KR200495799Y1 - 차량 통행료 자동지불단말기 - Google Patents

차량 통행료 자동지불단말기 Download PDF

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Abstract

실시예는 차량 통행료 자동지불단말기에 관한 것으로, 차량에 설치되어 차량 통행료를 자동으로 지불하는 구성이다.
구체적으로는, 이러한 차량 통행료 자동지불단말기는 고속도로 등에서 하이패스 차량통행료를 지불할 경우에, 차량에 설치된 자동지불단말기에서 차량통행료를 통행자별로 감면모드 또는, 일반모드로 지불해서 여러 사람들에게 편의를 제공한다.
그리고, 자동지불단말기에 사용자의 생체정보를 인증하는 생체정보입력기 및 생체정보인식기를 포함하여 일체화해서 별도의 생체정보를 인증하기 위한 단말기를 구매할 필요가 없다.
그리고, 이러한 자동지불단말기와 이 내부에 생체정보인식기간의 인터페이스 및 자동지불단말기와 노변기지국간의 인터페이스를 규정함으로서 제품간 호환성과 확장성을 유지하며 감면차량도 쉽게 요금을 지불한다.

Description

차량 통행료 자동지불단말기{Apparstus for paying automatically toll money of vehicle}
본 명세서에 개시된 내용은 감면차량(장애인분들)의 통행료를 자동으로 지불하는 통행료 자동지불단말기 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
최근 들어 차량의 보급이 증가되고 있고, 특히 주말이나 명절 등에 고속도로 이용이 급증하면서, 고속도로에서의 교통 정체가 심각한 문제로 대두되고 있다. 고속도로 교통 정체의 가장 큰 원인 중 하나로서, 톨게이트에서 요금 징수시 걸리는 시간 지연에 의한 병목 현상을 예로 들 수 있다.
이러한 톨게이트에서의 정체 현상은 비단 차량 이용자의 불만에 그치지 않고, 물류비 증가 등과 같은 국가경쟁력 저하의 한 원인이 되고 있기도 하다.
이를 해결하고자, 국내의 경우 하이패스(Hi-pass, 통행료 자동지불시스템) 시스템이라고 불리는 통행료 자동 징수 시스템이 개발되어, 톨게이트의 일부 요금 징수 구역에서 운영되고 있다.
이와 같은 하이패스 시스템은 차량에 사용자 단말기인 하이패스 단말기를 탑재한 상태에서 하이패스 시스템이 설치된 게이트를 차량이 통과하면, RF(Radio Frequency) 또는 적외선(Infrared) 통신 등의 방식을 통해 하이패스 단말기에 삽입된 스마트카드의 충전요금이 자동으로 납부되어 결제되는 시스템이다.
따라서, 톨게이트를 통과하는 차량이 정차 없이 달리면서 고속도로 통행요금을 지불할 수 있어, 톨게이트에서 발생되는 교통 정체 등의 문제 발생을 획기적으로 감소시킬 수 있게 된다.
상기 하이패스 시스템은 차량용 하이패스 단말기와 무선으로 신호를 송수신하는 장치, 차로제어장치, 차종 분류장치, 및 위반차량 촬영장치 등으로 구성된다.
한편, 고속도로 통행료 지불시 장애인이나 국가유공자 등 별도의 통행료 감면 혜택을 받는 사용자들은 사람이 직접 근무하는 곳을 지나거나, 하이패스 시스템을 통해 통행료 감면 혜택을 받기 위해서는 별도의 본인 인증을 위한 지문인식 단말기가 필요하다. 이러한 지문인식 단말기를 별도로 구매하는 것은 사용자에게 부가적인 지출을 유도한다는 단점을 갖고 있다.
KR 10-2008-0081795 A KR 10-1461996 B1 KR 10-1038327 B1
개시된 내용은, 감면차량(장애인 및 국가유공자)의 차량 통행료를 자동으로 지급할 수 있도록 하고, 자동지불단말기 내에 사용자의 생체정보를 인증하는 생체정보인식기 및 생체정보입력기를 포함하여 별도의 단말기 구매가 필요없는 차량 통행료 자동지불단말기를 제공함에 있다.
실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기는,
고속도로 등에서 하이패스 차량통행료를 지불할 경우에, 차량에 설치된 자동지불단말기에서 차량통행료를 통행자별로 감면모드 또는, 일반모드로 지불한다.
그리고, 이러한 경우에, 자동지불단말기에 사용자의 생체정보를 인증하는 생체정보입력기 및 생체정보인식기를 포함하여 일체화한다. 또한, 이때 자동지불단말기와 이 내부에 생체정보인식기간의 인터페이스 및 자동지불단말기와 노변기지국간의 인터페이스를 규정함으로서 제품간 호환성과 확장성을 유지하는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 의하면, 고속도로 등에서 하이패스 차량통행료를 지불할 경우에, 차량에 설치된 자동지불단말기에서 차량통행료를 통행자별로 감면모드 또는, 일반모드로 지불해서 여러 사람들에게 편의를 제공한다.
