KR102367791B1 - 공격 방지 바이오메트릭 인증 장치 - Google Patents
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Abstract
바이오메트릭 인증 장치는, 바이오메트릭 센서(130); 상기 바이오메트릭 센서(130)로부터 출력 신호를 수신하기 위한 프로세싱 유닛(128); 및 하나 이상의 보호되는 피처를 포함한다. 상기 바이오메트릭 센서(130)를 통해 상기 프로세싱 유닛(128)으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통한 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 장치의 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블되고, 상기 장치는 인증된 사용자에 대한 이전 출력 신호들에 기초하여 저장된 데이터와 상기 바이오메트릭 센서(130)의 상기 출력 신호를 비교하도록 구성된다. 상기 출력 신호가 상기 이전 출력 신호들 중 하나와 동일하다고 판단된 경우, 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 허용되지 않는다.
Description
본 발명은 부정 사용(fraudulent use)에 대한 방지(resistance)가 향상된 바이오메트릭 인증 장치 및 이러한 바이오메트릭 인증 장치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
지문 인증 스마트카드(fingerprint authorised smartcards)와 같은 바이오메트릭 인증 장치는 점점 더 널리 사용되고 있다. 바이오메트릭 인증(biometric authorisation)이 제안되는 스마트카드는 예를 들어, 액세스 카드(access cards), 신용 카드(credit cards), 직불 카드(debit cards), 선불 카드(pre-pay cards), 로열티 카드(loyalty cards), 신원 카드(identity cards), 암호 카드(cryptographic cards) 등을 포함한다. 스마트카드는 데이터를 저장하고, 예를 들어 RFID 와 같은 비접촉 기술(contactless technologies)을 통해 사용자 및/또는 외부 장치와 상호작용할 수 있는 전자 카드(electronic cards)이다. 이러한 카드는 액세스를 인에이블하게 하고 트랜잭션(transactions)을 인증하는 것 등을 하기 위해, 정보 통신(communicate information)하는 센서와 상호작용할 수 있다. 또한, 지문 인증과 같은 바이오메트릭 인증의 사용을 하게 하는, 컴퓨터 메모리 장치, 빌딩 액세스 제어 장치, 군용 기술(military technologies), 차량 등을 포함하는 알려진 다른 장치가 있다.
다른 장치는 예를 들어 차량 키리스 엔트리 시스템(vehicle keyless entry systems)을 위한 포브(fobs)와 같은 제어 토큰(control tokens)에 대해 제안된 바이오메트릭 인증으로 강화될 수도 있다. 차량에서 원격 키리스 엔트리 시스템(remote keyless entry system)은 물리적 접촉(physical contact) 없이 표준 차 키(standard car key)의 함수(functions)를 수행한다. 또한, 상기 시스템은 예를 들어, 트렁크를 열거나 엔진을 시동하는 것과 같은 다른 함수를 수행할 수 있다. 유사한 제어 토큰은 다른 액세스 제어 상황(situations)을 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 전기 장치를 작동시키기 위해 무선 전송을 이용하는 외부 시스템과 상호작용을 필요로 하는 다른 목적들을 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어 지문 인증과 같은, 이러한 장치 상의 바이오메트릭 인증을 포함하는 것이 제안된다. 이 경우, 제어 토큰의 일부 또는 모든 함수들은 사용자의 신원(identity)이 바이오메트릭 센서를 통해 인증(authorised)된 후에만 이용가능할 수 있을 것이다.
하지만, 장치의 보안 상의 바이오메트릭 센서 공격의 사용이 여전히 가능하다. 이러한 공격은 장치의 무결성에 대한 물리적 공격뿐만 아니라, 장치 및/또는 장치와 상호작용하는 외부 시스템의 컴퓨터 기반 "해킹(hacking)"도 포함한다. 일부 보호는 장치와 외부 시스템 사이의 암호화된 통신의 사용에 의해 제공될 수 있다. 또한, 장치의 내부 프로세서들 또는 제어기들 사이의 암호화된 데이터 전달이 제안된다. 그럼에도 불구하고, 바이오메트릭 인증 장치의 보안 상의 공격에 대한 방지를 향상시키는 것이 계속(on-going) 필요하다.
다른 장치는 예를 들어 차량 키리스 엔트리 시스템(vehicle keyless entry systems)을 위한 포브(fobs)와 같은 제어 토큰(control tokens)에 대해 제안된 바이오메트릭 인증으로 강화될 수도 있다. 차량에서 원격 키리스 엔트리 시스템(remote keyless entry system)은 물리적 접촉(physical contact) 없이 표준 차 키(standard car key)의 함수(functions)를 수행한다. 또한, 상기 시스템은 예를 들어, 트렁크를 열거나 엔진을 시동하는 것과 같은 다른 함수를 수행할 수 있다. 유사한 제어 토큰은 다른 액세스 제어 상황(situations)을 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 전기 장치를 작동시키기 위해 무선 전송을 이용하는 외부 시스템과 상호작용을 필요로 하는 다른 목적들을 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어 지문 인증과 같은, 이러한 장치 상의 바이오메트릭 인증을 포함하는 것이 제안된다. 이 경우, 제어 토큰의 일부 또는 모든 함수들은 사용자의 신원(identity)이 바이오메트릭 센서를 통해 인증(authorised)된 후에만 이용가능할 수 있을 것이다.
하지만, 장치의 보안 상의 바이오메트릭 센서 공격의 사용이 여전히 가능하다. 이러한 공격은 장치의 무결성에 대한 물리적 공격뿐만 아니라, 장치 및/또는 장치와 상호작용하는 외부 시스템의 컴퓨터 기반 "해킹(hacking)"도 포함한다. 일부 보호는 장치와 외부 시스템 사이의 암호화된 통신의 사용에 의해 제공될 수 있다. 또한, 장치의 내부 프로세서들 또는 제어기들 사이의 암호화된 데이터 전달이 제안된다. 그럼에도 불구하고, 바이오메트릭 인증 장치의 보안 상의 공격에 대한 방지를 향상시키는 것이 계속(on-going) 필요하다.
제1 측면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 바이오메트릭 센서(biometric sensor); 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하기 위한 프로세싱 유닛(processing unit); 및 하나 이상의 보호되는 피처(protected feature)를 포함하는 바이오메트릭 인증 장치(biometric authorised device)를 제공하고, 상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통한 인증된 사용자(authorised user)의 식별(identification)에 응답하여, 상기 장치의 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블(enable)되고, 상기 장치는 인증된 사용자에 대한 이전 출력 신호들(earlier output signals)에 기초하여 저장된 데이터와 상기 바이오메트릭 센서의 상기 출력 신호를 비교하도록 구성되고, 상기 출력 신호가 상기 이전 출력 신호들 중 하나와 동일(identical)하다고 판단된 경우, 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 허용되지 않는다.
이 장치는 인증 경로(authorisation path) 내로 삽입된 의사 신호(false signal)의 사용에 대해 보호된다.인증 없이 보안 장치에 액세스하려고 시도하는 일반적인 방식은, 상기 장치의 이전 사용(earlier use) 동안 유효한 신호를 기록하고, 상기 인증 경로(authentication path) 내로 의사 신호를 삽입함에 의해 시스템을 공격하는 것이며, 상기 의사 신호는 상기 이전 신호(earlier signal)를 복사한다. 이러한 유형의 공격은 종종 "스니퍼(sniffer)" 공격(attack)이라고 지칭된다. 이러한 의사 신호는 이전 신호와 동일할 것이고, 그렇지 않으면 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블할 수 있다. 이전 출력 신호를 갖는 센서로부터의 출력 신호를 거부되는(rejected) 동일한 신호와의 비교함에 있어서 제안되는 사용은, 동일한 사용자를 식별하는 것에 대한 다수의 사례들에 대해 바이오메트릭 센서로부터의 실세계(real-world) 출력 신호가 동일하지 않을 것이라는 사실(realisation)에 기초한다. 바이오메트릭 인증을 위한 장치로 사용자 자신을 나타내는(presents) 방식에서 일부 변형(variation)뿐만 아니라, 바이오메트릭 센서의 정상 동작(normal operation)으로부터 발생하는 일부 노이즈(noise) 등이 항상 있다. 따라서, 반직관적으로(counterintuitively), 이전 바이오메트릭 판독(readings)과 동일한 바이오메트릭 데이터를 거부할 필요가 있다.
전술한 바와 같이 암호화된 데이터(encrypted data)를 이용하는 것에 의해 바이오메트릭 인증 장치를 물론 보호할 수 있다. 그러나, 바이오메트릭 센서 자체는 일반적으로 암호화가 논리적으로 가능하지 않고, 결과적으로 센서로부터의 데이터 신호(data signal)는 프로세서(processor)에 도달(reaches)할 때까지 암호화될 수 없다. 이에 따라, 센서로부터의 암호화되지 않은 신호(unencrypted signal)가 프로세싱 유닛에 전달(passed)될 때 잠재적인 취약성(potential weakness)을 증가시킨다. 물론, 일반적으로 바이오메트릭 인증 장치는 이 암호화되지 않은 신호를 전달(convey)하는 물리적 연결(physical connections)들에 대한 액세스를 제한하도록 구성될 수 있고, 바람직하게는 프로세싱 유닛이 용이하게 액세스할 수 없는 전기 연결부(electrical connections)를 구비하는 바이오메트릭 센서 가까이에 있을 수 있으며, 전기 연결부는 예를 들어 플라스틱 등으로 캡슐화될 수 있으며, 하지만 그럼에도 불구하고 장치에 대한 숙련된 공격(skilled attack)이 암호화되지 않은 데이터에 대한 신호 경로(signal paths)에 액세스할 수 있고, 이에 의해 장치의 출력 신호 및 부정 사용을 기록되는 신호(recorded signal)로 기록하는 것이 실현 가능할 수 있다. 이 가능성에 대해 동일한 신호들에 대한 제안되는 비교(comparison) 및 검사(checking)가 보호 효과가 있다(protects).
예시적인 실시예에서, 상기 장치는, 상기 바이오메트릭 센서로부터 상기 프로세싱 유닛으로 전송된 상기 출력 신호로부터 얻어지는 신호 검사 파라미터(signal checking parameter)를 제공하기 위한 신호 검사 모듈(signal checking module)을 포함하고, 상기 신호 검사 파라미터는 상기 출력 신호의 함수(function)로서 결정되고, 상기 프로세싱 유닛이 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신할 때마다 상기 동일한 함수가 사용되고, 복수의 과거 신호 검사 파라미터(past signal checking parameters)가 상기 장치에 저장되고, 상기 장치는, 새로운 출력 신호(new output signal)가 상기 프로세싱 유닛에 제공되는 경우, 새로운 신호 검사 파라미터(new signal checking parameter)가 결정되고, 상기 새로운 신호 검사 파라미터는 상기 저장된 신호 검사 파라미터와 비교되고, 상기 새로운 신호 검사 파라미터가 상기 저장된 신호 검사 파라미터 중 하나와 동일한 경우, 상기 보안 엘리먼트(secure element)의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 허용되지 않도록 구성된다.
신호 검사 파라미터는 장치에 저장된 복수의 이전 신호 검사 파라미터와의 비교에 기초하여 동일한 출력 신호가 상기 장치에 의해 쉽게 보여지도록(easily seen) 허용한다.
이 의견(sentence)은 바람직한 옵션으로 체크섬 타입(type)의 계산의 가능성을 설명하기 전에, 더욱 힘든 비교가 사용될 수 있다는 것을 명확하게 한다.
이전 출력 신호와 출력 신호의 비교는 인증된 사용자에 대한 검사하기 위한 종래의 바이오메트릭 비교와 유사한 방식으로 수행될 수 있으며, 동일하거나 매우 유사한 신호에 대한 매칭(매칭)이 판단(found)되지 않는다는 주요 차이점(main difference)이 있다. 따라서 신호 검사 모듈이 사용되는 경우, 신호 검사 모듈에 의해 사용되는 함수는 바이오메트릭 인증에 대한 신뢰 스코어(confidence score)에 대응하는 신호 검사 파라미터를 갖는 종래의 바이오메트릭 인증 알고리즘과 유사할 수 있고, 다수의 이전 저장된 판독과 비교된다. 이 경우에서, 장치는 이전 기록된 파라미터 중 하나에 대해 동일하거나 매우 유사한, 즉 이전 기록된 바이오메트릭 데이터 신호에 매우 근접한, 출력 데이터를 이용하는 바이오메트릭 인증 시도를 거부할 수 있고, 반면 동시에 너무 유사하지 않은 매칭을 정의하는 설정 임계값(threshold) 내에 있는 바이오메트릭 인증 시도를 수락할 수 있다. 그러나 이 프로세스는 다수의 저장된 이전 바이오메트릭 템플릿(multiple stored earlier 바이오메트릭 templates)을 기초로 바이오메트릭 인증을 필수로 수행하는 것을 포함할 수 있으므로 번거롭고(cumbersome) 잠재적으로는 느리며(potentially slow), 허위 부정(false negatives)을 초래할 수 있다. 또한, 상기 프로세스는 과거 신호 검사 파라미터에 비교적 많은 양의 저장소를 필요로 한다.
바람직한 실시예에서 사용된 바와 같이, 다른 예에서, 과거 출력 신호와 출력 신호의 비교는 출력 신호 및 과거 출력 신호의 단순화된 표현(simplified representation)에 기초하여 행해진다. 신호 검사 모듈이 사용되는 경우, 신호 검사 모듈에 의해 사용되는 함수는 신호 검사 파라미터로서 수치 값(numeric value)을 제공한다. 이는 메모리 용량(memory capacity)을 많이 필요로 하지 않고, 많은 과거 신호 검사 파라미터의 저장을 허용한다. 또한, 새로운 출력과 오래된(old) 출력 신호의 비교가 매우 빠르다는 것을 의미한다. 신호의 단순화된 표현은 체크섬 계산에 기초할 수 있고, 이에 따라 상기 신호 검사 모듈은 체크섬 계산 모듈(checksum calculation module)일 수 있고, 상기 신호 검사 파라미터는 체크섬(checksum)이다. 체크섬은, 알려진 대로 바이오메트릭 센서로부터의 출력 신호가 이전 출력 신호와 동일해질 때를 표시하기 위해 신속하고 효과적인 검사(check)를 제공하고, 아마도 이에 따라 이전 신호의 기록에 기초한 의사 신호일 것이다.
체크섬을 사용으로 프로세싱 유닛 내로 들어오는 신호는 체크섬 계산을 하게 된다. 이 체크섬은 바이오메트릭 판독이 될 때마다 저장된다. 수가 제한된 체크섬은 임의의 시간에 일시적으로 저장되고, 새로운 양호한 판독이 판단(found)되는, 즉, 사용자가 인증된 사용자로 식별된 경우에, 스토어(store)는 업데이트될 수 있다. 새로운 판독이 될 경우, 새로운 체크섬은 이전 체크섬과 비교된다. 새로운 체크섬이 이전 체크섬과 동일할 경우, 이는 새로운 판독이 거짓(false)이라는 일단 채택된 증거(prima facie evidence)이다.
장치의 보호되는 피처는 바이오메트릭 인증의 보안을 필요로 하는 임의의 피처일 수 있다. 이는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어 비접촉 통신(contactless communication)을 위해, 외부 시스템과의 상기 장치의 통신을 인에이블하는 것; 특정 타입의 데이터를 외부 시스템으로 전송하는 것; 상기 장치 및 외부 시스템 사이의 트랜잭션을 허용하는, 금융 트랜잭션(financial transactions)에 사용되는 보안 엘리먼트(secure element)와 같은, 상기 장치의 보안 엘리먼트에 대한 액세스를 허용하는 것; 및 상기 장치에 저장된 데이터에 대한 액세스를 인에이블하는 것 등이다.
프로세싱 유닛은 상기 장치의 제어 시스템(control system)에 연결될 수 있거나 제어 시스템의 일부일 수 있다. 별도의 제어 시스템이 있다면, 프로세싱 유닛이 암호화된 데이터를 이용하여 제어 시스템과 통신하는 것이 바람직하다.
보안 엘리먼트는 제어 시스템의 일부로서 상기 장치에 포함될 수 있고, 및/또는 바람직하게는 보안 엘리먼트와 제어 시스템 사이의 암호화된 통신으로, 제어 시스템에 연결될 수 있다. 보안 엘리먼트는 예를 들어, 은행 카드(bank cards)에 사용되는 것과 같은 금융 트랜잭션들을 위한 보안 엘리먼트일 수 있다.
제어 시스템은 바이오메트릭 매칭 알고리즘을 실행하도록 구성될 수 있고, 등록된 바이오메트릭 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 상기 장치의 제어 시스템은 멀티 프로세서(multiple processors)를 포함할 수 있다. 이것은 바이오메트릭 센서로부터 신호를 수신하는 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. (예를 들어. 비접촉 기술을 통해) 다른 장치와의 통신, 수신기(receivers)/전송기(transmitters)의 활성화(activation) 및 제어(control), 보안 엘리먼트의 활성화 및 제어와 같은, 상기 장치의 기본 함수들(basic functions)을 제어하기 위한 제어 프로세서를 다른 프로세서들은 포함할 수 있다. 다양한 프로세서들은 개별 하드웨어 엘리먼트(separate hardware elements)로 구현될 수 있고, 또는 가능한 개별 소프트웨어 모듈(separate software modules)과 함께, 단일 하드웨어 엘리먼트(single hardware element) 내로 결합(combined)될 수 있다.
