KR101749144B1 - 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드에 관한 것으로서, IC카드에 형성되고, 결제 관련 정보를 저장하였다가 본인인증 결과에 따라 결제를 수행하는 IC칩; 상기 IC카드에 형성되어 있고 결제요청이 발생한 이후에 외부로부터 접촉된 물체로부터 지문이미지를 감지하는 지문센서; 상기 지문센서에 접촉된 물체의 접촉시간을 감지하는 위조지문판별부; 그리고 상기 IC칩 및 상기 지문센서에 각각 연결되어 있고 상기 지문센서로부터 상기 지문이미지를 전달받아 기준이미지와 비교하여 지문이미지의 진위여부를 판단하고, 상기 위조지문판별부로부터 상기 접촉시간을 전달받아 상기 지문이미지의 위조여부를 판단하여, 상기 지문이미지의 진위여부가 일치하고 위조되지 않은 것으로 판단된 경우 상기 IC칩이 결제를 수행하도록 하는 결제정보전달제어신호를 생성하여 상기 IC칩으로 전달하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 지문센서에 접촉된 지문의 위변조여부를 판단하여 정상 지문인 경우에만 본인인증을 완료하여 결제동작을 수행하므로 신뢰성 및 보안성이 향상된다.

Description

위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드{FINGERPRINT SMART CARD HAVING A PREVENTION FUNCTION FORGED FINGERPRINT}
본 발명은 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드에 관한 것으로서, 좀더 자세하게는, 지문인증을 이용하여 본인인증을 수행하는 스마트 카드가 위조된 지문으로 본인인증을 수행하지 않도록 하여 지문을 이용한 본인인증의 보안성을 향상하기 위한 것이다.
보안성 향상을 위해, 홍채, 지문 등과 같은 고유 생체정보를 이용하여 본인인증을 수행하는 기술이 사용되고 있다.
그러나, 지문의 경우 종이나 OHP 필름, 고무 또는 젤라틴과 같은 여러 소재로 된 위조지문이 생성되고 있고, 현재의 지문을 이용한 본인인증은 위조지문을 판별기술을 연구 개발하고 있다.
특히, 신용카드와 같이 IC(집적회로, integrated circuit) 칩 또는 마그네틱을 구비하는 카드에 본인인증을 위한 수단을 포함하는 스마트 카드의 경우, 해당 스마트 카드에서 결제요청이 발생한 순간 본인인증을 수행하고 본인인증이 완료된 경우에만 요청된 결제를 수행함으로써 스마트 카드 사용의 보안성을 향상할 수 있다.
이에 따라, 스마트 카드에서 지문인식 형태의 본인인증을 수행하여 결제의 신뢰성을 보장하기 위해서, 본인인증을 위해 입력된 정상 데이터인 지문정보와 위조 또는 변조된 데이터인 위조 지문정보를 구분하는 동작을 스마트 카드에서 직접 구현하는 구조가 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제2015-0065167호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스마트 카드에 입력된 지문정보의 위변조 여부를 판단하여, 정상 데이터인 지문정보가 입력된 경우에만 스마트 카드에서 발생한 결제 요청을 수행함으로써 스마트 카드의 결제단계에서 본인인증 신뢰성을 향상하기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드는 IC카드에 형성되고, 결제 관련 정보를 저장하였다가 본인인증 결과에 따라 결제를 수행하는 IC칩; 상기 IC카드에 형성되어 있고 결제요청이 발생한 이후에 외부로부터 접촉된 물체로부터 지문이미지를 감지하는 지문센서; 상기 지문센서에 접촉된 물체의 접촉시간을 감지하는 위조지문판별부; 그리고 상기 IC칩 및 상기 지문센서에 각각 연결되어 있고 상기 지문센서로부터 상기 지문이미지를 전달받아 기준이미지와 비교하여 지문이미지의 진위여부를 판단하고, 상기 위조지문판별부로부터 상기 접촉시간을 전달받아 상기 지문이미지의 위조여부를 판단하여, 상기 지문이미지의 진위여부가 일치하고 위조되지 않은 것으로 판단된 경우 상기 IC칩이 결제를 수행하도록 하는 결제정보전달제어신호를 생성하여 상기 IC칩으로 전달하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 예에서, 상기 위조지문판별부는 