행하는 등록처리부를 포함하는, 생체정보 등록장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 인증모드 확인부는

   지문을 신규등록하고자 하는 사용자가 향후에 생체정보 인증단계에서 사용할 인증모드를 선택하도록 하는 모드선택부가 추가로 포함되는, 생체정보 등록장치.

Images