바이오메트릭 센서는 사용자의 신원(identity)을 검사하기 위해 임의의 적합한 바이오메트릭을 사용할 수 있다. 예시적인 실시 예에서 지문 인증(fingerprint authorisation)이 사용된다. 이는 저전력 사용으로 구현될 수 있고, 차량 키 포브(vehicle key fobs)와 같은 기존의 유사한 제어 토큰과 비교하여 제어 토큰(control token)의 크기를 증가시키지 않고 구현될 수 있다.
따라서, 바이오메트릭 센서는 지문 센서일 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 제어 시스템 및/또는 프로세싱 유닛은 지문 센서에 제시된 손가락의 지문에 등록 프로세스(enrolment process) 및 매칭 프로세스(matching process) 모두를 수행할 수 있다.
상기 장치는 휴대용 장치(portable device)일 수 있으며, 이에 의해 사람이 휴대하도록 설계된 장치를 의미하며, 바람직하게는 편리하게 휴대하기에 충분히 작고 가벼운 장치를 의미한다. 예를 들어, 상기 장치는 포켓(pocket), 핸드백(handbag) 또는 지갑(purse) 내에서 휴대되도록 구성될 수 있다. 상기 장치는 지문 인증 가능 RFID 카드(fingerprint authorisable RFID card)와 같은 스마트카드일 수 있다. 상기 장치는 차량 키리스 엔트리 시스템에 대한 컴퓨터 시스템 또는 포브로의 액세스를 위한 원타임 패스워드 장치(one-time-password device)와 같은 제어 토큰에 대한 외부의 시스템으로의 액세스를 제어하기 위한 제어 토큰일 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 장치는 유선 전원(wired power source)에 의존하지 않는다는 점에서 휴대 가능하다. 내부 배터리에 의해 및/또는 예를 들어 RFID 리더기와 같은 리더기 등으로부터 비접촉으로 수집(harvested)되는 전력(power)에 의해, 상기 장치는 전력이 공급(powered)될 수 있다.
상기 장치는 단일 목적 장치(single-purpose device)일 수 있으며, 즉 단일 외부 시스템 또는 네트워크와 상호작용하기 위한 장치, 또는 단일 타입(single type)의 외부 시스템(external system) 또는 네트워크와 상호작용(interacting)하기 위한 장치일 수 있으며, 상기 장치는 임의의 다른 목적을 가지지 않는다. 따라서, 상기 장치는 스마트폰 등과 같은 복합 및 다중 함수 장치(complex and multi-function devices)로부터 구별(distinguished)될 것이다. 그럼에도 불구하고, 상기 장치는 다수의 동작 모드(multiple operating modes)를 가질 수 있고, 상기 동작 모드 각각은 동일한 유형의 외부 시스템 또는 네트워크와 상호작용하는 것을 포함하며, 예를 들어, 2 개의 상이한 은행 계정들에 대한 카드로 동작하는 능력, 또는 액세스 카드로서 또는 지불 카드로서 NFC 장치들과 상호작용하는 능력을 포함한다.
상기 장치가 스마트카드인 경우, 스마트카드는 액세스 카드(access card), 신용 카드(credit card), 직불 카드(debit card), 선불 카드(pre-pay card), 로열티 카드(loyalty card), 신원 카드(identity card), 암호 카드(cryptographic card) 등 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는 상기 스마트카드는 85.47 mm 내지 85.72 mm의 폭을 가지고, 53.92 mm 내지 54.03 mm의 높이를 가진다. 상기 스마트카드는 0.84mm 미만, 바람직하게는 약 0.76mm(예를 들어, ±0.08mm)의 두께를 가질 수 있다. 더 일반적으로, 스마트카드는 스마트카드에 대한 사양(specification)인, ISO 7816을 준수할 수 있다.
상기 장치가 제어 토큰인 경우, 예를 들어 차량에 대한 키리스 엔트리 키일 수 있고, 이 경우 외부 시스템은 차량 및/또는 점화 시스템(ignition system)의 잠금(locking)/액세스 시스템일 수 있다. 외부 시스템은 차량의 제어 시스템일 수 있다. 상기 외부 시스템은 보다 광범위하게는 차량의 제어 시스템일 수 있다. 상기 제어 토큰은 마스터 키 또는 스마트 키로서 작용할 수 있고, 상기 무선 주파수 신호는, 인증된 사용자의 바이오메트릭 식별에 응답하여 전송되는 상기 차량 피처에 대한 액세스만을 허락(giving)한다. 또 달리, 제어 토큰은 원격 잠금 타입 키(remote locking type key)로서 작용(act)할 수 있고, 상기 장치가 인증된 사용자를 식별할 경우, 상기 차량을 잠금 해제(unlocking)하기 위한 신호만 전송될 수 있다. 이 경우, 인증된 사용자의 식별은 종래 기술의 키리스 엔트리 타입 장치에서 잠금 해제 버튼(unlock button)을 누르는 것과 동일한 효과를 가질 수 있고, 상기 차량을 잠금 해제하기 위한 신호는 상기 인증된 사용자의 식별 시에 자동으로 전송될 수 있거나, 또는 상기 제어 토큰이 인증된 사용자의 인증에 의해 활성화될 경우, 버튼 누름(button press)에 응답하여 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 바이오메트릭 인증을 통해 사용자를 식별하기 위해 사용되는 데이터를 추출(extract)하는 것이 불가능하도록 구성된다. 상기 장치의 외부의 이러한 타입의 데이터의 전송은 상기 장치의 보안이 대한 가장 큰 위험들(biggest risks) 중 하나인 것으로 고려된다.
상기 장치의 외부의 바이오메트릭 데이터의 통신을 위해 필요한 것이 없도록 하기 위해, 상기 장치는 셀프 등록(self-enrol)할 수 있으며, 즉 상기 장치는 바이오메트릭 센서를 통해 바이오메트릭 데이터를 획득함으로써 인증된 사용자를 등록(enrol)시키도록 구성될 수 있다. 이는 동일한 기하학적 구조(geometry)를 갖는 동일한 센서가 바이오메트릭 인증에 대해서와 같은 등록에 사용된다는 사실로부터 발생하는 장점이 있기도 있다. 바이오메트릭 데이터는 다른 장치 상의 상이한 센서가 등록에서 사용되는 경우와 비교하여 이러한 방식으로 더욱 일관되게(consistently) 획득될 수 있다. 바이오메트릭 및 특히 지문에 대해, 전용 등록 단말(dedicated enrolment terminal)과 같이 초기 등록이 한 곳에서 이루어질 경우, 반복 가능한 결과(repeatable results)를 획득하는 것이 어렵다는 문제가 있으며, 매칭이 필요한 경우 상기 단말과 같이, 매칭을 위한 후속 등록(subsequent enrolment)이 다른 곳에서 이루어진다. 각각의 지문 센서 주위의 하우징의 기계적 피처는 다수의 센서(multiple sensors) 중 어느 하나에 의해 판독될 때마다 일관된 방식(consistent manner)으로 손가락을 안내(guide)하도록 면밀하게 설계되어야 한다. 지문이 복수의 상이한 단말로 스캔될 경우, 각각이 조금씩 상이하면, 지문의 판독에서 에러가 발생할 수 있다. 역으로, 동일한 지문 센서가 매번 사용된다면, 이러한 에러들의 가능성(likelihood)은 감소된다.
제안된 장치에 따르면, 매칭 및 등록 스캔(enrolment scans) 모두가 동일한 바이오메트릭 센서를 이용하여 수행될 수 있다. 결과적으로, 스캔 에러(scanning errors)는 균형을 이룰(balanced out) 수 있으며, 예를 들어, 사용자가 등록 동안 측 방향 바이어스(lateral bias)로 지문 센서에 자신의 손가락을 제시하는 경향이 있을 경우, 이들은 매칭 동안에도 그렇게 할 가능성이 있다.
제어 시스템은, 사용자가 바이오메트릭 센서를 통해 자신의 바이오메트릭 데이터를 등록할 수 있는 등록 모드(enrolment mode)를 가질 수 있고, 등록 동안 생성된 바이오메트릭 데이터는 메모리에 저장된다. 상기 장치가 처음 사용자에게 제공될 경우, 상기 제어 시스템은 상기 등록 모드가 될 수 있으므로, 상기 사용자는 자신의 바이오메트릭 데이터를 즉시 등록할 수 있다. 예를 들어 식별이 확인(confirmed)된 후에 상기 장치의 입력 장치 상의 입력 통해, 상기 처음 등록된 사용자(first enrolled user)에게 후속 사용자들을 위한 등록 모드를 나중에 하게 하는(later prompt) 능력이 제공될 수 있다. 또 달리 또는 부가적으로, 제조자에 의해 또는 다른 인증된 엔티티(authorised entity)에 의해 제어되는 보안 외부 시스템일 수 있는, 보안 외부 시스템과 상기 장치 사이의 상호 작용을 통해서와 같이, 외부 수단(outside means)을 통해 제어 시스템의 등록 모드를 하게 하는 것이 가능할 수 있다.
제2 측면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 바이오메트릭 센서(biometric sensor); 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하기 위한 프로세싱 유닛(processing unit); 및 하나 이상의 보호되는 피처(protected feature(s))를 가지는 보안 엘리먼트(secure element)를 포함하는, 바이오메트릭 인증 장치(biometric authorised device)를 보호하기 위한 방법을 제공하고, 상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통한 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 장치의 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블(enable)되고, 상기 방법은, 인증된 사용자로 식별된 사용자로부터 수신된 출력 신호에 기초한 데이터를 저장하는 단계; 새로운 출력 신호가 수신되는 경우, 상기 저장된 데이터와 상기 바이오메트릭 센서의 상기 출력 신호를 비교하는 단계; 및 상기 출력 신호가 상기 이전 출력 신호들 중 하나와 동일하다고 판단된 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계를 포함한다.
상기 방법은 제1 측면에서 설명된 바와 같이 장치 상에서 수행될 수 있고, 전술한 임의의 다른 피처와 함께 선택적으로 수행될 수 있다. 새로운 출력 신호가 저장된 출력 신호 중 하나와 너무 유사한 경우, 상기 방법은 보호되는 피처(들)에 대한 액세스를 허용하지 않는 단계를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 장치는, 바이오메트릭 센서로부터 프로세싱 유닛으로 전송된 출력 신호로부터 얻어진 신호 검사 파라미터를 제공하기 위한 신호 검사 모듈을 포함하고, 상기 방법은, 상기 프로세싱 유닛이 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신할 때마다 사용되는 동일한 함수로 신호 검사 파라미터를 출력 신호의 함수로 결정하는 단계; 인증된 사용자를 위한 복수의 과거 신호 검사 파라미터를 저장하는 단계를 포함하고, 새로운 출력 신호가 상기 프로세싱 유닛에 제공되는 경우, 새로운 신호 검사 파라미터를 결정하는 단계; 상기 새로운 신호 검사 파라미터를 상기 저장된 신호 검사 파라미터와 비교하는 단계; 및 상기 새로운 신호 검사 파라미터가 상기 저장된 신호 검사 파라미터 중 하나와 동일한 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계를 더 포함한다.
신호들의 비교 및/또는 상기 신호 검사 모듈의 구현은 상술된 바와 같을 수 있으며, 이에 따라 상기 방법은 체크섬을 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
제3 측면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 바이오메트릭 센서(biometric sensor); 및 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하는 프로세싱 유닛(processing unit)을 포함하는 바이오메트릭 인증 장치(biometric authorised device)를 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하고, 상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통한 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 장치의 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블(enable)되고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 상기 프로세싱 유닛에서 실행될 때 상기 프로세싱 유닛이, 새로운 출력 신호가 수신되는 경우, 상기 저장된 데이터와 상기 바이오메트릭 센서의 상기 출력 신호를 비교하는 단계; 및 상기 출력 신호가 상기 이전 출력 신호들 중 하나와 동일하다고 판단된 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계를 수행하도록 구성하는 명령어(instructions)를 포함한다.
상기 컴퓨터 프로그램 제품은 제1 측면에서 기술된 바와 같은 장치 및 선택적으로 임의의 상술된 다른 피처를 가지는 장치 상에서의 실행을 위한 것일 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 프로세싱 유닛이 제2 측면의 방법 및 선택적으로 전술한 임의의 다른 방법 단계를 수행하도록 구성(configure)할 수 있다.
본 발명의 특정 바람직한 실시 예는 첨부되는 도면을 참조하여 예시의 방식만으로 보다 상세하게 기술될 것이다.
이 장치는 인증 경로(authorisation path) 내로 삽입된 의사 신호(false signal)의 사용에 대해 보호된다.인증 없이 보안 장치에 액세스하려고 시도하는 일반적인 방식은, 상기 장치의 이전 사용(earlier use) 동안 유효한 신호를 기록하고, 상기 인증 경로(authentication path) 내로 의사 신호를 삽입함에 의해 시스템을 공격하는 것이며, 상기 의사 신호는 상기 이전 신호(earlier signal)를 복사한다. 이러한 유형의 공격은 종종 "스니퍼(sniffer)" 공격(attack)이라고 지칭된다. 이러한 의사 신호는 이전 신호와 동일할 것이고, 그렇지 않으면 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블할 수 있다. 이전 출력 신호를 갖는 센서로부터의 출력 신호를 거부되는(rejected) 동일한 신호와의 비교함에 있어서 제안되는 사용은, 동일한 사용자를 식별하는 것에 대한 다수의 사례들에 대해 바이오메트릭 센서로부터의 실세계(real-world) 출력 신호가 동일하지 않을 것이라는 사실(realisation)에 기초한다. 바이오메트릭 인증을 위한 장치로 사용자 자신을 나타내는(presents) 방식에서 일부 변형(variation)뿐만 아니라, 바이오메트릭 센서의 정상 동작(normal operation)으로부터 발생하는 일부 노이즈(noise) 등이 항상 있다. 따라서, 반직관적으로(counterintuitively), 이전 바이오메트릭 판독(readings)과 동일한 바이오메트릭 데이터를 거부할 필요가 있다.
전술한 바와 같이 암호화된 데이터(encrypted data)를 이용하는 것에 의해 바이오메트릭 인증 장치를 물론 보호할 수 있다. 그러나, 바이오메트릭 센서 자체는 일반적으로 암호화가 논리적으로 가능하지 않고, 결과적으로 센서로부터의 데이터 신호(data signal)는 프로세서(processor)에 도달(reaches)할 때까지 암호화될 수 없다. 이에 따라, 센서로부터의 암호화되지 않은 신호(unencrypted signal)가 프로세싱 유닛에 전달(passed)될 때 잠재적인 취약성(potential weakness)을 증가시킨다. 물론, 일반적으로 바이오메트릭 인증 장치는 이 암호화되지 않은 신호를 전달(convey)하는 물리적 연결(physical connections)들에 대한 액세스를 제한하도록 구성될 수 있고, 바람직하게는 프로세싱 유닛이 용이하게 액세스할 수 없는 전기 연결부(electrical connections)를 구비하는 바이오메트릭 센서 가까이에 있을 수 있으며, 전기 연결부는 예를 들어 플라스틱 등으로 캡슐화될 수 있으며, 하지만 그럼에도 불구하고 장치에 대한 숙련된 공격(skilled attack)이 암호화되지 않은 데이터에 대한 신호 경로(signal paths)에 액세스할 수 있고, 이에 의해 장치의 출력 신호 및 부정 사용을 기록되는 신호(recorded signal)로 기록하는 것이 실현 가능할 수 있다. 이 가능성에 대해 동일한 신호들에 대한 제안되는 비교(comparison) 및 검사(checking)가 보호 효과가 있다(protects).
예시적인 실시예에서, 상기 장치는, 상기 바이오메트릭 센서로부터 상기 프로세싱 유닛으로 전송된 상기 출력 신호로부터 얻어지는 신호 검사 파라미터(signal checking parameter)를 제공하기 위한 신호 검사 모듈(signal checking module)을 포함하고, 상기 신호 검사 파라미터는 상기 출력 신호의 함수(function)로서 결정되고, 상기 프로세싱 유닛이 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신할 때마다 상기 동일한 함수가 사용되고, 복수의 과거 신호 검사 파라미터(past signal checking parameters)가 상기 장치에 저장되고, 상기 장치는, 새로운 출력 신호(new output signal)가 상기 프로세싱 유닛에 제공되는 경우, 새로운 신호 검사 파라미터(new signal checking parameter)가 결정되고, 상기 새로운 신호 검사 파라미터는 상기 저장된 신호 검사 파라미터와 비교되고, 상기 새로운 신호 검사 파라미터가 상기 저장된 신호 검사 파라미터 중 하나와 동일한 경우, 상기 보안 엘리먼트(secure element)의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 허용되지 않도록 구성된다.
