WO2019078405A1 - 지문인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템 및 그 평가방법 - Google Patents

지문인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템 및 그 평가방법 Download PDF

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WO2019078405A1
WO2019078405A1 PCT/KR2017/013490 KR2017013490W WO2019078405A1 WO 2019078405 A1 WO2019078405 A1 WO 2019078405A1 KR 2017013490 W KR2017013490 W KR 2017013490W WO 2019078405 A1 WO2019078405 A1 WO 2019078405A1
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WO
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fingerprint
counterfeit
fingerprint sensor
unit
sensor
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PCT/KR2017/013490
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Inventor
백영현
신요식
Original Assignee
주식회사 유니온커뮤니티
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365—Matching; Classification

Definitions

  • the present invention relates to a counterfeit protective force analysis system for a fingerprint recognition device capable of evaluating the performance of a counterfeit fingerprint identification function of a fingerprint recognition device and an evaluation method thereof.
  • the fingerprint recognition technology is a technique for acquiring an image of a biometric fingerprint using a fingerprint sensor and comparing the fingerprint image with a previously registered image, thereby identifying a fingerprint of the fingerprint.
  • a fingerprint recognition device generates an image (hereinafter, referred to as a fingerprint image) of a user's fingerprint through a so-called 'registration process' and registers a minutiae of the fingerprint image. After that, when the user inputs his or her fingerprint to the recognition device for user authentication, the fingerprint recognition device generates a new fingerprint image from the provided fingerprint, extracts the feature point, and determines whether the newly extracted feature point is the same as the previously registered feature point It is possible to confirm whether the user is a previously registered user.
  • the fingerprint recognition device includes a fingerprint sensor for generating a fingerprint image from the fingerprint, and a processor for extracting the feature point from the fingerprint image generated by the fingerprint sensor and performing personal authentication.
  • a fingerprint sensor for generating a fingerprint image from the fingerprint
  • a processor for extracting the feature point from the fingerprint image generated by the fingerprint sensor and performing personal authentication.
  • the fingerprint sensors there are some sensors that can extract not only the fingerprint image but also feature points and perform additional processing. However, most fingerprint sensors generate only the fingerprint image.
  • the fingerprint recognition device is finally implemented in the form of a fingerprint sensor equipped access controller or a computer.
  • Fingerprint sensors that generate fingerprint images for fingerprint recognition are obtained in a variety of ways including optical and semiconductor, semiconductor, ultrasonic, thermal, noncontact, or combination of these methods to sense capacitance or electrical conduction.
  • the most widely used optical method is a method using a light refractor such as a prism. When the user touches the prism, the fingerprint sensor irradiates light to the fingerprint of the user through the prism, and the light reflected and / or refracted by the valleys and ridges of the fingerprint is reflected again inside the fingerprint sensor And a digital image is generated using an image sensor of the image sensor.
  • a fingerprint image is acquired by recognizing the difference in capacitance due to the ridge pattern and the ridge pattern of the fingerprint using a sensing array implemented in the uppermost layer of the semiconductor chip.
  • the fingerprint image should have a resolution of at least 500 dpi for fingerprint recognition.
  • Fingerprint recognition devices conventionally distributed in the transaction system have many products that do not include the function of discriminating a counterfeit fingerprint. Therefore, as a state agency performing approval in accordance with various laws regarding the fingerprint recognition device, it is necessary to check whether the fingerprint recognition device includes a forged fingerprint function. However, it is not easy to discriminate the performance, quality, and the like of the counterfeit fingerprint discrimination function by using the fingerprint recognition device.
  • the present invention uses a method of confirming the quality of a fingerprint area (ridge) obtained by a fingerprint image using pixel values. To this end, the present invention measures quality of a fingerprint image by dividing a fingerprint image into a plurality of blocks and obtaining an average of pixel values of each block, and is a mode different from the present invention. Above all, the present invention relates to the quality measurement of the fingerprint image itself, not to the method for determining the quality of the fingerprint sensor.