상기 프로세서의 GPIO 핀 중 두 개의 핀을 수신핀과 송신핀으로 각각 구비하고, 상기 수신핀과 송신핀 사이에 저항을 구비하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 위조지문판별부는 상기 지문센서에 물체 접촉 시 상기 수신핀에서 수신하는 수신전압의 복귀시간을 기준시간과 비교하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 프로세서는 상기 위조지문판별부로부터 상기 수신전압의 복귀시간을 상기 기준시간과 비교한 결과를 전달받아 상기 수신전압의 복귀시간이 기준시간 이상의 값을 갖는 경우 상기 지문센서에 접촉한 물체로부터 생성된 지문이미지가 위조되지 않은 것으로 판단하고, 상기 수신전압의 복귀시간이 기준시간 값을 미달하는 경우 상기 지문센서에 접촉한 물체로부터 생성된 지문이미지가 위조된 지문이미지인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
이러한 특징에 따르면, 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드의 프로세서는 입력된 지문이미지가 저장된 기준 지문이미지와 일치하는 경우, 지문센서의 접촉시간을 기준시간과 비교하여, 접촉시간이 기준시간 이상인 경우에만 정상 지문인 것으로 판단하여 결제동작을 수행한다. 이로 인해, 지문센서에 접촉된 지문의 위변조여부를 판단하여 정상 지문인 경우에만 본인인증을 완료하여 결제동작을 수행하므로 신뢰성 및 보안성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드의 위조지문판별부가 지문이미지의 위조지문여부 판별을 위한 신호 생성동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드의 동작을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드(1)의 구조에 대해 자세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드(1)를 설명하면, 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드(1)(이하의 설명에서, 스마트 카드(1)로 병기함.)는 콘택트바(11), IC칩(12), 프로세서(13), 전원부(14), 지문센서(15), 그리고 안테나(16)를 포함한다.
콘택트바(11)(contact bar)는 IC칩(12)과 외부의 콘택트 리더(20)(contact reader) 사이에 ISO 7816 통신을 제공하고, 외부의 콘택트 리더(20)의 접촉에 따라 IC칩(12)으로부터 전달받은 정보를 외부의 콘택트 리더(20)로 전달한다.
한 예에서, 콘택트바(11)가 IC칩(12)으로부터 전달받아 콘택트 리더(20)로 전달하는 정보는 IC칩(12)이 저장하고 있는 결제 수행에 관련된 정보일 수 있다.
이때, 콘택트바(11)가 콘택트 리더(20)와 IC칩(12) 사이의 통신을 제공하는 동작은 IC칩(12)이 프로세서(13)로부터 결제정보전달제어신호를 수신한 경우에만 수행된다.
IC칩(12)은 위에서 이미 설명한 것처럼, 저장하고 있던 결제 수행에 관련된 정보를 콘택트바(11)를 통해 콘택트리더(20)로 전달하고, 이때, 콘택트바(11)를 통해 콘택트리더(20)와 ISO 7816 통신을 수행한다.
그리고 이때, 위에서 이미 설명한 것처럼, IC칩(12)은 프로세서(13)로부터 결제정보전달제어신호를 수신한 경우에만 결제 수행에 관련된 정보를 콘택트바(11)를 통해 콘택트리더(20)로 전달한다.
또한, IC칩(12)은 안테나(16)를 통해 RF리더(30)와 ISO 14443 통신을 수행하는데, 콘택트리더(20)와 ISO 7816 통신을 수행할 때와 마찬가지로, 프로세서(13)로부터 결제정보전달제어신호를 수신한 경우에만 결제 수행에 관련된 정보를 안테나(16)를 통해 RF리더(30)로 전달한다.
한 예에서, IC칩(12)이 저장하고 있다가 결제정보전달제어신호를 프로세서(13)로부터 수신함에 따라 콘택트리더(20) 또는 RF리더(30)로 전달하는 결제 수행에 관련된 정보는 카드 번호, 카드 비밀번호를 포함할 수 있으며, 결제 수행에 관련된 기타 다른 정보들을 더 포함할 수 있으며 이는 공지기술이므로 본 명세서 상에서 자세히 설명하지 않는다.
