KR100400582B1 - 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급, 인증장치와방법 - Google Patents

디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급, 인증장치와방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 파일 형태의 상품권, 각종 티켓, 쿠폰, 전자우표, 채권, 어음, 주권, 복권, 지폐, 수표 등 통상적인 유가증권류와 확인 및 인증이 필요한 증명서 등 각종 발급문서(이하, "유가증권 등"이라 함)에 강인한 워터마크와 연약한 워터마크를 동시에 또는 세미 워터마크를 삽입한 유가증권등을 온라인 상에서 간편 안전하게 발급 또는 구입하여 이를 프린터 등을 통해 종이 형태로 출력한 후 바로 오프라인 상에서 유가증권등으로서 사용할 수 있도록 하고, 프린터 등을 통해 종이 형태로 발급된 유가증권등의 복사 등을 통한 위변조 여부를 삽입된 워터마크의 검출을 통해 확실하고 용이하게 판별하여 이를 인증할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

Description

디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급, 인증장치와 방법{Apparatus and method for issuing, authenticating securities et al. using digital watermarking}
본 발명은 디지털 파일 형태의 상품권, 각종 티켓, 쿠폰, 전자우표, 채권, 어음, 주권, 복권, 지폐, 수표 등 통상적인 유가증권류와 확인 및 인증이 필요한 증명서 등 각종 발급문서(이하, "유가증권등"이라 함)에 워터마크를 삽입한 유가증권등을 온라인 상에서 간편 안전하게 발급 또는 구입하여 이를 프린터 등을 통해 종이 형태로 출력한 후 바로 오프라인 상에서 유가증권등으로 사용할 수 있도록 하고, 프린터 등을 통해 종이 형태로 발급된 유가증권등의 복사 등을 통한 위변조 여부를 삽입된 워터마크의 검출을 통해 확실하고 용이하게 판별하여 이를 인증할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 컴퓨터 과학의 급속한 발전과 함께, 프린터, 스캐너, 디지털 카메라 등 A/D 또는 D/A 변환장치를 비롯한 첨단 장비의 성능 향상에 따라 각종 컨텐츠들은 디지털화되고 있으며, 유가증권등도 또한 디지털화가 가능하게 되면서 위조 또는 변조 기술도 날로 발전하고 있다.
여기서, 위조 유가증권등이란 발행 권한이 없는 자가 발행된 진본(원본) 유가증권과 비슷하거나 또는 동일하게 유가증권등을 새로이 만든 것을 말한다. 스캐너 또는 프린터를 이용하여 직접 인쇄를 하거나, 컬러 복사기를 이용하여 복사하는 것 등이 위조 유가증권에 속한다.
또한, 변조 유가증권등이란 진본 유가증권등의 내용에 변경을 가하여 유가증권등의 외양을 변경시키는 것을 말한다. 액면 금액을 저액에서 고액으로 바꾼다거나, 발행일자 또는 이자 지급일 등을 변경하여 증권의 가치를 상승시키거나, 증명서의 이름 등 특정 부분을 변경시키는 방법 등이 여기에 속한다.
위변조 기술의 발전에 따라 위변조된 유가증권등이 매우 정밀해지면서 육안에 의한 판별은 갈수록 어려워지고 있다. 특히 위변조된 유가증권이 발생 유통되면 증권시장을 포함한 금융시장 전체에 혼란을 가져오고 나아가 국가 경제 자체의 혼란을 야기시킬 수 있으므로 이를 방지하기 위해, 다음과 같은 다양한 대책을 수립 운용하고 있다.
1. 특수 용지를 사용하는 방법
특수 용지를 사용하는 방법에는, 주로 은화용지(워터마크 용지라고도 함)의 사용, 기성 문양의 사용, OMR 용지의 사용, 케미칼 워터마크의 사용 등이 있다.
은화용지는 두 장의 용지를 하나로 붙여서 제작된다. 펄프를 가공해서 종이를 만들 때, 보통 철사를 사용하여 원하는 문양의 본을 떠서 합지(두 장의 용지를 붙여서 만든 종이) 사이에 삽입하여 불빛에 비추면 문양이 나오게 하는 기법으로서 원초적 위조 방지에 많이 사용된다.
철사 이외에 보이지 않는 은선(銀線)이나 보이는 은선을 이용하는 방법도 있다. 은선에는 여러 가지가 있는데 연속적인 글자를 삽입하는 것, 자외선에 비추면 발광하는 것, 그리고 손으로 문질러 온도가 상승하면 특정무늬나 글자가 보이는 것 등이 있다.
기성 문양은 기술적인 문제로 한국 내의 생산은 없고 수입해야 하므로 시간적이나 공간적인 여유가 적어, 보통 수량이 작은 상품권과 같은 유가증권을 제작할 때는 다른 종이보다 강도가 좋고 칼라 복사기에는 거부반응을 일으키는 OMR종이를 많이 사용한다.
케미칼 워터마크는 화학약품을 적용하여 제작되는데 실제 은화용지와 비슷한 특성을 가지고 있다. 화학약품으로 처리한 케미칼 워터마크는 은화용지를 사용하기보다 훨씬 저렴하고 사용하기 편리하며, 기능상으로도 은화용지와 비슷한 효과를 낼 수 있어 유용하게 사용되고 있다.
2. 디자인적인 방법
디자인적 방법에는 홀로그램의 적용기법, 복사방지 무늬나 광 간섭 무늬와 같은 특수무늬의 사용기법, 미세 문자 사용기법, 앞/뒤판 맞춤법 등이 있다.
홀로그램의 적용기법은 필름에 원하는 문양을 디자인하여 전사하고, 전사되어 나온 필름에 열을 가하여 종이에 스탬핑하는 기법이다. 비슷한 경우의 각종 색상의 금박, 은박, 청박, 녹박, 먹박, 무지개박, 홀로그램박 등의 박지를 원하는 문양으로 스탬핑 시킬 수 있다. 복사시에는 빛이 필름을 투과하지 못하므로 흑색으로 복사되게 된다. 따라서 원형과는 전혀 다른 형태가 되므로 복사를 비롯한 위조를 방지한다.
복사방지 무늬나 광 간섭 무늬와 같은 특수무늬의 사용기법은 스캐너나 복사기를 사용하여 위조하는 경우를 방지하는데 유용하다. 스캔을 하거나 복사를 할 때는 빛이 한쪽에서 다른 한쪽으로 일정하게 비추면서 밀고 나갈 때 문양에 생기는 굴절파장의 어두운 부분이 접혀지고 그 형태가 그대로 복사되는데 문양의 간격과 색상에 따라 그 효과의 차이가 많다는 것을 이용한다. 복사방지 무늬 등과 같은 특수무늬의 사용기법은 최근에 나온 특이한 위조방지기법이다.
미세문자(마이크로 인쇄라고도 함) 사용기법은 칼라 또는 흑백 복사기가 망점을 잡을 때는 글씨나 문양의 크기가 일정 급수 이상되어야 하는데, 이 급수 이하로 글씨나 문양을 인쇄하여 칼라 복사시에 원형의 글씨가 깨지게 하거나 문양이 깨지게 하는데 사용하는 기법이다.
앞/뒤판 맞춤법은 디자인적으로 위조하는 자가 앞/뒤면을 두 번에 거쳐 인쇄하는 경우에 대한 예방/방지 방법으로, 위조할 때 두 번에 거쳐 복사를 하게 되면 앞면의 인쇄와 뒤면의 인쇄판을 정확히 맞추는 것은 일반적인 기술로서는 아주 어려운 일이다. 앞/뒤판 맞춤법을 적용함으로써 앞뒤면을 두 번에 걸쳐 위조하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 디자인적인 기법은 유가증권의 위변조를 방지함에 있어매우 큰 역할을 한다. 일반적인 사용자는, 특수한 기기가 없을 경우는 위변조가 근본적으로 불가능하다.
3. 특수잉크를 사용하는 기법
특수잉크를 사용하는 기법에는 전형적으로 사용되는 형광기법, 요철인쇄용 잉크를 사용하는 기법, 금속 잉크(금분, 은분 등)를 사용하는 기법, 감열 변색 잉크, 불변 잉크, 화학반응 잉크를 사용하는 기법 등이 있다.
형광기법은 플로로센트다이라는 형광염료를 잉크와 혼합하여 자외선 불빛을 비추었을 때 발광현상을 육안으로는 보이지 않고 자외선 불빛이 있어야 식별할 수 있는 기법인데 현재 가장 보편화 되어있는 위조방지기술이다. 인쇄면으로는 식별이 되기 않기 때문에 위조방지 효과가 뛰어나다. 원래의 용도는 선박이나 우주선 비행기 등의 초정밀기계의 이음새 용접 후에 틈새가 있는지를 확인하는데 쓰이다가 인쇄에 응용된 기법이다. 육안으로 보이면서 발광하는 잉크도 있으므로 양쪽을 병행해서 사용하면 효과가 아주 좋다.
4. 특수 인쇄 기법
특수 인쇄 기법에는 인터그랄 인쇄, 레인보우 인쇄, 음화인쇄, 바코드 인쇄, OCR, MICR 넘버링인쇄 등이 있다.
인터그랄 인쇄는 일반 PS판이나 평판에 필름을 구어 인쇄하는 것이 아니고 스텐레스 동판을 부식시킨 다음, 적외선 UV 잉크로 인쇄하며 적외선을 통과시켜 말리는 인쇄기법으로 표면을 확인하면 울퉁불퉁한 요철 현상이 종이표면에 생긴다. 비슷하게 흉내낸다면 미리 인쇄를 해놓고 동판을 제작하여 프라톤이나 프레스로 압축해서 요철을 만든다면 비슷한 효과가 있다.