신호 검사 파라미터는 장치에 저장된 복수의 이전 신호 검사 파라미터와의 비교에 기초하여 동일한 출력 신호가 상기 장치에 의해 쉽게 보여지도록(easily seen) 허용한다.
이 의견(sentence)은 바람직한 옵션으로 체크섬 타입(type)의 계산의 가능성을 설명하기 전에, 더욱 힘든 비교가 사용될 수 있다는 것을 명확하게 한다.
이전 출력 신호와 출력 신호의 비교는 인증된 사용자에 대한 검사하기 위한 종래의 바이오메트릭 비교와 유사한 방식으로 수행될 수 있으며, 동일하거나 매우 유사한 신호에 대한 매칭(매칭)이 판단(found)되지 않는다는 주요 차이점(main difference)이 있다. 따라서 신호 검사 모듈이 사용되는 경우, 신호 검사 모듈에 의해 사용되는 함수는 바이오메트릭 인증에 대한 신뢰 스코어(confidence score)에 대응하는 신호 검사 파라미터를 갖는 종래의 바이오메트릭 인증 알고리즘과 유사할 수 있고, 다수의 이전 저장된 판독과 비교된다. 이 경우에서, 장치는 이전 기록된 파라미터 중 하나에 대해 동일하거나 매우 유사한, 즉 이전 기록된 바이오메트릭 데이터 신호에 매우 근접한, 출력 데이터를 이용하는 바이오메트릭 인증 시도를 거부할 수 있고, 반면 동시에 너무 유사하지 않은 매칭을 정의하는 설정 임계값(threshold) 내에 있는 바이오메트릭 인증 시도를 수락할 수 있다. 그러나 이 프로세스는 다수의 저장된 이전 바이오메트릭 템플릿(multiple stored earlier 바이오메트릭 templates)을 기초로 바이오메트릭 인증을 필수로 수행하는 것을 포함할 수 있으므로 번거롭고(cumbersome) 잠재적으로는 느리며(potentially slow), 허위 부정(false negatives)을 초래할 수 있다. 또한, 상기 프로세스는 과거 신호 검사 파라미터에 비교적 많은 양의 저장소를 필요로 한다.
바람직한 실시예에서 사용된 바와 같이, 다른 예에서, 과거 출력 신호와 출력 신호의 비교는 출력 신호 및 과거 출력 신호의 단순화된 표현(simplified representation)에 기초하여 행해진다. 신호 검사 모듈이 사용되는 경우, 신호 검사 모듈에 의해 사용되는 함수는 신호 검사 파라미터로서 수치 값(numeric value)을 제공한다. 이는 메모리 용량(memory capacity)을 많이 필요로 하지 않고, 많은 과거 신호 검사 파라미터의 저장을 허용한다. 또한, 새로운 출력과 오래된(old) 출력 신호의 비교가 매우 빠르다는 것을 의미한다. 신호의 단순화된 표현은 체크섬 계산에 기초할 수 있고, 이에 따라 상기 신호 검사 모듈은 체크섬 계산 모듈(checksum calculation module)일 수 있고, 상기 신호 검사 파라미터는 체크섬(checksum)이다. 체크섬은, 알려진 대로 바이오메트릭 센서로부터의 출력 신호가 이전 출력 신호와 동일해질 때를 표시하기 위해 신속하고 효과적인 검사(check)를 제공하고, 아마도 이에 따라 이전 신호의 기록에 기초한 의사 신호일 것이다.
체크섬을 사용으로 프로세싱 유닛 내로 들어오는 신호는 체크섬 계산을 하게 된다. 이 체크섬은 바이오메트릭 판독이 될 때마다 저장된다. 수가 제한된 체크섬은 임의의 시간에 일시적으로 저장되고, 새로운 양호한 판독이 판단(found)되는, 즉, 사용자가 인증된 사용자로 식별된 경우에, 스토어(store)는 업데이트될 수 있다. 새로운 판독이 될 경우, 새로운 체크섬은 이전 체크섬과 비교된다. 새로운 체크섬이 이전 체크섬과 동일할 경우, 이는 새로운 판독이 거짓(false)이라는 일단 채택된 증거(prima facie evidence)이다.
장치의 보호되는 피처는 바이오메트릭 인증의 보안을 필요로 하는 임의의 피처일 수 있다. 이는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어 비접촉 통신(contactless communication)을 위해, 외부 시스템과의 상기 장치의 통신을 인에이블하는 것; 특정 타입의 데이터를 외부 시스템으로 전송하는 것; 상기 장치 및 외부 시스템 사이의 트랜잭션을 허용하는, 금융 트랜잭션(financial transactions)에 사용되는 보안 엘리먼트(secure element)와 같은, 상기 장치의 보안 엘리먼트에 대한 액세스를 허용하는 것; 및 상기 장치에 저장된 데이터에 대한 액세스를 인에이블하는 것 등이다.
프로세싱 유닛은 상기 장치의 제어 시스템(control system)에 연결될 수 있거나 제어 시스템의 일부일 수 있다. 별도의 제어 시스템이 있다면, 프로세싱 유닛이 암호화된 데이터를 이용하여 제어 시스템과 통신하는 것이 바람직하다.
보안 엘리먼트는 제어 시스템의 일부로서 상기 장치에 포함될 수 있고, 및/또는 바람직하게는 보안 엘리먼트와 제어 시스템 사이의 암호화된 통신으로, 제어 시스템에 연결될 수 있다. 보안 엘리먼트는 예를 들어, 은행 카드(bank cards)에 사용되는 것과 같은 금융 트랜잭션들을 위한 보안 엘리먼트일 수 있다.
제어 시스템은 바이오메트릭 매칭 알고리즘을 실행하도록 구성될 수 있고, 등록된 바이오메트릭 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 상기 장치의 제어 시스템은 멀티 프로세서(multiple processors)를 포함할 수 있다. 이것은 바이오메트릭 센서로부터 신호를 수신하는 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. (예를 들어. 비접촉 기술을 통해) 다른 장치와의 통신, 수신기(receivers)/전송기(transmitters)의 활성화(activation) 및 제어(control), 보안 엘리먼트의 활성화 및 제어와 같은, 상기 장치의 기본 함수들(basic functions)을 제어하기 위한 제어 프로세서를 다른 프로세서들은 포함할 수 있다. 다양한 프로세서들은 개별 하드웨어 엘리먼트(separate hardware elements)로 구현될 수 있고, 또는 가능한 개별 소프트웨어 모듈(separate software modules)과 함께, 단일 하드웨어 엘리먼트(single hardware element) 내로 결합(combined)될 수 있다.
바이오메트릭 센서는 사용자의 신원(identity)을 검사하기 위해 임의의 적합한 바이오메트릭을 사용할 수 있다. 예시적인 실시 예에서 지문 인증(fingerprint authorisation)이 사용된다. 이는 저전력 사용으로 구현될 수 있고, 차량 키 포브(vehicle key fobs)와 같은 기존의 유사한 제어 토큰과 비교하여 제어 토큰(control token)의 크기를 증가시키지 않고 구현될 수 있다.
따라서, 바이오메트릭 센서는 지문 센서일 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 제어 시스템 및/또는 프로세싱 유닛은 지문 센서에 제시된 손가락의 지문에 등록 프로세스(enrolment process) 및 매칭 프로세스(matching process) 모두를 수행할 수 있다.
상기 장치는 휴대용 장치(portable device)일 수 있으며, 이에 의해 사람이 휴대하도록 설계된 장치를 의미하며, 바람직하게는 편리하게 휴대하기에 충분히 작고 가벼운 장치를 의미한다. 예를 들어, 상기 장치는 포켓(pocket), 핸드백(handbag) 또는 지갑(purse) 내에서 휴대되도록 구성될 수 있다. 상기 장치는 지문 인증 가능 RFID 카드(fingerprint authorisable RFID card)와 같은 스마트카드일 수 있다. 상기 장치는 차량 키리스 엔트리 시스템에 대한 컴퓨터 시스템 또는 포브로의 액세스를 위한 원타임 패스워드 장치(one-time-password device)와 같은 제어 토큰에 대한 외부의 시스템으로의 액세스를 제어하기 위한 제어 토큰일 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 장치는 유선 전원(wired power source)에 의존하지 않는다는 점에서 휴대 가능하다. 내부 배터리에 의해 및/또는 예를 들어 RFID 리더기와 같은 리더기 등으로부터 비접촉으로 수집(harvested)되는 전력(power)에 의해, 상기 장치는 전력이 공급(powered)될 수 있다.
상기 장치는 단일 목적 장치(single-purpose device)일 수 있으며, 즉 단일 외부 시스템 또는 네트워크와 상호작용하기 위한 장치, 또는 단일 타입(single type)의 외부 시스템(external system) 또는 네트워크와 상호작용(interacting)하기 위한 장치일 수 있으며, 상기 장치는 임의의 다른 목적을 가지지 않는다. 따라서, 상기 장치는 스마트폰 등과 같은 복합 및 다중 함수 장치(complex and multi-function devices)로부터 구별(distinguished)될 것이다. 그럼에도 불구하고, 상기 장치는 다수의 동작 모드(multiple operating modes)를 가질 수 있고, 상기 동작 모드 각각은 동일한 유형의 외부 시스템 또는 네트워크와 상호작용하는 것을 포함하며, 예를 들어, 2 개의 상이한 은행 계정들에 대한 카드로 동작하는 능력, 또는 액세스 카드로서 또는 지불 카드로서 NFC 장치들과 상호작용하는 능력을 포함한다.
상기 장치가 스마트카드인 경우, 스마트카드는 액세스 카드(access card), 신용 카드(credit card), 직불 카드(debit card), 선불 카드(pre-pay card), 로열티 카드(loyalty card), 신원 카드(identity card), 암호 카드(cryptographic card) 등 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는 상기 스마트카드는 85.47 mm 내지 85.72 mm의 폭을 가지고, 53.92 mm 내지 54.03 mm의 높이를 가진다. 상기 스마트카드는 0.84mm 미만, 바람직하게는 약 0.76mm(예를 들어, ±0.08mm)의 두께를 가질 수 있다. 더 일반적으로, 스마트카드는 스마트카드에 대한 사양(specification)인, ISO 7816을 준수할 수 있다.
상기 장치가 제어 토큰인 경우, 예를 들어 차량에 대한 키리스 엔트리 키일 수 있고, 이 경우 외부 시스템은 차량 및/또는 점화 시스템(ignition system)의 잠금(locking)/액세스 시스템일 수 있다. 외부 시스템은 차량의 제어 시스템일 수 있다. 상기 외부 시스템은 보다 광범위하게는 차량의 제어 시스템일 수 있다. 상기 제어 토큰은 마스터 키 또는 스마트 키로서 작용할 수 있고, 상기 무선 주파수 신호는, 인증된 사용자의 바이오메트릭 식별에 응답하여 전송되는 상기 차량 피처에 대한 액세스만을 허락(giving)한다. 또 달리, 제어 토큰은 원격 잠금 타입 키(remote locking type key)로서 작용(act)할 수 있고, 상기 장치가 인증된 사용자를 식별할 경우, 상기 차량을 잠금 해제(unlocking)하기 위한 신호만 전송될 수 있다. 이 경우, 인증된 사용자의 식별은 종래 기술의 키리스 엔트리 타입 장치에서 잠금 해제 버튼(unlock button)을 누르는 것과 동일한 효과를 가질 수 있고, 상기 차량을 잠금 해제하기 위한 신호는 상기 인증된 사용자의 식별 시에 자동으로 전송될 수 있거나, 또는 상기 제어 토큰이 인증된 사용자의 인증에 의해 활성화될 경우, 버튼 누름(button press)에 응답하여 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 바이오메트릭 인증을 통해 사용자를 식별하기 위해 사용되는 데이터를 추출(extract)하는 것이 불가능하도록 구성된다. 상기 장치의 외부의 이러한 타입의 데이터의 전송은 상기 장치의 보안이 대한 가장 큰 위험들(biggest risks) 중 하나인 것으로 고려된다.
상기 장치의 외부의 바이오메트릭 데이터의 통신을 위해 필요한 것이 없도록 하기 위해, 상기 장치는 셀프 등록(self-enrol)할 수 있으며, 즉 상기 장치는 바이오메트릭 센서를 통해 바이오메트릭 데이터를 획득함으로써 인증된 사용자를 등록(enrol)시키도록 구성될 수 있다. 이는 동일한 기하학적 구조(geometry)를 갖는 동일한 센서가 바이오메트릭 인증에 대해서와 같은 등록에 사용된다는 사실로부터 발생하는 장점이 있기도 있다. 바이오메트릭 데이터는 다른 장치 상의 상이한 센서가 등록에서 사용되는 경우와 비교하여 이러한 방식으로 더욱 일관되게(consistently) 획득될 수 있다. 바이오메트릭 및 특히 지문에 대해, 전용 등록 단말(dedicated enrolment terminal)과 같이 초기 등록이 한 곳에서 이루어질 경우, 반복 가능한 결과(repeatable results)를 획득하는 것이 어렵다는 문제가 있으며, 매칭이 필요한 경우 상기 단말과 같이, 매칭을 위한 후속 등록(subsequent enrolment)이 다른 곳에서 이루어진다. 각각의 지문 센서 주위의 하우징의 기계적 피처는 다수의 센서(multiple sensors) 중 어느 하나에 의해 판독될 때마다 일관된 방식(consistent manner)으로 손가락을 안내(guide)하도록 면밀하게 설계되어야 한다. 지문이 복수의 상이한 단말로 스캔될 경우, 각각이 조금씩 상이하면, 지문의 판독에서 에러가 발생할 수 있다. 역으로, 동일한 지문 센서가 매번 사용된다면, 이러한 에러들의 가능성(likelihood)은 감소된다.
제안된 장치에 따르면, 매칭 및 등록 스캔(enrolment scans) 모두가 동일한 바이오메트릭 센서를 이용하여 수행될 수 있다. 결과적으로, 스캔 에러(scanning errors)는 균형을 이룰(balanced out) 수 있으며, 예를 들어, 사용자가 등록 동안 측 방향 바이어스(lateral bias)로 지문 센서에 자신의 손가락을 제시하는 경향이 있을 경우, 이들은 매칭 동안에도 그렇게 할 가능성이 있다.
제어 시스템은, 사용자가 바이오메트릭 센서를 통해 자신의 바이오메트릭 데이터를 등록할 수 있는 등록 모드(enrolment mode)를 가질 수 있고, 등록 동안 생성된 바이오메트릭 데이터는 메모리에 저장된다. 상기 장치가 처음 사용자에게 제공될 경우, 상기 제어 시스템은 상기 등록 모드가 될 수 있으므로, 상기 사용자는 자신의 바이오메트릭 데이터를 즉시 등록할 수 있다. 예를 들어 식별이 확인(confirmed)된 후에 상기 장치의 입력 장치 상의 입력 통해, 상기 처음 등록된 사용자(first enrolled user)에게 후속 사용자들을 위한 등록 모드를 나중에 하게 하는(later prompt) 능력이 제공될 수 있다. 또 달리 또는 부가적으로, 제조자에 의해 또는 다른 인증된 엔티티(authorised entity)에 의해 제어되는 보안 외부 시스템일 수 있는, 보안 외부 시스템과 상기 장치 사이의 상호 작용을 통해서와 같이, 외부 수단(outside means)을 통해 제어 시스템의 등록 모드를 하게 하는 것이 가능할 수 있다.
제2 측면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 바이오메트릭 센서(biometric sensor); 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하기 위한 프로세싱 유닛(processing unit); 및 하나 이상의 보호되는 피처(protected feature(s))를 가지는 보안 엘리먼트(secure element)를 포함하는, 바이오메트릭 인증 장치(biometric authorised device)를 보호하기 위한 방법을 제공하고, 상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통한 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 장치의 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블(enable)되고, 상기 방법은, 인증된 사용자로 식별된 사용자로부터 수신된 출력 신호에 기초한 데이터를 저장하는 단계; 새로운 출력 신호가 수신되는 경우, 상기 저장된 데이터와 상기 바이오메트릭 센서의 상기 출력 신호를 비교하는 단계; 및 상기 출력 신호가 상기 이전 출력 신호들 중 하나와 동일하다고 판단된 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계를 포함한다.
