KR20040084422A - 디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성기 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 생체 정보를 잡음원으로 하는 난수 생성기 및 방법에 관한 것으로, 난수 생성기는 생체 정보를 습득하기 위한 생체 인식기를 이용하여 디지털 생체 정보를 얻고, 디지털 생체 정보를 잡음원으로 하여 난수를 생성한다. 그럼으로 난수 생성률과 구현의 용이성 등을 포함한 효율성 평가척도와 예측불가능성, 난수성을 포함한 안전성 평가척도를 모두 만족할 수 있다.

Description

디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성기 및 방법{RANDOM NUMBERS GENERATOR AND METHOD USING DIGITAL BIO-INFORMATION}

본 발명은 난수 생성기에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 디지털 생체 정보(digital bio-information)를 잡음원으로 하여 효율성과 안전성을 향상시킨 새로운 난수 생성기 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 난수 생성기는 순수 난수 생성기와 의사 난수 생성기로 구분된다. 순수 난수 생성기는 소프트웨어 기반 방식과 하드웨어 기반 방식으로 나누어지고, 의사 난수 생성기는 LCG(Linear Congruential Function), 일방향 함수 또는 트랩도어 일방향 함수를 이용한다.

소프트웨어에 기반한 난수 생성기는 시스템 자체에 있는 정보나 사용자와 시스템의 상호 작용 동안에 발생하는 정보를 잡음원으로 한다. 하드웨어에 기반한 난수 생성기는 물리적 장치에서 발생되는 신호나 하드웨어 특성에 의해 동일한 명령에 대해서도 다르게 반응하여 나타나는 정보를 잡음원으로 사용한다.

의사 난수 생성기를 위하여 주로 사용되는 일방향 함수는 대칭 키 블록 암호 알고리즘과 해쉬 함수가 있으며, 암호적으로 안전한 의사 난수 생성기를 위하여 사용되는 트랩도어 일방향 함수는 주로 공개 키 암호 시스템에 사용된다. 의사 난수 생성기는 난수 생성률이나 예측불가능성 등에 대해 난수 생성기보다 우수할 수 있지만 난수 생성기에서 생성된 난수를 시드(Seed)로 사용하여야 한다.

지금까지 제안된 소프트웨어 기반 난수 생성기로는 키 또는 마우스를 누르는 시간 간격을 이용하는 방법과 시스템 클럭(Clock)을 이용하는 방법 등이 있으며, 하드웨어 기반 방식으로는 디스크 액세스 시간을 이용하는 방법 등이 있다.

소프트웨어 기반 난수 생성기는 구현이 용이하고 가격이 저렴하다는 등의 장점이 있지만 예측 가능한 경우가 있고, 사용이 불편하다는 단점이 있다. 하드웨어에 기반한 난수 생성기는 보다 안전하지만 부가적인 장비가 필요하고 구현이 어렵다는 등의 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 디지털 생체 정보를 잡음원으로 사용하여 난수 생성률과 구현의 용이성 등을 포함한 효율성 평가척도와 예측불가능성, 난수성을 포함한 안전성 평가척도를 모두 만족할 수 있는 디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성기 및 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 난수 생성기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도;

도 2는 본 발명의 난수 생성 방법을 보여주는 플로우챠트;

도 3은 도 2의 디지털 생체 정보에 기초한 난수 생성 단계의 상세 프로세스를 보여주는 플로우챠트; 그리고

도 4는 픽셀 집합으로부터 부분 픽셀 집합을 선택하는 일 예를 보여주는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 생체 인식기 30: 난수 생성기