레인보우 인쇄는 하나의 필름이나 판으로 된 부분을 여러 부분이 각각 틀린 색상으로 인쇄되게 하는 기법으로 기계 롤러 중에서 잉크가 잘 배합되도록 장착되어있는 바이브레이션 롤러를 제거하고 잉크가 분배되는 곳을 색깔별로 막아서 일직선으로 그대로 흘러내리게 하여 인쇄하는 기법이다.
음화인쇄 기법은 모든 인쇄가 이루어 질 때에는 망점과 망점의 굵기를 표시하는 선의 수에 의해서 이루어지는데 일반인쇄가 175선이라면 상품권은 200선 이상을 사용하고 사진은 1200선을 사용한다. 현재의 인쇄는 1200선까지 할 수 있을 정도로 발전되어 있다. 망점과 망점의 각을 잘 조화시켜서 문양형태로 만들어 인쇄하면 육안으론 식별이 어렵지만 복사를 하면 틀어진 망점만 복사되어 원형과는 전혀 다른 문양이 복사되어 나오게 된다.
바코드 인쇄는 미리 입력되어 만들어진 바코드를 인쇄하는 기법으로서 위조자가 어떤 내용이 입력되어 있는지 확인할 수 없으므로 위조가 불가능해진다.
OCR, MICR 넘버링인쇄는 넘버링 자체에 암호화를 설정해서 자체 체크기능을 가진 특수 넘버링으로서 OCR은 빛으로 감지하고 MICRDMS 잉크에 배합된 마그네슘을 자성체로 인식하는 기법으로서 외부의 위조자는 정해진 암호를 알 수 없으므로 위조가 불가능해지는 기법이다. OCR은 주권의 위,변조 방지에 많이 사용되고 MICR은 수표의 위변조 방지에 쓰이는 넘버링 기법이다.
이러한 특수 용지를 사용하는 방법, 디자인적인 방법, 특수잉크를 사용하는 기법, 특수 인쇄 기법 등을 이용한 상기 위변조 방지 기법들은 모두 유가증권등을 제작하는데 필요한 잉크나, 종이 등의 특수성, 그리고 프린트, 복사기 등의 주변기기 자체의 약점에 안정성의 기반을 두고 있다.
따라서, 제조단가가 상대적으로 높으며, 위변조의 감지는 각각의 사용 방법, 제작 방법이 다른 것에 따라 감지 장치나 방법도 서로 다르게 된다. 특히, 유가증권의 제조시에는 특정기관의 도움이 꼭 필요하게 된다. 특정 기관에서 독점적으로 발급하는 경우가 가장 일반적이며 그렇지 않은 경우에는 특정 기관에서 인증한 어떤 공신력을 바탕으로 하는 경우가 많다. 즉, 적용이 가능한 유가증권을 만들기 위해서는 상당수의 특정 기관을 거쳐야 하는 셈이다.
그리고, 위변조를 가려내는 방법 및 장치도 보편화되어있지 않아서 일반 사용자들이 위변조를 구별하려면 상당한 지식이 있어야 하고 사용자가 이에 상응한 식별능력을 가지고 있어야 한다.
또한, 최근에는 유가증권등도 모두 디지털 파일로 제작된다. 그러나, 종이 형태로 발급되기 전에 생성되는 디지털 파일은 그 특성상, 위변조 및 무제한적인 복제의 문제로 원본 인증이 불가능하다는 문제점을 지니고 있어, 디지털 파일 자체로 유가증권등을 발급하는 것은 가능하지 않았다.
이로부터, 종래 특수용지, 특수 디자인, 특수잉크, 특수인쇄 등을 사용하는 복잡한 위조방지 기법의 문제점과 디지털 형태의 파일에 대한 원본 인증이 불가능한 문제점을 모두 해결하기위해, 본 발명은 사용자가 복잡한 과정없이 디지털 파일 형태의 유가증권등에 원본 인증을 위한 워터마크가 삽입된 유가증권등을온라인(On-line) 상에서 간편하고 안전하게 발급 또는 구입하여 이를 프린터로 출력한 후 종이 형태의 출력본을 오프라인(Off-line) 상에서 유가증권등으로서 바로 사용할 수 있는 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 발급된 종이 형태의 출력본을 오프라인 상에서 복사 등을 통한 위변조 여부를 삽입된 워터마크의 검출을 통해 확실하고 용이하게 판별하여 이를 인증할 수 있는 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 디지털 파일(디지털 문서, 이미지 등)의 특성상, 위변조 및 무제한적인 복제의 문제로 원본 인증이 불가능하여 디지털 파일 형태로 유가증권등을 발급 또는 구입할 수 없는 것을, 원본 인증이 가능하도록하는 디지털 워터마킹 기술을 적용하여 사용자가 온라인 상으로 유가증권등을 간편하고 안전하게 발급 또는 구입하여 이를 프린터로 출력한 후 바로 오프라인 상에서 유가증권등으로서 사용할 수 있도록 하며, 디지털 파일 형태의 유가증권등을 프린터로 출력하여 오프라인 상에서 사용할 때 프린터로 출력한 것(출력본)과 복사기로 복사한 것(카피본)을 확실하고 용이하게 판별해냄으로써 카피본의 불법적인 사용을 원천적으로 막을 수 있는 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급, 인증장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치를 도시한 블록도이고,
도 2 는 도 1 의 유가증권등의 발급장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류 및 형태를 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 3 은 도 1 의 유가증권의 발급장치의 전체적인 동작 과정을 도시한 흐름도이고,
도 4 는 도 1 의 유가증권등의 발급장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류와 특성에 의하여 결정되는 내용을, 키 생성 방식과 로고 생성 방식으로 워터마크를 생성하여 디지털 파일에 삽입할 경우를 분류하여 나타낸 도면이고,
도 5 는 도 1 의 유가증권등의 발급장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류와 특성에 의하여 결정되는 내용을 키생성 방식으로 워터마크를 삽입하는 과정을 나타낸 흐름도이고,
도 6a 는 도 5 의 키생성 방식으로 워터마크를 삽입하는 과정에서, 주파수 공간 처리시 DCT, FFT 변환을 사용하였을 때 삽입구간에 대한 선택을 나타낸 도면이고,
도 6b 는 도 5 의 키생성 방식으로 워터마크를 삽입하는 과정에서, 주파수 공간 처리시 DWT 변환을 사용하였을 때 삽입구간에 대한 선택을 나타낸 도면이고,
도 7 은 도 1 의 유가증권등의 발급장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류와 특성에 의하여 결정되는 내용을 로고생성 방식으로 워터마크를 삽입하는 과정을 나타낸 흐름도이고,
도 8 은 도 3 의 흐름도중 프린트 출력의 제어를 실행하는 과정(S35)을 구체적으로 나타낸 도면이고,
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치를 도시한 블록도이고,
도 10 은 도 9 의 유가증권등의 인증장치의 동작 과정을 도시한 흐름도이고,
도 11a 는 도 9 의 유가증권등의 인증장치에서 다양한 외부적 변형 과정을 거친 디지털 형태의 이미지로부터 추출 및 생성된 강인한(Robust) 워터마크간의 상관도 분석의 실험 결과를 예시한 도면이고,
도 11b 는 도 9 의 유가증권등의 인증장치에서 다양한 외부적 변형 과정을 거친 디지털 형태의 이미지로부터 추출 및 생성된 연약한(Fragile)워터마크간의 상관도 분석의 실험 결과를 예시한 도면이고,
도 11c 는 도 9 의 유가증권등의 인증장치에서 다양한 외부적 변형 과정을 거친 디지털 형태의 이미지로부터 추출 및 생성된 세미(Semi)워터마크간의 상관도 분석의 실험 결과를 예시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 본 발명의 실시예에 따른 유가증권등의 발급장치
110 : 발급수단 111 : 디지털 파일 생성부
112 : 워터마크 생성부 113 : 워터마크 삽입부
114 : 출력용 디지털 파일 생성부
120 : 단말기 130 : 프린터
200 : 본 발명의 실시예에 따른 유가증권등의 인증장치
210 : 이미지 A/D 변환부 220 : 인증부
230 : 인증 결과 출력부
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치는, 유가증권등을 발급하는 발급수단과; 상기 발급수단과 네트워크를 통해 접속되어, 발급받고자하는 유가증권등의 발행 옵션을 선택하여 상기 발급수단으로 전송하고 상기 발행 옵션에 해당되는 유가증권등을 전송받는 단말기; 및, 상기 단말기에서 전송받은 유가증권등을 종이형태로 출력하는 출력수단;을 포함하고, 상기 발급수단은, 상기 단말기에서 선택한 발행 옵션에 따른 해당 유가증권등의 디지털 파일을 생성하는 디지털 파일 생성부와, 상기 단말기에서 선택한 발행 옵션에 따른 워터마크를 생성하는 워터마크 생성부와, 상기 디지털 파일 생성부의 디지털 파일에 상기 워터마크 생성부의 워터마크를 삽입하는 워터마크 삽입부와, 상기 워터마크 삽입부의 워터마크가 삽입된 디지털 파일에 출력수단을 제어하는 옵션을 부가하는 출력용 디지털 파일 생성부를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 워터마크 생성부가, 키 생성 방식, 로고 방식, 상기 키 생성 방식과 로고 방식을 동시에 채용한 것중 어느 하나의 방식으로 발행 옵션에 따른 워터마크를 생성하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 키 생성 방식이, 상기 유가증권등의 주요 내용에 따른 여러 개의 키로 워터마크를 생성하거나, 유가증권등의 전체 내용에서 얻어지는 체크섬(check sum) 또는 해쉬(hash)값을 이용하여 워터마크를 생성하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 워터마크 삽입부가, 상기 디지털 파일에 강인한(robust) 워터마크와 연약한(fragile) 워터마크를 동시에 삽입 또는 세미 워터마크를 삽입시키도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 워터마크 삽입부의 상기 강인한 워터마크와 연약한 워터마크의 동시 삽입이, 상기 디지털 파일에 상기 유가증권등의 정보 내용을 로고 방식 또는 키 방식의 강인한 워터마크와 로고 방식 또는 키 방식의 연약한 워터마크로 동시에 삽입하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크가, 상기 종이형태로 출력된 유가증권등에 삽입된 상태에서 스캐너 등을 통한 최초의 A/D 변환을 거친 경우에만 검출되고, 그 이후의 A/D 또는 D/A 변환을 거친 경우에는 검출되지 않도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 출력용 디지털 파일 생성부가, 상기 출력수단에서 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로 출력될 때, 출력매수를 임의로 설정하는 옵션을 부가하거나, 상기 출력매수가 설정된 상태로 출력 명령을 실행한 후, 출력 명령 종료와 거의 동시에 단말기의 메모리에 최근 문서 삭제 명령을 내리도록 하는 옵션을 부가하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 출력용 디지털 파일 생성부가, 상기 출력수단에서 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로 출력될 때, 상기 단말기의 화면상에 발급될 유가증권등의 내용을 확인할 수 있는 정보만 디스플레이시키거나 워터마크가 삽입되지 않은 유가증권등의 이미지만를 디스플레이시키도록 설정하는 옵션을 부가하도록 구성된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법은, 사용자가 네트워크를 통해 발급받기를 원하는 해당 유가증권등의 발급 서비스에 접속하여 발행 옵션을 선택하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 발행 옵션에 따라, 해당 유가증권등의 디지털 파일과 워터마크를 생성하여, 상기 해당 유가증권등의 디지털 파일에 생성된 워터마크를 삽입하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계의 워터마크가 삽입된 디지털 파일에 출력을 제어하는 옵션을 부가하여 사용자에게 네트워크를 통해 전송하는 제 3 단계; 및, 상기 제 3 단계의 출력을 제어하는 옵션에 따라 워터마크가 삽입된 디지털 파일을 출력하는 제 4 단계;를 포함하여 구성된다.