  • a system for analyzing a counterfeit defensive force for a fingerprint recognition device comprising: inputting a plurality of biometric fingerprints and a counterfeit fingerprint to a fingerprint sensor connected to the fingerprint sensor; It is determined whether or not the forgery fingerprint identification software provided by the manufacturer of the fingerprint sensor discriminates whether the fingerprint fingerprint is falsified or not and whether the fingerprint sensor and the fingerprint recognition device are suitable for counterfeit fingerprint identification Fraud defense performance can be evaluated.
  • the falsification and defense analysis system of the present invention includes a fingerprint sensor connection unit, a fake fingerprint identification unit, and a fake defense force analysis unit.
  • the fingerprint sensor connection unit can connect the fingerprint sensor to be inspected to the system.
  • the forgery fingerprint discrimination unit receives a fingerprint image of the fingerprint from the fingerprint sensor through the fingerprint sensor connection unit and determines whether the fingerprint image is a counterfeit fingerprint. And controls the fingerprint recognition process according to a predetermined procedure set in the fingerprint recognition device.
  • the forgery protection analysis unit calculates an analysis result including the non-response rate, the input rejection rate, the falsification detection rate, the number of falsification registrations, and the falsification permission rate based on the processing result of the falsification fingerprint discrimination unit for a plurality of fingerprints inputted to the fingerprint sensor .
  • the non-response rate is a ratio of the number of times the fingerprint sensor does not generate a fingerprint image with respect to the total number M of attempts to input the fingerprint (including the biometric fingerprint and the counterfeit fingerprint), and the input rejection rate
  • the falsification detection rate is a ratio of the number of times that the fingerprint sensor requests re-input of the fingerprint in comparison with the number of times (M)
  • the falsification detection rate is a ratio of the number of times the fingerprint sensor judges the falsification fingerprint as a counterfeit fingerprint
  • the falsification registration count is the number of times the counterfeit fingerprint has succeeded in the fingerprint registration
  • the counterfeit allowance rate is a ratio of the number of times the biometric fingerprint is processed to the total counterfeit fingerprint input attempts (MF).
  • the system of the present invention may further include a quality measurement unit for measuring a quality of the fingerprint image provided from the fingerprint sensor through the fingerprint sensor connection unit and calculating a quality score.
  • the fake defense force analyzing unit calculates the analysis result when the quality score measured by the quality measuring unit is equal to or greater than a preset reference value. It is preferable that the reference value is set differently for the biometric fingerprint and the counterfeit fingerprint.
  • the discrimination algorithm of the counterfeit fingerprint discrimination part is fundamentally provided by the manufacturer of the fingerprint sensor to be inspected. Otherwise, the default algorithm possessed by the inspection authority can be used.
  • the forgery fingerprint discrimination unit may include: a judgment engine unit in which the counterfeit fingerprint discrimination software provided by the manufacturer of the subject fingerprint sensor is ported; And a connection unit for providing a fake fingerprint analysis result of the determination engine unit and a control result of the fingerprint recognition process in the case of a fake fingerprint to the fake protection analysis unit.
  • the present invention is also applicable to the method for evaluating the performance of the forgery protection analysis system.
  • the method includes connecting a fingerprint sensor to be inspected through a fingerprint sensor connection unit; When a fingerprint is input to the fingerprint sensor, the fingerprint fingerprint sensor unit receives a fingerprint image of the fingerprint from the fingerprint sensor through the fingerprint sensor connection unit, and determines whether the fingerprint image is a counterfeit fingerprint. Controlling a fingerprint recognition process according to a corresponding procedure set in the fingerprint recognition device;
  • the falsification defense force analyzing unit may calculate an analysis result including the non-response rate, the input rejection rate, the falsification detection rate, the number of falsification registrations, and the falsification permission rate with respect to the processing result of the falsification fingerprint discrimination unit for the fingerprint image.
  • the falsification defense analysis system for the fingerprint recognition device tests the fake fingerprint identification software of the fingerprint recognition device to be inspected by connecting the fingerprint sensor after porting it.
  • the biometric fingerprint and the counterfeit fingerprint for the fingerprint sensor are applied to the fingerprint sensor and then the result of the counterfeit fingerprint processing is analyzed based on the fingerprint image generated by the fingerprint sensor to evaluate whether the fingerprint recognition device appropriately discriminates and processes the counterfeit fingerprint have.
