KR100665348B1 - 지문 인식 모듈부와 메인 제어부 사이의 제어 신호가암호화되는 디지털 도어록 및 그 운용 방법 - Google Patents

지문 인식 모듈부와 메인 제어부 사이의 제어 신호가암호화되는 디지털 도어록 및 그 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지문 등록 및 인증을 수행하는 지문 처리부(지문 모듈)와 도어록의 전반적인 제어를 수행하는 메인 회로상의 제어부가 분리되는 디지털 도어록에 있어서, 상기 지문 처리부와 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터 또는 제어 신호 중 하나 이상, 특히 지문 인증시 지문 처리부에서 제어부로 전송되는 지문 인증 (성공) 신호와, 지문 등록시 제어부에서 지문 처리부로 전송되는 지문 등록 명령 신호를 암호화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 이용하면, 지문 모듈과 메인 회로 사이의 신호를 해킹하여 제어 신호를 식별하고자 하거나 부당한 제어 신호를 인가하고자 하는 경우 그 사실을 감지할 수 있게 되므로 높은 보안성을 얻을 수 있다.
지문 인식, 암호화, 디지털 도어록

Description

지문 인식 모듈부와 메인 제어부 사이의 제어 신호가 암호화되는 디지털 도어록 및 그 운용 방법 {Digital Door Lock Apparatus and Operation Method for Encrypting Control Signal between Fingerprint Module and Main Control Unit}
도 1a는 지문 프로세서를 내부 장치부에 구비한 종래 지문 인식 도어록의 구성도,
도 1b는 지문 프로세서를 외부 장치부에 구비하여 도 1a의 지문 인식 도어록의 문제점을 개선한 종래 지문 인식 도어록의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 개방 허가 과정을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 지문 등록 과정을 도시한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 제어부 210 : 지문 처리부
220 : 지문 판독부 230 : 지문 저장부
240 : 센서부 250 : 구동부
260 : 표시부 270 : 전원부
280 : 입력부
본 발명은 지문 인식 모듈부와 메인 컨트롤러의 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 지문 인식 모듈부의 지문 프로세서와 메인 컨트롤러 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터를 암호화하여 높은 보안성을 얻을 수 있는 지문 인식 모듈부와 메인 컨트롤러의 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 도어록(Digital Door Lock)은 외부 전원 공급의 어려움으로 인해 대부분 건전지를 전원으로 사용하고 있다. 그런데, 지문 인식 도어록의 경우 건전지를 수납하는 공간과 지문 센서 부분을 각각 실내와 실외로 따로 배치해야 하고, 건전지를 전원으로 사용함에 따른 사용 전력상의 한계로 인해 메인 컨트롤러(Main Micro Controller Unit)와 지문 인식 모듈부를 분리하는 구조가 일반적이다.
이러한 종래의 지문 인식 도어록의 구성을 간략히 설명하면 다음과 같다. 도 1a는 지문 프로세서를 내부 장치부에 구비한 종래 지문 인식 도어록의 구성도이다.
상기 도 1a에 도시한 바에 따르면, 통상적인 지문 인식 도어록은 지문 인식 모듈부와 메인 컨트롤러(110)가 연결된다. 그런데, 지문 센서(120)에서 지문 프로세서(100)로 향하는 데이터 라인은 일반적으로 병렬 구조이므로 라인 수가 많아 외 부 장치부(실외 바디)와 내부 장치부(실내 바디)도 상당한 수의 케이블로 연결되어야 한다. 이때, 지문 센서(120)와 지문 프로세서(100)간의 라인 수를 줄이기 위해 데이터 라인을 직렬 구조로 하게 되면 지문 센서(120)의 내부와 지문 프로세서(100)의 내부에 별도의 하드웨어 및 소프트웨어를 구현해야 한다. 따라서, 하드웨어와 소프트웨어를 구현하는데에 따른 비용 발생 문제점이 야기된다. 또한, 외부 장치부와 내부 장치부를 연결하는 상당한 수의 케이블은 도어록 설치시 불편을 초래하고, 도어록의 안정적인 동작에도 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 또한, 제품 원가 측면에서도 과다 비용 발생 문제를 유발한다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 지문 인식 도어록의 구성은 다음과 같다. 도 1b는 지문 프로세서를 외부 장치부에 구비하여 도 1a의 지문 인식 도어록의 문제점을 개선한 종래 지문 인식 도어록의 구성도이다.
상기 도 1b에 도시한 바에 따르면, 지문 프로세서(100)를 외부 장치부로 이동시켜서 지문 센서(120)와의 연결을 PCB(Printed Circuit Board; 인쇄회로기판)상에서 구현되도록 한후, 추출된 지문 정보를 지문 프로세서(100)가 메인 컨트롤러(110)로 전송하도록 하였다.