이상의 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치 및 방법에 의해, 시간과 장소의 제약없이 온라인 상에서 간편하고 안전하게 원하는 유가증권등을 발급 또는 구입하여 이를 종이 형태의 출력본으로 출력하여 오프라인 상에서 바로 사용할 수 있게된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치는, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부; 상기 이미지 A/D 변환부의 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간의 상관도를 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하는 인증부; 및, 상기 인증부의 인증 결과를 출력하는 인증 결과 출력부;를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 인증부가, 검출 및 생성된 워터마크가 강인한 워터마크와 연약한 워터마크인 경우, 상기 강인한 워터마크간 및 연약한 워터마크간의 상관도를 분석하여, 상기 워터마크가 모두 검출되면 합법적인 유가증권등임을 출력하고, 어느 하나의 워터마크라도 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등임을 출력하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 인증부가, 검출 및 생성된 워터마크가 세미 워터마크인 경우, 상기 세미 워터마크간의 상관도를 분석하여, 상기 워터마크가 검출되면 합법적인 유가증권등임을 출력하고, 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등임을 출력하도록 구성된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치는, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유가증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부; 상기 이미지 A/D 변환부의 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 정보 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하는 인증부; 및, 상기 인증부의 인증 결과를 출력하는 인증 결과 출력부;를 포함하고, 상기 인증부는, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하도록 구성된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치는, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유가증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부; 상기 이미지 A/D 변환부의 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 정보 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하는 인증부; 및, 상기 인증부의 인증 결과를 출력하는 인증 결과 출력부;를 포함하고, 상기 인증부는, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하도록 구성된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법은, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유가증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 단계; 및, 상기 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간의 상관도를 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하고 그 결과를 출력하는 단계;를 포함하여 구성된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법은, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 단계; 및, 상기 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하고 그 결과를 출력하는 단계;를 포함하고, 상기 유가증권등의 인증 여부 결정은, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하도록 구성된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법은, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 단계; 및, 상기 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하고 그 결과를 출력하는 단계;를 포함하고, 상기 유가증권등의 인증 여부 결정은, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하도록 구성된다.
이상의 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치 및 방법에 의해, 종이 형태의 유가증권등의 위변조 여부를 확실하고 용이하게 판별하여 유가증권등의 간편 안전하고 원활한 유통을 도모하도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급, 인증장치 및 방법에 대해 첨부하는 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의발급 장치의 블록도로서, 유가증권등을 발급하는 발급수단(110)과, 상기 발급수단(110)과 네트워크를 통해 접속되는 단말기(120)와, 유가증권등을 종이형태로 출력하는 출력수단(130)을 포함하여 구성된다.
상기 발급수단(110)은, 디지털 파일 생성부(111)와, 워터마크 생성부(112)와, 워터마크 삽입부(113)와, 출력용 디지털 파일 생성부(114)로 구성된다.
상기 디지털 파일 생성부(111)는, 상기 단말기(120)에서 사용자가 선택한 발행 옵션에 따른 해당 유가증권등의 디지털 파일을 생성한다.
상기 워터마크 생성부(112)는, 상기 단말기(120)에서 사용자가 선택한 발행 옵션에 따른 워터마크를 생성하는데, 키 생성 방식, 로고 방식, 상기 키 생성 방식과 로고 방식을 동시에 채용한 것중 어느 하나의 방식으로 발행 옵션에 따른 워터마크를 생성한다.
키(Key) 방식의 워터마크란 흔히 암호화에서 사용되는 키와 같은 의미로서, 어떤 키가 있어서 그 키로부터 발생된 의사난수(Pseudo Random Number)를 워터마크로 삽입하는 것이다. 이때, 이 키는 생성한 사람만이 알고 있는 특정 숫자일수도 있고 텍스트일 수도 있는데, 향후 워터마크를 추출해 낼 때 이 키를 사용하게 된다. 즉, 비밀리에 삽입된 워터마크를 하나의 암호라고 가정하면 이 암호를 해독하기 위한 열쇠가 되는 셈이다.
로고(Logo) 방식의 워터마크란, 말 그대로 워터마크로 로고와 같은 일련의 이미지를 사용하는 것이다. 이미지 데이터 역시 일련의 디지털 신호로 표현될 수 있기 때문에 원본 데이터에 발급처를 나타내는 로고와 같은 이미지 데이터를 삽입하여 추출시 훨씬 가시적 정보를 제공하는 워터마킹 방법이 된다.
상기 워터마크 삽입부(113)는, 상기 디지털 파일 생성부(111)의 디지털 파일에 상기 워터마크 생성부(112)의 워터마크를 삽입하는데, 상기 디지털 파일에 강인한 워터마크와 연약한 워터마크를 동시에 삽입하거나, 또는 세미 워터마크를 삽입시킨다.
일반적으로 워터마킹의 방법은, 먼저 일련의 정보를 담은 신호를 삽입하는 강도(워터마크를 삽입하는 강도)에 따라, 어떤 외부적인 공격이나 변화에도 변하거나 없어지지 않고 살아 남을 만큼 강인한 워터마크를 삽입하는 기술(Robust Watermark)과, 미세한 외부적인 공격에도 쉽게 변형될 만큼의 취약한 워터마크를 삽입하는 기술(Fragile Watermark)이 있다.
공격에 강인(Robust)한 워터마크를 삽입하는 기술은, 강인한 워터마크가 여러 가지 외부적으로 가능한 공격에도 없어지지 않고 살아 남음으로써 삽입한 신호가 지니고 있던 정보가 그대로 보존이 되도록 한다. 그 정보에는 유가증권등에 대한 출처를 포함한 기타 관련 내용이 포함되므로 워터마크를 추출하여 그 정보를 확인함으로써 그 유가증권등을 인증하고 위변조본과 구별할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
공격에 취약한(Fragile) 워터마크를 삽입하는 기술은, 미세한 외부적 조작, 변형에도 워터마크가 손실되도록 함으로써 외부적으로 위변조 조작이 가해졌는지의 여부를 확실하게 구분할 수 있도록 한다. 따라서 위변조된 유가증권등의 불법적 사용을 불가능하게 하는 역할을 한다.
상기의 외부적인 공격에 살아 남는 강인한 워터마크와 공격에 취약한 워터마크를 삽입하는 기술이외에 세미 워터마킹(Semi Watermarking) 기법을 적용할 수 있다. 세미 워터마킹 기법은 하나의 워터마크를 삽입하되 그 속성이 정해지지 않으며, 외부적인 공격, 변환등 사용 상황에 따라 강인한 워터마크로도 사용할 수 있고, 연약한 워터마크로도 사용할 수 있도록 한다.
워터마크 자체가 가지는 강도는 외부적인 공격 기법과 밀접한 관계가 있는데, 본 발명에서는 주로 프린터 출력이나, 하드 카피(복사기로 복사하는 것)등과 같은 A/D 변환 또는 D/A 변환에 대한 강도에 따라 강인한 워터마킹, 연약한 워터마킹, 그리고 적용에 따라 하나의 워터마크가 강인한 워터마크로도 사용될 수 있고 연약한 워터마크로도 사용될 수 있는 세미 워터마킹으로 분류한다.(이하, 강도에 의한 분류는 모두 상기 A/D 변환 또는 D/A 변환에 의한 분류임)
본 발명에서 적용하는 워터마킹 기술은, 워터마크를 생성하는 방식에 따라 키 방식 워터마크와 로고 방식 워터마크로 구분되며, 키 방식의 워터마크도 강인한 워터마크와 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크로 삽입 가능하며, 로고 방식의 워터마크도 강인한 워터마크와 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크로 삽입 가능함은 물론이다.