  • the present invention performs an integrated forgery counterfeit defense analysis combined with a counterfeit fingerprint identification software of a manufacturer, but since a fingerprint image may not be generated for a counterfeit fingerprint in the case of a fingerprint sensor, a counterfeit defense force analysis do.
  • FIG. 1 is a block diagram of a fake armor analysis system of the present invention.
  • FIG. 2 and FIG. 3 are flowcharts provided in the description of the analysis method of the falsification and defense analysis system of the present invention.
  • the fake armor analysis system 100 of the present invention is an apparatus for testing a fake fingerprint defense force of a fingerprint recognition device manufactured by a manufacturer of a fingerprint recognition device.
  • a fingerprint recognition device such as an access control device or a door lock
  • the fingerprint sensor 10 used in the fingerprint recognition device is connected to perform evaluation.
  • the forgery fingerprint identification software applied to the fingerprint recognition device by the maker of the fingerprint sensor 10 is ported to the analysis system 100, so that the fingerprint sensor 10 generates fingerprints based on the fingerprint image generated by the fingerprint sensor 10 It is possible to comprehensively analyze the detection performance of the sensor 10 and the authentication device for counterfeit fingerprint.
  • the inspector inputs a plurality of inspection biometric fingerprints and counterfeit fingerprints to the connected fingerprint sensor 10 and then generates a counterfeit fingerprint that is provided by the manufacturer of the fingerprint sensor 10 based on the fingerprint image generated by the fingerprint sensor 10
  • the fingerprint identification software determines whether or not the fingerprint is fingerprinted and analyzes whether the fingerprint fingerprint can be appropriately processed.
  • the inspection agency may provide the basic software to the manufacturer and apply it to the fingerprint recognition device.
  • the fingerprint sensor 10 is basically connected to the fake armor analysis system 100 of the present invention.
  • the fingerprint sensor 10 has a contact window for the inspector to input a biometric fingerprint or a counterfeit fingerprint for inspection and generates a fingerprint image of the input fingerprint and provides the fingerprint image to the analysis system 100.
  • the inspector inputs a plurality of biometric fingerprints and forged fingerprints to the fingerprint sensor 10, and when the fingerprint sensor 10 generates and provides the fingerprint image for the fingerprint to the analysis system 100, a series of counterfeit- Evaluation is started.
  • the fingerprint sensor 10 may generate a fingerprint image from the fingerprint and provide the fingerprint image to the analysis system 100.
  • the fingerprint sensor 10 may use any of a variety of methods such as optical, semiconductor, ultrasonic, heat sensing, or a combination thereof.
  • the fake armor analysis system 100 of the present invention includes a fingerprint sensor connection unit 101, a fingerprint quality measurement unit 103, a fake fingerprint determination unit 110, a fake defense force analysis unit 130, and a reporting unit 150
  • the falsification fingerprint identification software provided by the fingerprint sensor 10 and the manufacturer, and the falsification fingerprint of the fingerprint sensor 10 (hereinafter, counterfeit defensive force).
  • the analysis system 100 includes a storage server 170 for storing analysis results and fingerprint images.
  • the fingerprint sensor connection unit 101 is configured to connect the fingerprint sensor 10 to be inspected to the analysis system 100 of the present invention and is connected to the fingerprint sensor 10 by a wire connection, (Application Program Interface).
  • the fingerprint sensor 10 provides information in accordance with the API of the fingerprint sensor connection unit 101.
  • the fingerprint quality measuring unit 103 receives a fingerprint image from the fingerprint sensor 10 through the fingerprint sensor connection unit 101 and calculates the quality score by measuring the quality of the fingerprint image.
  • the fingerprint quality measuring unit 103 may not be essential to the present invention, but it must be provided in terms of the inspection process.
  • the method for measuring the quality of the fingerprint image of the fingerprint quality measuring unit 103 is performed for both the biometric fingerprint and the counterfeit fingerprint and is evaluated using the fingerprint image quality evaluation algorithm.
  • the fingerprint image quality evaluation algorithm can use what is known in the past and the quality of the fingerprint image can be improved by using excellent (grade 1), very good (grade 2), good (grade 3), fair (grade 4) It is evaluated in five steps.