그러나, 도 1a와 같은 구조에서는, 내부 장치부와 외부 장치부 사이의 케이블을 해킹하는 경우에도 케이블을 통해 도측(盜測)당할 수 있는 신호들이 지문 입력된 원천 데이터(Raw Data)이므로 도측한 신호를 분석 및 재생하여 도어록을 해정(解停)하는 것이 어려울 뿐더러 도어록을 해정하기 위한 신호 자체는 정상적으로 등록된 사용자가 지문을 입력하여야만 얻을 수 있으므로 상기 케이블을 해킹하여 해정을 시도하는 것이 불가능한 반면, 도 1b의 경우 케이블 해킹을 통하여 지문 프로세서(100)와 메인 컨트롤러(110) 사이의 제어 신호(Processed Data)를 도측할 수 있고, 이러한 제어신호는 지문의 원천 데이터에 비하여 조작하기 용이하기 때문에 불법 해정이 가능하다. 즉, 상기 제어 신호는 도측하여 쉽게 분석 및 재생이 가능할 뿐만 아니라, 지문 프로세서(100)에 지문 등록 명령 신호를 전송하여 임의로 지문을 등록한 후 정상적인 사용자로 인식케 하여 지문 인증 성공을 얻어내거나 인증 성공 신호를 메인 컨트롤러(110)에 전송하는 등 지문 등록 명령, 인증 성공 여부 등의 신호를 불법적으로 인가하여 도어록을 비정상적으로 해정할 수 있어서 보안성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 상기 도 1b와 같은 구조의 도어락에서 지문 처리 모듈(지문 처리부)와 메인 회로상의 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터들, 즉 제어부에서 지문 처리부로 전송되는 지문 등록 명령 신호, 지문 처리부에서 제어부로 전송되는 지문 인증 신호 등을 암호화하여 높은 보안성을 얻을 수 있는 디지털 도어록 및 그 운용방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 지문 등록 및 인증을 수행하는 지문 처리부와 도어록의 전반적인 제어를 수행하는 메인 회로상의 제어부가 분리되는 도어록에 있어서, 상기 지문 처리부와 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터 또는 제어 신호 중 하나 이상을 암호화하는 것을 특징으로 한다.
좀 더 세부적인 구성에 의한 본 발명은, 지문 모듈을 구성하는 지문 처리부와 메인회로 상의 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터가 암호화된 디지털 도어록으로서, 사용자의 손가락으로부터 지문을 스캔하는 지문 판독부; 지문 인증과정에서 상기 지문 판독부에서 전송된 지문 정보가 지문 저장부에 저장된 지문 정보와 일치하는 경우 지문 인증 신호를 생성하고, 생성된 지문 인증 신호에 암호화된 데이터를 포함하거나, 지문 인증 신호 자체를 암호화하여 상기 제어부로 전송하고, 지문 등록과정에서 제어부로부터 전송된 지문 등록 명령 신호에 포함된 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 등록 명령 신호를 복호화한 후 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성을 확인하고, 유효한 경우에 한하여 상기 지문 판독부에서 전송된 지문 정보를 등록 저장하는 지문 처리부; 지문 인증 과정에서 상기 지문 처리부로부터 전송된 상기 지문 인증 신호에 포함된 상기 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 인증 신호를 복호화한 후 상기 지문 인증 신호의 유효성을 확인하고, 유효한 경우에 한하여 도어록 개방신호를 생성/출력하고, 지문 등록 과정에서 외부로부터의 지문 등록 요청이 있는 경우 지문 등록 명령 신호를 생성한 후 상기 지문 등록 명령 신호에 암호화된 데이터를 포함하거나 지문 등록 명령 신호 자체를 암호화 하여 상기 지문 처리부로 전송하는 제어부; 상기 제어부의 요청에 따라서 도어록을 개폐하는 구동부; 상기 제어부에 지문 등록을 명령하기 위한 신호를 입력하는 입력부; 및 상기 도어록이 작동될 수 있도록 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 디지털 도어록을 제공한다.
또한, 본 발명에 의한 방법은 지문 처리 모듈을 구성하는 지문 처리부와 메인 회로 상의 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터를 암호화하는 디지털 도어록의 운용 방법으로서, 지문 인증시 상기 지문 처리부가 지문 인증 결과를 나타내는 지문 인증 신호를 생성한 후 상기 지문 인증 신호의 유효성을 판단할 수 있는 암호화된 데이터를 포함하거나, 상기 지문 인증 신호 자체를 암호화하여 제어부로 전송하는 제1단계와; 상기 제어부가 상기 지문 인증 성공 신호에 포함된 상기 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 인증 신호를 복호화하여 상기 지문 인증 신호의 유효성 여부를 판정하는 제2단계와; 상기 지문 인증 신호가 유효하다고 판정되는 경우에 한하여, 상기 제어부가 도어록 개방 신호를 생성하여 구동부로 전송하는 제3단계를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 또다른 방법은 지문 처리부와 메인 회로상의 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터를 암호화하는 디지털 도어록의 운용 방법으로서, 지문 등록시 상기 제어부가 지문 등록 명령 신호를 생성한 후 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성을 판단할 수 있는 암호화된 데이터를 포함하거나 상기 지문 등록 명령 신호 자체를 암호화하여 지문 처리부로 전송하는 제1단계와; 상기 지문 처리부가 상기 지문 등록 명령 신호에 포함된 상기 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 등록 명령 신호를 복호화하여 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성 여부를 판정하는 제2단계와; 상기 지문 등록 명령 신호가 유효하다고 판정된 경우에 한하여 상기 지문 처리부가 지문 판독부로부터의 지문 정보 입력을 대기하거나, 상기 지문 판독부로 지문 정보의 입력 또는 전송 요청신호를 전송하는 제3단계;를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 블록 구성도이다.