상기 워터마크 삽입부(113)는, 상기 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크를 상기 디지털 파일에 삽입할 때, 상기 종이형태로 출력된 유가증권등에 삽입된 상태에서, 스캐너 등을 통한 최초의 A/D 변환을 거친 경우에만 검출되고, 그 이후의 A/D 또는 D/A 변환을 거친 경우에는 검출되지 않도록 강도를 조절한다.
즉, 프린터 출력본을 가지고 복사기나 스캐너 등과 같은 주변기기를 이용하여 사본을 만들어 위변조하는 경우가 있을 수 있는데, 이 경우에 모든 종이 형태의 유가증권류등은, 후술하는 인증방법으로서, 종이 형태의 유가증권등을 다시 스캐너 등을 이용하여 디지털 이미지화하여 이 디지털 이미지로부터 삽입되었던 워터마크를 확인하는 일련의 과정을 거치게된다.
그러면, 복사기로 복사한 사본의 경우, 강인한 워터마크는 살아남아 추출이 되지만, 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크는 복사 등으로 인한 외부적 데이터 손실로 인해 손상을 입게 되고, 스캐너로 스캔하여 만든 사본 또한 마찬가지로 되어 불법적인 유가증권등의 유통을 원천적으로 봉쇄할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에서는 원본 디지털 파일로부터 출력하여 얻어진 종이 형태의 유가증권등만이 워터마크 추출의 모든 결과를 만족시킬 수 있도록, 종이 형태의 유가증권등의 이미지를 최초 디지털 형태로 변환시킨 경우에만 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크가 검출되도록 하고, 그 이후의 스캐너, 복사기, 프린터 등을 통한 A/D 변환 또는 D/A 변환을 다수 거치게되면 검출되지 않도록 워터마크의 삽입 강도를 조절하는데 주요 특징이 있게된다.
상기 출력용 디지털 파일 생성부(114)는, 상기 워터마크 삽입부(113)의 워터마크가 삽입된 디지털 파일을 온라인 상으로 발급받아 종이 형태로 출력할 때, 그 발급 옵션에 따라 동일 발급본을 마음대로 출력하여 사용하는 것을 방지하기위해 상기 출력수단(130)을 제어하는 옵션을 부가한다.
즉, 상기 출력수단(130)에서 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로출력될 때, 출력매수를 임의로 설정하는 옵션을 부가하거나, 상기 출력매수가 설정된 상태로 출력 명령을 실행한 후, 출력 명령 종료와 거의 동시에 단말기의 메모리에 최근 문서 삭제 명령을 내리도록 하는 옵션을 부가할 수 있다.
또는, 상기 출력수단(130)에서 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로 출력될 때, 상기 단말기의 화면상에 발급될 유가증권등의 내용을 확인할 수 있는 정보만 디스플레이시키거나 워터마크가 삽입되지 않은 유가증권등의 이미지만를 디스플레이시키도록 설정하는 옵션을 부가할 수 있다.
상기 단말기(120)는, 상기 발급수단(110)과 네트워크를 통해 접속되어, 발급받고자하는 유가증권등의 발행 옵션을 선택하여 상기 발급수단(110)으로 전송하고 상기 발행 옵션에 해당되는 유가증권등을 전송받아 이를 출력수단(130)을 통해 종이형태로 출력하여 사용할 수 있도록 한다.
상기 단말기(120)는, 예를 들면 인터넷 등 네트워크에 접속되어 온라인상으로 상기 발급수단과 데이터를 주고받는 PC, PDA 등으로서, 유선 또는 무선으로 출력수단(130), 예를 들면 프린터를 통해 유가증권등을 발급하도록 한다.
도 2 는 도 1 의 유가증권등의 발급 장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류 및 형태를 예시적으로 나타낸 도면으로, 본 발명에 적용 가능한 유가증권등에는 상품권, 각종 티켓, 쿠폰, 전자우표, 채권, 어음, 주권, 복권, 지폐, 수표 등 통상적인 유가증권류 및 확인 및 인증이 필요한 증명서 등 각종 발급문서 등이 포함된다.
본 발명을 적용함에 있어서는, 종래 유가증권등이 사용하는 디자인을 그대로사용할 수 있으며 여기에 워터마크를 삽입함으로써 상기 종래의 유가증권등의 발급 및 유통을 더욱 편리한 방법으로 활성화시킬 수 있게 된다.
도 3 은 도 1 의 유가증권의 발급 장치의 전체적인 동작 과정을 도시한 흐름도로서, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자가 네트워크를 통해 발급받기를 원하는 해당 유가증권등의 발급 서비스에 접속하여(S31), 발행 옵션을 선택한다.(S32)
사용자가 유가증권등의 발급기관, 유관 홈페이지, 웹 서버 혹은 유가증권등의 발행기관의 키오스크(Kiosk)와 같은 장치에 접속한다. 사용자가 필요로 하는 유가증권등이 각기 다름에 따라 접속하는 서버도 각각 다르게 된다.
사용자는 자신이 발급받으려는 발급처에 접속하여 발급받을 유가증권등에 필요한 옵션을 선택하는데, 이때 필요한 정보를 선택한다. 전자우표의 경우를 예로 들면 보내려는 우편물이 특급우편인지 등기우편인지 혹은 일반우편인지를 선택하는 옵션, 우편물의 중량에 따라 가격을 선택하는 옵션, 전자우표의 디자인을 선택하는 옵션 등이 있다. 상품권의 경우를 예로 들면 상품권의 종류, 건강 상품권, 주유 상품권, 도서 상품권, 백화점 상품권, 특정물품 상품권 등을 선택하는 옵션, 상품권의 가격 선택에 관한 옵션, 유효 기간에 관한 옵션 등이 포함된다.
이외의 유가증권등의 경우는 액면가격에 대한 옵션, 유효기간에 대한 옵션, 발급자의 유관정보에 대한 옵션 등을 선택하게 된다. 상기 사용자의 선택에 따라 유가증권의 종류 및 특성이 확정되게 된다.
상기에서 선택된 발행 옵션에 따라 해당 유가증권등의 디지털 파일과 워터마크를 생성한다.(S33)
상기의 유가증권등의 종류 및 특성이 확정되면, 이에 근거하여 해당 유가증권등의 디지털 파일을 생성한다.
또한, 상기 디지털 파일에 삽입할 워터마크를 생성하는데, 상기와 같이 선택된 발행 옵션에 따라 생성하는 방법뿐만 아니라, 유가증권등의 내용에 대한 체크섬(check sum)이나 해쉬(hash)함수 등의 값을 키로 하여 생성할 수 있다.
도 4 는 도 1 의 유가증권등의 발급 장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류와 특성에 의하여 결정되는 내용을, 키 생성 방식과 로고 생성 방식으로 워터마크를 생성하여 디지털 파일에 삽입할 경우를 분류하여 나타낸 도면이다.
워터마크로 삽입되는 내용은 사용자가 선택한 유가증권등에 의하여 보호나 확인에 필요한 중요 정보가 된다. 즉, 가격정보, 발행 관련 정보, 유효기간 정보, 발급받은 사용자의 정보 등에 의하여 작성된다.
유가증권등의 종류와 특성에 의하여 결정되는 삽입할 워터마크의 내용에는 다음과 같은 정보가 포함된다.
첫째, 발행국가 혹은 발행기관의 정보가 포함된다. 전자우표나, 국가발행채권과 같은 유가증권의 경우는 발행국가의 정보가 필요하다. 주권이나, 상품권인 경우는 발행기관의 정보가 포함된다. 백화점에서 발행한 상품권일 경우는 그 백화점의 정보가 포함된다. 예를 들어, R백화점 상품권, H백화점 상품권 등으로 발행기관의 정보가 포함되게 된다.
둘째, 액면가격이 포함된다. 전자우표, 상품권, 주권, 채권, 어음 등에 모두유가증권의 가격으로써 액면 가격이 포함되어 있다. 전자우표의 경우는 170원, 250원 등으로 가격이 분류되고, 상품권일 경우는 오만원짜리 상품권, 10만원짜리 상품권 등으로 분류되고, 주권인 경우는 발행기관에 따라서 서로 틀리게 되는데, 5,000원짜리 주권 등등으로 구별된다.
셋째, 유가증권등의 발행년도가 포함된다. 거의 모든 유가증권등에는 발행년도가 포함된다. 그리고 채권이나, 어음과 같은 유가증권은 발행년도와 액면가격의 관계가 더 밀접하다.
넷째, 유가증권등의 유효기간이 포함된다. 어음이나, 채권에는 유효기간이 그 가치와 밀접한 관계가 있다. 특히 어음일 경우, 유효기간에 관한 인증은 없어서는 안되는 요소이다.
다섯째, 상술한 네 가지 정보 외에 유가증권등에는 필요에 따라 일부 정보가 추가적으로 포함된다. 입장권, 이용권과 같은 유가증권에는 해당 유가증권에 필요한 주제나, 장소, 고유번호와 같은 정보가 포함되게 된다.
여섯째, 유가증권등의 모든 내용에 대한 변조 여부를 파악할 수 있도록 유가증권등의 내용에 대한 체크섬 값이나 해쉬 함수 등의 값을 삽입할 신호를 발생시키기 위한 키 정보로 포함시킬 수 있다.
유가증권등에 워터마크로 삽입하는 정보의 내용은 이러한 유가증권등에 포함되는 기본적인 내용을 바탕으로 생성된다. 삽입하는 워터마크의 기술적인 요인에 따라, 상기 삽입할 워터마크 내용에 근거하여 키 방식의 워터마크, 로고 방식의 워터마크, 키 방식과 로고 방식의 워터마크를 생성하여 기존의 디지털 파일 형태의유가증권등에 삽입한다.