  • the fingerprint image generated by the fingerprint sensor 10 has a constant quality. Therefore, the counterfeit defense force analysis can be performed only when the fingerprint image quality score or grade of the fingerprint quality measuring unit 103 is equal to or greater than the reference value. At this time, it is preferable to set the reference value differently for the biometric fingerprint and the counterfeit fingerprint. For example, in the case of a biometric fingerprint of a level 2 or less, or a counterfeit fingerprint of less than level 3, it is possible to increase the consistency and reliability of the evaluation of the counterfeit defense force by discontinuing the counterfeit defense analysis without continuing the analysis.
  • the counterfeit fingerprint discrimination unit 110 includes a judgment engine unit 111 and a connection unit 113 for operating the 'counterfeit fingerprint discrimination software' held by the above-mentioned manufacturer or inspection agency.
  • the judging engine unit 111 is provided with a 'counterfeit fingerprint identification software' provided by the manufacturer of the fingerprint sensor 10 or possessed by the inspection agency.
  • a 'counterfeit fingerprint identification software' provided by the manufacturer of the fingerprint sensor 10 or possessed by the inspection agency.
  • the judgment engine 111 first determines whether the fingerprint image supplied from the fingerprint sensor 10 is a biometric fingerprint or a counterfeit fingerprint when the fingerprint is input to the fingerprint sensor 10. [ If the fingerprint is a counterfeit fingerprint, the judgment engine unit 111 processes the counterfeit fingerprint according to a predetermined countermeasure.
  • the countermeasures against counterfeit fingerprints differ from those of biometric fingerprints. For example, if the fingerprint is determined to be a counterfeit fingerprint, the judgment engine 111 may deny input or request re-input of the fingerprint.
  • connection unit 113 provides the fake defense analysis unit 130 with the result of the fake fingerprint judgment of the judgment engine unit 111 and the control result according to the predetermined countermeasure procedure when it is judged as the fake fingerprint.
  • connection unit 113 Since the analysis of the counterfeit defense force is performed in a series of consecutive processes using a set of a plurality of predetermined inspection fingerprints (biometric fingerprints and counterfeit fingerprints) as a set, And the connection unit 113 provides the fake defense force analysis unit 130 with the result of the determination of each fingerprint.
  • the fake defense force analyzer 130 analyzes the fake defense force of the fingerprint sensor 10 based on a result of the processing provided by the fake fingerprint identification unit 110 for a set of the inspection fingerprints.
  • the counterfeit defense force analyzer 130 provides the analysis result to the reporting unit 150 and stores it in the storage server 170 together with the fingerprint image.
  • Types of analysis include non-response rate, input rejection rate, falsification detection rate, falsification registration count, and falsification permission rate.
  • the non-response rate is a ratio of the number of times (d) that the fingerprint sensor 10 does not generate the fingerprint image to the total number of input attempts M of the fingerprint (including the biometric fingerprint and the counterfeit fingerprint) same.
  • the non-response rate may correspond to the measurement of the counterfeit defense force of the fingerprint sensor 10 dimension.
  • the input rejection rate is a ratio of the number of times (r) that the fingerprint sensor 10 requests re-input of the fingerprint to the total number of fingerprint input attempts (M).
  • the falsification detection rate is a ratio of the number of falsification fingerprints F determined by the fingerprint sensor 10 to the total number of falsified fingerprint input attempts (MF) as a counterfeit fingerprint.
  • the counterfeit registration count is the number of times the counterfeit fingerprint has succeeded in registering the fingerprint
  • the counterfeit allowance rate is a ratio of the number of erroneous processing (e) to the biometric fingerprint with respect to the total number of counterfeit fingerprints (MF) .
  • the reporting unit 150 outputs the analysis result to the inspector through various display devices (not shown) when the counterfeit defense force analysis unit 130 analyzes the counterfeit defense force against the fingerprint sensor 10.
  • FIG. 1 a method of analyzing the counterfeit defense force of the analysis system 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 a method of analyzing the counterfeit defense force of the analysis system 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the inspector connects the fingerprint sensor 10 to the analysis system 100 of the present invention by connecting the fingerprint sensor 10 to be inspected to the fingerprint sensor connection unit 101 and completes the preparation for inspection. Then input the fingerprint for inspection. A set of inspection fingerprints are sequentially input in advance.