계속해서 도 1을 참고로 하여 스마트 카드(1)를 구성하는 프로세서(13)를 설명하면, 프로세서(13)는 지문센서(15)에서 감지한 지문정보의 위변조여부를 감지하여 정상 지문인 것으로 판단한 경우 결제정보전달제어신호를 생성하고, 이를 IC칩(12)에 전달한다.
이때, 프로세서(13)는 처리동작을 수행하는 처리유닛일 수 있고 이를 한정하지는 않는다.
그리고, 프로세서(13)는 전원부(14)에 연결되어 DC 전압을 공급받아 구동된다.
한 예에서, 프로세서(13)는 지문센서(15)에서 감지된 지문정보를 지문이미지로서 전달받고, 이를 저장된 기준이미지와 비교하여 지문센서(15)로부터 전달받은 지문이미지의 진위여부를 판단하여 스마트 카드(1)의 소유주 본인의 지문이 입력되었는지의 여부를 판별, 즉, 본인인증을 수행한다.
이때, 프로세서(13)가 지문센서(15)로부터 전달받은 지문이미지를 비교하는 대상인 기준이미지는 프로세서(13)의 비휘발성 공간에 저장되어 있거나 별도의 저장장치에 저장되었다가 지문센서(15)로부터 지문이미지를 전달받을 때마다 기준이미지를 참조할 수 있다.
프로세서(13)가 지문센서(15)로부터 전달받은 지문이미지를 기준이미지와 비교하는 지문이미지 비교동작은 이미 공지된 지문인식 기술 범위 이내에서 이해되어야 할 것이며, 본 명세서 상에서는 이를 자세히 설명하지 않도록 한다.
그리고 이때, 스마트 카드(1)는 위조지문판별부(131)를 더 포함하여 지문센서(15)에 접촉하여 생성된 지문이미지의 위조지문여부 판별을 위한 신호를 생성하여 프로세서(13)에 전달하고, 프로세서(13)는 이를 수신하여 지문이미지의 위조지문여부를 판단하는 처리를 수행한다.
위조지문판별부(131)는 도 1에 도시한 것처럼 프로세서(13)의 GPIO(general purpose input/output)의 핀을 수신핀 및 송신핀으로 이용하고, 수신핀과 송신핀 사이에 저항을 구비하는 구조로 형성된다.
이러한 위조지문판별부(131)가 지문이미지의 위조지문여부 판별을 위한 신호를 생성하는 동작을 도 2를 참고로 하여 자세히 설명하면, 위조지문판별부(131)는 도 2에 도시한 것처럼, 송신핀에서 출력한 송신전압은 t0초동안 접지되었다가 송신전압으로 돌아오지만, 수신핀에서 수신하는 수신전압은 지문센서(15)에 접촉한 대상의 접지여부에 따라 떨어진 전압이 돌아오는 시간이 각각 상이하다.
좀더 자세한 예에서, 지문센서(15)에 손가락과 같이 사람의 신체가 접촉하게 되는 경우, 사람의 신체가 지문센서(15)의 전하를 끌어들이므로 프로세서(13)의 수신핀에서 수신하는 수신전압이 tR의 시간 이후에 복귀되게 된다.
그러나, 다른 한 예에서, 지문센서(15)에 사람의 신체가 아닌 실리콘, 종이 등의 위조지문이 접촉하는 경우, 위조지문이 지문센서(15)에 접촉하며 전하를 끌어들이지 않으므로 프로세서(13)의 수신핀에서 수신하는 수신전압이 복귀되는 시간은 tR초보다 현저히 짧은 tA초가 소요된다.
이에 따라, 위조지문판별부(131)는 수신핀에서 수신하는 수신전압이 복귀되는 시간을 기준시간과 비교하여, 해당 시간을 기준시간과 비교한 결과를 위조지문 판별을 위한 신호로서 프로세서(13)에 전달한다.
예로써, 위조지문판별부(131)는 수신핀에서 수신하는 수신전압이 복귀되는 시간을 기준시간과 비교한 결과 기준시간 이상인지 또는 기준시간을 미달하는지의 결과를 프로세서(13)에 전달한다.
이때, 기준시간은 지문센서(15)에 사람의 신체가 접촉했을 때의 전압복귀 시간인 tA와 송신전압 복귀시간인 t0 사이의 값을 갖도록 설정될 수 있으며, 기준시간은 위조지문판별부(131)에 기 저장되도록 구성되는 것이 좋다.