그리고, 자동지불단말기에 사용자의 생체정보를 인증하는 생체정보입력기 및 생체정보인식기를 포함하여 일체화해서 별도의 생체정보를 인증하기 위한 단말기를 구매할 필요가 없다.
또한, 이러한 자동지불단말기와 이 내부에 생체정보인식기간의 인터페이스 및 자동지불단말기와 노변기지국간의 인터페이스를 규정함으로서 제품간 호환성과 확장성을 유지하며 감면차량도 쉽게 요금을 지불한다.
도 1은 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기의 전체 개략도
도 2는 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기의 구성도
도 3은 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기에 생체정보를 입력하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 4는 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기 구성도
도 5는 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도
도 6은 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기 내에 암호화방식을 설명하는 순서도
도 1은 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예의 차량 통행료 자동지불단말기는 고속도로 등에서 하이패스 차량통행료를 지불할 경우에, 차량에 설치된 자동지불단말기에서 차량통행료를 통행자별로 감면모드 또는, 일반모드로 지불해서 여러 사람들에게 편의를 제공한다.
이러한 경우에, 이러한 감면모드는 노약자와, 장애인 분들의 편의를 제공하여 드리고, 일반모드는 일반 사람들의 편의를 제공해 드린다.
구체적으로, 이러한 차량 통행료 자동지불단말기는 아래의 동작을 수행한다(a 참조).
먼저, 통행자 분은 단말기발급소에서 자동지불단말기(100)를 지급받고, 차량에 설치하여 사용한다.
그리고, 자동지불단말기는 인증을 받은 홍채, 지문과 같은 생체정보를 내부에 등록, 구비한다.
이후 차량에 탑승한 후 통행자가 홍채, 지문 등의 생체정보를 입력해서 인증하면 이 등록된 생체정보와 일치하는지 확인하고, 감면모드 혹은 일반모드(요금할인이 없는)로 동작한다.
이후에 고속도로에서 자동 요금지불소(하이패스)를 통과할때 차량에 설치된 자동지불단말기(100)를 통해 요금을 결제하는 방식이다.
한편, 부가적으로 상기 생체정보에 관하여 조금 더 설명하면 또한, 상기 생체정보는 사용자의 지문, 홍채 및 안면인식을 위한 얼굴의 특징점일 수 있다.
안면인식(Face Recognition)은 얼굴의 특징이 되는 특징점을 추출하여, 미리 저장된 데이터베이스 내 자료와 비교하여 신원을 확인할 수 있다. 얼굴의 특징점을 추출하기 위해서는 동맥과 정맥을 통한 피의 흐름에 의해 생기는 Heat Spot(열점)을 인식하는 적외선 카메라를 사용한 열상 인식을 이용할 수 있다. 혹은 적외선 카메라를 대신하여 3차원 측정기를 이용하여 사용자의 눈, 입, 콧구멍, 턱 간의 각도와 거리, 뼈 돌출 정도를 이용한 안면이식도 가능하다.
추가적으로, 이러한 경우 이러한 차량 통행료 자동지불단말기는 기존에 자동지불단말기와, 생체정보를 등록, 구비하는 생체정보입력기와 생체정보인식기를 분리하여 사용했었는데, 이들을 일체화해서 비용을 절감하는 등의 이익을 준다(b 참조).
즉, 자동지불단말기에 사용자의 생체정보를 인증하는 생체정보입력기 및 생체정보인식기를 포함하여 일체화해서 별도의 생체정보를 인증하기 위한 단말기를 구매할 필요가 없다.
도 2는 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기를 전체적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예의 차량 통행료 자동지불단말기는 생체 인증정보를 관리하고 차량 통행료를 지불하는 자동지불단말기(100)와, 자동지불단말기(100)를 발급하는 단말발급기(200) 및, 상기 자동지불단말기(100)와 통신하여 통행료를 감면 또는 정상 징수를 하는 관리 정보처리장치(300)를 포함한다.
상기 자동지불단말기(100)는 사전에 인증을 받은 사용자의 생체정보를 저장해두어, 차량통행료 감면을 받고자 하시는 사용자로부터 생체정보를 입력받아, 이러한 생체정보들이 일치하는지 확인을 하여 본인인증 기능을 수행한다. 그리고, 자동지불단말기(100)는 이에 관련된 생체 인증정보를 관리하고 차량 통행료를 지불한다.
상기 단말발급기(200)는 사용자가 사용할 수 있도록 단말기 정보를 입력하여 상기 자동지불단말기(100)를 발급한다.
상기 관리 정보처리장치(300)는 노변기지국을 통해 자가망으로 자동지불단말기(100)와 단말발급기(200)에 연결해서, 상기 자동지불단말기(100)와 통신하여 통행료를 감면 또는 정상 징수를 서비스한다.