  • the falsification fingerprint identification software held by the manufacturer or the inspection agency is ported to the judgment engine unit 111.
  • the fingerprint quality measuring unit 103 performs a quality check on all fingerprint images provided from the fingerprint sensor 10 to calculate a quality score or a rating.
  • the embodiment of FIGS. 2 and 3 treats that a fake fingerprint judgment is not performed when a rating lower than the reference value is obtained, but such processing is not essential.
  • step S203 is performed in parallel with steps S205 and S207, and different reference values can be applied to the biometric fingerprint and the counterfeit fingerprint.
  • the judgment engine unit 111 judges whether the fingerprint image is due to a counterfeit fingerprint (S205), and performs a predetermined countermeasure process if it is determined that the fingerprint image is a counterfeit fingerprint.
  • the corresponding procedure here is performed by the fake fingerprint identification software held by the manufacturer or the inspection agency (S207).
  • the counterfeit defense force analysis unit 130 calculates a counterfeit fingerprint of the set of inspect fingerprints 110) based on the processing result of the fake defense force (S211).
  • Types of analysis include non-response rate, input rejection rate, falsification detection rate, falsification registration count, and falsification permission rate.
  • the counterfeit defense force analysis unit 130 provides the analysis result to the reporting unit 150 and displays it to the inspector and stores the analysis result in the storage server 170.

Abstract

지문센서 품질 판정 시스템 및 그 판정방법이 개시된다. 본 발명의 지문센서 품질 판정시스템은 지문센서가 생성하는 지문 이미지의 품질을 검사하는 방법으로 지문센서의 품질을 판정한다. 본 발명의 품질 판정방법은 단순히 지문 이미지의 선명도를 검사하는 방식의 모호함을 극복하기 위하여, 특징점의 분포 형태, 특징점이 분포로 인식되는 지문 영역의 크기, 특징점의 개수 그리고 개별 특징점의 품질을 종합적으로 이용하여 지문 이미지의 품질 즉 지문센서의 품질을 점수화하는 방법을 제시한다.

Description

지문인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템 및 그 평가방법
본 발명은 지문 인식장치의 위조지문 판별기능에 대한 성능을 평가할 수 있는 지문인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템 및 그 평가방법에 관한 것이다.
지문 인식기술은 지문센서를 이용하여 생체 지문의 이미지를 획득한 다음 해당 지문 이미지를 기등록된 이미지와 비교하는 방법으로 해당 지문이 누구의 지문인지를 인식하는 개인인증 방법에 관한 기술이다. 지문을 이용한 인식장치는 소위 '등록과정'을 통해서 사용자의 지문에 대한 이미지(이하, 지문 이미지라 함)를 생성하고 그 지문 이미지의 특징점(Minutiae)을 등록해 둔다. 이후에 사용자가 사용자 인증을 위해 자신의 지문을 인식장치에 입력하면, 지문 인식장치는 제공된 지문으로부터 새로운 지문 이미지를 생성하여 특징점을 추출하고 새롭게 추출된 특징점이 기등록된 특징점과 동일한지 여부를 통해 해당 사용자가 기등록된 사용자인지를 확인할 수 있다.
지문 인식장치는 지문으로부터 지문 이미지를 생성하는 지문센서와, 지문센서가 생성한 지문 이미지로부터 특징점을 추출하고 개인 인증을 수행하는 처리부를 포함한다. 지문센서 중에는 지문 이미지의 생성에 그치지 않고 특징점을 추출하고 다른 부가적인 처리를 수행할 수 있는 센서도 있으나, 대부분의 지문센서는 지문 이미지만을 생성한다. 지문 인식장치는 지문센서를 장착한 출입관리기나 컴퓨터 등의 형태로 최종 구현된다.