상기 방법은 제1 측면에서 설명된 바와 같이 장치 상에서 수행될 수 있고, 전술한 임의의 다른 피처와 함께 선택적으로 수행될 수 있다. 새로운 출력 신호가 저장된 출력 신호 중 하나와 너무 유사한 경우, 상기 방법은 보호되는 피처(들)에 대한 액세스를 허용하지 않는 단계를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 장치는, 바이오메트릭 센서로부터 프로세싱 유닛으로 전송된 출력 신호로부터 얻어진 신호 검사 파라미터를 제공하기 위한 신호 검사 모듈을 포함하고, 상기 방법은, 상기 프로세싱 유닛이 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신할 때마다 사용되는 동일한 함수로 신호 검사 파라미터를 출력 신호의 함수로 결정하는 단계; 인증된 사용자를 위한 복수의 과거 신호 검사 파라미터를 저장하는 단계를 포함하고, 새로운 출력 신호가 상기 프로세싱 유닛에 제공되는 경우, 새로운 신호 검사 파라미터를 결정하는 단계; 상기 새로운 신호 검사 파라미터를 상기 저장된 신호 검사 파라미터와 비교하는 단계; 및 상기 새로운 신호 검사 파라미터가 상기 저장된 신호 검사 파라미터 중 하나와 동일한 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계를 더 포함한다.
신호들의 비교 및/또는 상기 신호 검사 모듈의 구현은 상술된 바와 같을 수 있으며, 이에 따라 상기 방법은 체크섬을 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
제3 측면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 바이오메트릭 센서(biometric sensor); 및 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하는 프로세싱 유닛(processing unit)을 포함하는 바이오메트릭 인증 장치(biometric authorised device)를 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하고, 상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통한 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 장치의 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블(enable)되고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 상기 프로세싱 유닛에서 실행될 때 상기 프로세싱 유닛이, 새로운 출력 신호가 수신되는 경우, 상기 저장된 데이터와 상기 바이오메트릭 센서의 상기 출력 신호를 비교하는 단계; 및 상기 출력 신호가 상기 이전 출력 신호들 중 하나와 동일하다고 판단된 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계를 수행하도록 구성하는 명령어(instructions)를 포함한다.
상기 컴퓨터 프로그램 제품은 제1 측면에서 기술된 바와 같은 장치 및 선택적으로 임의의 상술된 다른 피처를 가지는 장치 상에서의 실행을 위한 것일 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 프로세싱 유닛이 제2 측면의 방법 및 선택적으로 전술한 임의의 다른 방법 단계를 수행하도록 구성(configure)할 수 있다.
본 발명의 특정 바람직한 실시 예는 첨부되는 도면을 참조하여 예시의 방식만으로 보다 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 지문 스캐너(fingerprint scanner)를 통한 바이오메트릭 인증을 포함(incorporating)하는 수동(passive) RFID 장치의 회로를 도시하고,
도 2는 지문 스캐너를 포함하는 외부 하우징(external housing)을 구비하는 수동 RFID 장치의 제1 실시예를 도시하고,
도 3은 지문 스캐너가 적층형 카드 본체(laminated card body)로부터 노출되는 경우, 수동 RFID 장치의 제2 실시예를 도시하고, 및
도 4는 지문 인증 무선 제어 토큰(fingerprint authorised wireless control token)의 계략도를 도시한다.
도 2는 지문 스캐너를 포함하는 외부 하우징(external housing)을 구비하는 수동 RFID 장치의 제1 실시예를 도시하고,
도 3은 지문 스캐너가 적층형 카드 본체(laminated card body)로부터 노출되는 경우, 수동 RFID 장치의 제2 실시예를 도시하고, 및
도 4는 지문 인증 무선 제어 토큰(fingerprint authorised wireless control token)의 계략도를 도시한다.
바람직한 실시예는 바이오메트릭 시스템(120)이 체크섬 계산 모듈(129)의 형태로 신호 검사 모듈에 의해 "스니퍼(sniffer)" 타입 공격으로부터 보호되는 경우 바이오메트릭 인증 장치(102)를 사용하는 것과 관련된다. 체크섬 계산 모듈(129)은 바이오메트릭 시스템(120)의 바이오메트릭 센서(130)로부터 출력 신호를 수신하고 이는 체크섬을 생성하는 데 사용된다. 복수의 체크섬이 저장되고, 미래 출력 신호(future output signals)로부터의 체크섬은 저장된 체크섬과 비교된다. 이러한 방식으로, 체크섬은 바이오메트릭 센서와 장치의 프로세싱 유닛(128) 사이의 중복 전기 신호(duplicate electrical signal)의 부정 사용을 나타내는 유사하거나 동일한 신호를 판단(find)하기 위해 사용된다. 바이오메트릭 인증 장치(102)는 도 1, 2 및 3에서는 스마트카드(smartcard)이고, 도 4에서는 무선 제어 토큰(wireless control token)이다.
이러한 예에서, 지문 센서(130)는 스마트카드(102) 또는 제어 토큰(102)의 피처에 대한 완전한(full) 액세스가 허용되기 전에 바이오메트릭 인증을 제공하는데 사용된다. 이러한 지문 센서(130)는 전용 프로세싱 유닛(128)을 또한 포함하는 지문 인증 모듈(120)의 일부로서 제공된다. 사용자의 식별이 언제 바이오메트릭적으로(biometrically) 확인(confirmed)되었는지를 표시하기 위해, 프로세싱 유닛(128)은 바이오메트릭 인증 장치(102)의 다른 프로세서(processors)/제어기(controllers)와 상호작용한다. 예를 들어, 프로세싱 유닛(128)은 도 1 의 제어 회로(1)또는 도 4의 제어 모듈(113)과 상호작용하고, 이러한 통신은 암호화될 수 있다. 센서(130)는 출력 신호를 프로세싱 유닛(128)으로 변경(modify)하는 능력을 가지지 않으므로, 센서(130)와 프로세싱 유닛(128) 사이의 통신은 암호화될 수 없다.
따라서, 센서(130)와 프로세싱 유닛(128) 사이에서 전달(passing)되는 신호를 기록하고 복제(duplicating)하는 것에 의해 상기 장치에 대한 공격의 위험이 발생한다. 이러한 방식으로, "스니퍼(sniffer)" 공격은 인증된 사용자의 신원이 확인될 경우 생성된 신호를 기록할 수 있을 것이며, 장치(102)의 바이오메트릭적으로 보호되는 피처에 대한 액세스를 부정으로(fraudulently) 획득(gaining)하려는 의도를 가지는 신호를 재생(reproduce)한다. 이러한 공격을 견디는 바이오메트릭 인증 장치(102)를 인에이블하기 위해, 프로세싱 유닛(128)은 체크섬 계산 모듈(129)를 포함한다.
센서(130)로부터 프로세싱 유닛(128)으로 전달된(passed) 디지털 신호는 체크섬 계산 모듈(129)에 의해 수행되는 체크섬 계산에 대한 대상이 된다. 이러한 체크섬은 인증된 사용자(들)로부터 바이오메트릭 판독이 될 때마다 저장된다. 예를 들어, 특정 복수의(A certain number of) 체크섬은 프로세싱 유닛(128)에서의 메모리에 임의의 시간에 일시적으로 저장된다. 체크섬의 초기 세트(initial set)는 사용자의 등록 중에 획득될 수 있거나, 상기 장치 (102)의 초기 사용(initial use) 중에 수집(gathered)될 수있다. 새로운 바이오 메트릭 판독이 되면, 체크섬은 이전의 것들과 비교된다. 새로운 바이오 메트릭 판독에 대한 체크섬이 이전 체크섬과 동일하거나 매우 유사할 경우, 이는 새로운 바이오메트릭 판독이 거짓(false)이라는 일단 채택된 증거(prima facie evidence)이다. 이는 지문과 같은 바이오메트릭 데이터가 본질적으로 매우 가변적이며 "노이즈가 있는(noisy)" 것이므로 단지 몇 비트(a few bits)만큼만 차이가 있는(differs) 판독을 거의 생성시키지 않기 때문이다. 체크섬 계산은 보다 명확하게(vividly) 나타날(show) 것이고, 그 결과는 동일한 개인에 대한 상이한 판독들 사이에서 전체적으로 상이해야 할 것이다. 말하자면, 높은 신뢰도로 지문 매칭을 생성할지라도, 동일한 손가락으로 동일한 사용자에 의한 두 번의 지문 인증은 체크섬 계산으로부터 현저하게 상이한 출력을 생성해야 한다.
한 쌍의 판독(readings)이 불확실함(doubt)의 합리적인 확률(reasonable probability) 내에서 동일하게 되는 유일한 방식은, 후자의 판독(latter reading)이 비생리학적 소스(non-physiological source)(아마도 컴퓨터와 같은 디지털 장치)에 의해 생성된다면, 실제 손가락(real finger)으로부터의 판독의 결과와 같지 않을 것이다.
이러한 방식으로, 2 개의 판독이 동일한 체크섬을 생성할 경우, 거의 아마도 시스템이 손상(compromised)되고 적절한 조치(appropriate measures)가 취해져야 할 것이다. 특히, 프로세싱 유닛(128)은 인증된 사용자가 있고 대신 보안 절차(security procedure)를 시작(initiate)할 수 있다는 것을 표시하지 않아야 하고, 카드 리더기 또는 외부 시스템(104)을 통해 알림(alert)를 전송하는 것, 및/또는 바이오메트릭 인증 장치(102)를 디스에이블(disabling)시키는 것을 포함할 수 있다.
도 1은 체크섬 계산 모듈(129)을 포함하는 수동 RFID 바이오메트릭 인증 장치(102)의 구조를 도시한다. 전원이 공급되는 RFID 리더기(powered RFID reader)(104)는 안테나(antenna)(106)를 통해 신호를 전송한다. 이 신호는 NXP 반도체(NXP Semiconductors)에서 제조한 미페어(MIFARE®) 및 데스파이어(DESFire®) 시스템에 대해 일반적으로 13.56MHz이지만, HID 글로벌 사(HID Global Corp.)에 의해 제조되는, 보다 낮은 주파수의 프록스(PROX®) 제품에 대해125 kHz일 수 있다. 이 신호는 튜닝(tuned)되는 코일(coil) 및 커패시터(capacitor)를 포함하는, RFID 장치(1022)의 안테나(108)에 의해 수신되고, RFID 칩(chip)(110)으로 전달(passed)된다. 수신되는 신호는 브리지 정류기(bridge rectifier)(112)에 의해 정류되고, 정류기(rectifier)(112)의 DC 출력(output)은 상기 칩(110)으로부터의 메시징(messaging)을 제어하는 제어 회로(control circuit)(114)에 제공된다.
제어 회로(114)으로부터의 데이터 출력(Data output)은 안테나(108)에 걸쳐 연결되는(connected) 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)(116)에 연결된다. 트랜지스터(16)를 스위치 온 오프(switching on and off)함으로써, 신호는 RFID 장치(102)에 의해 전송되고 리더기(104) 내 적합한 제어 회로(118)에 의해 디코딩(decoded)될 수 있다. 이 유형의 시그널링(signalling)은 후방 산란 변조(backscatter modulation)로 알려져 있으며, 리더기(104)가 리턴 메시지(return message)를 자신에게 전원 공급(power)하는 데 사용된다는 점(fact)을 특징(characterised)으로 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 "수동 RFID 장치(passive RFID device)"라는 용어는, RFID 칩(110)이 예를 들어 RFID 리더기(118)에 의해 생성되는, 여기 필드(excitation field)로부터 수집되는(harvested) 에너지에 의해서만 전력이 공급되는, RFID 장치(102)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 말하자면, 수동 RFID 장치(102)는 리더기(118)에 의존하여 브로드캐스팅을 위한 전력(power for broadcasting)을 공급한다. 회로의 보조 컴포넌트(auxiliary components)에 전력을 공급하기 위해 배터리가 포함될 수 있음에도 불구하고(하지만 브로드캐스트하지는 않음), 수동 RFID 장치(102)는 일반적으로 배터리를 포함하지 않으며, 이러한 장치는 종종 "반-수동 RFID 장치(semi-passive RFID devices)"라고 한다.
유사하게, "수동 지문/바이오메트릭 인증 엔진(passive fingerprint/바이오메트릭 authentication engine)"이라는 용어는, 예를 들어 RFID 리더기(118)에 의해 발생되는 RF 여기 필드와 같은 RF 여기 필드로부터 수집되는 에너지에 의해서만 전력이 공급되는 지문/바이오메트릭 인증 엔진을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
안테나(108)는 RFID 리더기(card reader)(104)로부터 RF 신호(signal)를 수신하도록 튜닝되는(tuned), 유도 코일(induction coil) 및 커패시터(capacitor)를 포함하는 이 구성에서, 동조 회로(tuned circuit)를 포함한다. RFID 리더기(104)에 의해 생성되는 여기 필드에 노출될 때, 전압(voltage)은 안테나(108)에 걸쳐 유도된다(induced).
안테나(108)는 안테나(108)의 각각의 엔드에 하나씩(one at each end), 제1 및 제2 엔드 출력 라인(first and second end output lines)(122, 124)을 가진다. 안테나(108)의 출력 라인은 지문 인증 엔진(120)에 연결되어 지문 인증 엔진(120)에 전력을 제공한다. 이 구성(arrangement)에서, 정류기(126)는 안테나(108)에 의해 수신되는 AC 전압을 정류하도록 제공된다. 정류된 DC 전압은 평활 커패시터(smoothing capacitor)를 사용하여 평활화되고(smoothed) 지문 인증 엔진(120)에 공급된다(supplied).
지문 인증 엔진(120)은 프로세싱 유닛(128), 체크섬 계산 모듈(129), 및 바람직하게는 도 2 및 3에 도시되는 바와 같이 영역 지문 센서(130)인 지문 센서(130)를 포함한다. 지문 인증 엔진(120)은 수동적이므로, 따라서 안테나(108)로부터 전압 출력에 의해서만 전력 공급된다. 프로세싱 유닛(128)은 합리적인 시간(reasonable time)에 바이오메트릭 매칭(biometric matching)을 수행할 수 있도록, 매우 낮은 전력 및 매우 고속(very low power and very high speed)으로 선택되는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함한다.
지문 인증 엔진(fingerprint authentication engine)(120)은 지문 센서(fingerprint sensor)(130)에 제공된 손가락 또는 엄지손가락을 스캔하고, 지문 센서(130)가 프로세싱 유닛(128)을 이용하여 미리 저장된 지문 데이터(pre-stored fingerprint data)와 손가락 또는 엄지 손가락의 스캔된 지문을 비교하도록 구성된다. 체크섬 계산 모듈(129)은 지문 센서(130)가 신호를 프로세싱 유닛(128)에 전송할 때마다 체크섬을 생성한다. 프로세싱 유닛(128)은, 지문 센서가 인증된 사용자를 식별할 때 획득된 과거 출력 신호(past output signals)에 대한 복수의 체크섬(a number of checksums)을 저장한다. 예를 들어, 이는 5, 10 또는 20 이상의 체크섬들을 저장하는 것을 포함할 수 있다. 새로운 출력 신호가 수신될 경우, 체크섬 계산 모듈(129)은 새로운 체크섬을 계산하고, 프로세싱 유닛(128)은 이러한 체크섬을 저장된 체크섬 모두와 비교한다. 상기 새로운 체크섬이 저장된 체크섬과 동일할 경우, 이는 의사 신호를 나타내고, 스마트카드(102)의 보호되는 피처에 대한 액세스는 인에이블되지 않는다. 상기 새로운 체크섬이 상기 저장된 체크섬과 상이할 경우, 지문이 등록된 지문과 매칭하는 경우에 액세스가 허용될 수 있다. 따라서, 체크섬이 문제를 나타내지 않으면, 스캔된 지문이 미리 저장된 지문 데이터(pre-stored fingerprint data)와 매칭되는지 여부에 대해 결정이 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 지문 이미지를 캡쳐하고 등록된 손가락을 정확하게 인식하는데 필요한 시간은 1 초 미만이다.
매칭이 결정될 경우, RFID 칩(110)은 RFID 리더기(104)로 신호를 전송하도록 인증된다. 이는 도 1에서 상기 RFID 칩(110)이 상기 안테나(108)에 연결되도록 스위치(132)를 닫음(closing)에 의해 달성된다. 상기 RFID 칩(110)은, 일반적인(conventional) 것이며, 도 1 에 도시된 RFID 칩(10)과 동일한 방식으로 동작(operates)하여, 트랜지스터(transistor)(116)를 스위치(switching) 온(on) 및 오프(off)하는 것에 의해 후방 산란 변조(backscatter modulation)를 이용하여 안테나(108)를 통해 신호를 브로드캐스팅(broadcast)한다.
도 2는 RFID 장치(10)의 예시적인 하우징(134)을 도시한다. 도 1에 도시된 회로는 하우징(housing)(134) 내에 수용(housed)되어 지문 센서(130)의 스캔 영역(scanning area)이 하우징 (134)으로부터 노출된다. 도 3은, 도 1에 도시된 회로가 카드 본체(140) 내에서 적층판으로 만들어져(laminated), 지문 센서(130)의 스캔 영역이 적층형 본체(laminated body)(140)로부터 노출되는 또 다른 실시예를 도시한다.