상기 도 2에 도시한 바에 따르면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록은 제어부(200), 지문 처리부(210), 지문 판독부(220), 지문 저장부(230), 센서부(240), 구동부(250), 표시부(260), 전원부(270), 입력부(280)를 포함한다.
제어부(200)는 도어록의 메인 회로부에 구비되어 있는 것으로 지문 인증 또는 등록을 위하여 사용자가 도어록에 접근하거나 접촉하는 경우, 센서부(240)에서 전송된 감지 신호에 따라 지문 입력 명령 신호를 생성하여 지문 처리부(210)로 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 제어부(200)는 사용자가 입력부를 통하여 지문 인증이 아닌 지문 등록을 요청하는 경우, 입력부(280)의 지문 등록 요청에 따라 지문 처리부(210)로 전송할 지문 입력 명령 신호를 취소하는 기능을 수행한다. 이때, 이미 지문 처리부(210)로 지문 입력 명령 신호를 전송하였다면, 지문 처리부(210)로 상기 지문 입력 명령 신호를 취소하라는 요청 신호를 생성/전송하는 기능을 수행한다.
제어부(200)는 사용자의 요구가 지문 인증이 아닌 지문 등록 요청인 경우에는 상기와 같이 이미 생성/전송된 지문 입력 명령 신호를 취소하고, 지문 등록 명령 신호를 생성한 후 암호화 복호화부를 이용해 지문 등록 명령 신호에 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성을 판단할 수 있는 암호화된 데이터를 포함하거나, 지문 등록 명령 신호 자체를 암호화하여 지문 처리부(210)로 전송하게 된다. (지문 등록/입력 명령 신호의 암호화 및 전송 기능)
본 명세서에서 지문 입력 명령 신호은 사용자의 접근 등이 감지된 경우 인증을 위하여 지문을 입력하라는 의미의 명령 신호를 의미하고, 지문 등록이라 함은 정당한 사용자가 자신의 지문 정보를 도어록에 최초로 저장/등록하는 과정을 의미하며, 지문 인증은 도어를 개방하기 위하여 지문정보를 입력하여 인증받는 과정을 의미한다. 따라서, 지문 입력 명령 신호는 지문 인증 및 지문 등록 과정 모두에서 초기에 생성되는 것이고, 지문 인증이 아닌 지문 등록 요청이 있는 경우에는 별도의 지문 등록 명령 신호가 사용되기 때문에 이미 생성/전송된 지문 입력 명령 신호는 취소되는 것이다.
물론, 센서부에 의한 감지 기술이 이용되지 않을 수도 있으며, 이러한 경우 지문 판독부를 통하여 지문 정보가 입력되는 경우 바로 지문 인증을 수행하고, 입 력부를 통한 별도의 지문 등록 요청이 있는 경우에 한하여 지문 입력 모드가 실행되도록 할 수도 있다.
또한, 제어부는 지문 인증시 암호화 복호화부를 통하여 지문 처리부(210)로부터 전송된 지문 인증 성공 신호에 포함된 암호화된 데이터를 복호화하거나, 자체 암호화된 지문 인증 신호를 복호화하여 상기 지문 인증 신호의 유효성 여부를 판정하는 기능을 수행한다. 또한, 지문 인증 신호가 유효한 경우 도어 개방신호를 생성하여 구동부(250)에 전송함으로써 도어록이 개방되도록 한다. (지문 인증 신호의 복호화 및 도어 개방 처리 기능)
또한, 지문 처리부(210)로부터 수신하여 복호화한 지문 인증 신호가 지문 인증 불가능을 의미하는 경우나, 복호화된 지문 인증 신호를 식별할 수 없을 때, 도어록 개방 불가 메시지를 생성하여 표시부(260)에 출력하는 기능을 수행한다.
그 밖에, 지문 등록 과정에서 제어부(200)는 지문 처리부(210)로부터 전송된, 등록용 입력 지문 정보가 이미 등록된 것인 경우 기등록 사용자의 지문 정보라는 메시지를 표시부(100)에 표시하거나, 정당하게 지문 정보가 저장/등록된 경우 지문 정보 저장 확인 메시지를 표시부(260)에 표시하는 기능도 수행한다.