지문 인식을 위해 지문 이미지를 생성하는 지문센서에는 광학식과, 정전 용량이나 전기 전도를 감지하는 반도체 방식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉식, 또는 이런 방식들의 복합 등 다양한 방법으로 획득된다. 가장 널리 사용되는 방식인 광학식은 프리즘과 같은 광굴절기를 이용하는 방식이다. 사용자가 지문을 프리즘에 접촉하면, 지문센서는 프리즘을 거쳐 사용자의 지문으로 광(Light)을 조사하고 지문의 골(Valley)과 융선(Ridge)에서 반사 및/또는 굴절되는 광을 다시 지문센서 내부의 이미지 센서를 이용하여 디지털 이미지로 생성하는 방식이다. 정전용량 기술을 이용한 반도체 방식은 반도체 칩 최상층 레이어(Layer)에 구현되어 있는 센싱 어레이(Sensing Array)를 이용하여 지문의 골과 융선 패턴에 따른 정전용량의 차이를 인식하여 지문 영상을 취득한다. 지문 이미지는 지문 인식을 위해 최소 500 dpi 이상의 해상도가 바람직하다.
통상의 개인인증은, 출입제어, 전자상거래, 금융거래, 개인용 컴퓨터(PC)의 보안 및 사무적 결재체계 등과 같이 보안이 중요하게 요구되는 분야에 주로 사용되는 바, 인간의 지문이 아닌 인위적으로 제작된 지문(이하 '위조지문'이라 함)을 효과적으로 구분하는 것이 무엇보다 중요하다. 이처럼, 지문인식장치가 위조지문을 구분해서 처리하는 능력을 '위조방어력'이라 한다.
종래에 거래계에서 유통되는 지문 인식장치 중에는 위조지문을 판별하는 기능이 포함되지 않은 제품이 실제로 많다. 따라서 지문 인식장치에 관하여 각종 법률에 따른 승인을 수행하는 국가기관으로서는 해당 지문 인식장치가 위조지문 기능이 포함되었는지 여부를 검사할 필요가 있다. 그러나 지문 인식장치를 이용하여 위조지문 판별기능의 성능, 품질 등을 판별하기는 쉽지 않다.
결국은 지문 인식장치에 결합할 수 있도록 제작되는 지문센서를 이용하여 위조지문 판별 기능에 대한 성능을 시험할 수밖에 없다. 따라서 지문 이미지만을 생성하는 지문센서를 기준으로 위조지문 판별 기능 적합성을 판별할 수 있는 시스템이 필요하다.
[관련된 선행기술]
대한민국 공개특허 제10-2008-0062217호 (발명의 명칭: 블록 레벨 품질 측정값을 이용한 지문 영상의 품질 측정방법과 그 기록매체)
이 발명은 지문 이미지로 획득된 지문 영역(융선) 자체의 품질을 화소값을 이용하여 확인하는 방법을 사용한다. 이를 위해, 이 발명은 지문 이미지를 복수 개의 블록으로 나누고 각 블럭의 화소값의 평균 등을 구하는 방법으로 지문 영상의 품질을 측정하는 것으로서, 본 발명과 다른 형태이다. 무엇보다, 이 발명은 지문 영상 자체의 품질 측정에 관한 것이지, 지문 센서의 품질을 판정하기 위한 방법에 관한 것이 아니다.
본 발명의 목적은, 지문 인식장치의 위조지문 판별기능에 대한 성능을 평가할 수 있는 지문인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템 및 그 평가방법을 제공함에 있다.
다만, 지문인식장치 자체를 분석 시스템에 연결하기 어렵기 때문에, 지문 센서로부터 지문 이미지를 수신하는 형태로 지문인식장치를 위한 위조방어력을 분석할 수 있는 분석 시스템 및 그 평가방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지문인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템은, 접속된 지문센서에 대해 복수 개의 생체지문과 위조지문을 입력한 다음, 해당 지문센서가 생성하는 지문 이미지를 기초로 상기 지문센서의 제조사가 제공하는 위조지문 판별 소프트웨어가 위조지문 여부를 판별하고 위조지문에 대하여 적절한 처리를 수행할 수 있는지에 대해 판단함으로써, 해당 지문센서 및 지문인식장치가 위조지문 판별에 적합한지에 대한 위조방어력 성능을 평가할 수 있다.
본 발명의 위조방어력 분석 시스템은, 지문센서연결부, 위조지문판별부 및 위조방어력분석부를 포함한다.