도 3은 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기에 생체정보를 입력하는 방식에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 생체정보 입력 방식은 먼저 도로공사의 생체정보 입력 서버와 생체 정보 입력 PC 즉, 주민센터/보훈지칭의 운영PC로 구성한다.
그래서, 생체정보 입력서버에서는 읍, 면, 동 주민센터 및 보훈지청 사용자별 ID/PASSWORD 등록, 수정 등 관리를 한다. 또한 사용자별 권한 관리 및 접속 로그를 기록하며 자동지불단말기 구체적으로는, 그 내부의 생체정보인식기를 통해 입력된 지문 홍채 등의 입력된 생체정보를 삭제, 수정 등의 처리결과를 관리한다.
여기에서, BIU(Biometric Idenification Unit)는 생체정보인식기를 의미한다. 그리고, OBU(On Board Unit)는 차량단말기를 의미한다.
도 4는 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 자동지불단말기(100)는 생체정보 인식모듈(101)과, 생체인식 LED 표시부(102), 생체정보 전송부(103), 키신호 입력부(104), 결제수단 소켓부(105), 하이패스 메모리 저장부(106), DSRC 통신부(107), 하이패스 LED 표시부(108), 오디오 출력부(109), 및 하이패스 제어부(110)를 포함한다.
참고적으로, DSRC(Dedicated Short Range Communication)는 단거리 전용통신방식으로 지능형 교통체계에서 활용하는 방식이며, 노변장치라고 불리는 도로변에 위치한 소형 기지국과 차량 내에 탑재된 차량 탑재장치간의 단거리 전용통신을 일컫는다.
상기 생체정보 인식모듈(101)은 하이패스 차량통행료의 감면혜택을 받는 사용자별 발급, 감면 등록정보로 사용자 생체정보의 외부 입출력을 관리하고, 상기 사용자 생체정보와 입력 사용자 생체정보를 비교해서 본인인증을 하는 것이다.
상기 생체인식 LED 표시부(102)는 이러한 본인인증과 관련된 각종 서비스UI를 표시한다.
상기 생체정보 전송부(103)는 이러한 생체정보 인식모듈의 관리와, 본인인증 정보를 상기 생체정보 인식모듈과의 임피던스 매칭으로 PCB 상에 스트립 라인을 통해서 내부로 전달한다. 그래서, 이를 통해 'Connector' 삭제로 접점부 전송에 대한 신뢰성을 확보(차량진동에도 성능유지)하고, 임피던스 매칭으로 'signal integrity'를 구현하며, 외부 인터페이스 삭제로 지문정보 외부로부터 안전하게 보호한다.
상기 키신호 입력부(104)는 하이패스 차량통행료의 결제와 관련된 설정명령을 사용자 키 조작에 따라 입력받는다.
상기 결제수단 소켓부(105)는 하이패스 차량통행료의 결제수단을 예컨대, 카드를 장착한다.
상기 하이패스 메모리 저장부(106)는 상기한 사용자 생체정보와, 결제 정보를 등록한다.
상기 DSRC 통신부(107)는 하이패스 차량통행료의 결제를 처리하는 관리 정보처리장치(300)와 기지국을 통해 통신한다.
상기 하이패스 LED 표시부(108)는 하이패스 차량통행료의 결제와 관련된 각종 다양한 서비스UI를 표시한다.
상기 오디오 출력부(109)는 하이패스 차량통행료의 결제와 관련된 서비스음성을 출력한다.
상기 하이패스 제어부(110)는 상기 각 부를 전체적으로 제어하고, 상기 사용자 생체정보와, 결제수단 정보에 의해 상기 관리 정보처리장치(300)와 통신하여 하이패스 차량통행료를 지불하도록 한다.
추가적으로, 이러한 차량 통행료 자동지불단말기는 지문인증이 될 경우에, 지문 센서부가 돌기 구조를 가진다. 즉, 'BEZEL'과 손가락의 전도도 향상을 위하여 금속 표면적을 넓히고 다수 포인트(points) 접점이 이루어지도록 돌기 구조로 구성된다.
그래서, 이러한 전기 전도도 향상은 지문데이터획득감도 향상 및 겨울철 신체 정전기 방전 성능 향상을 가져온다.
그리고, 또한 현재 "인증되었습니다" 메시지 까지 지문인식을 위해 손가락을 세게 누르고 반복시 더세게 누르고 있거나 돌기(6 points)들을 채택함으로써 접촉되었음을 사용자가 감각적으로 인지한다.
도 5는 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기는 먼저 자동지불단말기(100) 내의 하이패스 제어부에서 하이패스 차량통행료를 결제할 경우에, 이 내부의 생체정보 인식모듈에 미리 하이패스 차량통행료의 감면 발급 여부를 확인한다.
그리고, 감면 발급 여부가 확인될 때, 등록키와 암호화 키 값을 생성하고, 상기 암호화 키 값은 단말기 발급정보를 포함하며, 상기 등록키 값을 이용하여 암호화된 키 값을 암호화한다.