지문 처리부(210)는 지문 처리 모듈에 구비되는 것으로 지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보를 지문 저장부(230)에 저장하는 기능과, 지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 저장된 기등록 지문 정보와 일치하는지의 여부를 판정하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 판정 결과를 포함하는 지문 인증 신호를 생성하고 암호화 복호화부를 이용하여 지문 인증 신호에 상기 신호의 유효성을 판단할 수 있는 암호화된 데이터를 포함하거나, 지문 인증 신호 자체를 암호화한 후 제어부(200)로 전송하는 기능을 수행한다. 지문 인증이 실패한 경우에는 지문 인증 실패 신호를 전송하거나, 아무런 지문 인증 신호도 전송하지 않을 수 있다. (지문 인증 신호의 암호화 및 전송 기능)
또한, 지문 처리부(210)는 지문 등록시에 한하여, 제어부(200)로부터 전송된 지문 등록 명령 신호에 포함된 암호화된 데이터를 복호화하거나 자체 암호화된 지문 등록 명령 신호를 복호화하여 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성 여부를 판정하는 기능을 수행한다. 물론, 지문 등록 명령 신호가 유효한 경우 비로소 지문 판독부(220)로 하여금 사용자의 지문 정보를 입력받도록 한다. (지문 등록 명령 신호의 복호화 및 지문 입력 기능)
또한, 지문 처리부는 지문 등록시에 한하여 지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 이미 등록되어 있는 지문 정보와 일치하는지의 여부를 판정하는 기능을 수행할 수 있고, 지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 이미 등록되어 있는 지문 정보와 일치하는 경우에는 입력된 지문 정보가 이미 등록된 사용자의 지문 정보라는 메시지를 생성하여 제어부(200)로 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 이미 등록되어 있는 지문 정보와 일치하지 않는다면, 지문 저장부(230)에 상기 지문 정보를 저장하는 기능을 수행한다. 또한, 제어부(200)로 지문 정보 저장 확인 메시지를 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 지문 처리부(210)는 지문 인증시에 한하여 지문 판독부(220)로부터 전 송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 저장된 지문 정보와 일치하지 않는 경우를 고려하여 경보음 장치 또는 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)를 사용한 장치를 추가로 구비할 수 있다.
이상과 같이, 지문 인증시에는 지문 처리부가 판정한 지문 인증 (성공) 신호를 암호화하여 제어부로 전송하기 때문에 중간에 케이블을 절단하여 신호를 해킹하더라도 복호화하지 않는 한 지문 인증 신호임을 알 수 없을 뿐 아니라, 별도의 전자장치로 부당한 지문 인증 신호를 인가하더라도 정해진 방식대로 암호화하지 않는 이상 제어부가 해킹 사실을 알 수 있게 되는 것이다.
마찬가지로, 지문 등록시에는 제어부로부터의 지문 등록 명령 신호를 암호화하여 지문 처리부로 전송하기 때문에 중간에 케이블을 절단하여 신호를 해킹하더라도 복호화하지 않는 한 지문 등록 명령 신호임을 알 수 없을 뿐 아니라, 별도의 전자장치로 부당한 지문을 등록하기 위하여 지문 등록 명령신호를 인가하더라도 정해진 방식대로 암호화하지 않는 이상 지문 처리부가 해킹 사실을 알 수 있게 되는 것이다.
이로써, 케이블 절단 등에 의하여 중간에 제어 신호를 해킹하더라도 충분한 보안성을 확보할 수 있게 된다.
이와 같은 기능을 수행하기 위하여, 제어부(200)와 지문 처리부(210)는 상호 간에 전송되는 제어 신호를 암호화 또는 복호화시킬 수 있는 암호화 복호화부를 포함한다. 또한, 상기의 제어부(200)와 지문 처리부(210) 간에 상호 전송되는 제어 신호는 통상적으로는 유선 신호이나, 무선 통신부를 두어 무선 신호로 송수신되도 록 할 수도 있다.
통상적으로 유선 상에서 전송되는 제어 신호를 도측하려면 실제 라인이 있는 곳으로 찾아가서 도측 장치를 이용하여 해당 라인에 접촉해야만 가능하다. 그러므로, 유선 상의 경우에는 제어 신호를 직접 암호화할 필요 없이 상기 제어 신호에 소정의 암호화된 데이터를 포함하는 것으로도 충분하다. 그러나, 본 발명의 실시에 있어서 유선 상의 경우 제어 신호를 직접 암호화하는 것도 가능하다. 한편, 무선 상에서 전송되는 신호는 공간 상에 존재하는 신호를 장소에 관계 없이 도측 장치를 이용하여 스니핑(sniffing)하면 되므로 신호를 직접 암호화도록 하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 상기 제어 신호를 암호화하는 데에는 모든 암호화/복호화 알고리즘이 사용될 수 있다.
본 발명에서 적용되는 암호화/복호화 기술을 공개키 또는 비밀키(Public Key; Private Key)와 같은 키방식의 암호화 방식과, 해쉬 코드, 전자 서명 등을 이용하는 암호화 방식, 기타 소정의 암호화 알고리즘을 적용하는 암호화 방식 등 그 어떠한 것도 적용될 수 있을 것이다.