지문센서연결부는 검사 대상이 되는 지문센서를 상기 시스템에 연결할 수 있다. 위조지문판별부는 지문이 상기 지문센서에 입력한 경우에 상기 지문센서연결부를 통해 상기 지문센서로부터 상기 지문에 대한 지문 이미지를 제공받고 상기 지문 이미지가 위조지문인지 여부를 판단하며, 위조지문인 경우에 상기 지문 인식장치에 기설정된 대응절차에 따라 지문 인식과정을 제어한다. 위조방어력분석부는 상기 지문센서에 입력된 복수 개의 지문에 대한 상기 위조지문판별부의 처리결과를 기초로 무응답율, 입력거부율, 위조검출율, 위조등록횟수 및 위조허용율을 포함하는 분석결과를 산출한다.
여기서, 상기 무응답율은 상기 지문(생체지문과 위조지문을 포함)의 전체 입력 시도횟수(M) 대비 상기 지문센서가 지문 이미지를 생성하지 않는 횟수의 비율이고, 상기 입력거부율은 상기 전체 지문입력 시도횟수(M) 대비 상기 지문센서가 지문의 재입력을 요구한 횟수의 비율이고, 상기 위조검출율은 전체 위조 지문입력 시도횟수(MF) 대비 상기 지문센서가 위조지문을 위조지문으로 판단한 횟수의 비율이고, 상기 위조등록횟수는 위조지문이 지문 등록에 성공한 횟수이고, 상기 위조허용율은 상기 전체 위조 지문입력 시도횟수(MF) 대비 생체지문으로 처리된 횟수의 비율이다.
실시 예에 따라, 본 발명의 시스템은 상기 지문센서연결부를 통해 상기 지문센서로부터 제공받은 상기 지문 이미지의 품질을 측정하여 품질점수를 계산하는 품질측정부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 위조방어력분석부는 상기 품질측정부가 측정한 품질점수가 기설정된 기준값 이상인 경우에 상기 분석결과를 산출한다. 상기 기준값은 생체지문과 위조지문에 대하여 다르게 설정하는 것이 바람직하다.
다른 실시 예에 따라, 지문센서의 검사를 위해, 상기 위조지문판별부의 판별 알고리즘은 기본적으로 상기 검사대상 지문센서의 제조사가 제공하는 것이 바람직하다. 그렇지 않을 경우, 검사기관이 보유한 디폴트 알고리즘을 사용할 수 있다.
또한, 상기 위조지문판별부는, 상기 검사대상 지문센서의 제조사에 의해 제공된 위조지문 판별 소프트웨어가 포팅(Porting)된 판단엔진부와; 상기 판단엔진부의 위조지문 판단결과와, 위조지문인 경우에 지문 인식과정의 제어결과를 상기 위조방어력분석부에게 제공하는 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 위조방어력 분석 시스템의 성능평가 방법에도 그 권리가 미친다. 본 발명의 방법은, 지문센서연결부를 통해 검사 대상이 되는 지문센서와 연결되는 단계와; 지문이 상기 지문센서에 입력한 경우에, 위조지문판별부가 상기 지문센서연결부를 통해 상기 지문센서로부터 상기 지문에 대한 지문 이미지를 제공받고 상기 지문 이미지가 위조지문인지 여부를 판단하며, 위조지문인 경우에 상기 지문 인식장치에 기설정된 대응절차에 따라 지문 인식과정을 제어하는 단계와; 위조방어력분석부가 상기 지문 이미지에 대한 상기 위조지문판별부의 처리결과에 대하여 무응답율, 입력거부율, 위조검출율, 위조등록횟수 및 위조허용율을 포함하는 분석결과를 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 지문인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템은, 검사대상인 지문인식장치의 위조지문 판별 소프트웨어를 포팅한 다음 지문센서를 연결하여 시험한다. 지문센서에 대해 검사용 생체지문과 위조지문을 적용한 다음, 해당 지문센서가 생성하는 지문 이미지를 기초로 위조지문 처리 결과를 분석함으로써, 해당 지문인식장치가 위조지문을 적절하게 판별하고 처리하는지를 평가할 수 있다.