사용 이전에, RFID 장치(102)의 사용자는 미리 저장된 바이오메트릭 데이터를 포함하지 않는, "버진(virgin)" 장치 상에 자신의 지문 날짜(fingerprint date)를 먼저 등록해야 한다. 이는 손가락을 지문 센서(130)에 한 번 이상, 바람직하게는 적어도 세번, 보통 다섯 번 내지 일곱 번 제시하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 저전력 스와이프 타입 센서(low-power swipe-type sensor)를 이용한 지문에 대한 등록의 예시적인 방법이 WO 2014/068090 A1에 개시되어 있으며, 당업자는 본원에 기술된 영역(area) 지문 센서(fingerprint sensor)(130)에 적용할 수 있을 것이다.
하우징(134) 또는 카드 본체(140)는, 도 2 및 3에 도시된 LED(136, 138)와 같은, RFID 장치의 사용자와의 통신에 대한 표시기(indicators)를 포함할 수 있다. 등록 동안, 지문이 정확하게 등록되었는지를 사용자에게 알리(tell)는, 표시기(136, 138)에 의해 사용자는 안내(guided)받을 수 있다. RFID 장치(102) 상의 LED (136, 138)는 사용자가 RFID 장치(102)로 수신한 명령어와 일치하는(consistent) 플래시(flashes)의 시퀀스(sequence)를 전송하는 것에 의해 사용자와 통신할 수 있다.
복수(several)의 제시(presentations) 이후 지문은 등록될 것이고, 장치(102)는 원래 사용자(original user)에게만 계속(forever) 반응(responsive)할 수 있다.
지문 바이오메트릭으로, 전용 등록 단말(dedicated enrolment terminal)과 같이 초기 등록이 한 곳에서 이루어질 경우, 반복 가능한 결과(repeatable results)를 획득하는 것이 어렵다는 문제가 보통(common) 하나있으며, 매칭이 필요한 경우 상기 단말과 같이, 매칭을 위한 후속 등록(subsequent enrolment)이 다른 곳에서 이루어진다. 각각의 지문 센서 주위의 하우징(134)또는 카드 본체(140)의 기계적 피처는 판독될 때마다 일관된 방식(consistent manner)으로 손가락을 안내(guide)하도록 면밀하게 설계되어야 한다. 지문이 복수의 상이한 단말로 스캔될 경우, 각각이 조금씩 상이하면, 지문의 판독에서 에러가 발생할 수 있다. 역으로, 동일한 지문 센서가 매번 사용된다면, 이러한 에러들의 가능성(likelihood)은 감소된다.
전술한 바와 같이, 본 장치(102)는 온보드 지문 센서(onboard fingerprint sensor)(130)를 갖는 지문 인증 엔진(fingerprint authentication engine)(120)을 포함할 뿐만 아니라, 사용자를 등록하는 능력을 포함하며, 이에 따라 매칭 및 등록 스캔(enrolment scans) 모두가 동일한 바이오메트릭 센서를 이용하여 수행될 수 있다. 결과적으로, 스캔 에러(scanning errors)는 균형을 이룰(balanced out) 수 있으며, 왜냐하면 사용자가 등록 동안 측 방향 바이어스(lateral bias)로 지문 센서에 자신의 손가락을 제시하는 경향이 있을 경우, 이들은 매칭 동안에도 그렇게 할 가능성이 있기 때문이다.
따라서, RFID 장치(102)와 함께 사용되는 모든 스캔들에 대한 동일한 지문 센서(130)의 사용은 등록 및 매칭에서 에러들을 상당히 감소시키고, 따라서 더 재생 가능한(reproducible) 결과를 낳는다(produces).
본 구성에서, RFID 칩(110)및 지문 인증 엔진(120)에 대한 전력은 RFID 리더기(104)에 의해 생성된 여기 필드(excitation field)로부터 수집(harvested)된다. 말하자면, RFID 장치(102)는 수동(passive) RFID 장치이며, 이에 따라 배터리가 없으며, 대신에 기본(basic) RFID 장치(2)와 유사한 방식으로 리더기(104)로부터 수집된 전력을 사용한다.
제2 브리지 정류기(bridge rectifier)(126)로부터의 정류된 출력(rectified output)은 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 하지만, 이를 위해 필요한 전력은 보통(normal) RFID 장치의 컴포넌트(components)에 대한 전력 수요(power demand)와 비교하여 상대적으로 높다. 이러한 이유로, 수동 RFID 장치(102) 내로 지문 센서(130)를 내장(incorporate)시키는 것은 이전에 가능하지 않았다. RFID 리더기(104)의 여기 필드로부터 수집된 전력을 이용하여 지문 센서(130)에 전력을 공급하기 위해 본 구성에서 특별한 설계(Special design)를 고려(considerations)하여 사용(used)한다.
지문 인증 엔진(120)에 전원을 공급하려고 할(seeking) 때 발생하는 하나의 문제는, 여기 신호(excitation signal)를 지속적으로 방출하기 보다는 에너지를 보존하기 위해, 통상적인(typical) RFID 리더기(104)가 여기 신호를 펄싱(pulse) 온 오프(on and off)하는 것이다. 종종 이러한 펄싱(pulsing)은 지속적인(steady) 방출(emission)에 의해 방출되는 전력(power)의 10% 미만의 유용한 에너지의 듀티 사이클(duty cycle)을 야기한다. 이는 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하기에 불충분하다.
RFID 리더기(104)는, 식별을 위해 사용되는 근접식 카드(proximity cards)를 정의하는 국제 표준인 ISO/IEC 14443, 및 상기 근접식 카드와의 통신을 위한 전송 프로토콜(transmission protocols)을 따를(conform) 수 있다. 이러한 RFID 장치(104)와 통신할 경우, RFID 장치(102)는 아래에 기술될 이러한 프로토콜의 특정 피처의 이점(advantage)을 취할(take) 수 있어, 필요한 계산을 수행하기에 충분히 오랫동안 지속하게(continuous) 상기 RFID 리더기(104)로부터 상기 여기 신호를 스위치(switch)한다.
ISO/IEC 14443-4 표준은 근접식 카드에 대한 전송 프로토콜을 정의한다. ISO/IEC 14443-4는, 프레임 대기 시간(frame wait time)(FWT)을 결정(negotiate)하기 위해 부분적으로 사용되는, 근접식 집적 회로 카드(proximity integrated circuit card)(PICC)(즉, RFID 장치(102))와 근접식 결합 장치(proximity coupling device)(PCD)(즉, RFID 리더기(104)) 사이의 정보의 초기 교환(initial exchange)에 영향을 끼친(dictates)다. 상기 FWT는, PCD 전송 프레임의 종료(end) 이후, PICC가 그 응답을 시작하기 위한 최대 시간을 정의한다. 상기 PICC는 302 마이크로초(μs) 부터 4.949 초(seconds)까지의 범위(ranging)로 FWT를 요청하도록 공장에서 설정(set)될 수 있다.
ISO/IEC14443-4는, PCD가 식별 코드를 제공하는 요청과 같이, PICC에 명령을 전송할 경우, PCD는 응답 타임 아웃(response timeout)이 발생하였음을 결정하기 전에, RF 필드를 유지해야 하고, PICC로부터의 응답을 위한 적어도 하나의 FWT 기간(time period) 동안 기다려야하는 것에 영향을 끼친(dictates)다. 상기 PICC가 PCD로부터 수신된 명령을 처리하기 위해 FWT보다 더 많은 시간을 필요로 하면, PICC 는 대기 시간 연장(wait time extension)(S(WTX))에 대한 요청을 상기 PCD로 전송할 수 있으며, FWT 타이머(timer)가 완전히(full) 결정(negotiated)된 값(value)으로 다시 재설정(reset)되게 한다(results in). 상기 PCD는 타임아웃 조건(timeout condition)을 선언(declaring)하기 전에 다른 완전한(full) FWT 기간을 기다리도록 요청(required)된다.
상기 재설정(reset)된 FWT의 만료(expiry) 전에 추가(further) 대기 시간 연장(S(WTX))이 PCD로 전송되면, 상기 FWT 타이머는 다시 완전히 결정된 값(full negotiated value)으로 또 다시 재설정(again reset back)되고, 상기 PCD는 타임아웃 조건을 선언하기 전에 다른 완전한 FWT 기간을 기다리도록 요청(required)된다.
대기 시간 연장에 대한 요청을 전송하는 이러한 방법은, 무기한(indefinite period of time)으로 RF 필드을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 이 상태가 유지될 동안, PCD와 PICC 사이의 통신 진행(progress)은 정지(halted)되고, 지문 등록 또는 확인(verification)과 같이, 스마트 카드 통신(smart card communication)과 일반적으로 연관되지 않는 다른 프로세스(processes)를 구동(drive)하기 위한 전력을 수집하기 위해, RF 필드가 사용될 수 있다.
따라서, 카드 및 리더기 사이의 일부 면밀하게(carefully) 설계된 메시징(messaging)에 대해, 인증 사이클을 인에이블하게 하기 의해 리더기로부터 충분한 전력이 추출될 수 있다. 전력을 수집(harvesting)하는 이러한 방법은 수동 RFID 장치(102)내의 수동 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하는 주요 문제 중 하나를 극복(overcomes)하며, 특히 지문이 등록될 경우이다.
또한, 이러한 전력 수집 방법(power harvesting method)은 더욱 큰 지문 스캐너(130)가 사용되도록 하고, 프로세스에 대해 계산적으로 덜 집중적인 데이터를 출력하는, 영역 지문 스캐너(area fingerprint scanner)(130)가 특히 사용되도록 한다.
상술된 바와 같이, RFID 장치(102)를 사용하기 전에, 상기 장치(102)의 사용자는 "버진(virgin)" 장치 상에 먼저 등록해야 한다. 등록 이후, RFID 장치(102)는 이러한 사용자에게만 반응(responsive)할 것이다. 따라서, 의도된 사용자만 RFID 장치(102) 상에 지문을 등록할 수 있다는 것이 중요하다.
메일을 통해 새로운 신용 또는 칩 카드를 수신한 개인에 대한 일반적인(typical) 보안 조치(security measure)는, 한 번의 메일링(mailing)과 다른 것에 의해 카드와 연관된 PIN을 통해 카드를 전송하는 것이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 바이오메트릭적으로 인증된(biometrically-authenticated) RFID 장치(102)에 대해, 이러한 프로세스는 더욱 복잡(complicated)해진다. RFID 장치(102)의 의도되는 수신인(intended recipient)만이 지문을 등록할 수 있는 것을 보장(ensuring)하는 예시적인 방법이 아래에서 기술된다.
위와 같이, RFID 장치(102) 및 RFID 장치(102)와 연관된 고유 PIN은 사용자에게 개별적으로 전송된다. 그러나, 사용자는 RFID 장치(102) 상에 지문을 등록할 때까지, RFID 카드(102)의 바이오메트릭 인증 기능(biometric authentication functionality)을 사용할 수 없다.
사용자는 카드를 비접촉으로 판독할 수 있도록 구비된 판매 단말의 지점으로 가서, 상기 단말에 자신의 RFID 장치(102)를 제시하도록 지시를 받는(instructed)다. 동시에, 사용자는 키패드(keypad)를 통해 상기 단말에 자신의 PIN을 입력(enters)한다.
상기 단말은 상기 입력된 PIN을 상기 RFID 장치(102)로 전송할 것이다. 사용자의 지문이 아직 RFID 장치(102)에 아직 등록되지 않았기 때문에, RFID 장치(102)는 RFID 장치(102)의 PIN과 키패드 엔트리(keypad entry)를 비교할 것이다. 2 개가 동일하다면, 카드는 등록 가능하게 된다.
카드 사용자는 전술한 방법을 이용하여 자신의 지문을 등록할 수 있다. 또 달리, 사용자가 집에서(at home) 이용가능한 적절한 전원(power source)을 가졌을 경우, 상기 RFID 장치(102)를 집으로 가져갈(take) 수 있으며, 나중에 바이오메트릭 절차(biometric enrolment procedure)를 거칠(go through) 수 있다.
일단 등록된 RFID 장치(102)는 PIN 없이, 또는 오직 트랜잭션이 발생(taking place)하는 양(amount)에 따른 PIN과 함께, 지문을 사용하여 비접촉으로 사용될 수 있다.
도 4는 스마트카드(102)가 무선 제어 토큰(wireless control token)(102)에 의해 대체(replaced)되고, 카드 리더기(104)가 외부 시스템 또는 장치(104)에 의해 대체된, 또 다른(alternative) 기본 구조(basic architecture)를 도시한다.추가된 체크섬 계산의 동작의 관점에서, 제어 토큰(102) 및 스마트카드(102)는 동일한 방식으로 동작하며, 유사하게, 제어 토큰(102)과 외부 시스템(104) 사이의 상호작용은 스마트카드(102)와 카드 리더기(104) 사이의 상호 작용과 크게(broadly) 유사하다. 제어 토큰(102)은 예를 들어 차량 키 포브(vehicle key fobs)일 수 있고, 이에 따라 외부 시스템(104)은 자동차일 수 있다. 차량 키리스 엔트리 포브(Vehicle keyless entry fobs)는 지정된(designated) 별개의(distinct) 디지털 신원 코드(digital identity code)로 무선 주파수를 방출(emit)한다. 버튼이 키에서 눌려질 때 전송되거나, 또는 차량에 근접함에 대응(response)하여 전송되는, 코드를 차량이 수신하면, 도어 록(door locks)을 여는(opening) 것에 의해 또한 선택적으로 다른 함수들(functions)을 인에이블시키는 것에 의해 차량이 대응(respond)할 것이다. 일부 차량은 소위(so-called) 마스터 키(master keys) 또는 종래의(conventional) 원격 키리스 엔트리 키(remote keyless entry keys)와 같은 스마트 키(smart key)를 가지지만, 차량에 근접함에 따른(reliant) 이외의(extra) 피처들을 가진다. 마스터 키가 현재 차량에 가까울 경우, 차량의 복수의 함수들은 단지(just) 상기 마스터 키의 존재에 의해서 인에이블된다. 상기 도어 록은 자유(free)롭고, 트렁크(trunk)/부팅(boot)이 자유롭고, 엔진은 단지 대시 보드(dash board) 또는 센터 콘솔(centre console) 상의 어딘가에 있는 버튼(button)을 누르는(pressing) 것에 의해 시동이 걸릴(start) 수 있다. 상기 무선 제어 토큰(102)은 예를 들어 키(key)의 어느 하나의(either) 타입(type)일 수 있다.
이러한 키 작업(work)은, 주기적으로(또는 버튼 누름에 대응하여) 고유하게 코딩된 메시지(uniquely coded message)를 전송(sends out)하고, 차량 내 RF 유닛에 의해 수신되는, 키로 RF 전송기(transmitter)를 통해 통상적으로 이루어진다. 이러한 메시지의 듀티 사이클은 매우 작으므로, 키 내 배터리는 항상 주행 중일 동안 오래 지속될 수 있다. 차량이 키를 확인(sees)하는 경우, 전술한 함수들은 활성화될 것이다.
외부 시스템(104)은 제어 토큰(102)으로부터 전송(transmission)을 수신하기 위한 트랜시버(transceiver)(106)를 포함한다. 외부 장치는 무선 주파수 수신기를 포함하는 것이 필요하며, 선택적으로 또한 트랜시버(106)에 의해 제공되는 바와 같은 전송 능력을 가진다. 외부 시스템(104)은 또한 트랜시버(106)와 통신하는 액세스 제어 엘리먼트(access controlled elements)(118)를 포함한다. 트랜시버(106)가 적절한 신호(appropriate signal)를 수신하면, 액세스 제어 엘리먼트(118)에 대한 액세스를 허용하고, 및/또는 액세스 제어 엘리먼트(118)의 특정 피처를 작동시킬(actuate) 것이다. 예를 들어, 외부 시스템(104)이 차량인 경우, 액세스 제어 엘리먼트(118)는 도어 록, 차량 점화 시스템(vehicle ignition system) 등을 포함할 수 있다. 제어 토큰(102)은, 사용자가 차량에 대한 키리스 시스템(keyless systems)의 알려진 사용(known usage)에 따라, 외부 시스템(104)으로서 동작하는, 차량의 피처를 작동시키고 및/또는 액세스하도록 허용할 수 있다.
무선 제어 토큰(102)은 무선 주파수 신호를 외부 시스템(104)의 트랜시버에 전송하기 위한 트랜시버(108)를 포함한다. 무선 제어 토큰(102)은 무선 주파수 전송기(radio frequency transmitter)를 포함하는 것이 필요하고, 선택적으로 또한 트랜시버(108)에 의해 제공되는 바와 같은 수신 능력을 가진다. 무선 제어 토큰(102)은 지문 인증 엔진(120)의 형태로 제어 모듈(control module)(113)및 바이오메트릭 인증 모듈(biometric authorisation module)을 더 포함한다. 배터리와 같은 전원(미도시)은 트랜시버(108) 및 제어 모듈(113) 및 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하기 위해 사용된다.
