✚ 번호를 사용하는 열쇠와는 비교도 안 될 정도로 많은 경우의 수를 가진 첨단 자물쇠가 등장하고 있다. 과학의 기술로 전기와 자석, 사진 등의 원리를 이용해 반도체 칩, 스마트카드, 지문, 홍채 등 디지털 정보를 열쇠 대신 활용하는 자물쇠다.
또한 예전에는 정부기관이나 주요 시설에만 설치되던 지문과 홍채인식 등의 생체인식기술이 요즘은 일반 아파트에도 설치되고 있다. 이것은 기존의 자물쇠보다 몇 배로 보안이 뛰어나다. 열쇠를 잃어버릴 염려나 누군가 내 열쇠를 가지고 있을 위험성이 전혀 없기 때문이다.
이 중 현재 가장 많이 사용되는 지문인식기술을 이야기 해보자. 우선, 지문은 모두 서로 같을 확률이 640억 분의 1이다. 경우의 수로 이야기 하면 640억 가지인 것이다. 이는 앞서 살펴본 번호를 이용하는 자물쇠의 경우의 수와 비교할 때 엄청난 수치다.
지문은 땀샘이 높게 일어나 일정한 흐름을 형성한 것으로 개인마다 서로 다르면서 평생 변하지 않는다. 이것이 지문을 열쇠로 사용할 때 가장 큰 장점이다. 하지만 손가락에 땀이 뱄을 때나 지문이 닳아 없어진 사람은 기계가 지문을 읽지 못하는 문제점이 있다.
그렇다면 지문인식기술 다음으로 많이 사용되는 홍채인식기술은 어떨까? 먼저 홍채에 대해 알아보자.
홍채는 사람 눈 중앙의 검은 동공과 흰자위 사이에 존재하는 도넛 모양을 말한다. 홍채의 무늬는 사람마다 다르고, 같은 홍채를 가질 확률은 거의 0에 가깝다. 또 특별한 사고가 없다면 홍채 무늬는 평생 지워질 걱정도 없다.
더 놀라운 것은 홍채 무늬는 유전적인 영향을 거의 받지 않기 때문에 일란성 쌍둥이도 서로 다르고, 심지어 한 사람의 왼쪽과 오른쪽의 홍채 무늬도 다르다. 홍채가 갖는 경우의 수가 ${10}^{78}$가지인데, 홍채 무늬는 각 사람마다 약 260개의 차이점도 갖고 있다. 무엇보다 홍채는 복제의 위험으로부터 안전하다. 밖으로 노출되지 않은 신체의 일부여서 위조가 거의 불가능하기 때문이다.
홍채인식기는 어떻게 서로 다른 홍채를 빠르게 구별할까?
홍채인식기가 홍채를 각자의 홍채를 인식하는 과정은 다음과 같다. 먼저 적외선 카메라가 사람의 눈을 촬영하면 기계에 눈 전체 사진이 입력된다. 그 다음 사진에서 홍채만 구별해 저장해야 하는데 이때 수학을 이용한다. 검은 동공과 홍채의 경계(안쪽 경계)와 홍채와 흰자위 경계(바깥쪽 경계)의 위치를 계산해, 정보를 확인하고 문을 열어 줄 대상인지 아닌지를 판단하기 때문이다.
홍채인식기는 홍채의 모양이 원모양이라는 가정에 따라 경계선의 위치를 계산한다. 이때 원의 방정식을이용한다. 중심이 (x, y)이고 반지름이 r인 원의 둘레 위에 존재하는 점의 좌표를 모두 더한다. 그 다음 원 둘레로 나누면 원 둘레의 평균 밝기를 구할 수 있다. 또 원의 둘레의 밝기가 최대로 변하는 지점의 중심과 반지름을 찾으면 홍채의 정확한 위치도 계산할 수 있다. 검은 동공 부분은 다른 부분에 비해 어둡기 때문이다. 마지막으로 구한 위치를 (x, y)의 좌표에서 길이와 각도를 사용하는 극좌표로 바꿔 홍채인식기에 저장된 알고리즘에 값을 대입한다. 이때 대입한 값과 이미 입력돼 있는 값이 같으면 문이 열리는 원리다.
그렇다면 홍채 무늬는 사람마다 사진파일로 저장돼 있는 걸까?
아니다.홍채 무늬는 함수를 이용해 암호화해 저장한다. 홍채 무늬를 0과 1만 사용하는 디지털 신호로 바꾸고 파동함수를 이용한다. 이 함숫값은 사람마다 다르다. 이것을 이용해 홍채인식기는 각 개인의 정보를 보관한다.
“4000년의 역사를 자랑하는 자물쇠와 열쇠는 지금도 널리 쓰이고 있다. 단지 지금은 사용하는 곳과 쓰임새에 따라 다양한 모습으로 바뀌었을 뿐 우리의 소중한 것을 지켜 준다는 사실은 여전하다. 10년 전만 해도 영화에서만 볼 수 있었던 열쇠가 이제 실생활에서 만날 수 있는 현실이 됐다. 앞으로 10년 뒤에는 어떤 모습의 자물쇠와 열쇠가 나타날까?”
디지털 열쇠
요즘은 자동차에 열쇠를 꽂지 않아도 시동이 걸리는 스마트 키를 많이 사용한다. 스마트 키는 열쇠 구멍에 넣어 돌리지 않아도 시동이 걸린다. 디지털 신호를 사용하는 새로운 암호방식이다. 서로의 고유 번호를 신호로 보내 확인하고 문을 여는 원리다. 같은 모양이라 해도 서로 다른 정보를 가지고 있어, 정보가 다른 문은 열 수 없다.
마이너리티 리포트와 솔트
영화 ‘마이너리티 리포트’에는 ‘홍채인식기’가 자주 등장한다. 주인공 톰 크루즈가 다른 사람의 눈을 이식해 보안망을 통과한다. 그런데 사실 홍채인식기는 살아 있는 사람의 눈이라야 효과가 있다.
빛의 양에 따라 동공 크기가 변해야 홍채인식기가 작동하기 때문이다. 사실은 톰 크루즈가 영화에서 했던 것처럼 얼굴에서 빼낸 눈을 카메라에 대봤자 문을 열 수 없다.
반면 지문인식은 다르다. 영화 ‘솔트’에서 대통령이 중대한 결정을 내릴 때 마지막 본인 인증 단계로 대통령의 지문을 인식하는 장면이 나온다. 이때 악당은 죽은 대통령을 기계 앞으로 끌어와 지문을 인식시킨다. 이것은 실제로 가능한 이야기다. 지문은 사망한 다음에도 인식이 가능하기 때문이다.
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