워터마크의 삽입은, 강인한 워터마크와 연약한 워터마크를 동시에 또는 세미 워터마크를 경우에 따라 달리하는데, 강인한 워터마크와 연약한 워터마크를 동시에 삽입하는 경우에는, 상기 디지털 파일에 상기 유가증권등의 정보 내용을 로고 방식 또는 키 방식의 강인한 워터마크와 로고 방식 또는 키 방식의 연약한 워터마크를 동시에 삽입하고, 삽입한 워터마크의 내용에 근거하여 향후 유가증권등의 합법성과 불법성을 분석한다.
상기 유가증권등에 삽입할 내용을 키 생성 방식으로 워터마크의 삽입을 진행할 경우와 로고 생성 방식으로 워터마크의 삽입을 진행할 경우에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 4 의 좌측에 제시된 키 생성 방식에 대하여 설명한다.
키 방식에서는 삽입할 정보의 내용에 근거하여 키를 생성한다. 즉, 삽입할 신호를 발생시키기 위한 키를 유가증권등에 포함된 정보들을 근거로 생성하는 것이다.
키를 생성하는 과정을, 삽입하는 내용이 발행국가-KOREA일 경우를 실례로 들어 설명하면 다음과 같다. (BG는 발행국가 정보, BH는 발행 회사, 혹은 발행기관 정보)
(1) Int(BG) 단계 : 우선 유가증권의 내용에 의하여 삽입할 워터마크 내용 발행국가-KOREA 에 근거하여 코드열(Sequence)를 생성한다. 즉, 문자(Character) 형태의 변수를 아스키 코드값으로 바꾸여 수의 열을 만드는 것이다. 아스키 코드표에 따라 K 75 등과 같이 바꾼다.
(2) K(Int(BG)) 단계 : 생성된 숫자 열이 워터마크로 삽입되는 신호를 발생시키는 키(Key)가 된다. (발생된 아스키 코드 숫자열 = 난수(Random Number)발생 키 = 시드(Seed)값)
(3) R(K(Int(BG))) 단계 : 상기 (2)의 키에 의하여 난수의 시퀀스(Sequence)를 생성한다. 10 진수 열에 의하여 난수를 생성하는 방법은 여러 가지가 있는데 흔히 사용하는 방법으로 시드 넘버(Seed Number) 기법을 들 수 있다. 즉, (2)의 키를 하나의 시드 넘버로 하여 난수를 발생시키는 것이다. 결국, R(K(Int(BG)))는 생성된 난수로 구성된 시퀀스로서, 그 자체가 정보를 담은 신호로서 삽입되는 워터마크가 되는 것이다.
도 4 에서 R(K(Int(V)))는 유가증권의 액면가격에 의하여 생성된 난수 시퀀스이고, R(K(Int(D1)))은 유가증권의 발행년도에 의하여 생성된 난수 시퀀스이고, R(K(Int(D2)))은 유효기간에 의하여 생성된 난수 시퀀스이다. 마지막으로, R(K(Int(W)))는 유가증권의 기타 정보에 의하여 생성된 난수 시퀀스이다. 이렇게 생성된 난수 시퀀스를 워터마크로 삽입하게 되는데, 향후 워터마크 검증시에는 같은 방법으로 유가증권등의 정보에 의하여 키를 생성하고 생성한 키에 의하여 난수 시퀀스를 생성한다. 그리고, 생성된 난수 시퀀스와 추출된 시퀀스를 비교하여 상관관계(Correlation)를 구하는 방법으로 합법적인 유가증권등의 여부를 판단한다.
다음으로, 도 4 의 우측 부분에 제시된 로고 방식을 설명한다.
로고 방식이라는 것은 유가 증권등에 포함되어 있는 정보를 그대로 워터마크로 생성하여 삽입하는 것을 의미한다. 즉, 삽입하려는 정보를 이미지화하여 삽입한다. 즉, 예를 들면 도 4 와 같이 유가증권등에 들어있는 정보인 발행국가 : 대한민국, 가격 : 50000원, 유효기간 : 2000. 12. 31 을 그대로 이미지로 만들어 삽입하는 것이다.
도 5 는 도 1 의 유가증권등의 발급 장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류와 특성에 의하여 결정되는 내용을 키생성 방식으로 워터마크를 삽입하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
키 방식 워터마킹 기술은 감지(Detection)에 목적을 둔 기술이므로 그 핵심은 감지에 있다. 우선 키를 생성하는 단계에 대하여 설명하고 그 다음 유가증권등에 워터마크를 삽입하는 단계에 대하여 설명한다.
키 생성단계는 유가증권 분석단계, 키 포인트 선정 단계, 랜덤 신호 생성단계로 이루어진다. 상기 세 단계를 거쳐서, 사용되는 키가 선정되고 키에 의한 신호가 생성된다. 사용되는 키에 대한 선정은 키 포인트 선정 단계에서 진행된다.
이 단계에서는 유가증권등의 내용의 일부를 여러 개의 키로 사용하거나 유가증권등의 전체 내용에 대한 체크섬이나 해쉬함수의 값을 키로 사용한다.
구체적으로, 유가증권등 자체에 텍스트 형태의 정보와 이미지 형태의 정보가 모두 존재할 때, 기존의 텍스트에서 일정한 규칙을 적용하여 키로 선정하는 방법, 사용자가 메인 서버에 접속하여 유가증권등을 발급받기 위해 입력하는 정보로 키를 선정하는 방법, 발급받으려는 유가증권등의 가격, 날짜, 접속시간 등을 기본으로 키를 선정하는 방법 등 다양한 방법들이 있다.
예를 들면, 유가증권등 자체에 텍스트 형태의 정보와 이미지 형태의 정보가 모두 존재할 때, 다섯번째 문자로부터 아홉번째 문자까지 취하여 키로 사용할 수도 있고, 문서 중 처음 나오는 문자 A 로부터 시작하여 다섯 개의 문자를 취하여 키로 사용할 수 있으며, 구입하려는 유가증권등이 만원짜리라면 그 가격 자체를 키로 사용하는 등 다양한 방법들이 존재한다.
그런데 실제 삽입되는 정보는 키가 아니라 키에 의하여 생성된 신호(Signal: 상기에서 언급한 난수 시퀀스)이다. 이 신호는 상기 키 포인트 선정 단계에서 생성한 키를 이용하여 생성된다.
삽입할 신호를 생성하는 방법에도 여러 가지가 있다. 키 자체를 신호로 사용하는 방법, 키를 지정 문서의 비밀키로 이용하여 이미 알고있는 텍스트 문서를 암호화하여 생성된 신호를 삽입하는 방법, 키를 시드 넘버로 하여 랜덤 신호를 생성하여 일부를 취하는 방법, 그리고 특정 함수를 이용하여 키와 쌍을 이루는 신호를 만들어 삽입하는 방법 등을 예로 들 수 있다.
이상과 같이 상기 세가지 단계를 거치면 키와 상관되는 랜덤 신호가 생성된다. 여기서 키를 k 라 하고, 키에 의하여 생성된 삽입하려는 신호를 S(k)라고 정한다. 유가증권 이미지(유가증권등에 포함되는 이미지 혹은 유가증권 자체 이미지)는 우선 신호 S(k)를 삽입하기 위한 전처리 단계로서, 이미지 블록화, 지그재그 스캔(Zigzag-Scan), 도메인 변환, 계수분석, 삽입 구간 선정 등의 단계를 거친다.
먼저, 이미지 블록화 단계에서는 기존의 유가증권 이미지를 블록으로 나눈다. 보통 8 x 8, 16 x 16, 32 x 32 형태로 이미지를 분해하는데, 유가증권 이미지는 발행기관이나 종류가 틀림에 따라 형식이 모두 틀리므로 여러가지 이미지 형태에 적용하기 위하여 필요하며 삽입하는 신호의 강도와도 밀접한 관계를 가지게 된다.
다음으로, 지그재그 스캔 단계에서는, 2차원 이미지 데이터를 1차원 이미지로 변환시키기 위한 과정이다. 지그재그 스캔 이외에 기타 방법으로 래스터 스캔(Raster Scan)이나 힐버트 스캔(Hilbert Scan)을 사용할 수 있다.
다음으로, 도메인 변환 단계에서는, 지그재그 스캔에서 얻은 데이터를 수학적인 변환을 적용하여 도메인을 전환한다. 사용하는 수학적인 변환은 FFT, DCT, DWT 등이 있다.
다음으로, 계수분석 단계에서는, 필요성에 따라 선택 구간을 결정한다. FFT, DCT, DWT와 같은 변환을 진행하는 경우는 주파수 공간에서 처리하게 되는데, 변환된 데이터는 주파수 성분에 의하여 저주파 성분, 고주파 성분으로 분류할 수 있다. 고주파 성분은 압축과 같은 알고리즘을 적용할 경우 많이 사라진다. 저주파 성분은 약간의 변화에도 전체 이미지에 주는 영향이 크므로 신호를 삽입하기에는 적합하지 않다. 따라서 저주파 성분 중에서 필요한 정보를 삽입하는 구간을 찾는 것과 그 구간에 어떤 형태로 신호를 삽입할 것인가를 결정하는 것이 알고리즘의 적용에서 가장 중요하다.
다음으로, 삽입구간 선정단계에서는, 삽입하려는 구간을 선정한다. 삽입구간의 선정은 사용한 수학적인 변환과 밀접한 연계가 있다.
삽입 구간 선정에 앞서 먼저 변환에 대하여 살펴보면, 2차원 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT)변환은 수학식 1과 같이 정의된다.
여기서, f는 mㆍn 개의 원래 값이고, F는 mㆍn 개의 변환 값이며, c(i,j)는 아래의 수학식 2와 같다.
2차원 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, FFT)변환은 수학식 3과 같이 정의된다.
여기서, p = 0,1,ㆍㆍㆍ,M-1, q = 0,1,ㆍㆍㆍ,N-1, 0 ≤m ≤M-1, 0 ≤n ≤N-1 이다. F(p,q)를 f(m,n)의 DFT계수라고 부른다.