통상적인 암호화 방식의 일예로서 관용 암호화 방식, 공개키 암호화 방식 등이 있다. 상기의 경우 통상적으로 전송할 신호를 일정한 알고리즘에 의해 아무도 모르는 키(Key)로 암호화시킨 후 전송하고, 이를 상대방에서 전송받아 복호화시킬 수 있는 키로 복호화하는 방식이 사용되는데, 이때 암호화시키는 키(Encryption key)와 복호화시키는 키(Decryption key)가 같은 경우를 관용 암호화 방식 또는 대칭키 암호화 방식이라고 하며, 암호화시키는 키와 복호화시키는 키가 다른 경우를 공개키 암호화 방식 또는 비대칭키 암호화 방식이라고 한다.
관용 암호화 방식은 암호화 복호화에 동일한 키와 동일한 알고리즘을 사용하며, 알고리즘의 수행 속도가 빠르다. 또한, 다양한 알고리즘이 개발되어 현재도 평문을 암호화하기 위해 가장 많이 사용된다. 그러나, 송수신자 상호 간에 키를 교환해야 하며, 공유한 키는 비밀로 유지되어야 하므로 키 관리 및 키 분배에 어려움이 있다. 또한, 전자 서명이 불가능하다. 관용 암호화 방식에는 DES(Data Encryption Standard) 등이 있다.
공개키 암호화 방식은 암호화 복호화에 각각 서로 다른 키와 동일한 알고리즘을 사용하며, 디지털 서명이 가능하다. 또한, 두 개의 다른 키를 모든 사람이 접근 가능한 공개키와 각 사용자 자신만이 접근 가능한 개인키로 나누어 키 쌍중 하나만 비밀로 유지하면 된다. 그러나, 알고리즘의 수행 속도가 느리다. 공개키 암호화 방식에는 RSA(Rivest-Shamir-Adleman) 등이 있다.
한편, 상기로부터 공개키 암호화 방식을 본 발명에 적용한다면, 공개키(Public Key)와 비밀키(Private Key)를 이용한 키 교환(Key Exchange) 기법을 이용하여 제어부(200)와 지문 처리부(210) 쌍방이 세션 키(Session Key)를 안전하게 공유한 다음, 제어부(200)와 지문 처리부(210) 간의 모든 데이터 전송을 공유된 세션 키(Session Key)를 이용하여 암호화 또는 복호화시키는 방법이 사용될 수 있다.
상기의 경우는 종단간(End To End) 보안이 보장되어 완벽한 보안이 제공될 수 있다. 또한, 상호 간의 전송시에만 암호화된 데이터가 포함되어 제대로 전송된 것인지의 여부를 판단하는 인증(Authentication)을 보장받게 되며, 세션 키 (Session Key)를 알지 못하는 제3자는 제어부(200)와 지문 처리부(210) 간에 상호 전송되는 제어 신호에서 암호화된 데이터의 내용을 알 수 없으므로 비밀성(Confidentiality)이 보장된다. 제어부(200)와 지문 처리부(210) 상호 간의 제어 신호는 상대방에게 도달하는 동안 누군가에 의해 가로채어질 수 있지만 데이터를 임의로 변화시키게 되면 데이터의 해쉬(Hash) 값이 변하게 되므로 무결성( Integrity)을 보장받을 수 있다.
상기의 공개키/비밀키를 이용한 키 교환 방식 외에도 롤링 코드(Rolling Code) 방식, 홉핑(Hopping Code) 방식 등의 암호화 알고리즘이 적용될 수 있다.
이상의 설명에서는, 지문 처리부(210)와 제어부(200) 사이의 제어 신호를 암호화하는 방법으로 관용 암호화 방식, 공개키 암호화 방식, 롤링 코드 방식, 홉핑 코드 방식 등을 예로 두어 설명하였으나, 본 발명의 실시에 있어서 제어 신호를 암호화하는 방법은 이에 한정되는 것은 아니다.
지문 판독부(220)는 사용자가 외부 장치부에 근접한 후 손가락을 맞닿게 할시, 지문을 스캔하는 기능을 수행한다. 또한, 스캔한 지문 정보를 지문 처리부(210)로 전송하는 기능을 수행한다.
지문 저장부(230)는 지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보를 저장한다.
지문 저장부(230)는 메모리 기능을 수행하는데, 전원이 공급되지 않아도 그 내용이 지워지지 않는 비휘발성(Nonvolatile) 메모리 소자를 사용하는 것이 바람직하므로 ROM(Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory) 등이 사용될 수 있다.
센서부(240)는 사용자가 외부 장치부에 근접시 동작을 감지하고, 감지 신호를 제어부(200)로 전송하는 기능을 수행한다. 센서부(240)에는 적외선 센서, 광 센서, 온도 센서, 터치 센서 등이 사용될 수 있다.
구동부(250)는 제어부(200)의 요청에 따라 전원부(270)로부터 전원을 공급받아 도어록을 개방하는 기능을 수행한다.
표시부(260)는 지문 처리부(210)에서 전송된 지문 인증 실패 신호로부터 도어록 개방 불가 메시지를 표시한다. 또한, 지문 처리부(210)로부터 전송된, 입력된 지문 정보는 이미 등록된 사용자의 지문 정보라는 메시지를 표시한다. 또한, 지문 처리부(210)로부터 전송된 지문 정보 저장 확인 메시지를 표시한다. 표시부(260)에는 LED 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 등이 사용될 수 있다.