한 예에서, 위조지문판별부(131)는 전압 복귀시간 비교를 위해 처리부를 별도로 구비하고 있을 수 있지만, 다른 한 예에서, 위조지문판별부(131)는 프로세서(13)에 내장되는 구조로 형성되어, 프로세서(13)에서 전압복귀시간을 판별하고 비교의 기준이 되는 기준시간을 저장하도록 형성될 수 있다.
그러나, 다른 한 예에서, 기준시간은 프로세서(13) 또는 위조지문판별부(131)와는 별도의 저장장치에 저장되어, 전압 복귀시간을 판별할 때마다 기준시간을 참조하여 비교동작을 수행할 수도 있으며, 이를 한정하지는 않는다.
이처럼, 위조지문판별부(131)는 프로세서(13)의 GPIO 핀 중 두 개의 핀과 저항을 구비하도록 형성되어 지문센서(15)에 접촉된 물체에 의한 전압 복귀시간을 기준시간과 비교하여 비교결과를 프로세서(13)로 전달하는 동작을 수행하고, 프로세서(13)는 위조지문판별부(131)로부터 비교결과를 전달받아 전압 복귀시간이 기준시간 이상인 경우 실제 지문이 접촉된 것으로 판단하고, 전압 복귀시간이 기준시간을 미달하는 경우 실제 지문이 아닌 위조지문이 접촉된 것으로 판단한다.
이처럼, 프로세서(13)가 위조지문판별부(131)로부터 전달받은 전압 복귀시간과 기준시간의 비교결과에 따라 위조지문여부를 판단함에 따라, 프로세서(13)는 실제 지문이 접촉된 것으로 판단한 경우에는 결제정보전달제어신호를 생성하여 이를 IC칩(12)으로 전달한다.
반면, 프로세서(13)가 위조지문여부의 판단결과 실제 지문이 아닌 위조지문이 접촉된 것으로 판단한 경우에는 결제정보전달제어신호를 생성하지 않는다.
이와 같이, 프로세서(13) 및 위조지문판별부(131)는 지문센서(15)에 접촉된 지문이미지의 전압 복귀시간을 이용하여 지문이미지의 위조여부를 판별하고, 입력된 지문이미지를 기준이미지와 비교하여 진위여부를 판별함에 따라, 지문이미지가 위조되지 않은 실제 지문이고 지문이미지가 스마트 카드(1) 소유주 본인의 지문과 일치함이 판별된 경우에만 최종적으로 IC칩(12)으로 결제정보전달제어신호를 전달한다.
이로 인해, 스마트 카드(1)과 같이 얇은 두께를 갖는 물리적 특성에서도 지문센서(15)에 접촉된 지문이미지의 전압 복귀시간을 비교하여 해당 지문이미지의 위조여부를 효율적으로 판별할 수 있어 위조지문을 이용한 부정사용사례를 예방할 수 있다.
그리고, 전원부(14)는 위에서 이미 설명한 것처럼, 프로세서(13)에 DC전압을 공급하며, 동시에, 지문센서(15)에도 DC 전압을 공급한다.
한 예에서, 전원부(14)는 배터리로 형성될 수 있고, 배터리 전압을 레귤레이션하여 DC 전압을 프로세서(13) 및 지문센서(15)로 각각 공급할 수 있다.
다음으로, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 설명한 구조를 갖는 본 발명의 한 실시예에 따른 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드의 동작을 도 3을 참고로 하여 설명하면, 스마트 카드(1)에서 결제 수행 요청이 발생(Q100)하면, 지문센서가 접촉된 지문이미지를 감지(S100)하고, 프로세서는 감지된 지문이미지를 기준이미지와 비교(S200)한다.
이때, 프로세서는 스마트 카드(1)의 소유주의 지문이미지를 기준이미지로 저장하고 있거나 별도의 저장장치에 저장된 기준이미지를 참고하여 입력된 지문이미지와 비교하여, 지문센서에 접촉된 지문이미지가 기준이미지와 동일한지의 여부를 판단하여(Q200), 지문센서에 접촉된 지문이미지가 기준이미지와 동일한 경우, 예 화살표 방향을 따라서, 위조지문판별부는 해당 지문이미지의 위조여부 판별을 위해 지문이미지가 지문센서에 접촉할 때의 수신전압의 복귀시간을 기준시간과 비교(S300)한다.