32: 프로세서 34: 생체 정보처리루틴

36: 버퍼

이와 같은 목적으로 달성하기 위하여, 본 발명의 난수 생성기는 생체 정보를 획득하고 이를 디지털 생체 정보로 변환하여 출력하는 생체 인식기와 생체 인식기로부터 디지털 생체 정보를 받아들이고 이를 잡음원으로 하여 난수를 발생하여 출력하는 난수 생성기를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 난수 생성기는 난수 생성을 위한 프로세스를 수행하는 프로세서, 디지털 생체 정보를 처리하여 난수를 발생하기 위한 난수 비트들을 생성하는 생체정보처리루틴 및, 난수 비트들을 임시 저장 및 출력하는 버퍼를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 생체 인식기로부터 제공되는 디지털생체정보를 이용하여 난수를 발생하는 난수 생성기의 난수 생성 방법은 생체 인식기로부터 디지털 변환된 생체 정보를 받아들이는 단계; 디지털 생체 정보를 잡음원으로 하여 난수를 발생하는 단계; 및 발생된 난수를 출력하는 단계를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 디지털 생체 정보를 잡음원으로 하여 난수를 발생하는 단계는 디지털 생체 정보가 갖는 다수의 픽셀 집합으로부터 소정의 부분 픽셀 집합을 선택하고 이를 기초로 하여 원 비트의 난수 비트를 생성하며, 이를 반복 수행하면서 생성되는 다수의 난수 비트들로 난수를 발생한다.

이 실시예에 있어서, 소정의 부분 픽셀 집합은 다수의 픽셀 집합으로부터 한 픽셀 값과 주변 여덟 개의 픽셀들로 구성하되, 부분 픽셀 집합을 구성하는 아홉 개의 픽셀들이 서로 다른 값을 가질 때 난수 비트를 발생하기 위한 부분 집합으로 사용된다.

이 실싱예에 있어서, 원 비트의 난수 비트를 생성하기 위한 부분 픽셀 집합이 결정되었을 때, 결정된 부분 집합의 픽셀 값들을 접합하여 생성된 비트스트링의 패리티 비트를 난수 비트로 생성한다.

(실시예)

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.

본 발명의 난수 생성기는 생체 정보를 습득하기 위한 생체 인식기를 이용하여 디지털 생체 정보를 얻고, 디지털 생체 정보를 잡음원으로 하여 난수를 생성한다. 그럼으로 난수 생성률과 구현의 용이성 등을 포함한 효율성 평가척도와 예측불가능성, 난수성을 포함한 안전성 평가척도를 모두 만족할 수 있다.

도 1은 본 발명의 난수 생성기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 난수 생성 방법을 보여주는 플로우챠트.

도면을 참조하여, 본 발명은 크게 생체 인식기(10)와 난수 생성기(30)를 포함하여 구성된다. 난수 생성기(30)는 난수 생성을 위한 프로세스를 수행하는 프로세서(10), 디지털 생체 정보를 처리하여 난수를 발생하기 위한 난수 비트들(random bits)을 생성하는 생체 정보처리루틴(34) 그리고 난수 비트들을 임시 저장 및 출력하는 버퍼(36)를 포함하여 구성된다. 생체 인식기(10)는 예를 들어, 지문 인식, 정맥 인식, 안면 인식, 홍채 인식 등 다양한 종류의 생체 인식기들 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 난수 발생기(30)의 난수 발생 과정은 다음과 같다.

단계 S10에서 생체 인식기(10)는 사용자로부터 생체 정보를 입력받고 이어 단계 S20에서 이를 디지털 생체 정보로 변환하여 난수 생성기(30)로 입력한다. 단계 S30에서 난수 생성기(30)의 생체 정보처리루틴(34)에 의해 생체 인식기(10)로부터 입력된 디지털생체 정보를 잡음원으로 하여 난수 발생을 위한 난수 비트들이 생성된다. 그리고 이렇게 생성된 나수는 단계 S40에서 출력한다.

생체 인식기(10)는 사용자가 입력한 생체 정보를 디지털 정보로 변환한다. 예를 들어 지문 인식기를 사용한 경우, 사용자가 지문을 입력하면 지문 인식기는 입력된 지문을 디지털 지문 정보로 변환한다. 이때, 디지털 지문 정보는 하나의 이미지 정보이다. 이 지문 이미지는 픽셀들의 집합에 의해 표현되며, 각 픽셀들의 값은 다수의 비트에 의해 표현된다. 예를 들어, 한 픽셀은 8비트의 정보로 표현될 수 있다.

도 3은 도 2의 디지털 생체 정보에 기초한 난수 생성 단계의 상세 프로세스를 보여주는 플로우챠트이다.