전원부(270)는 디지털 도어록이 작동될 수 있도록 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
입력부(280)는 사용자가 지문 등록 메뉴를 선택할 시, 제어부(200)로 지문 등록을 요청하는 기능을 수행한다. 이러한 입력부(280)는 디지털 도어록의 기능 메뉴를 선택하거나 데이터의 입력 등을 수행할 수 있다. 디지털 도어록의 기능 메뉴로는 도어 개방, 지문 등록 등이 가능하다. 이때, 도어 개방을 선택하게 되면, 지문 입력 없이 자동으로 문을 개방할 수 있다. 한편, 수동으로 손잡이를 이용하여 문을 개방할 수 있게 하는 것도 가능하다. 입력부(280)로는 키패드, 터치 스크린(Touch Screen) 등이 사용될 수 있다. 한편, 외부 장치부에도 키패드 또는 터치 스크린 방식의 입력부를 추가하여 지문 입력 대신 비밀 번호를 입력하게 하는 것도 가능하다.
한편, 배터리가 부족하여 디지털 도어록의 정상 작동이 어려운 경우를 고려하여 외부 장치부에는 비상키를 이용하여 문을 개방할 수 있는 장치가 포함될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 지문 인증 및 그에 따른 도어 개방 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 3에 도시한 바에 따르면, 사용자가 도어록 개방 허가를 받기 위해 외부 장치부에 근접하게 되면, 센서부(240)에서 동작을 감지하고 감지 신호를 제어부(200)로 전송한다(S300). 제어부(200)는 전송된 감지 신호에 따라 지문 입력 명령 신호를 생성한 후 지문 처리부(210)로 전송한다(S302). 이때, 제어부(200)는 지문을 입력할 것을 요청하는 메시지를 표시부(260)에 표시하게 할 수도 있는데, 상기 메시지는 디스플레이 장치를 통하여 데이터로 출력할 수 있다. 또한, 스피커를 통하여 음성으로 출력할 수도 있다. 그 다음으로 지문 처리부(210)는 지문 판독부(220)에서 지문 정보가 입력/전송되기를 기다린다. 이때, 지문 처리부(210)는 지문 판독부(220)로 입력된 지문 정보를 전송하라고 별도로 요청할 수도 있다(S304). 한편, 상기와 같은 S300, S302, S304 단계는 디지털 도어록의 구성상 부가적으로 수행할 수 있는 기능이므로 생략 가능하다.
사용자가 외부 장치부에 근접한 후 지문 판독부(220)에 손가락을 맞닿게 하 면, 지문 판독부(220)는 지문을 스캔한다(S306). 이때, 스캔된 지문 이미지의 품질이 일정 수준 이하인 경우에는 다시 지문을 입력할 것을 요구하도록 하는 것도 가능하다. 지문 판독부(220)는 스캔한 지문 정보를 지문 처리부(210)로 전송한다. 지문 처리부(210)는 전송된 지문 정보를 지문 저장부(230)에 저장한다(S308). 이때, 전송된 지문 정보를 저장하는 것은 후에 타인이 무단으로 도어록을 개방하려고 했던 사실이 있는지를 확인하기 위한 것으로, 경우에 따라서는 이 단계는 생략 가능하다. 한편, 도어록 무단 개방 사실을 표시부(260)에 표시하여 후에 이를 확인하게 할 수도 있다.
그런 다음, 지문 처리부(210)는 전송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 저장된 지문 정보와 일치하는지의 여부를 판정한다(S310). 지문 처리부(210)는 상기 지문 정보가 일치하면, 인증이 되었다는 내용의 지문 인증 신호를 생성한 후 암호화 복호화부를 이용하여 지문 인증 (성공) 신호에 상기 신호의 유효성을 판단할 수 있는 암호화된 데이터를 포함하거나, 지문 인증 신호 자체를 암호화 하여 제어부(200)로 전송함으로써 도어록 개방을 요청한다(S312). 지문 처리부(210)는 상기 지문 정보가 일치하지 않는다면, 실패를 나타내는 지문 인증 (실패) 신호를 제어부(200)로 전송하고(S314), 제어부(200)는 도어록 개방 불가 메시지를 표시부(260)에 표시한다(S316). 한편, 지문 처리부(210)는 상기 지문 정보 불일치시, 제어부(200)로 지문을 다시 입력할 것을 요청하는 메시지를 전송하고, 제어부(200)는 표시부(260)에 상기 메시지를 표시하게 할 수도 있다.