그래서, 상기 암호화 결과를 상기 생체정보 인식모듈로 전송해서, 상기 생체정보 인식모듈로부터 응답 패킷을 전송받는다.
이러한 경우, 상기 응답 패킷은 상기 등록키 값으로 비암호화하고, 상기 생체정보 인식모듈의 제품 랜덤 키와, 생체정보 입력프로그램의 호스트 랜덤 키를 포함한다. 그리고, 이때 상기 호스트 랜덤 키와 제품 렌덤 키의 합산크기는 상기 단말기 발급정보의 데이터 기준사이즈와 동일하다.
예를 들어, 암호화 키는 32Bytes(256Bits)로 구성되며, 한번의 통신(명령어 전송과 결과 응답) 후 변경하여 암호화키가 가변 된다. 암호화 키의 구성은 단말기 발급정보 중 16Bytes와, 생체정보인식기 제품에서 생성된 제품 랜덤 키 8Bytes, 생체정보 입력프로그램에서 생성되는 호스트 랜덤 키 8Bytes로 구성된다.
그리고 나서, 이러한 응답 패킷 내 암호화 키 값과 자신의 암호화 키 값이 일치하지 않을 경우, 등록키와, 암호화 키 값을 재생성하고, 응답 패킷 내의 암호화 키 값과 자신의 암호화 키 값이 일치 할 경우에 생체정보 인식모듈로 발급, 감면정보를 요청한다.
그래서, 생체정보 인식모듈로부터 제공받은 발급, 감면정보와 등록 발급, 감면정보의 일치 여부를 확인한다.
상기 확인 결과, 생체정보 인식모듈로부터 제공받은 발급, 감면정보와 등록 발급, 감면정보가 일치하지 않을 경우, 상기 오디오 출력부의 음성 출력 동작을 제어하여 관련된 서비스음성을 출력한다. 또는, 상기 하이패스 LED 표시부의 표시 동작을 제어하여 관련된 서비스UI를 표시한다.
반면에, 생체정보 인식모듈로부터 제공받은 발급, 감면정보가 등록 발급, 감면정보와 일치할 경우에는, 상기 생체인식 LED 표시부의 표시 동작을 제어하여 생체인식을 요청한다.
그리고, 이를 통해 생체정보 인식모듈로부터 생체인식 정보를 제공받는다.
다음, 이렇게 제공된 생체인식 정보와 등록 사용자 생체인식 정보의 일치 여부를 확인해서, 상기 확인 결과 일치하는 경우에 미리 설정된 시간 동안 감면모드를 수행하고, 일치하지 않는 경우에는 일반모드를 수행한다.
그래서, 이에 따라 감면모드가 수행될 경우에는, 하이패스 차량통행료의 결제를 처리하는 관리 정보처리장치(300)에 설정반경 내로 근접할 때 상기 사용자 생체정보와 결제 정보를 제공하여 감면 요금을 지불한다.
그리고, 또한 일반모드가 수행될 경우에는, 상기 관리 정보처리장치(300)에 근접할 때는 결제 정보만을 제공하여 정상 요금을 지불한다.
이에 더하여, 이러한 경우에 차량통행료를 감면받는 분들의 개인정보 보호를 위해서 아래의 구성을 사용해서, 관련된 정보를 전송할 때에 하이패스용 통신과, 비교적 간단한 정보에 적합하게 암호화하여 관련서비스를 제공한다.
이를 위해, 상기 하이패스 제어부와 상기 생체정보 인식모듈은 아래와 같이 동작한다.
먼저, 전술한 바와 같이, 감면 발급 여부가 확인될 때에, 우선적으로는 AES(Advanced Encryption Standard) 암호화(예: ARIA 암호화 방법)를 이용한다. 기본적으로, AES 암호화 알고리즘으로는 생체정보 입력프로그램과 생체정보인식기간의 통신 데이터를 AES 암호화를 이용하여 암호화와 복호화를 한다.
그리고, 부가해서 이러한 생체인식 정보를 암호화할 경우에는, 평문을 입력받 비밀키를 평문에 따라 상이하게 하나를 선택한다. 그리고, 또한 비밀키 크기에 따라 다수의 상이한 라운드 중에서 한 가지를 선택하여 반복실행함으로써 암호문을 획득하며, 각 라운드별 함수는 라운드 키 덧셈과 치환 계층, 확산 계층을 포함한다.
이러한 경우에, AES 암호화는 아래의 내용으로 이루어진다.
먼저, 생체인식 정보를 암호화할 경우에, 평문과 비밀키, 라운드를 설정하여 반복실행해서 암호문을 획득하고, 상기 라운드는 비밀키 크기별로 정해진 키 덧셈 함수를 사용한다.