이산 웨이블렛 변환(Discrete Wavelet Transform, DWT)은 수학식 4와 같이 정의된다.
여기서, s 는 스케일링(Scaling)을 나타내고, τ는 위치 이동을 나타내며, ψ(s,t)는 스케일링되고 위치 이동된 형태의 웨이블렛을 나타낸다. DCT변환이나, FFT변환을 사용했을 경우, 신호 S(k)를 삽입하는 구간은 도 6a 와 같이 나타내지고, DWT를 사용했을 경우, 그의 삽입구간은 블록형태로 나타나는데, 도 6b 와 같이 나타내진다.
상기의 삽입할 워터마크를 생성한 후, 상기 해당 유가증권등의 디지털 파일에 생성된 워터마크를 삽입한다.(S34)
상기 삽입할 워터마크는 연약한 워터마크를 먼저 삽입하고, 다음 강인한 워터마크를 삽입한다. 만일, 세미 워터마킹 기법을 적용하면 순서와는 무관하게 세미 워터마크를 삽입하면 된다. 상기 생성된 워터마크를 유가증권등에 삽입하면 디지털 워터마크가 삽입된 유가증권등은 발급 또는 구입 가능한 유가증권등으로 된다.
상기 유가증권등의 종류 및 특성으로부터 작성되어 생성된 워터마크를 디지털 파일에 삽입하는 과정은, 생성된 유가증권등의 디지털 파일에 신호 키에 의하여 생성된 신호 S(k)를 삽입하는 과정이라고 할 수 있다. 상기 S(k)를 그대로 삽입할 경우, 유가증권 이미지가 변화되므로 삽입할 때, 상관계수 α(Parameter)를 이용한다. 삽입과정은 수학식 5와 같다.
여기서, W'(u)는 워터마킹된 유가증권 데이터, W(u)는 원본 유가증권 데이터, α는 삽입하려는 신호 데이터 S(k)와 원본 유가증권 데이터의 강도 조절에 필요한 상관계수(Parameter)이다. 상기 수학식 5로 대표되는 워터마크 삽입 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는, 워터마크 삽입시, 워터마크의 성격을 결정하기 위해 몇 가지 새로운 방법을 제안하고 있는데, 특히 프린트된 상태에서도 워터마크를 감지할 수 있도록, 즉 오프라인 검출(Off-line Detecting, 프린트한 결과, 종이 형태의 출력물에서 워터마크를 감지해 종이 형태의 출력물을 인증하는 것)이 가능하도록 하는 워터마킹 방법이 제안된다. 그 구체적인 내용은 도 6a 및 6b 를 통해 설명한다.
도 6a 는 도 5 의 키생성 방식으로 워터마크를 삽입하는 과정에서, 주파수 공간 처리시 DCT, FFT 변환을 사용하였을 때 삽입구간에 대한 선택을 나타낸 도면이고, 도 6b 는 주파수 공간 처리시 DWT 변환을 사용하였을 때 삽입구간에 대한 선택을 나타낸 도면이다.
DCT와 FFT는 변환된 데이터가 속하는 정의역이 틀리는 것 이외에 실제로는 차이가 없으므로 도 6a 와 같이 제시하였고, DWT는 도 6b 와 같이 제시하였다.
이하, 도 6a 를 참고하면서 워터마크를 삽입하는 방법을 설명한다.
각각의 변환된 DCT 계수를Ci라 하면, K <Ci <R (K, R > 0)이다. 이러한 상황에서 워터마크를 삽입하는 방법은 두 가지가 있다. 첫째는 치환에 의한 방법이며 둘째는 합(+)에 의한 방법이다. 이 두 가지 방법을 실행하기에 앞서 먼저,Ci=Pi인 동일 계수를 설정한다.
첫째로 치환에 의한 방법이란, -1 <Ci< 1 인 경우,Wmi=Pi(단,Wmi는 워터마크 계수)로 설정하는 것이다.
다음으로 합에 의한 방법이란,Ci< -1,Ci1 인 경우,Ci=Ci+ αㅣPiㅣWmi로 설정하는 것이다. 여기서, α란 삽입 강도를 조절하는 계수이다.
상기의 삽입 방법은, 만일 키 값이나 랜덤 시퀀스가 알려져 불법적으로 워터마크가 생성되더라도 삽입하는 방법이 동일하지 않으면 검출되지 않게된다. 따라서, 이러한 삽입 방법이 가능하다.
도 7 은 도 1 의 유가증권등의 발급장치를 통해 발급되는 유가증권등의 종류와 특성에 의하여 결정되는 내용을 로고생성 방식으로 워터마크를 삽입하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
로고 방식 워터마킹 기법은 삽입하는 신호가 키 방식과 다른 구별되는 점이 있고, 그 외에 기타 다른 삽입 절차는 거의 같다. 즉 상기 도 6a 로 설명한 두 가지 삽입 방법이 그대로 적용된다.
로고 방식에서 삽입되는 신호는 이미지 형태나 텍스트 형태를 기본으로 하여 제작된다. 우선 삽입 로고 작성 부분에서는 유가증권등에 근거하여 삽입하려는 로고를 작성한다. 유가증권등에 있어서 필요한 정보를 포함하여 만들어진다. 로고 변환 부분에서는 삽입한 후 신호의 강인성 또는 연약성과 같은 워터마크로서의 성질을 유지하도록 하기 위하여 특정 변환을 실행한다. 예를 들면, 단색 이미지일 경우, 양자화 범위를 변화시키는 방법 등이 여기에 속한다. 이어서 도메인 변환을 실행한다. 기타 나머지 과정은 상기에서 설명한 키 방식과 같다.
또 다른 방식으로는, 로고 방식과 키 방식을 혼용할 수 있는데, 향후 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을비교하여 위변조 여부를 판단하도록 하거나, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 판단하도록 할 수 있다. 반대로, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 판단하도록 하거나, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 판단하도록 할 수도 있다.
상기에서 워터마크가 삽입된 디지털 파일 형태의 유가증권등은, 출력을 제어하는 옵션을 부가하여 사용자에게 네트워크를 통해 전송하면(S35), 출력을 제어하는 옵션에 따라 워터마크가 삽입된 디지털 파일을 출력한다.(S36)
도 8 은 도 3 의 흐름도중 프린트 출력의 제어를 실행하는 과정(S35)을 구체적으로 나타낸 도면이다.
상기의 유가증권등은 사용자가 프린트로 출력하여 바로 사용 가능하므로, 사용자가 프린트 할 때는 프린트 제어 단계를 거치도록 하여 사용자가 워터마크가 삽입된 유가증권등을 여러 장 출력하여 중복적으로 사용하는 것을 방지한다.
구체적으로, 사용자가 유가증권등을 프린터로 출력하려고 하면, 상기 단말기에서 프린트 옵션의 조건을 만족하여야 한다. 상기 발급수단에서 제공하는 프린트 옵션에는 출력매수 설정 제어 옵션, 메모리 제어 옵션, 스크린 제어 옵션 등이 제공될 수 있다.
먼저, 출력매수 설정 옵션에서는 기존의 프린트 설정에서 동일 유가증권등에 대해 출력할 인쇄 매수를 마음대로 설정하는 과정에 대한 제어를 실행한다. 발급수단에서 제공하는 프린트 옵션에서는 출력할 인쇄 매수를 발급 조건에 맞는 매수로만 설정하도록 제어한다.
즉, 발급 당시 발급 요청자가 원하여 그에 합당한 대가를 지불한 만큼의 매수만으로 고정시키는 것이다. 이는 동일 유가증권의 중복된 사용을 방지하기 위함이다.
메모리 제어 옵션에서는 출력매수 설정 옵션에서 하는 과정을 더욱 완벽히 처리하기 위한 것으로, 출력할 인쇄매수를 조건에 따라 정해진 매수 만큼으로 확정하기 위함이다.
사용자가 프린트를 하게 되면 프린트에 관련된 자료는 일시적으로 메모리에 저장된다. 사용자가 프린트 명령을 실행한 후, 프린트 명령 진행 명령 종료를 기다려 거의 동시에 메모리의 최근 문서 삭제 명령을 내리도록 한다. 따라서, 두 번에 걸친 프린트 아웃을 완벽하게 제어할 수 있다.
스크린 제어 옵션이라 함은, 컴퓨터 화면(Screen) 자체를 캡쳐(Capture)하여 사용하는 것을 막기 위한 것이다. 이를 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다.
먼저, 유가증권등을 발급수단으로부터 발급받을 때, 화면상으로 발급할 티켓의 이미지 자체는 디스플레이하지 않고, 발급될 내용 등을 확인할 수 있는 정보만 디스플레이하여 구매자가 이를 확인하면, 바로 인쇄되도록 설정할 수 있다.
다른 방법으로는, 워터마크가 삽입되지 않은 유가증권등의 이미지를 화면상에 디스플레이해 주고, 실제로 발급되는 것은 워터마크가 삽입된 이미지로 하는 방법이 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급은, 각각의 유가증권등이 가지는 종류와 특성을 분석하고, 그 종류와 특성에 근거하여 디지털 파일 및 상기 디지털 파일에 삽입하기위한 워터마크를 생성하고, 발급 또는 구입 전에 유가증권등의 원본 인증을 위해 강인한 워터마크와 강도가 조절된 연약한 워터마크 또는 강도가 조절된 세미 워터마크를 디지털 파일 형태의 유가증권등에 삽입하고, 정해진 매수만을 출력하도록 출력시 옵션을 부가하도록 한 것으로서, 최근 주목받고 있는 새로운 기술로서 기존의 여러 가지 위변조 방지 기술과 차별되는 새로운 기술이라고 할 수 있는데, 특히 본 발명에서 사용되는 강인한 워터마크와 연약한 워터마크를 동시에 적용하거나 세미 워터마크를 적용하는 기술은 위변조기술의 다양성에 대처하는 방법상에서 기존에 사용하는 여러가지 기술보다 상당히 진보된 기술들이라고 할 수 있다.