지문 인증 엔진(120)은 프로세싱 유닛(processing unit)(128), 및 영역 지문 센서(130)와 같은, 지문 센서(fingerprint sensor)(130)를 포함한다. 상기 프로세싱 유닛(128)은 매우 낮은 전력 및 매우 높은 속도로 선택되는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함하여, 적절한 시간(reasonable time)에 바이오메트릭 매칭(biometric matching)을 수행할 수 있고 전원의 수명(lifespan)을 극대화시킬(maximise) 수 있다. 프로세싱 유닛(128)은 제어 모듈(113)의 일부일 수 있고, 일반적으로 개별적(separate)이고, 지문 센서(130)에 연결된 전용 프로세서(dedicated processor)일지라도, 일반적인(common) 하드웨어 및/또는 일반적인 소프트웨어 엘리먼트(software elements) 상에서 구현될 수 있다. 전술한 바와 같이 지문 센서(130)로부터의 신호를 검사(check)하기 위해 체크섬 계산 모듈(129)이 프로세싱 유닛(128)에 제공된다.
지문 인증 엔진(120)은 지문 센서(130)에 제시된(presented) 손가락 또는 엄지 손가락을 스캔하고, 프로세싱 유닛(128)을 사용하여 손가락 또는 엄지 손가락의 스캔된 지문을 저장된 기준 지문 데이터(reference fingerprint data)와 비교하도록 구성된다. 상기 기준 지문 데이터는 프로세싱 유닛(128) 또는 제어 모듈(113) 내의 비휘발성 메모리에 암호화된 형태로 저장될 수 있다. 체크섬 모듈(129)은, " 스니퍼(sniffer)" 공격에서 수집된 데이터를 사용하여 제어 토큰(102)의 피처들에 액세스하기 위한 부정 시도들을 식별하기 위해, 저장된 이전 판독들(stored earlier readings)과 센서 출력(sensor output)이 동일하거나 매우 유사한지 여부를 검사한다. 예를 들어, 지문 템플릿(fingerprint template) 및 세부 사항(minutiae)의 매칭을 사용하여, 스캔된 지문이 기준 지문 데이터와 매칭되는지 여부가 결정된다. 이상적으로(Ideally), 지문 이미지(fingerprint image)를 캡쳐(capturing)하고, 체크섬 계산을 수행하고, 등록된 손가락을 정확하게 인식하기 위해 필요한 시간은 1 초 미만이다.
매칭이 결정되면, 지문 인증 엔진(120)은 이를 제어 모듈(113)에 통신으로 전달(communicates)한다. 제어 모듈(113)은 트랜시버(108)로부터 무선 주파수 신호의 전송을 허용하거나/활성화시킬 수 있다. 무선 주파수 신호는, 지문 인증 엔진(120)에 의해 인증 지문이 식별되자마자 일정 기간 동안 지속적으로 전송될 수 있다. 또 달리, 다수의 가능한 동작 중 어느 하나가 필요한지를 표시(indicate)할 수 있는, 제어 토큰(102)에 대한 버튼 누름 또는 다른 입력과 같은, 사용자로부터의 또 다른 동작(further action)을 제어 모듈(113)은 기다릴(wait) 수 있다. 예를 들어, 차량의 경우, 사용자에 의해 제어 토큰(102)에 대한 또 다른 입력(further input)에 따라 취해진 동작으로, 제어 토큰(102)은 차량의 도어를 잠금 해제(unlock)시킬 수 있고, 차량의 엔진을 시동하거나 또 달리 차량의 트렁크/부트(boot)를 열 수 있다.
무선 제어 토큰(102) 및 외부 시스템(104) 모두에 대한 트랜시버의 사용에 의해, 예를 들어 외부 시스템(101)의 상태(status)를 되돌리(return)기 위해, 외부 시스템(104)이 무선 제어 토큰(102)과 상호작용하는 것이 가능하게 될 수 있다. 이러한 상호 작용은 다양한 방식으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 인증된 사용자가 식별된 후에 무선 제어 토큰(102)이 활성 상태로 유지되어야 하는 기간(time period)에 영향을 줄 수 있다.
사용 전에, 제어 토큰(102)의 새로운 사용자는 임의의 미리 저장된(pre-stored) 바이오메트릭 데이터를 포함하지 않는, "버진(virgin)" 장치 상에 자신의 지문 날짜(fingerprint date)를 먼저 등록해야 한다. 일 예에서, 제어 토큰(102)은 등록 모드로 공급될 수 있고, 제어 토큰(102)의 제1 사용자는 자신의 지문을 자동으로 등록할 수 있다. 다른 예에서, 제조업자에 의해 작동되는 컴퓨터 시스템과 같은 인증된 외부 시스템에 의해, 등록 모드는 시작(initiated)되어야 한다. 등록 모드에서, 지문 인증 엔진(120)은 손가락 인쇄 데이터(finger print data)를 수집(gather)하여 제어 토큰(102) 상에 저장될 지문 템플릿을 형성(form)하기 위해 사용된다. 이는 손가락을 지문 센서(130)에 한 번 이상, 바람직하게는 적어도 세번, 보통 다섯 번 내지 일곱 번 제시하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 저전력 스와이프 타입 센서(low-power swipe-type sensor)를 사용하여 지문을 등록하는 것에 대한 예시적인 방법이 WO 2014/068090 A1에 개시되어 있으며, 당업자는 본원에 기술된 영역(area) 지문 센서(fingerprint sensor)(130)에 적용(adapt)할 수 있을 것이다.
제어 토큰(102)은 LED 또는 LCD 디스플레이(display)와 같은, 제어 토큰(102)의 사용자와의 통신에 대한 표시기(indicators)를 포함하는 본체(body)(134, 140)를 가질 수 있다. 등록 동안, 지문이 정확하게 등록되었는지를 사용자에게 알리(tell)는, 표시기에 의해 사용자는 안내(guided)받을 수 있다. 손가락의 복수(several)의 제시(presentations) 이후 지문은 등록될 것이고, 상기 장치(102)는 인증된 사용자의 지문에 대응(respond)할 것이다. 또한, 표시기는 언제 지문이 인식(recognised)되는지와 언제 외부 시스템(104)의 액세스 제어 피처(118)에 대한 액세스가 허용되었는지를 사용자에게 표시(indicate)하기 위해, 후속 인증(subsequent authentication) 동안 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어 토큰(102)은 온 보드 지문 센서(on-board fingerprint sensor)(130)를 갖는 지문 인증 엔진(fingerprint authentication engine)(120)을 포함할 뿐만 아니라, 사용자를 등록하는 능력을 포함하며, 이에 따라 매칭 및 등록 스캔(enrolment scans) 모두가 동일한 지문 센서(130)를 사용하여 수행될 수 있다. 이는 위에서 설명한 바와 같이 보안(security)을 향상(improves)시키고, 스캔 에러(scanning errors)를 감소시킨다.
제어 토큰(102)은 다수의 사용자(multiple users)에 대한 지문 데이터를 저장할 수 있으며, 바람직하게는 위에서 설명한 바와 같이 각각은 제어 토큰(102)의 지문 인증 엔진(120)에 의해 등록된다. 다수의 사용자들의 경우, 제어 모듈(113)은 후속 사용 동안 상기 장치의 등록 모드를 시작(initiate)할 수 있는 능력을 갖는 관리자 레벨 사용자(administrator level user)로서 제1 등록된 사용자를 저장하도록 구성될 수 있고, 예를 들어, 관리자 레벨 사용자와 같은 지문 인증의 제공(presentation)를 포함하는 상기 장치로의 특정 입력들을 통해, 할 수 있다.
제어 토큰(102)은 차량에 대한 키리스 엔트리 장치로서 사용될 경우, 특정 유용성(utility)을 가지지만, 다른 상황에서도 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 지문 인증이 사용자의 바이오메트릭 인증의 바람직한 방법이라는 것이 또한 이해될 것이며, 지문 센서 및 지문 인증 엔진을 얼굴 인식(facial recognition) 또는 망막 스캔(retinal scan)과 같은 또 다른 바이오메트릭 감지 시스템(sensing system)으로 대체(substituting)함에 의해 전술한(set out above) 바와 같이 유사한 방침(similar lines)을 따라 대안적인 기술(alternative techniques)이 사용될 수 있고 구현될 수 있다.
이러한 예에서, 지문 센서(130)는 스마트카드(102) 또는 제어 토큰(102)의 피처에 대한 완전한(full) 액세스가 허용되기 전에 바이오메트릭 인증을 제공하는데 사용된다. 이러한 지문 센서(130)는 전용 프로세싱 유닛(128)을 또한 포함하는 지문 인증 모듈(120)의 일부로서 제공된다. 사용자의 식별이 언제 바이오메트릭적으로(biometrically) 확인(confirmed)되었는지를 표시하기 위해, 프로세싱 유닛(128)은 바이오메트릭 인증 장치(102)의 다른 프로세서(processors)/제어기(controllers)와 상호작용한다. 예를 들어, 프로세싱 유닛(128)은 도 1 의 제어 회로(1)또는 도 4의 제어 모듈(113)과 상호작용하고, 이러한 통신은 암호화될 수 있다. 센서(130)는 출력 신호를 프로세싱 유닛(128)으로 변경(modify)하는 능력을 가지지 않으므로, 센서(130)와 프로세싱 유닛(128) 사이의 통신은 암호화될 수 없다.
따라서, 센서(130)와 프로세싱 유닛(128) 사이에서 전달(passing)되는 신호를 기록하고 복제(duplicating)하는 것에 의해 상기 장치에 대한 공격의 위험이 발생한다. 이러한 방식으로, "스니퍼(sniffer)" 공격은 인증된 사용자의 신원이 확인될 경우 생성된 신호를 기록할 수 있을 것이며, 장치(102)의 바이오메트릭적으로 보호되는 피처에 대한 액세스를 부정으로(fraudulently) 획득(gaining)하려는 의도를 가지는 신호를 재생(reproduce)한다. 이러한 공격을 견디는 바이오메트릭 인증 장치(102)를 인에이블하기 위해, 프로세싱 유닛(128)은 체크섬 계산 모듈(129)를 포함한다.
센서(130)로부터 프로세싱 유닛(128)으로 전달된(passed) 디지털 신호는 체크섬 계산 모듈(129)에 의해 수행되는 체크섬 계산에 대한 대상이 된다. 이러한 체크섬은 인증된 사용자(들)로부터 바이오메트릭 판독이 될 때마다 저장된다. 예를 들어, 특정 복수의(A certain number of) 체크섬은 프로세싱 유닛(128)에서의 메모리에 임의의 시간에 일시적으로 저장된다. 체크섬의 초기 세트(initial set)는 사용자의 등록 중에 획득될 수 있거나, 상기 장치 (102)의 초기 사용(initial use) 중에 수집(gathered)될 수있다. 새로운 바이오 메트릭 판독이 되면, 체크섬은 이전의 것들과 비교된다. 새로운 바이오 메트릭 판독에 대한 체크섬이 이전 체크섬과 동일하거나 매우 유사할 경우, 이는 새로운 바이오메트릭 판독이 거짓(false)이라는 일단 채택된 증거(prima facie evidence)이다. 이는 지문과 같은 바이오메트릭 데이터가 본질적으로 매우 가변적이며 "노이즈가 있는(noisy)" 것이므로 단지 몇 비트(a few bits)만큼만 차이가 있는(differs) 판독을 거의 생성시키지 않기 때문이다. 체크섬 계산은 보다 명확하게(vividly) 나타날(show) 것이고, 그 결과는 동일한 개인에 대한 상이한 판독들 사이에서 전체적으로 상이해야 할 것이다. 말하자면, 높은 신뢰도로 지문 매칭을 생성할지라도, 동일한 손가락으로 동일한 사용자에 의한 두 번의 지문 인증은 체크섬 계산으로부터 현저하게 상이한 출력을 생성해야 한다.
한 쌍의 판독(readings)이 불확실함(doubt)의 합리적인 확률(reasonable probability) 내에서 동일하게 되는 유일한 방식은, 후자의 판독(latter reading)이 비생리학적 소스(non-physiological source)(아마도 컴퓨터와 같은 디지털 장치)에 의해 생성된다면, 실제 손가락(real finger)으로부터의 판독의 결과와 같지 않을 것이다.
이러한 방식으로, 2 개의 판독이 동일한 체크섬을 생성할 경우, 거의 아마도 시스템이 손상(compromised)되고 적절한 조치(appropriate measures)가 취해져야 할 것이다. 특히, 프로세싱 유닛(128)은 인증된 사용자가 있고 대신 보안 절차(security procedure)를 시작(initiate)할 수 있다는 것을 표시하지 않아야 하고, 카드 리더기 또는 외부 시스템(104)을 통해 알림(alert)를 전송하는 것, 및/또는 바이오메트릭 인증 장치(102)를 디스에이블(disabling)시키는 것을 포함할 수 있다.
도 1은 체크섬 계산 모듈(129)을 포함하는 수동 RFID 바이오메트릭 인증 장치(102)의 구조를 도시한다. 전원이 공급되는 RFID 리더기(powered RFID reader)(104)는 안테나(antenna)(106)를 통해 신호를 전송한다. 이 신호는 NXP 반도체(NXP Semiconductors)에서 제조한 미페어(MIFARE®) 및 데스파이어(DESFire®) 시스템에 대해 일반적으로 13.56MHz이지만, HID 글로벌 사(HID Global Corp.)에 의해 제조되는, 보다 낮은 주파수의 프록스(PROX®) 제품에 대해125 kHz일 수 있다. 이 신호는 튜닝(tuned)되는 코일(coil) 및 커패시터(capacitor)를 포함하는, RFID 장치(1022)의 안테나(108)에 의해 수신되고, RFID 칩(chip)(110)으로 전달(passed)된다. 수신되는 신호는 브리지 정류기(bridge rectifier)(112)에 의해 정류되고, 정류기(rectifier)(112)의 DC 출력(output)은 상기 칩(110)으로부터의 메시징(messaging)을 제어하는 제어 회로(control circuit)(114)에 제공된다.
제어 회로(114)으로부터의 데이터 출력(Data output)은 안테나(108)에 걸쳐 연결되는(connected) 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)(116)에 연결된다. 트랜지스터(16)를 스위치 온 오프(switching on and off)함으로써, 신호는 RFID 장치(102)에 의해 전송되고 리더기(104) 내 적합한 제어 회로(118)에 의해 디코딩(decoded)될 수 있다. 이 유형의 시그널링(signalling)은 후방 산란 변조(backscatter modulation)로 알려져 있으며, 리더기(104)가 리턴 메시지(return message)를 자신에게 전원 공급(power)하는 데 사용된다는 점(fact)을 특징(characterised)으로 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 "수동 RFID 장치(passive RFID device)"라는 용어는, RFID 칩(110)이 예를 들어 RFID 리더기(118)에 의해 생성되는, 여기 필드(excitation field)로부터 수집되는(harvested) 에너지에 의해서만 전력이 공급되는, RFID 장치(102)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 말하자면, 수동 RFID 장치(102)는 리더기(118)에 의존하여 브로드캐스팅을 위한 전력(power for broadcasting)을 공급한다. 회로의 보조 컴포넌트(auxiliary components)에 전력을 공급하기 위해 배터리가 포함될 수 있음에도 불구하고(하지만 브로드캐스트하지는 않음), 수동 RFID 장치(102)는 일반적으로 배터리를 포함하지 않으며, 이러한 장치는 종종 "반-수동 RFID 장치(semi-passive RFID devices)"라고 한다.
유사하게, "수동 지문/바이오메트릭 인증 엔진(passive fingerprint/바이오메트릭 authentication engine)"이라는 용어는, 예를 들어 RFID 리더기(118)에 의해 발생되는 RF 여기 필드와 같은 RF 여기 필드로부터 수집되는 에너지에 의해서만 전력이 공급되는 지문/바이오메트릭 인증 엔진을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
안테나(108)는 RFID 리더기(card reader)(104)로부터 RF 신호(signal)를 수신하도록 튜닝되는(tuned), 유도 코일(induction coil) 및 커패시터(capacitor)를 포함하는 이 구성에서, 동조 회로(tuned circuit)를 포함한다. RFID 리더기(104)에 의해 생성되는 여기 필드에 노출될 때, 전압(voltage)은 안테나(108)에 걸쳐 유도된다(induced).
안테나(108)는 안테나(108)의 각각의 엔드에 하나씩(one at each end), 제1 및 제2 엔드 출력 라인(first and second end output lines)(122, 124)을 가진다. 안테나(108)의 출력 라인은 지문 인증 엔진(120)에 연결되어 지문 인증 엔진(120)에 전력을 제공한다. 이 구성(arrangement)에서, 정류기(126)는 안테나(108)에 의해 수신되는 AC 전압을 정류하도록 제공된다. 정류된 DC 전압은 평활 커패시터(smoothing capacitor)를 사용하여 평활화되고(smoothed) 지문 인증 엔진(120)에 공급된다(supplied).