그리고, 이렇게 암호문이 획득될 때, 평문/비밀키와 스크램블러를 상이한 암호화 데이터 사이즈별로 대응하는 배타적 연산패턴으로 변조한다.
이러한 경우, 이러한 배타적 연산패턴은 다수의 상이한 데이터 유형별로 데이터 사이즈를 데이터 특성종류에 따라 세분화해서 보다 구체적으로 이루어진다.
또한, 추가적으로 상기 배타적 연산패턴은 평문/비밀키가 입력될 때마다 미리 설정된 비트단위로 예를 들어, 1비트 단위로 스크램블에 의해 값을 변환해서, 평문/비밀키와 배타적 논리합을 하여 이루어진다.
그래서, 키 덧셈 함수를 실행할 때에 상기 스크램블러를 시스템적으로 제거함으로써, 상용 AES와 동일한 형태로 암호문을 획득한다.
이때, 암호화 데이터의 기준사이즈는 16바이트이고, 현재 암호화 데이터의 사이즈가 16의 배수가 되지 않는 경우에는 0xFF를 패딩하여 16의 배수로 한다.
부가적으로, 이러한 AES 암호화는 AES의 평문과 비밀키에 대한 배타적 연산 즉, XOR 연산시점 또는 각 함수 부분을 이벤트발생시점으로 해서 정보를 획득함으로써, 보안을 할 정보를 원활하게 추출하여 복호화 등을 할 수 있도록 한다.
한편으로, 이에 더하여 이러한 자동지불단말기는 이렇게 AES암호화가 될 경우에, 복호화에 대한 성능을 그대로 유지함으로써, 연산결과의 차이가 없어 기존의 암호환경을 사용하면서, 암호 알고리즘의 성능저하는 없도록 한다.
구체적으로는, 이러한 암호화 방법은 전술한 라운드가 설정될 경우에, 아래의 구성으로부터 라운드를 형성함으로써, 상기한 효과를 얻는다.
a) 즉, 상기 라운드는 반복적인 구조로서, 반복이 될 때마다 AES암호화된 데이터를 갱신한다.
b) 그리고, 상기 갱신된 AES암호화된 데이터의 보상 데이터를 구비한다.
c) 또한, 상기 갱신된 AES암호화된 데이터의 해밍 거리와 상기 보상 데이터의 해밍 거리는 합이 미리 설정된 값으로 일정하도록 한다.
이상과 같이, 일실시예는 고속도로 등에서 하이패스 차량통행료를 지불할 경우에, 차량에 설치된 자동지불단말기에서 차량통행료를 통행자별로 감면모드 또는, 일반모드로 지불해서 여러 사람들에게 편의를 제공한다.
따라서, 이를 통해 자동지불단말기에 사용자의 생체정보를 인증하는 생체정보입력기 및 생체정보인식기를 포함하여 일체화해서 별도의 생체정보를 인증하기 위한 단말기를 구매할 필요가 없다.
그리고, 이러한 자동지불단말기와 이 내부에 생체정보인식기간의 인터페이스 및 자동지불단말기와 노변기지국간의 인터페이스를 규정함으로서 제품간 호환성과 확장성을 유지하며 감면차량도 쉽게 요금을 지불한다.
추가적으로, 이러한 자동지불단말기의 감면모드 동작을 보다 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 자동지불단말기(100)는 본인인증에 성공한 경우에만 감면모드로 동작하며, 본인인증에 실패한 경우에는 일반모드(정상 통행료 지불)로 동작한다. 생체정보의 인증상테는 전원OFF(or Reset), 미리 지정한 유효시간이 종료되거나 유효횟수가 초과된 경우 초기화하여 부정이용을 막을 수 있다.
사용자는 인증상태(전원 On)에서도 필요 시 수시로 재인증 하여 인증상태를 갱신하도록 한다. 또한, 사용자의 생체정보에 대한 만료일자를 확인하여 유효기간이 지난 경우 인증실패로 처리한다. 만료일자는 단말기 자체적으로 시간을 이용하거나 RSE 시간을 이용할 수 있다.
단말기 자체의 시간을 이용할 경우에는 연결시(전원 On) 유효기간 초과로 처리하고 사용자에게 안내한다. (안내 문구 예 : 생체정보인식기 사용 유효기간이 만료되었습니다. 갱신 후 사용해 주세요.) RSE 시간을 이용할 경우에는 ETCS 차로 진입시 유효기간 초과로 처리하고, 사용자에게 안내한다. 따라서 사용자에게 용이하게 안내하기 위해 음성 안내를 위한 스피커나 문자알림을 위한 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
이에 더하여, 이러한 자동지불단말기는 기존 라이브러리를 이용한 부동소수점 연산(Floating-point operation) 방식을 개량하여 생체정보가 인식될 경우, 레지스터를 이용한 부동소수점 연산방식으로서 인증을 함으로써, 예를 들어 지문인증 연산속도를 2배향상한다.
이를 위해, 상기 생체정보 인식모듈은 아래와 같이 동작한다.