다음으로, 상기 유가증권등의 발급장치를 통해 발급된 워터마크가 삽입된 유가증권등을 사용시 인증하는 장치와 방법에 대해 설명한다.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치를 도시한 블록도로서, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부(210)와, 상기 이미지 A/D 변환부의 디지털화된 이미지로부터 유가증권등의 인증 여부를 결정하는 인증부(220),및 상기 인증부의 인증 결과를 출력하는 인증 결과 출력부(230)를 포함하여 구성된다.
상기 인증부(220)는, 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부(210)의 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간의 상관도를 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정한다.
상기 인증부(220)에서 상관도를 분석하기위해 검출 및 생성되는 워터마크가, 강인한 워터마크와 연약한 워터마크인 경우에는, 상기 강인한 워터마크와 연약한 워터마크가 모두 검출되면 합법적인 유가증권등으로 판정하고, 어느 하나의 워터마크라도 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등으로 판정한다.
또한, 상기 인증부(220)에서 상관도를 분석하기위해 검출 및 생성되는 워터마크가 세미 워터마크인 경우에는, 상기 워터마크가 검출되면 합법적인 유가증권등으로 판정하고, 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등으로 판정한다.
도 10 은 도 9 의 유가증권등의 인증장치의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
먼저, 인증하고자하는 워터마크가 삽입된 종이 형태의 유가증권등을 스캔 등의 과정을 거쳐 디지털 이미지화한다.(S101) 이 단계에서는 기존의 스캐너를 이용할 수도 있고, 디지털 카메라 등을 통해 디지털화된 이미지로 변환시켜 획득할 수 있다.
상기의 디지털화된 유가증권등의 이미지를 획득하면, 해당 디지털 이미지로부터 워터마크를 추출하는데, 문자인식장치를 이용하여 디지털화된 이미지로부터 유가증권등에 포함되어 있는 상기 발급장치에서 삽입된 정보인 액면 가격에 대한 정보, 유효기간에 대한 정보, 발급자나 기관의 유관 정보 등 문자의 내용을 워터마크로 추출한다.(S102)
또한, 상기의 디지털화된 유가증권등의 이미지로부터 워터마크를 생성하는데(S103), 생성되는 워터마크는, 상기 본 발명의 발급장치에서 생성된 워터마크의 방식에 따라 약간 차이가 있게된다.
생성되는 워터마킹 기술이 키 방식일 경우는, 포함되어 있는 정보를 키로 하여 유가증권등에 삽입하려는 신호(워터마크)를 생성하므로, 문자인식 장치를 이용하여 디지털화된 이미지로부터 유가증권등에 포함되어 있는 문자의 내용을 추출하고, 추출한 내용을 키로 하여 워터마크를 생성한다.
상기의 유가증권등의 위변조 방지를 위한 워터마크의 추출 및 생성에는, 워터마크를 추출해야하는 대상 이미지 부분만을 추출하는데, 전자우표를 예로 들 경우, 스캔된 전체 이미지에서 기존에 봉투 부분을 제외한 우표 부분만을 추출하는 과정을 말한다. 이 과정은 차량의 번호판 인식 장치와 같이 획득된 이미지에서 특정 부분을 추출해 내는 과정이다. 이 부분에 대한 상세한 설명은 기출원 특허에 개재되어 있다. 이에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 출원인과 동일한 계류중인 한국 특허 출원 번호 제 10-1999-0041111호에 개시되어 있다.
상기에서 추출 및 생성된 워터마크는, 유가증권등의 인증 여부를 결정하기위한 상관도 분석을 한다.(S104)
상기 추출 및 생성된 강인한 워터마크간의 상관도 분석을 통해(S105), 강인한 워터마크가 검출되면 변조되지 않은 유가증권등으로 판정하여 다음 단계의 판정으로 넘어가고(S107) 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등으로 판정하여 유효성을 잃도록 한다.(S108)
상기 강인한 워터마크가 검출되면, 상기 추출 및 생성된 연약한 워터마크간의 상관도 분석을 통해(S106), 연약한 워터마크가 검출되면 합법적인 유가증권등으로 판정하여 유효한 유통이 가능하도록하고(S107) 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등으로 판정하여 유효성을 잃도록 한다.(S108) 이는, 연약한 워터마크가 존재하지 않는 것으로서 유가증권등이 원본이 아니라 복사본임을 확인하는 것으로 간주된다.
또한, 상기 추출 및 생성된 워터마크가 세미 워터마크인 경우에는, 상관도 분석을 통해, 워터마크가 검출되면 합법적인 유가증권등으로 판정하여 유효한 유통이 가능하도록하고 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등으로 판정하여 유효성을 잃도록 한다.
또한, 상기에서 언급한 로고 방식과 키 방식을 혼용하여 워터마크를 생성 및 삽입하는 경우, 상기 유가증권등의 인증 여부 결정은, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 판별하고, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 판별할 수도 있으며, 또한, 상기 유가증권등의 인증 여부 결정을, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 판별하고, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 판별할 수도 있다.
도 11a 는 도 9 의 유가증권등의 인증장치에서 다양한 외부적 변형 과정을 거친 디지털 형태의 이미지로부터 추출 및 생성된 강인한(Robust) 워터마크간의 상관도 분석의 실험 결과를 예시한 도면으로, 강인한 워터마크가 삽입된 종이 형태의 유가증권등은 다음과 같은 처리 과정을 거친 후에도 강인한 워터마크가 살아남아 검출된다는 것을 의미한다.
1) 프린터 출력 →스캔 : 강인한 워터마크 검출
2) 프린터 출력 →복사 →스캔 : 강인한 워터마크 검출
3) 프린터 출력 →스캔 →프린터 출력 →스캔 : 강인한 워터마크 검출
도 11b 는 도 9 의 유가증권등의 인증장치에서 다양한 외부적 변형 과정을 거친 디지털 형태의 이미지로부터 추출 및 생성된 연약한(Fragile)워터마크간의 상관도 분석의 실험 결과를 예시한 도면으로, 연약한 워터마크가 삽입된 종이 형태의 유가증권등은 다음과 같은 처리 과정을 거친 후에는 연약한 워터마크가 살아남아 검출되거나 깨져 검출되지 않는 것을 의미한다.
1) 프린터 출력 →스캔 : 연약한 워터마크 검출
2) 프린터 출력 →복사 →스캔 : 연약한 워터마크 검출안됨
3) 프린터 출력 →스캔 →프린터 출력 →스캔 : 연약한 워터마크 검출안됨
상기 1)의 결과와 같이, 강인한 워터마크와 연약한 워터마크가 모두 검출된 경우는 종이 형태로 출력된 출력본이 원본으로서 합법적인 유가증권등임을 인증하는 것이고, 상기 2) 및 3)의 결과와 같이, 비록 강인한 워터마크가 검출되어 원본임을 예측할 수는 있지만, 연약한 워터마크가 검출되지 않은 것으로부터 원본을 불순한 의도로 복사한 복사본으로 불법적인 유가증권등임을 알 수 있게되는 것이다.
또한, 도 11c 는 도 9 의 유가증권등의 인증장치에서 다양한 외부적 변형 과정을 거친 디지털 형태의 이미지로부터 추출 및 생성된 세미(Semi)워터마크간의 상관도 분석의 실험 결과를 예시한 도면으로, 세미 워터마크가 삽입된 종이 형태의 유가증권등이 다음과 같은 처리 과정을 거친 후에는 세미 워터마크가 살아남아 검출되거나 깨져 검출되지 않는 것을 의미한다.
1) 프린터 출력 →스캔 : 세미 워터마크 검출(강인한 워터마크 특성)
2) 프린터 출력 →복사 →스캔 : 세미 워터마크 검출안됨(연약한 워터마크 특성)
3) 프린터 출력 →스캔 →프린터 출력 →스캔 : 세미 워터마크 검출안됨(연약한 워터마크 특성)
상기 1) 의 결과와 같이, 세미 워터마크가 검출된 경우는 종이 형태로 출력된 출력본이 원본으로서 합법적인 유가증권등임을 인증하는 것이고, 상기 2) 및 3)의 결과와 같이, 세미 워터마크가 검출되지 않은 것으로부터 원본을 불순한 의도로 복사한 복사본으로서 불법적인 유가증권등임을 알 수 있게 되는 것이다.
이상에서 상술한 본 발명의 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급 , 인증장치 및 방법은, 기존의 유가증권등의 디자인을 그대로 적용하면서 온라인 상으로 유가증권등의 발급 또는 구입이 가능하게된다.
즉, 사용자가 직접 발급기관에 가서 종이 형태로 된 유가증권등을 발급 또는 구입하지 않고 온라인 상으로 시간이나 장소의 제한없이 발급 또는 구입하여 이를프린트 출력하여 종이 형태의 유가증권등으로 오프라인 상에서 바로 사용할 수 있으며, 발급 또는 구입한 유가증권등의 사용시 위변조 여부를 간단한 장치를 이용하여 정확하고 용이하게 판별할 수 있다.
따라서, 유가증권등의 안전하고 투명한 유통 체계를 성립시켜 유통을 더욱 활성화시킬 수 있다.