한편, 상기 지문 정보가 일치하지 않는다면, 지문 처리부(210)는 경보음 장 치를 작동시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 지문 처리부(210)는 LED를 하나 이상 사용하여 지문 정보가 상호 일치할 때와 일치하지 않을 때를 다르게 표시하는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 지문 정보가 상호 일치할 때는 녹색으로 표시하고, 지문 정보가 상호 일치하지 않을 때는 적색으로 표시하게 할 수 있다. 이상의 설명에서는 지문 정보가 상호 일치하지 않을 때, 지문 처리부(210)가 수행할 수 있는 방법으로 경보음 작동 방법, LED 표시 방법 등을 예로 두어 설명하였으나, 본 발명의 실시에 있어서 지문 정보가 상호 일치하지 않을 때, 지문 처리부(210)가 수행할 수 있는 방법은 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(200)는 암호화 복호화부를 통하여 지문 처리부(210)로부터 전송된 지문 인증 성공 신호에 포함된 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 인증 성공 신호를 복호화하여 상기 신호의 유효성 여부를 판정한다(S318). 이때, 지문 인증 성공 신호가 암호화된 키로 전송된다면, 제어부(200)는 상기 키를 암호화 복호화부를 통하여 복호화시킬 수 있는 키로 복호화한다. 제어부(200)는 상기 신호가 유효하다고 판정되면, 도어 개방 신호를 생성하여 구동부(250)로 전송한다.(S320). 제어부(200)는 상기 신호가 유효하지 않다고 판정되거나 상기 신호에 암호화된 데이터가 포함되지 않지 않다면, 상기 도어 개방 신호의 생성/전송을 실행하지 않는다(S322). 구동부(250)는 상기 요청에 따라 전원부(270)로부터 전원을 공급받아 도어록을 개방한다(S324). 한편, 구동부(250)는 도어록 내부 장치부의 소정의 잠김장치를 해제하여 사용자가 수동으로 손잡이를 이용하여 도어록을 개방하게 할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 지문 등록 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 4에 도시한 바에 따르면, 사용자가 지문을 등록하기 위해 외부 장치부에 근접하는 경우, 센서부(240)로부터 감지 신호를 전송받은 제어부(200)가 지문 처리부(210)로 지문 입력 명령 신호를 전송하고, 상기 신호로부터 지문 처리부(210)가 지문 정보 전송 대기하는 단계는 상기에 기술한 '제어 신호가 암호화된 디지털 도어록의 개방 허가 과정'의 경우와 같다.
지문을 등록하고자 하는 사용자는 입력부(280)에서 지문 등록 메뉴를 선택하고, 그에 따라 입력부(280)는 제어부(200)로 지문 등록을 요청한다(S406). 제어부(200)는 전송된 지문 등록 요청에 따라 지문 처리부(210)로 전송할 지문 입력 명령 신호를 취소하거나(S408), 이미 지문 입력 명령 신호를 전송하였다면 지문 처리부(210)로 상기 지문 입력 명령 신호를 취소해 줄 것을 요청한다. 그런 다음, 제어부(200)는 지문 등록 명령 신호를 생성한 후 암호화 복호화부를 이용해 지문 등록 명령 신호에 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성을 판단할 수 있는 암호화된 데이터를 포함하거나, 지문 등록 명령 신호 자체를 암호화한 후 지문 처리부(210)로 전송한다(S410).
지문 처리부(210)는 암호화 복호화부를 통하여 제어부(200)로부터 전송된 지문 등록 명령 신호에 포함된 암호화된 데이터를 복호화하거나, 자체 암호화된 지문 등록 명령 신호를 복호화함으로써 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성 여부를 판정한다(S412). 지문 처리부(210)는 상기 신호가 유효하다고 판단되면, 지문 판독부 (220)로부터 지문 정보가 전송되기를 기다린다. 이때, 지문 처리부(210)는 지문 판독부(220)로 입력된 지문 정보를 전송하라고 별도 요청할 수 있다(S414). 또한, 지문 처리부(210)는 제어부(200)를 통하여 지문을 입력할 것을 요청하는 메시지를 표시부(260)에 표시하게 할 수도 있는데, 상기 메시지는 디스플레이 장치를 통하여 데이터로 출력할 수 있다. 또한, 스피커를 통하여 음성으로 출력할 수도 있다. 지문 처리부(210)는 상기 신호가 유효하지 않다고 판단되거나 상기 신호에 암호화된 데이터가 포함되지 않지 않다면, 상기 신호를 실행하지 않는다(S416).
사용자가 외부 장치부에 근접한 후 지문 판독부(220)에 손가락을 맞닿게 하면, 지문 판독부(220)는 지문을 스캔한다(S418). 이때, 스캔된 지문 이미지의 품질이 일정 수준 이하인 경우에는 다시 지문을 입력할 것을 요구하도록 하는 것도 가능하다. 지문 판독부(220)는 스캔한 지문 정보를 지문 처리부(210)로 전송한다. 지문 처리부(210)는 전송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 이미 등록되어 있는 지문 정보와 일치하는지의 여부를 판정한다(S420). 지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보가 일치한다면, 지문 처리부(210)는 입력된 지문 정보는 이미 등록된 사용자의 지문 정보라는 메시지를 제어부(200)로 전송하고(S422), 제어부(200)는 상기 메시지를 표시부(260)에 표시한다(S424). 이때, 상기 메시지는 디스플레이 장치를 통하여 데이터로 출력되거나, 스피커를 통하여 음성으로 출력될 수도 있다.