먼저, 본인인증을 위한 생체정보와 관련된 다수의 상이한 특징점 유형별로 특징점을 다원화하여 입력처리하는 제 1 포트 테이블과, 상기 제 1 포트 테이블로부터 입력된 특징점을 (다원화) 채널별로의 레지스터를 통해 부동 소수점 연산하는 구조를 구비한다.
그리고, 본인인증이 될 경우에, 상기 제 1 포트 테이블에 의해서 입력 사용자 생체정보의 특징점을 다원화 방식으로 입력받아서, 상기 레지스터를 통해 채널별로 부동 소수점 연산한다.
그래서, 부동 소수점 연산과, 곱셈 연산을 기초로 해서 상기 사용자 생체정보와, 입력 사용자 생체정보를 비교하여 일치 여부를 확인해서 본인인증을 수행한다.
참고적으로, 이러한 레지스터를 이용한 부동소수점 연산 방식을 개략적으로 설명한다.
먼저, 비교할 지문 영상이 입력되면, 전처리와, 특징점 추출, 및 자료구조 생성 절차를 수행하여 특징점 자료구조를 생성한다.
이에 따라서, 미리 등록된 사용자의 특징점 자료구조와 비교지문 영상의 특징점 자료구조에서 동일한 특징점을 추출하여, 추출된 특징점들 사이의 회전 및 천이에 대한 파라미터, 예컨대 비교해야 할 두지문 영상 사이의 회전된 각도(Δθ), 비교해야 할 두 지문 영상 사이의 천이 된 좌표양(Δx,Δy)을 산출한다. 그리고, 이렇게 산출된 파라미터에 의해 상기 비교지문 영상에 대한 특징점을 보정한 후, 점 매칭 동작을 수행하여 등록지문과 비교지문의 일치 여부에 따라서 사용자 인증을 결정한다.
이때, 부동 소수점 연산 및 곱셈 연산을 수행하여 등록지문과 비교지문의 특징점을 보정하고 비교하여 사용자 인증 여부를 결정한다.
그리고, 이와 관련하여 자동지불단말기는 이렇게 다원화 방식으로 인증처리가 될 경우에, 하이패스 제어부에서도 이와 유사한 형태로 다양한 각종 인터페이스 정보를 다원화해서 통신함으로써, 보다 신속하고 원활하게 정보를 주고 받는다.
이를 위해, 상기 하이패스 제어부는 아래와 같이 이루어진다.
먼저, 생체정보 인식모듈과, 발급관련기관 관리 정보처리장치, 하이패스 차량통행료의 결제를 처리하는 관리 정보처리장치(300)를 포함한 다른 장치와 상호 간에 통합적으로 인터페이스하는 제 2 포트 테이블을 구비한다.
그리고 나서, 상기 제 2 포트 테이블은 다수의 상이한 인터페이스 유형별로 포맷화한 인터페이스 정보를 제어 명령과, 암호화 정보, 실제 데이터를 포함한 데이터 형식별로 다원화하여 인터페이스 유형별로 상호 간에 통합적으로 매핑한다.
그래서, 다른 장치와 정보를 입/출력할 경우에, 상기 제 2 포트 테이블에 의해서 인터페이스 정보를 상이한 인터페이스 유형마다의 데이터 형식별로 다원화한다.
추가적으로, 이때 상기 제 2 포트 테이블은 상기한 인터페이스 유형별로 인터페이스 정보가 매핑될 경우에, 각각의 인터페이스 유형에 해당하는 다수의 상이한 통신 프로토콜별로 인터페이스 정보를 다원화함으로써, 조금 더 신속하게 정보를 전송한다.
도 6은 일실시예에 따른 차량 통행료 자동지불단말기의 암호화방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 암호화방식은 생체정보 입력 프로그램과 생체정보인식기간에 필요한 명령어 및 수행 결과는 Command Packet을 통해 수행된다.
Command Packet의 구조는 다음과 같다.
구성 크기 설명
Header Command 2 bytes 명령어 코드
Parameter1 2 bytes -
Parameter2 2 bytes -
Data Size 2 bytes 추가 데이터가 있는 경우에 생성
Random Key 8 bytes 암호화를 위한 랜덤 키
Body Data 가변 Data size에 정의 된 크기
<표 1. Command Packet 구조>
Command Packet은 Command, Parameter1, Parameter2, Data Size와 Random Key로 구성된 16Bytes를 말한다. Command는 수행할 명령어를 정의하며, 명령어 수행에 필요한 변수는 Parameter1과 paramter2에 설정하여 전달한다. Parameter1은 결과 통신 패킷에서 명령어 수행 결과를 포함한다. 추가 데이터가 필요한 경우에는 Data Size에 값을 정의하고, Data 영역을 추가하여 전달한다. Data의 크기가 16의 배수가 아닌 경우에는 0xFF를 추가하여 16의 배수가 되도록 한다. Random Key는 결과 통신 패킷의 암호화 키 생성에 필요한 값으로, 모든 명령어 마다 새로운 값을 생성한다.