디지털 생체 정보에 기초한 난수 생성 프로세스는 생체정보처리루틴(34)에 의해 수행된다. 단계 S31에서 입력된 디지털 생체 정보로부터 즉, 픽셀 집합으로 구성되는 이미지 정보로부터 부분 픽셀 집합(40)을 선택한다. 픽셀 집합은 예를 들어, 하나의 픽셀(41)을 중심으로 주변 여덟 개의 픽셀들(42)을 포함하는 총 아홉 개의 픽셀들로 구성된다.

단계 S32에서 부분 픽셀 집합(40) 내의 픽셀들(41, 42)을 상호 비교하고, 단계 S33에서 선택된 부분 픽셀 집합(40)내의 아홉 개의 모든 픽셀 값이 서로 다른가를 판단한다. 아홉 개의 픽셀 값이 모두 다른 경우에 단계 S34에서 아홉 개 픽셀 값을 접합하여 비트 스트링(bit string)을 형성한다. 그리고 단계 S35에서 접합된 비트 스트링으로부터 원 비트(one bit)의 패리티 비트를 생성하고 단계 S36으로 진행한다. 생성된 패리티 비트는 난수 비트로서 버퍼(36)에 저장된다.

상기 단계 S33에서 아홉 개의 픽셀(41, 42)들의 각 픽셀 값들 중에서 하나라도 동일한 경우가 있으면 다르면 단계 S36으로 진행하여 선택될 다음 부분 픽셀 집합이 존재하는가 판단한다. 선택될 다음 부분 집합이 존재하면 상기 단계 S31로 반복 진행하여 다음 부분 픽셀 집합을 선택하고 상술한 프로세스를 반복 진행한다.

이와 같이, 부분 픽셀 집합으로부터 난수 비트들이 생성되면 이들의 비트 열이 난수로서 출력된다.

이상에서 본 발명에 따른 디지털 생체 정보를 이용한 난수 발생기 및 방법의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였으나, 이는 일 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명의 난수 생성기 및 방법은 디지털 생체 정보를 잡음원으로 사용하여 난수 생성률과 구현의 용이성 등을 포함한 효율성 평가척도와 예측불가능성, 난수성을 포함한 안전성 평가척도를 모두 만족할 수 있다.

Claims (6)

1. 난수 발생기에 있어서, 생체 정보를 획득하고 이를 디지털 생체 정보로 변환하여 출력하는 생체 인식기와 생체 인식기로부터 디지털 생체 정보를 받아들이고 이를 잡음원으로 하여 난수를 발생하여 출력하는 난수 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성기.
2. 제1항에 있어서, 상기 난수 생성기는 난수 생성을 위한 프로세스를 수행하는 프로세서, 디지털 생체 정보를 처리하여 난수를 발생하기 위한 난수 비트들을 생성하는 생체정보처리루틴 및, 난수 비트들을 임시 저장 및 출력하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 난수 생성기.
3. 생체 인식기로부터 제공되는 디지털생체정보를 이용하여 난수를 발생하는 난수 생성기의 난수 생성 방법에 있어서:

   생체 인식기로부터 디지털 변환된 생체 정보를 받아들이는 단계;

   디지털 생체 정보를 잡음원으로 하여 난수를 발생하는 단계; 및

   발생된 난수를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 디지털 생체 정보를 잡음원으로 하여 난수를 발생하는 단계는:

   디지털 생체 정보가 갖는 다수의 픽셀 집합으로부터 소정의 부분 픽셀 집합을 선택하고 이를 기초로 하여 원 비트의 난수 비트를 생성하며, 이를 반복 수행하면서 생성되는 다수의 난수 비트들로 난수를 발생하는 것을 특징으로 하는 디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성 방법.
5. 제4항에 있어서, 소정의 부분 픽셀 집합은 다수의 픽셀 집합으로부터 한 픽셀 값과 주변 여덟 개의 픽셀들로 구성하되, 부분 픽셀 집합을 구성하는 아홉 개의 픽셀들이 서로 다른 값을 가질 때 난수 비트를 발생하기 위한 부분 집합으로 사용되는 것을 특징으로 하는 디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 원 비트의 난수 비트를 생성하기 위한 부분 픽셀 집합이 결정되었을 때, 결정된 부분 집합의 픽셀 값들을 접합하여 생성된 비트스트링의 패리티 비트를 난수 비트로 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 생체 정보를 이용한 난수 생성 방법.