지문 판독부(220)로부터 전송된 지문 정보가 기등록된 것이 아니면 지문 처리부(210)는 지문 저장부(230)에 상기 지문 정보를 저장/등록한다(S426). 그런 다음, 지문 처리부(210)는 제어부(200)로 상기 지문 정보 저장/등록 확인 메시지를 전송하고, 제어부(200)는 상기 메시지를 표시부(260)에 표시한다(S428). 이때, 상기 메시지는 디스플레이 장치를 통하여 데이터로 출력되거나, 스피커를 통하여 음성으로 출력될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 지문 모듈을 구성하는 지문 처리부와 메인 회로 상의 메인 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터 또는 제어 신호, 특히, 지문 등록 과정에서 제어부에서 지문 처리부로 전송되는 지문 등록 명령 신호와, 지문 인증 과정에서 지문 처리부에서 제어부로 전송되는 지문 인증 (성공) 신호를 암호화함으로써, 지문 모듈과 메인 회로 사이의 신호를 해킹하여 제어 신호를 식별하고자 하거나 부당한 제어 신호를 인가하고자 하는 경우 그 사실을 감지할 수 있게 되므로 높은 보안성을 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. 지문 모듈을 구성하는 지문 처리부와 메인회로 상의 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터가 암호화된 디지털 도어록으로서,
    사용자의 손가락으로부터 지문을 스캔하는 지문 판독부(220);
    지문 인증과정에서 상기 지문 판독부(220)에서 전송된 지문 정보가 지문 저장부(230)에 저장된 지문 정보와 일치하는 경우 지문 인증 신호를 생성하고, 상기 지문 인증 신호에 암호화된 데이터를 포함하거나, 상기 지문 인증 신호 자체를 암호화하여 상기 제어부로 전송하고, 지문 등록과정에서 상기 제어부로부터 전송된 지문 등록 명령 신호에 포함된 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 등록 명령 신호를 복호화한 후 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성을 확인하고, 유효한 경우에 한하여 상기 지문 판독부(220)에서 전송된 지문 정보를 등록 저장하는 지문 처리부(210);
    상기 지문 인증 과정에서 상기 지문 처리부(210)로부터 전송된 상기 지문 인증 신호에 포함된 상기 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 인증 신호를 복호화한 후 상기 지문 인증 신호의 유효성을 확인하고, 유효한 경우에 한하여 도어록 개방신호를 생성/출력하고, 상기 지문 등록 과정에서 외부로부터의 지문 등록 요청이 있는 경우 상기 지문 등록 명령 신호를 생성한 후 상기 지문 등록 명령 신호에 암호화된 데이터를 포함하거나 상기 지문 등록 명령 신호 자체를 암호화 하여 상기 지문 처리부(210)로 전송하는 제어부(200);
    상기 제어부(200)의 요청에 따라서 도어록을 개폐하는 구동부(250);
    상기 제어부(200)에 지문 등록을 명령하기 위한 신호를 입력하는 입력부(280); 및
    상기 도어록이 작동될 수 있도록 전원을 공급하는 전원부(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 모듈부와 메인 제어부 사이의 제어 신호가 암호화되는 디지털 도어록.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도어록으로 사용자가 접근하거나 접촉하는 것을 감지하는 센서부를 추가로 구비하며, 상기 제어부는 상기 센서부의 감지신호가 있는 경우 지문 입력 명령 신호를 생성하여 지문 처리부로 전송하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 모듈부와 메인 제어부 사이의 제어 신호가 암호화되는 디지털 도어록.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 입력부로부터 지문 등록 요청 신호가 입력되는 경우, 상기 제어부는 생성 또는 전송된 상기 지문 입력 명령 신호를 취소한 후, 별도의 지문 등록 명령 신호를 생성한 후 상기 지문 등록 명령 신호에 암호화된 데이터를 포함하거나 지문 등록 명령 신호 자체를 암호화 하여 상기 지문 처리부로 전송하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 모듈부와 메인 제어부 사이의 제어 신호가 암호화되는 디지털 도어록.
  6. 삭제
  7. 지문 처리부와 메인 회로상의 제어부 사이에 송수신되는 지문 인증 관련 데이터를 암호화하는 디지털 도어록의 운용 방법으로서,
    지문 등록시 상기 제어부(200)가 지문 등록 명령 신호를 생성한 후 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성을 판단할 수 있는 암호화된 데이터를 포함하거나 상기 지문 등록 명령 신호 자체를 암호화하여 지문 처리부(210)로 전송하는 제1단계;
    상기 지문 처리부(210)가 상기 지문 등록 명령 신호에 포함된 상기 암호화된 데이터 또는 자체 암호화된 지문 등록 명령 신호를 복호화하여 상기 지문 등록 명령 신호의 유효성 여부를 판정하는 제2단계;
    상기 지문 등록 명령 신호가 유효하다고 판정된 경우에 한하여 상기 지문 처리부(210)가 지문 판독부(220)로부터의 지문 정보 입력을 대기하거나, 상기 지문 판독부(220)로 지문 정보의 입력 또는 전송 요청신호를 전송하는 제3단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 모듈부와 메인 제어부 사이의 제어 신호가 암호화되는 디지털 도어록의 운용방법.
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