다음은 Command Packet 암호화에 대해 상세히 설명하도록 한다.
부가적으로, 전술한 바와 같이, 암호화 알고리즘으로는 생체정보 입력프로그램과 생체정보인식기(100)간의 통신 데이터는 AES 암호화를 이용하여 암호화와 복호화하며, 암호화의 기본 블록 단위는 16Bytes로 구성한다. 암호화 데이터의 사이즈가 16의 배수가 되지 않는 경우에는 0xFF를 패딩하여 16의 배수가 되도록 한다.
100 : 자동지불단말기
200 : 단말발급기
300 : 관리 정보처리장치
101 : 생체정보 인식모듈
102 : 생체정보 LED 표시부
103 : 생체정보 전송부
104 : 키신호 입력부
105 : 결제수단 소켓부
106 : 하이패스 메모리 저장부
107 : DSRC 통신부
108 : 하이패스 LED 표시부
109 : 오디오 출력부
110 : 하이패스 제어부

Claims (6)

  1. 하이패스 차량통행료의 감면혜택을 받는 사용자별 발급, 감면 등록정보로 사용자 생체정보의 외부 입출력을 관리하고, 상기 사용자 생체정보와 입력 사용자 생체정보를 비교해서 본인인증을 하는 생체정보 인식모듈;
    상기 본인인증과 관련된 서비스UI를 표시하는 생체인식 LED 표시부;
    상기 생체정보 인식모듈의 관리와, 본인인증 정보를 상기 생체정보 인식모듈과의 임피던스 매칭으로 PCB 상에 스트립 라인을 통해서 내부로 전달하는 생체정보 전송부;
    상기 하이패스 차량통행료의 결제와 관련된 설정명령을 사용자 키 조작에 따라 입력받는 키신호 입력부;
    상기 하이패스 차량통행료의 결제수단을 장착하는 결제수단 소켓부;
    상기 사용자 생체정보와, 결제 정보를 등록하는 하이패스 메모리 저장부;
    상기 하이패스 차량통행료의 결제를 처리하는 관리 정보처리장치와 통신하는 DSRC 통신부;
    상기 하이패스 차량통행료의 결제와 관련된 서비스UI를 표시하는 하이패스 LED 표시부;
    상기 하이패스 차량통행료의 결제와 관련된 서비스음성을 출력하는 오디오 출력부; 및
    상기 각 부를 제어하고, 상기 사용자 생체정보와, 결제수단 정보에 의해 상기 관리 정보처리장치와 통신하여 하이패스 차량통행료를 지불하도록 하는 하이패스 제어부; 를 포함하고 있으며,

    상기 하이패스 제어부는,
    a) 상기 하이패스 차량통행료가 결제될 경우, 상기 생체정보 인식모듈에 미리 하이패스 차량통행료의 감면 발급 여부를 확인하고,
    b) 상기 감면 발급 여부가 확인될 때, 등록키와 암호화 키 값을 생성하고, 상기 암호화 키 값은 단말기 발급정보를 포함하며, 상기 등록키 값을 이용하여 암호화된 키 값을 암호화하며,
    c) 상기 암호화 결과를 상기 생체정보 인식모듈로 전송해서, 상기 생체정보 인식모듈로부터 응답 패킷을 전송받으며,
    상기 응답 패킷은 상기 등록키 값으로 비암호화하고, 상기 생체정보 인식모듈의 제품 랜덤 키와, 생체정보 입력프로그램의 호스트 랜덤 키를 포함하며, 상기 호스트 랜덤 키와 제품 렌덤 키의 합산크기는 상기 단말기 발급정보의 데이터 기준사이즈와 동일하고,
    d) 상기 응답 패킷 내 암호화 키 값과 자신의 암호화 키 값이 일치하지 않을 경우, 등록키와, 암호화 키 값을 재생성하고, 응답 패킷 내의 암호화 키 값과 자신의 암호화 키 값이 일치 할 경우에 생체정보 인식모듈로 발급, 감면정보를 요청하고,
    e) 상기 생체정보 인식모듈로부터 제공받은 발급, 감면정보와 등록 발급, 감면정보의 일치 여부를 확인해서,
    f) 상기 확인 결과, 생체정보 인식모듈로부터 제공받은 발급, 감면정보와 등록 발급, 감면정보가 일치하지 않을 경우, 상기 오디오 출력부의 음성 출력 동작을 제어하여 관련된 서비스음성을 출력하고 또는, 상기 하이패스 LED 표시부의 표시 동작을 제어하여 관련된 서비스UI를 표시하고,
    상기 생체정보 인식모듈로부터 제공받은 발급, 감면정보가 등록 발급, 감면정보와 일치할 경우에는, 상기 생체인식 LED 표시부의 표시 동작을 제어하여 생체인식을 요청하고,
    g) 상기 생체정보 인식모듈로부터 생체인식 정보를 제공받아서,
    h) 상기 제공된 생체인식 정보와 등록 사용자 생체인식 정보의 일치 여부를 확인해서, 상기 확인 결과 일치하는 경우에 미리 설정된 시간 동안 감면모드를 수행하고, 일치하지 않는 경우에는 일반모드를 수행해서,