지문 인증 엔진(120)은 프로세싱 유닛(128), 체크섬 계산 모듈(129), 및 바람직하게는 도 2 및 3에 도시되는 바와 같이 영역 지문 센서(130)인 지문 센서(130)를 포함한다. 지문 인증 엔진(120)은 수동적이므로, 따라서 안테나(108)로부터 전압 출력에 의해서만 전력 공급된다. 프로세싱 유닛(128)은 합리적인 시간(reasonable time)에 바이오메트릭 매칭(biometric matching)을 수행할 수 있도록, 매우 낮은 전력 및 매우 고속(very low power and very high speed)으로 선택되는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함한다.
지문 인증 엔진(fingerprint authentication engine)(120)은 지문 센서(fingerprint sensor)(130)에 제공된 손가락 또는 엄지손가락을 스캔하고, 지문 센서(130)가 프로세싱 유닛(128)을 이용하여 미리 저장된 지문 데이터(pre-stored fingerprint data)와 손가락 또는 엄지 손가락의 스캔된 지문을 비교하도록 구성된다. 체크섬 계산 모듈(129)은 지문 센서(130)가 신호를 프로세싱 유닛(128)에 전송할 때마다 체크섬을 생성한다. 프로세싱 유닛(128)은, 지문 센서가 인증된 사용자를 식별할 때 획득된 과거 출력 신호(past output signals)에 대한 복수의 체크섬(a number of checksums)을 저장한다. 예를 들어, 이는 5, 10 또는 20 이상의 체크섬들을 저장하는 것을 포함할 수 있다. 새로운 출력 신호가 수신될 경우, 체크섬 계산 모듈(129)은 새로운 체크섬을 계산하고, 프로세싱 유닛(128)은 이러한 체크섬을 저장된 체크섬 모두와 비교한다. 상기 새로운 체크섬이 저장된 체크섬과 동일할 경우, 이는 의사 신호를 나타내고, 스마트카드(102)의 보호되는 피처에 대한 액세스는 인에이블되지 않는다. 상기 새로운 체크섬이 상기 저장된 체크섬과 상이할 경우, 지문이 등록된 지문과 매칭하는 경우에 액세스가 허용될 수 있다. 따라서, 체크섬이 문제를 나타내지 않으면, 스캔된 지문이 미리 저장된 지문 데이터(pre-stored fingerprint data)와 매칭되는지 여부에 대해 결정이 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 지문 이미지를 캡쳐하고 등록된 손가락을 정확하게 인식하는데 필요한 시간은 1 초 미만이다.
매칭이 결정될 경우, RFID 칩(110)은 RFID 리더기(104)로 신호를 전송하도록 인증된다. 이는 도 1에서 상기 RFID 칩(110)이 상기 안테나(108)에 연결되도록 스위치(132)를 닫음(closing)에 의해 달성된다. 상기 RFID 칩(110)은, 일반적인(conventional) 것이며, 도 1 에 도시된 RFID 칩(10)과 동일한 방식으로 동작(operates)하여, 트랜지스터(transistor)(116)를 스위치(switching) 온(on) 및 오프(off)하는 것에 의해 후방 산란 변조(backscatter modulation)를 이용하여 안테나(108)를 통해 신호를 브로드캐스팅(broadcast)한다.
도 2는 RFID 장치(10)의 예시적인 하우징(134)을 도시한다. 도 1에 도시된 회로는 하우징(housing)(134) 내에 수용(housed)되어 지문 센서(130)의 스캔 영역(scanning area)이 하우징 (134)으로부터 노출된다. 도 3은, 도 1에 도시된 회로가 카드 본체(140) 내에서 적층판으로 만들어져(laminated), 지문 센서(130)의 스캔 영역이 적층형 본체(laminated body)(140)로부터 노출되는 또 다른 실시예를 도시한다.
사용 이전에, RFID 장치(102)의 사용자는 미리 저장된 바이오메트릭 데이터를 포함하지 않는, "버진(virgin)" 장치 상에 자신의 지문 날짜(fingerprint date)를 먼저 등록해야 한다. 이는 손가락을 지문 센서(130)에 한 번 이상, 바람직하게는 적어도 세번, 보통 다섯 번 내지 일곱 번 제시하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 저전력 스와이프 타입 센서(low-power swipe-type sensor)를 이용한 지문에 대한 등록의 예시적인 방법이 WO 2014/068090 A1에 개시되어 있으며, 당업자는 본원에 기술된 영역(area) 지문 센서(fingerprint sensor)(130)에 적용할 수 있을 것이다.
하우징(134) 또는 카드 본체(140)는, 도 2 및 3에 도시된 LED(136, 138)와 같은, RFID 장치의 사용자와의 통신에 대한 표시기(indicators)를 포함할 수 있다. 등록 동안, 지문이 정확하게 등록되었는지를 사용자에게 알리(tell)는, 표시기(136, 138)에 의해 사용자는 안내(guided)받을 수 있다. RFID 장치(102) 상의 LED (136, 138)는 사용자가 RFID 장치(102)로 수신한 명령어와 일치하는(consistent) 플래시(flashes)의 시퀀스(sequence)를 전송하는 것에 의해 사용자와 통신할 수 있다.
복수(several)의 제시(presentations) 이후 지문은 등록될 것이고, 장치(102)는 원래 사용자(original user)에게만 계속(forever) 반응(responsive)할 수 있다.
지문 바이오메트릭으로, 전용 등록 단말(dedicated enrolment terminal)과 같이 초기 등록이 한 곳에서 이루어질 경우, 반복 가능한 결과(repeatable results)를 획득하는 것이 어렵다는 문제가 보통(common) 하나있으며, 매칭이 필요한 경우 상기 단말과 같이, 매칭을 위한 후속 등록(subsequent enrolment)이 다른 곳에서 이루어진다. 각각의 지문 센서 주위의 하우징(134)또는 카드 본체(140)의 기계적 피처는 판독될 때마다 일관된 방식(consistent manner)으로 손가락을 안내(guide)하도록 면밀하게 설계되어야 한다. 지문이 복수의 상이한 단말로 스캔될 경우, 각각이 조금씩 상이하면, 지문의 판독에서 에러가 발생할 수 있다. 역으로, 동일한 지문 센서가 매번 사용된다면, 이러한 에러들의 가능성(likelihood)은 감소된다.
전술한 바와 같이, 본 장치(102)는 온보드 지문 센서(onboard fingerprint sensor)(130)를 갖는 지문 인증 엔진(fingerprint authentication engine)(120)을 포함할 뿐만 아니라, 사용자를 등록하는 능력을 포함하며, 이에 따라 매칭 및 등록 스캔(enrolment scans) 모두가 동일한 바이오메트릭 센서를 이용하여 수행될 수 있다. 결과적으로, 스캔 에러(scanning errors)는 균형을 이룰(balanced out) 수 있으며, 왜냐하면 사용자가 등록 동안 측 방향 바이어스(lateral bias)로 지문 센서에 자신의 손가락을 제시하는 경향이 있을 경우, 이들은 매칭 동안에도 그렇게 할 가능성이 있기 때문이다.
따라서, RFID 장치(102)와 함께 사용되는 모든 스캔들에 대한 동일한 지문 센서(130)의 사용은 등록 및 매칭에서 에러들을 상당히 감소시키고, 따라서 더 재생 가능한(reproducible) 결과를 낳는다(produces).
본 구성에서, RFID 칩(110)및 지문 인증 엔진(120)에 대한 전력은 RFID 리더기(104)에 의해 생성된 여기 필드(excitation field)로부터 수집(harvested)된다. 말하자면, RFID 장치(102)는 수동(passive) RFID 장치이며, 이에 따라 배터리가 없으며, 대신에 기본(basic) RFID 장치(2)와 유사한 방식으로 리더기(104)로부터 수집된 전력을 사용한다.
제2 브리지 정류기(bridge rectifier)(126)로부터의 정류된 출력(rectified output)은 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 하지만, 이를 위해 필요한 전력은 보통(normal) RFID 장치의 컴포넌트(components)에 대한 전력 수요(power demand)와 비교하여 상대적으로 높다. 이러한 이유로, 수동 RFID 장치(102) 내로 지문 센서(130)를 내장(incorporate)시키는 것은 이전에 가능하지 않았다. RFID 리더기(104)의 여기 필드로부터 수집된 전력을 이용하여 지문 센서(130)에 전력을 공급하기 위해 본 구성에서 특별한 설계(Special design)를 고려(considerations)하여 사용(used)한다.
지문 인증 엔진(120)에 전원을 공급하려고 할(seeking) 때 발생하는 하나의 문제는, 여기 신호(excitation signal)를 지속적으로 방출하기 보다는 에너지를 보존하기 위해, 통상적인(typical) RFID 리더기(104)가 여기 신호를 펄싱(pulse) 온 오프(on and off)하는 것이다. 종종 이러한 펄싱(pulsing)은 지속적인(steady) 방출(emission)에 의해 방출되는 전력(power)의 10% 미만의 유용한 에너지의 듀티 사이클(duty cycle)을 야기한다. 이는 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하기에 불충분하다.
RFID 리더기(104)는, 식별을 위해 사용되는 근접식 카드(proximity cards)를 정의하는 국제 표준인 ISO/IEC 14443, 및 상기 근접식 카드와의 통신을 위한 전송 프로토콜(transmission protocols)을 따를(conform) 수 있다. 이러한 RFID 장치(104)와 통신할 경우, RFID 장치(102)는 아래에 기술될 이러한 프로토콜의 특정 피처의 이점(advantage)을 취할(take) 수 있어, 필요한 계산을 수행하기에 충분히 오랫동안 지속하게(continuous) 상기 RFID 리더기(104)로부터 상기 여기 신호를 스위치(switch)한다.
ISO/IEC 14443-4 표준은 근접식 카드에 대한 전송 프로토콜을 정의한다. ISO/IEC 14443-4는, 프레임 대기 시간(frame wait time)(FWT)을 결정(negotiate)하기 위해 부분적으로 사용되는, 근접식 집적 회로 카드(proximity integrated circuit card)(PICC)(즉, RFID 장치(102))와 근접식 결합 장치(proximity coupling device)(PCD)(즉, RFID 리더기(104)) 사이의 정보의 초기 교환(initial exchange)에 영향을 끼친(dictates)다. 상기 FWT는, PCD 전송 프레임의 종료(end) 이후, PICC가 그 응답을 시작하기 위한 최대 시간을 정의한다. 상기 PICC는 302 마이크로초(μs) 부터 4.949 초(seconds)까지의 범위(ranging)로 FWT를 요청하도록 공장에서 설정(set)될 수 있다.
ISO/IEC14443-4는, PCD가 식별 코드를 제공하는 요청과 같이, PICC에 명령을 전송할 경우, PCD는 응답 타임 아웃(response timeout)이 발생하였음을 결정하기 전에, RF 필드를 유지해야 하고, PICC로부터의 응답을 위한 적어도 하나의 FWT 기간(time period) 동안 기다려야하는 것에 영향을 끼친(dictates)다. 상기 PICC가 PCD로부터 수신된 명령을 처리하기 위해 FWT보다 더 많은 시간을 필요로 하면, PICC 는 대기 시간 연장(wait time extension)(S(WTX))에 대한 요청을 상기 PCD로 전송할 수 있으며, FWT 타이머(timer)가 완전히(full) 결정(negotiated)된 값(value)으로 다시 재설정(reset)되게 한다(results in). 상기 PCD는 타임아웃 조건(timeout condition)을 선언(declaring)하기 전에 다른 완전한(full) FWT 기간을 기다리도록 요청(required)된다.
상기 재설정(reset)된 FWT의 만료(expiry) 전에 추가(further) 대기 시간 연장(S(WTX))이 PCD로 전송되면, 상기 FWT 타이머는 다시 완전히 결정된 값(full negotiated value)으로 또 다시 재설정(again reset back)되고, 상기 PCD는 타임아웃 조건을 선언하기 전에 다른 완전한 FWT 기간을 기다리도록 요청(required)된다.
대기 시간 연장에 대한 요청을 전송하는 이러한 방법은, 무기한(indefinite period of time)으로 RF 필드을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 이 상태가 유지될 동안, PCD와 PICC 사이의 통신 진행(progress)은 정지(halted)되고, 지문 등록 또는 확인(verification)과 같이, 스마트 카드 통신(smart card communication)과 일반적으로 연관되지 않는 다른 프로세스(processes)를 구동(drive)하기 위한 전력을 수집하기 위해, RF 필드가 사용될 수 있다.
따라서, 카드 및 리더기 사이의 일부 면밀하게(carefully) 설계된 메시징(messaging)에 대해, 인증 사이클을 인에이블하게 하기 의해 리더기로부터 충분한 전력이 추출될 수 있다. 전력을 수집(harvesting)하는 이러한 방법은 수동 RFID 장치(102)내의 수동 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하는 주요 문제 중 하나를 극복(overcomes)하며, 특히 지문이 등록될 경우이다.
또한, 이러한 전력 수집 방법(power harvesting method)은 더욱 큰 지문 스캐너(130)가 사용되도록 하고, 프로세스에 대해 계산적으로 덜 집중적인 데이터를 출력하는, 영역 지문 스캐너(area fingerprint scanner)(130)가 특히 사용되도록 한다.
상술된 바와 같이, RFID 장치(102)를 사용하기 전에, 상기 장치(102)의 사용자는 "버진(virgin)" 장치 상에 먼저 등록해야 한다. 등록 이후, RFID 장치(102)는 이러한 사용자에게만 반응(responsive)할 것이다. 따라서, 의도된 사용자만 RFID 장치(102) 상에 지문을 등록할 수 있다는 것이 중요하다.
메일을 통해 새로운 신용 또는 칩 카드를 수신한 개인에 대한 일반적인(typical) 보안 조치(security measure)는, 한 번의 메일링(mailing)과 다른 것에 의해 카드와 연관된 PIN을 통해 카드를 전송하는 것이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 바이오메트릭적으로 인증된(biometrically-authenticated) RFID 장치(102)에 대해, 이러한 프로세스는 더욱 복잡(complicated)해진다. RFID 장치(102)의 의도되는 수신인(intended recipient)만이 지문을 등록할 수 있는 것을 보장(ensuring)하는 예시적인 방법이 아래에서 기술된다.
위와 같이, RFID 장치(102) 및 RFID 장치(102)와 연관된 고유 PIN은 사용자에게 개별적으로 전송된다. 그러나, 사용자는 RFID 장치(102) 상에 지문을 등록할 때까지, RFID 카드(102)의 바이오메트릭 인증 기능(biometric authentication functionality)을 사용할 수 없다.
사용자는 카드를 비접촉으로 판독할 수 있도록 구비된 판매 단말의 지점으로 가서, 상기 단말에 자신의 RFID 장치(102)를 제시하도록 지시를 받는(instructed)다. 동시에, 사용자는 키패드(keypad)를 통해 상기 단말에 자신의 PIN을 입력(enters)한다.
상기 단말은 상기 입력된 PIN을 상기 RFID 장치(102)로 전송할 것이다. 사용자의 지문이 아직 RFID 장치(102)에 아직 등록되지 않았기 때문에, RFID 장치(102)는 RFID 장치(102)의 PIN과 키패드 엔트리(keypad entry)를 비교할 것이다. 2 개가 동일하다면, 카드는 등록 가능하게 된다.
카드 사용자는 전술한 방법을 이용하여 자신의 지문을 등록할 수 있다. 또 달리, 사용자가 집에서(at home) 이용가능한 적절한 전원(power source)을 가졌을 경우, 상기 RFID 장치(102)를 집으로 가져갈(take) 수 있으며, 나중에 바이오메트릭 절차(biometric enrolment procedure)를 거칠(go through) 수 있다.
일단 등록된 RFID 장치(102)는 PIN 없이, 또는 오직 트랜잭션이 발생(taking place)하는 양(amount)에 따른 PIN과 함께, 지문을 사용하여 비접촉으로 사용될 수 있다.
도 4는 스마트카드(102)가 무선 제어 토큰(wireless control token)(102)에 의해 대체(replaced)되고, 카드 리더기(104)가 외부 시스템 또는 장치(104)에 의해 대체된, 또 다른(alternative) 기본 구조(basic architecture)를 도시한다.추가된 체크섬 계산의 동작의 관점에서, 제어 토큰(102) 및 스마트카드(102)는 동일한 방식으로 동작하며, 유사하게, 제어 토큰(102)과 외부 시스템(104) 사이의 상호작용은 스마트카드(102)와 카드 리더기(104) 사이의 상호 작용과 크게(broadly) 유사하다. 제어 토큰(102)은 예를 들어 차량 키 포브(vehicle key fobs)일 수 있고, 이에 따라 외부 시스템(104)은 자동차일 수 있다. 차량 키리스 엔트리 포브(Vehicle keyless entry fobs)는 지정된(designated) 별개의(distinct) 디지털 신원 코드(digital identity code)로 무선 주파수를 방출(emit)한다. 버튼이 키에서 눌려질 때 전송되거나, 또는 차량에 근접함에 대응(response)하여 전송되는, 코드를 차량이 수신하면, 도어 록(door locks)을 여는(opening) 것에 의해 또한 선택적으로 다른 함수들(functions)을 인에이블시키는 것에 의해 차량이 대응(respond)할 것이다. 일부 차량은 소위(so-called) 마스터 키(master keys) 또는 종래의(conventional) 원격 키리스 엔트리 키(remote keyless entry keys)와 같은 스마트 키(smart key)를 가지지만, 차량에 근접함에 따른(reliant) 이외의(extra) 피처들을 가진다. 마스터 키가 현재 차량에 가까울 경우, 차량의 복수의 함수들은 단지(just) 상기 마스터 키의 존재에 의해서 인에이블된다. 상기 도어 록은 자유(free)롭고, 트렁크(trunk)/부팅(boot)이 자유롭고, 엔진은 단지 대시 보드(dash board) 또는 센터 콘솔(centre console) 상의 어딘가에 있는 버튼(button)을 누르는(pressing) 것에 의해 시동이 걸릴(start) 수 있다. 상기 무선 제어 토큰(102)은 예를 들어 키(key)의 어느 하나의(either) 타입(type)일 수 있다.