그러나 이때, 위 판단단계(Q200)에서, 지문센서에 접촉된 지문이미지가 기준이미지와 동일하지 않은 경우, 아니오 화살표 방향을 따라서, 프로세서는 더 이상의 단계를 수행하지 않고 동작을 종료한다.
다음으로, 위조지문판별부가 지문이미지 접촉시의 수신전압 복귀시간이 기준시간 이상인 지를 비교(Q300)하여 그 결과를 프로세서로 전달하며, 이때, 수신전압의 복귀시간이 기준시간 이상의 값을 갖는 경우, 예 화살표 방향을 따라서, 프로세서는 지문센서에 접촉된 지문이미지가 실제 지문이미지인 것으로 판별하고, 결제정보전달제어신호를 생성하여 IC칩으로 전달(S400)한다.
그러나 이때, 위조지문판별부가 지문이미지 접촉시의 수신전압 복귀시간이 기준시간 이상인 지를 비교(Q300)하는 단계에서, 수신전압의 복귀시간이 기준시간을 미달하는 값을 갖는 경우, 아니오 화살표 방향을 따라서 더 이상의 단계를 수행하지 않고 동작을 종료한다.
그리고, 프로세서가 결제정보전달제어신호를 생성하여 IC칩으로 전달(S400)한 다음, IC칩은 결제 수행에 관련된 정보를 콘택트바를 통해 콘택트리더로 전달하거나 안테나를 통해 RF리더로 전달(S500)하여 스마트 카드(1)를 이용한 결제를 완료한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 스마트 카드 11 : 콘택트바
12 : IC칩 13 : 프로세서
14 : 전원부 15 : 지문센서
16 : 안테나 20 : 콘택트리더
30 : RF리더 131 : 위조지문판별부

Claims (4)

  1. IC카드에 형성되고, 결제 관련 정보를 저장하였다가 본인인증 결과에 따라 결제를 수행하는 IC칩;
    상기 IC카드에 형성되어 있고 결제요청이 발생한 이후에 외부로부터 접촉된 물체로부터 지문이미지를 감지하는 지문센서;
    상기 지문센서에 접촉된 물체의 접촉시간을 감지하는 위조지문판별부; 그리고
    상기 IC칩 및 상기 지문센서에 각각 연결되어 있고 상기 지문센서로부터 상기 지문이미지를 전달받아 기준이미지와 비교하여 지문이미지의 진위여부를 판단하고, 상기 위조지문판별부로부터 상기 접촉시간을 전달받아 상기 지문이미지의 위조여부를 판단하여, 상기 지문이미지의 진위여부가 일치하고 위조되지 않은 것으로 판단된 경우 상기 IC칩이 결제를 수행하도록 하는 결제정보전달제어신호를 생성하여 상기 IC칩으로 전달하는 프로세서;
    를 포함하고, 상기 위조지문판별부는 상기 프로세서의 GPIO 핀 중 두 개의 핀을 수신핀과 송신핀으로서 구비하고, 상기 수신핀은 상기 지문센서와 연결되도록 구성되며, 상기 수신핀과 송신핀 사이에 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위조지문판별부는 상기 지문센서에 물체 접촉 시 상기 수신핀에서 수신하는 수신전압의 복귀시간을 기준시간과 비교하는 것을 특징으로 하는 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 위조지문판별부로부터 상기 수신전압의 복귀시간을 상기 기준시간과 비교한 결과를 전달받아 상기 수신전압의 복귀시간이 기준시간 이상의 값을 갖는 경우 상기 지문센서에 접촉한 물체로부터 생성된 지문이미지가 위조되지 않은 것으로 판단하고,
    상기 수신전압의 복귀시간이 기준시간 값을 미달하는 경우 상기 지문센서에 접촉한 물체로부터 생성된 지문이미지가 위조된 지문이미지인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위조지문 방지 기능을 갖는 지문 스마트 카드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012238126A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Secure Design Solutions Inc 指紋認証付ｉｃカード

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