    I) 상기 감면모드가 수행될 경우에는, 상기 관리 정보처리장치에 근접할 때 상기 사용자 생체정보와 결제 정보를 제공하여 감면 요금을 지불하고,
    상기 일반모드가 수행될 경우에는, 상기 관리 정보처리장치에 근접할 때 상기 결제 정보만을 제공하여 정상 요금을 지불하며,

    상기 하이패스 제어부와 상기 생체정보 인식모듈은,
    a) 상기 감면 발급 여부가 확인될 때에, AES 암호화를 이용하며,
    b) 상기 AES 암호화는,
    b-1) 상기 생체인식 정보를 암호화할 경우에, 평문과 비밀키, 라운드를 설정하여 반복실행해서 암호문을 획득하고, 상기 라운드는 비밀키 크기별로 정해진 키 덧셈 함수를 사용하며,
    b-2) 상기 암호문이 획득될 때, 평문/비밀키와 스크램블러를 상이한 암호화 데이터 사이즈별로 대응하는 배타적 연산패턴으로 변조하고,
    b-3) 상기 평문/비밀키와 스크램블러의 배타적 연산시점 또는 각 함수 부분을 이벤트발생시점으로 정해서 정보를 추출하도록 하고,
    b-4) 상기 키 덧셈 함수를 실행할 때에 상기 스크램블러를 시스템적으로 제거함으로써, 상용 AES와 동일한 형태로 암호문을 획득하고,
    b-5) 상기 암호화 데이터의 기준사이즈는 16바이트이고, 현재 암호화 데이터의 사이즈가 16의 배수가 되지 않는 경우에는 0xFF를 패딩하여 16의 배수로 하는 것; 을 특징으로 하는 차량 통행료 자동지불단말기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배타적 연산패턴은 다수의 상이한 데이터 유형별로 데이터 사이즈를 데이터 특성종류에 따라 세분화해서 이루어지는 것; 을 특징으로 하는 차량 통행료 자동지불단말기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배타적 연산패턴은 평문/비밀키가 입력될 때마다 미리 설정된 비트단위로 스크램블에 의해 값을 변환해서, 평문/비밀키와 배타적 논리합을 하는 것; 을 특징으로 하는 차량 통행료 자동지불단말기.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 생체정보 인식모듈은,
    a) 상기 본인인증을 위한 생체정보와 관련된 다수의 상이한 특징점 유형별로 특징점을 다원화하여 입력처리하는 제 1 포트 테이블과, 상기 제 1 포트 테이블로부터 입력된 특징점을 (다원화) 채널별로의 레지스터를 통해 부동 소수점 연산하는 구조를 구비하고,
    b) 상기 본인인증이 될 경우에, 상기 제 1 포트 테이블에 의해서 입력 사용자 생체정보의 특징점을 다원화 방식으로 입력받아서, 상기 레지스터를 통해 채널별로 부동 소수점 연산하고,
    c) 상기 부동 소수점 연산과, 곱셈 연산을 기초로 해서 상기 사용자 생체정보와, 입력 사용자 생체정보를 비교하여 일치 여부를 확인해서 본인인증을 수행하는 것; 을 특징으로 하는 차량 통행료 자동지불장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하이패스 제어부는,
    a) 상기 생체정보 인식모듈과, 발급관련기관 관리 정보처리장치, 하이패스 차량통행료의 결제를 처리하는 관리 정보처리장치를 포함한 다른 장치와 상호 간에 통합적으로 인터페이스하는 제 2 포트 테이블을 구비하고,
    b) 상기 제 2 포트 테이블은 다수의 상이한 인터페이스 유형별로 포맷화한 인터페이스 정보를 제어 명령과, 암호화 정보, 실제 데이터를 포함한 데이터 형식별로 다원화하여 인터페이스 유형별로 상호 간에 통합적으로 매핑하고,
    c) 상기 다른 장치와 정보를 입/출력할 경우에, 상기 제 2 포트 테이블에 의해서 인터페이스 정보를 상이한 인터페이스 유형마다의 데이터 형식별로 다원화하는 것; 을 특징으로 하는 차량 통행료 자동지불장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 포트 테이블은
    상기 인터페이스 유형별로 인터페이스 정보가 매핑될 경우에, 각각의 인터페이스 유형에 해당하는 다수의 상이한 통신 프로토콜별로 인터페이스 정보를 다원화하는 것; 을 특징으로 하는 차량 통행료 자동지불장치.






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