지금까지, 본 발명에 따른 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급, 인증장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예가 개시되고 설명되었지만, 이는 본 기술 분야의 숙련된 자에게 있어, 이러한 실시예가 오직 예시를 위한 것이지 이에 한정되는 것이 아니며, 별도의 인증용 서버를 두고 상기 서버에서 인증된 유가증권등의 사용 기간이나 제품 번호(serial number)에 따라 워터마크를 삽입하고 검출함으로써 불법 복제된 유가증권등의 이중 사용이나 사용 기간의 위변조를 막을 수 있게 하는 등 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형, 치환, 대체될 수 있음은 명백할 것이다. 또한, 본 발명의 기술적 사상은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 오직 첨부된 특허 청구 범위 및 그에 동등한 기술적 원리에 의해서만 한정될 뿐임을 이해하여야 한다.

Claims (28)

  1. 유가증권등을 발급하는 발급수단과;
    상기 발급수단과 네트워크를 통해 접속되어, 발급받고자하는 유가증권등의 발행 옵션을 선택하여 상기 발급수단으로 전송하고 상기 발행 옵션에 해당되는 유가증권등을 전송받는 단말기; 및,
    상기 단말기에서 전송받은 유가증권등을 종이형태로 출력하는 출력수단;을 포함하고,
    상기 발급수단은, 상기 단말기에서 선택한 발행 옵션에 따른 해당 유가증권등의 디지털 파일을 생성하는 디지털 파일 생성부와, 상기 단말기에서 선택한 발행 옵션에 따른 워터마크를 생성하는 워터마크 생성부와, 상기 디지털 파일 생성부의 디지털 파일에 상기 워터마크 생성부의 워터마크를 삽입하는 워터마크 삽입부와, 상기 워터마크 삽입부의 워터마크가 삽입된 디지털 파일에 출력수단을 제어하는 옵션을 부가하는 출력용 디지털 파일 생성부를 포함하는 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 워터마크 생성부는, 키 생성 방식, 로고 방식, 상기 키 생성 방식과 로고 방식을 동시에 채용한 것중 어느 하나의 방식으로 발행 옵션에 따른 워터마크를생성하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 키 생성 방식은, 상기 유가증권등의 주요 내용에 따른 여러 개의 키로 워터마크를 생성하거나, 유가증권등의 전체 내용에서 얻어지는 체크섬(check sum) 또는 해쉬(hash)값을 이용하여 워터마크를 생성하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입부는, 상기 디지털 파일에 강인한(robust) 워터마크와 연약한(fragile) 워터마크를 동시에 삽입 또는 세미 워터마크를 삽입시키는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 워터마크 삽입부의 상기 강인한 워터마크와 연약한 워터마크의 동시 삽입은, 상기 디지털 파일에 상기 유가증권등의 정보 내용을 로고 방식 또는 키 방식의 강인한 워터마크와 로고 방식 또는 키 방식의 연약한 워터마크로 동시에 삽입하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크는, 상기 종이형태로 출력된 유가증권등에 삽입된 상태에서 스캐너 등을 통한 최초의 A/D 변환을 거친 경우에만 검출되고, 그 이후의 A/D 또는 D/A 변환을 거친 경우에는 검출되지 않는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력용 디지털 파일 생성부는, 상기 출력수단에서 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로 출력될 때, 출력매수를 임의로 설정하는 옵션을 부가하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 출력매수가 설정된 상태로 출력 명령을 실행한 후, 출력 명령 종료와 거의 동시에 메모리에 최근 문서 삭제 명령을 내리도록 하는 옵션을 부가하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력용 디지털 파일 생성부는, 상기 출력수단에서 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로 출력될 때, 상기 단말기의 화면상에 발급될 유가증권등의 내용을 확인할 수 있는 정보만 디스플레이시키거나 워터마크가 삽입되지 않은 유가증권등의 이미지만를 디스플레이시키도록 설정하는 옵션을 부가하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급장치.
  10. 사용자가 네트워크를 통해 발급받기를 원하는 해당 유가증권등의 발급 서비스에 접속하여 발행 옵션을 선택하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계의 발행 옵션에 따라, 해당 유가증권등의 디지털 파일과 워터마크를 생성하여, 상기 해당 유가증권등의 디지털 파일에 워터마크를 삽입하는 제 2 단계;
    상기 제 2 단계의 워터마크가 삽입된 디지털 파일에 출력을 제어하는 옵션을 부가하여 사용자에게 네트워크를 통해 전송하는 제 3 단계; 및,
    상기 제 3 단계의 출력을 제어하는 옵션에 따라 워터마크가 삽입된 디지털 파일을 출력하는 제 4 단계;를 포함하는 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 워터마크 생성은, 키 생성 방식, 로고 방식, 상기 키 생성 방식과 로고 방식을 동시에 채용한 것중 어느 하나의 방식으로 발행 옵션에 따른 워터마크를 생성하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 키 생성 방식은, 상기 유가증권등의 주요 내용에 따른 여러 개의 키로 워터마크를 생성하거나, 유가증권등의 전체 내용에서 얻어지는 체크섬 또는 해쉬값을 이용하여 워터마크를 생성하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 워터마크 삽입은, 상기 디지털 파일에 강인한 워터마크와 연약한 워터마크를 동시에 삽입 또는 세미 워터마크를 삽입시키는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 강인한 워터마크와 연약한 워터마크의 동시 삽입은, 상기 디지털 파일에 상기 유가증권등의 정보 내용을 로고 방식 또는 키 방식의 강인한 워터마크와 로고 방식 또는 키 방식의 연약한 워터마크로 동시에 삽입하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 연약한 워터마크 또는 세미 워터마크는, 상기 종이형태로 출력된 유가증권등에 삽입된 상태에서 스캐너 등을 통한 최초의 A/D 변환을 거친 경우에만 검출되고, 그 이후의 A/D 또는 D/A 변환을 거친 경우에는 검출되지 않는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 4 단계의 출력 제어는, 상기 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로 출력될 때 출력매수를 임의로 설정하는 옵션을 부가하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 출력 제어는, 상기 출력매수가 설정된 상태로 출력 명령을 실행한 후, 출력 명령 종료와 거의 동시에 메모리에 최근 문서 삭제 명령을 내리도록 하는 옵션을 부가하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 4 단계의 출력 제어는, 상기 워터마크가 삽입된 디지털 파일이 종이형태로 출력될 때, 화면상에 발급될 유가증권등의 내용을 확인할 수 있는 정보만 디스플레이시키거나 워터마크가 삽입되지 않은 유가증권등의 이미지만를 디스플레이시키도록 설정하는 옵션을 부가하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급방법.
  19. 워터마크가 삽입된 종이형태의 유가증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부;
    상기 이미지 A/D 변환부의 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 정보 내용으로부터 생성된 워터마크간의 상관도를 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하는 인증부; 및,
    상기 인증부의 인증 결과를 출력하는 인증 결과 출력부;를 포함하는 디지털워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 인증부는, 검출 및 생성된 워터마크가 강인한 워터마크와 연약한 워터마크인 경우, 상기 강인한 워터마크간 및 연약한 워터마크간의 상관도를 분석하여, 상기 워터마크가 모두 검출되면 합법적인 유가증권등임을 출력하고, 어느 하나의 워터마크라도 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등임을 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 인증부는, 검출 및 생성된 워터마크가 세미 워터마크인 경우, 상기 세미 워터마크간의 상관도를 분석하여, 상기 워터마크가 검출되면 합법적인 유가증권등임을 출력하고, 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등임을 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치.
  22. 워터마크가 삽입된 종이형태의 유가증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부;
    상기 이미지 A/D 변환부의 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 정보 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하는 인증부; 및,
    상기 인증부의 인증 결과를 출력하는 인증 결과 출력부;를 포함하고,
    상기 인증부는, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치.
  23. 워터마크가 삽입된 종이형태의 유가증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 이미지 A/D 변환부;
    상기 이미지 A/D 변환부의 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 정보 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하는 인증부; 및,
    상기 인증부의 인증 결과를 출력하는 인증 결과 출력부;를 포함하고,
    상기 인증부는, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 로고 방식에 의해서추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증장치.
  24. 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 단계; 및,
    상기 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간의 상관도를 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하고 그 결과를 출력하는 단계;를 포함하는 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 유가증권등의 인증 여부 결정은, 검출 및 생성된 워터마크가 강인한 워터마크와 연약한 워터마크인 경우, 상기 강인한 워터마크간 및 연약한 워터마크간의 상관도를 분석하여, 상기 워터마크가 모두 검출되면 합법적인 유가증권등임을 출력하고, 어느 하나의 워터마크라도 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등임을 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 유가증권등의 인증 여부 결정은, 검출 및 생성된 워터마크가 세미 워터마크인 경우, 상기 세미 워터마크간의 상관도를 분석하여, 상기 워터마크가 검출되면 합법적인 유가증권등임을 출력하고, 검출되지 않으면 불법적인 유가증권등임을 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법.
  27. 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 단계; 및,
    상기 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하고 그 결과를 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 유가증권등의 인증 여부 결정은, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법.
  28. 워터마크가 삽입된 종이형태의 유기증권등을 읽어들여 디지털 형태의 이미지로 변환하는 단계; 및,
    상기 디지털화된 이미지로부터 추출된 워터마크와, 디지털화된 이미지의 문자 내용으로부터 생성된 워터마크간을 분석하여 유가증권등의 인증 여부를 결정하고 그 결과를 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 유가증권등의 인증 여부 결정은, 검출 및 생성된 워터마크가 로고 방식의 워터마크와 키 방식의 워터마크인 경우, 키 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 키로 삽입한 정보 내용을 비교하여 위변조 여부를 출력하고, 로고 방식에 의해서 추출된 유가증권등의 정보 내용과 처음에 삽입한 로고 정보 내용을 비교하여 위변조 및 복제 여부를 출력하는, 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 인증방법.
KR10-2001-0001940A 2001-01-12 2001-01-12 디지털 워터마킹을 이용한 유가증권등의 발급, 인증장치와방법 KR100400582B1 (ko)

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