이러한 키 작업(work)은, 주기적으로(또는 버튼 누름에 대응하여) 고유하게 코딩된 메시지(uniquely coded message)를 전송(sends out)하고, 차량 내 RF 유닛에 의해 수신되는, 키로 RF 전송기(transmitter)를 통해 통상적으로 이루어진다. 이러한 메시지의 듀티 사이클은 매우 작으므로, 키 내 배터리는 항상 주행 중일 동안 오래 지속될 수 있다. 차량이 키를 확인(sees)하는 경우, 전술한 함수들은 활성화될 것이다.
외부 시스템(104)은 제어 토큰(102)으로부터 전송(transmission)을 수신하기 위한 트랜시버(transceiver)(106)를 포함한다. 외부 장치는 무선 주파수 수신기를 포함하는 것이 필요하며, 선택적으로 또한 트랜시버(106)에 의해 제공되는 바와 같은 전송 능력을 가진다. 외부 시스템(104)은 또한 트랜시버(106)와 통신하는 액세스 제어 엘리먼트(access controlled elements)(118)를 포함한다. 트랜시버(106)가 적절한 신호(appropriate signal)를 수신하면, 액세스 제어 엘리먼트(118)에 대한 액세스를 허용하고, 및/또는 액세스 제어 엘리먼트(118)의 특정 피처를 작동시킬(actuate) 것이다. 예를 들어, 외부 시스템(104)이 차량인 경우, 액세스 제어 엘리먼트(118)는 도어 록, 차량 점화 시스템(vehicle ignition system) 등을 포함할 수 있다. 제어 토큰(102)은, 사용자가 차량에 대한 키리스 시스템(keyless systems)의 알려진 사용(known usage)에 따라, 외부 시스템(104)으로서 동작하는, 차량의 피처를 작동시키고 및/또는 액세스하도록 허용할 수 있다.
무선 제어 토큰(102)은 무선 주파수 신호를 외부 시스템(104)의 트랜시버에 전송하기 위한 트랜시버(108)를 포함한다. 무선 제어 토큰(102)은 무선 주파수 전송기(radio frequency transmitter)를 포함하는 것이 필요하고, 선택적으로 또한 트랜시버(108)에 의해 제공되는 바와 같은 수신 능력을 가진다. 무선 제어 토큰(102)은 지문 인증 엔진(120)의 형태로 제어 모듈(control module)(113)및 바이오메트릭 인증 모듈(biometric authorisation module)을 더 포함한다. 배터리와 같은 전원(미도시)은 트랜시버(108) 및 제어 모듈(113) 및 지문 인증 엔진(120)에 전력을 공급하기 위해 사용된다.
지문 인증 엔진(120)은 프로세싱 유닛(processing unit)(128), 및 영역 지문 센서(130)와 같은, 지문 센서(fingerprint sensor)(130)를 포함한다. 상기 프로세싱 유닛(128)은 매우 낮은 전력 및 매우 높은 속도로 선택되는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함하여, 적절한 시간(reasonable time)에 바이오메트릭 매칭(biometric matching)을 수행할 수 있고 전원의 수명(lifespan)을 극대화시킬(maximise) 수 있다. 프로세싱 유닛(128)은 제어 모듈(113)의 일부일 수 있고, 일반적으로 개별적(separate)이고, 지문 센서(130)에 연결된 전용 프로세서(dedicated processor)일지라도, 일반적인(common) 하드웨어 및/또는 일반적인 소프트웨어 엘리먼트(software elements) 상에서 구현될 수 있다. 전술한 바와 같이 지문 센서(130)로부터의 신호를 검사(check)하기 위해 체크섬 계산 모듈(129)이 프로세싱 유닛(128)에 제공된다.
지문 인증 엔진(120)은 지문 센서(130)에 제시된(presented) 손가락 또는 엄지 손가락을 스캔하고, 프로세싱 유닛(128)을 사용하여 손가락 또는 엄지 손가락의 스캔된 지문을 저장된 기준 지문 데이터(reference fingerprint data)와 비교하도록 구성된다. 상기 기준 지문 데이터는 프로세싱 유닛(128) 또는 제어 모듈(113) 내의 비휘발성 메모리에 암호화된 형태로 저장될 수 있다. 체크섬 모듈(129)은, " 스니퍼(sniffer)" 공격에서 수집된 데이터를 사용하여 제어 토큰(102)의 피처들에 액세스하기 위한 부정 시도들을 식별하기 위해, 저장된 이전 판독들(stored earlier readings)과 센서 출력(sensor output)이 동일하거나 매우 유사한지 여부를 검사한다. 예를 들어, 지문 템플릿(fingerprint template) 및 세부 사항(minutiae)의 매칭을 사용하여, 스캔된 지문이 기준 지문 데이터와 매칭되는지 여부가 결정된다. 이상적으로(Ideally), 지문 이미지(fingerprint image)를 캡쳐(capturing)하고, 체크섬 계산을 수행하고, 등록된 손가락을 정확하게 인식하기 위해 필요한 시간은 1 초 미만이다.
매칭이 결정되면, 지문 인증 엔진(120)은 이를 제어 모듈(113)에 통신으로 전달(communicates)한다. 제어 모듈(113)은 트랜시버(108)로부터 무선 주파수 신호의 전송을 허용하거나/활성화시킬 수 있다. 무선 주파수 신호는, 지문 인증 엔진(120)에 의해 인증 지문이 식별되자마자 일정 기간 동안 지속적으로 전송될 수 있다. 또 달리, 다수의 가능한 동작 중 어느 하나가 필요한지를 표시(indicate)할 수 있는, 제어 토큰(102)에 대한 버튼 누름 또는 다른 입력과 같은, 사용자로부터의 또 다른 동작(further action)을 제어 모듈(113)은 기다릴(wait) 수 있다. 예를 들어, 차량의 경우, 사용자에 의해 제어 토큰(102)에 대한 또 다른 입력(further input)에 따라 취해진 동작으로, 제어 토큰(102)은 차량의 도어를 잠금 해제(unlock)시킬 수 있고, 차량의 엔진을 시동하거나 또 달리 차량의 트렁크/부트(boot)를 열 수 있다.
무선 제어 토큰(102) 및 외부 시스템(104) 모두에 대한 트랜시버의 사용에 의해, 예를 들어 외부 시스템(101)의 상태(status)를 되돌리(return)기 위해, 외부 시스템(104)이 무선 제어 토큰(102)과 상호작용하는 것이 가능하게 될 수 있다. 이러한 상호 작용은 다양한 방식으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 인증된 사용자가 식별된 후에 무선 제어 토큰(102)이 활성 상태로 유지되어야 하는 기간(time period)에 영향을 줄 수 있다.
사용 전에, 제어 토큰(102)의 새로운 사용자는 임의의 미리 저장된(pre-stored) 바이오메트릭 데이터를 포함하지 않는, "버진(virgin)" 장치 상에 자신의 지문 날짜(fingerprint date)를 먼저 등록해야 한다. 일 예에서, 제어 토큰(102)은 등록 모드로 공급될 수 있고, 제어 토큰(102)의 제1 사용자는 자신의 지문을 자동으로 등록할 수 있다. 다른 예에서, 제조업자에 의해 작동되는 컴퓨터 시스템과 같은 인증된 외부 시스템에 의해, 등록 모드는 시작(initiated)되어야 한다. 등록 모드에서, 지문 인증 엔진(120)은 손가락 인쇄 데이터(finger print data)를 수집(gather)하여 제어 토큰(102) 상에 저장될 지문 템플릿을 형성(form)하기 위해 사용된다. 이는 손가락을 지문 센서(130)에 한 번 이상, 바람직하게는 적어도 세번, 보통 다섯 번 내지 일곱 번 제시하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 저전력 스와이프 타입 센서(low-power swipe-type sensor)를 사용하여 지문을 등록하는 것에 대한 예시적인 방법이 WO 2014/068090 A1에 개시되어 있으며, 당업자는 본원에 기술된 영역(area) 지문 센서(fingerprint sensor)(130)에 적용(adapt)할 수 있을 것이다.
제어 토큰(102)은 LED 또는 LCD 디스플레이(display)와 같은, 제어 토큰(102)의 사용자와의 통신에 대한 표시기(indicators)를 포함하는 본체(body)(134, 140)를 가질 수 있다. 등록 동안, 지문이 정확하게 등록되었는지를 사용자에게 알리(tell)는, 표시기에 의해 사용자는 안내(guided)받을 수 있다. 손가락의 복수(several)의 제시(presentations) 이후 지문은 등록될 것이고, 상기 장치(102)는 인증된 사용자의 지문에 대응(respond)할 것이다. 또한, 표시기는 언제 지문이 인식(recognised)되는지와 언제 외부 시스템(104)의 액세스 제어 피처(118)에 대한 액세스가 허용되었는지를 사용자에게 표시(indicate)하기 위해, 후속 인증(subsequent authentication) 동안 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어 토큰(102)은 온 보드 지문 센서(on-board fingerprint sensor)(130)를 갖는 지문 인증 엔진(fingerprint authentication engine)(120)을 포함할 뿐만 아니라, 사용자를 등록하는 능력을 포함하며, 이에 따라 매칭 및 등록 스캔(enrolment scans) 모두가 동일한 지문 센서(130)를 사용하여 수행될 수 있다. 이는 위에서 설명한 바와 같이 보안(security)을 향상(improves)시키고, 스캔 에러(scanning errors)를 감소시킨다.
제어 토큰(102)은 다수의 사용자(multiple users)에 대한 지문 데이터를 저장할 수 있으며, 바람직하게는 위에서 설명한 바와 같이 각각은 제어 토큰(102)의 지문 인증 엔진(120)에 의해 등록된다. 다수의 사용자들의 경우, 제어 모듈(113)은 후속 사용 동안 상기 장치의 등록 모드를 시작(initiate)할 수 있는 능력을 갖는 관리자 레벨 사용자(administrator level user)로서 제1 등록된 사용자를 저장하도록 구성될 수 있고, 예를 들어, 관리자 레벨 사용자와 같은 지문 인증의 제공(presentation)를 포함하는 상기 장치로의 특정 입력들을 통해, 할 수 있다.
제어 토큰(102)은 차량에 대한 키리스 엔트리 장치로서 사용될 경우, 특정 유용성(utility)을 가지지만, 다른 상황에서도 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 지문 인증이 사용자의 바이오메트릭 인증의 바람직한 방법이라는 것이 또한 이해될 것이며, 지문 센서 및 지문 인증 엔진을 얼굴 인식(facial recognition) 또는 망막 스캔(retinal scan)과 같은 또 다른 바이오메트릭 감지 시스템(sensing system)으로 대체(substituting)함에 의해 전술한(set out above) 바와 같이 유사한 방침(similar lines)을 따라 대안적인 기술(alternative techniques)이 사용될 수 있고 구현될 수 있다.
Claims (11)
- 휴대용 바이오메트릭 인증 장치에 있어서,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
사람이 휴대하도록 설계되고, 포켓, 핸드백 또는 지갑 내에서 휴대될 수 있도록 구성된 장치이고,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
바이오메트릭 센서;
상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하기 위한 프로세싱 유닛;
하나 이상의 보호되는 피처; 및
상기 바이오메트릭 센서로부터 상기 프로세싱 유닛으로 전송된 상기 출력 신호로부터 얻어지는 신호 검사 파라미터를 제공하기 위한 신호 검사 모듈
을 포함하고,
상기 신호 검사 파라미터는,
상기 출력 신호의 함수로서 결정되고,
상기 프로세싱 유닛이 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신할 때마다 동일한 함수가 사용되고,
복수의 과거 신호 검사 파라미터들이 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치에 저장되고,
상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통하여 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블되고,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
새로운 출력 신호가 상기 프로세싱 유닛에 제공되는 경우, 새로운 신호 검사 파라미터가 결정되고,
상기 새로운 신호 검사 파라미터는 상기 저장된 신호 검사 파라미터들과 비교되고,
상기 새로운 신호 검사 파라미터가 상기 저장된 신호 검사 파라미터들 중 하나와 동일한 경우, 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 허용되지 않도록 구성되는,
휴대용 바이오메트릭 인증 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 신호 검사 모듈은 체크섬 계산 모듈이고,
상기 신호 검사 파라미터는 체크섬인,
휴대용 바이오메트릭 인증 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 보호되는 피처를 제공하는 보안 엘리먼트
를 포함하는 휴대용 바이오메트릭 인증 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 보안 엘리먼트는,
금융 트랜잭션을 위한 것이고,
상기 보호되는 피처 중 하나는,
금융 트랜잭션을 수행하는 목적을 위한 상기 보안 엘리먼트에 대한 액세스인,
휴대용 바이오메트릭 인증 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 바이오메트릭 센서는 지문 센서인,
휴대용 바이오메트릭 인증 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
상기 바이오메트릭 센서를 통해 바이오메트릭 데이터를 획득함으로써 인증된 사용자를 등록하도록 구성되는,
휴대용 바이오메트릭 인증 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
단일 타입의 외부 시스템과 상호작용하기 위한 단일 목적 장치인,
휴대용 바이오메트릭 인증 장치.
- 휴대용 바이오메트릭 인증 장치를 보호하기 위한 방법에 있어서,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
사람이 휴대하도록 설계되고, 포켓, 핸드백 또는 지갑 내에서 휴대될 수 있도록 구성된 장치이고,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
바이오메트릭 센서;
상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하기 위한 프로세싱 유닛;
신호 검사 모듈; 및
하나 이상의 보호되는 피처를 가지는 보안 엘리먼트
를 포함하고,
상기 신호 검사 모듈은,
상기 바이오메트릭 센서로부터 상기 프로세싱 유닛으로 전송된 상기 출력 신호로부터 얻어지는 신호 검사 파라미터를 제공하기 위한 것이고,
상기 신호 검사 파라미터는,
상기 출력 신호의 함수로서 결정되고,
상기 프로세싱 유닛이 상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신할 때마다 동일한 함수가 사용되고,
상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통하여 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치의 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스가 인에이블되고,
상기 방법은,
인증된 사용자로 식별된 사용자로부터 수신된 출력 신호에 기초하여, 복수의 과거 신호 검사 파라미터들을 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치에 저장하는 단계;
새로운 출력 신호가 수신되는 경우, 새로운 신호 검사 파라미터를 결정하고, 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치 상에서, 상기 새로운 신호 검사 파라미터를 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치에 저장된 신호 검사 파라미터들과 비교하는 단계; 및
상기 새로운 신호 검사 파라미터가 상기 저장된 신호 검사 파라미터들 중 하나와 동일한 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계
를 포함하는 방법.
- 휴대용 바이오메트릭 인증 장치를 위한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
사람이 휴대하도록 설계되고, 포켓, 핸드백 또는 지갑 내에서 휴대될 수 있도록 구성된 장치이고,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
바이오메트릭 센서; 및
상기 바이오메트릭 센서로부터 출력 신호를 수신하는 프로세싱 유닛
을 포함하고,
상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치는,
상기 바이오메트릭 센서를 통해 상기 프로세싱 유닛으로 제공되는 바이오메트릭 데이터를 통하여 인증된 사용자의 식별에 응답하여, 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치의 보안 엘리먼트의 하나 이상의 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하도록 구성되고,
상기 컴퓨터 프로그램은,
상기 프로세싱 유닛에서 실행될 때 상기 프로세싱 유닛이,
인증된 사용자로 식별된 사용자로부터 수신된 출력 신호에 기초하여, 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치에 데이터를 저장하는 단계,
새로운 출력 신호가 수신되는 경우, 상기 바이오메트릭 센서의 상기 새로운 출력 신호와 상기 저장된 데이터를 비교하는 단계, 및
상기 출력 신호가 이전 출력 신호들 중 하나와 동일하다고 판단된 경우, 상기 보안 엘리먼트의 상기 보호되는 피처에 대한 액세스를 인에이블하지 않는 단계 - 상기 이전 출력 신호들에 데이터는 상기 휴대용 바이오메트릭 인증 장치에 저장됨 -
를 수행하도록 구성하는 명령어를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 삭제
- 삭제
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