기본적으로, 본 발명은 제조사의 위조지문 판별 소프트웨어와 결합된 통합적인 위조위조방어력 분석을 수행하지만, 지문센서의 경우 위조지문에 대하여 지문 이미지를 생성하지 않을 수도 있으므로 지문센서 차원의 위조방어력 분석도 수행된다.
도 1은 본 발명의 위조방어력 분석 시스템의 블록도, 그리고
도 2 및 도 3은 본 발명의 위조방어력 분석 시스템의 분석방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 위조방어력 분석 시스템(100)은 지문인식장치의 제조사가 생산하는 지문인식장치의 위조지문 판단 등에 관한 위조지문 방어력을 시험하기 위한 장치이다. 다만, 출입관리기나 도어락과 같은 지문인식장치를 본 발명의 분석 시스템(100)에 직접 연결하는 것이 불가능하므로, 해당 지문인식장치에 사용되는 지문센서(10)를 연결하여 평가를 수행한다. 이때, 분석 시스템(100)에는 지문센서(10)의 제조사가 자신의 지문인식장치에 적용하고 있는 위조지문 판별 소프트웨어가 포팅(Porting)됨으로써, 지문센서(10)가 생성한 지문 이미지를 기초로 지문센서(10) 및 인증장치의 위조지문 판별 성능 등을 종합적으로 분석할 수 있다.
검사자는 접속된 지문센서(10)에 대해 복수 개의 검사용 생체지문과 위조지문을 입력한 다음, 해당 지문센서(10)가 생성하는 지문 이미지를 기초로 지문센서(10)의 제조사가 제공하는 위조지문 판별 소프트웨어가 위조지문 여부를 판별하고 위조지문에 대하여 적절한 처리를 수행할 수 있는지에 대해 분석한다.
제조사가 '위조지문 판별 소프트웨어'를 제공하지 못하는 경우에는 검사자가 보유한 기본 소프트웨어를 그대로 적용하여 분석함으로써, 지문센서(10) 차원의 위조지문 방어력과 함께 검사자의 기본 소프트웨어와 결합된 위조방어력을 분석할 수 있다. 이후에 검사기관은 기본 소프트웨어를 제조사에게 제공하여 지문인식장치에 적용하게 할 수 있다.
따라서 기본적으로 본 발명의 위조방어력 분석 시스템(100)에는 지문센서(10)와 연결된다. 지문센서(10)는 검사자가 검사용 생체지문 또는 위조지문을 입력하기 위한 접촉창을 구비하며, 입력된 지문에 대한 지문 이미지를 생성하여 분석 시스템(100)에 제공한다. 검사를 위해, 검사자는 복수 개의 생체지문과 위조지문을 지문센서(10)에 입력하고, 지문센서(10)가 지문에 대한 지문 이미지를 생성하여 분석 시스템(100)에 제공하면 일련의 위조방어력 성능 평가가 개시된다.
지문센서(10)는 지문으로부터 지문 이미지를 생성하여 분석 시스템(100)에게 제공하면 족하다. 지문센서(10)가 지문 이미지를 생성하는데 사용하는 방식으로는 광학식, 반도체식, 초음파 방식, 열감지 방식 또는 이들을 결합한 복합방식 등 어느 것을 사용해도 무방하며, 이에 대한 제한은 없다.
본 발명의 위조방어력 분석 시스템(100)은, 지문센서연결부(101), 지문품질측정부(103), 위조지문판별부(110), 위조방어력분석부(130) 및 리포팅부(150)를 포함하여, 지문센서(10)와 제조사가 제공하는 '위조지문 판별 소프트웨어' 및 지문센서(10)의 위조지문에 대한 방어력(이하, 위조방어력)을 평가한다. 또한, 분석 시스템(100)에는 분석결과 및 지문 이미지를 저장하기 위한 저장서버(170)가 포함된다.
지문센서연결부(101)는 검사 대상이 되는 지문센서(10)를 본 발명의 분석 시스템(100)에 연결하기 위한 구성으로서, 통상 유선 접속에 의해 지문센서(10)와 연결되며 기설정된 포맷의 API(Application Program Interface)를 제공한다. 지문센서(10)는 지문센서연결부(101)의 API에 맞추어 정보를 제공하게 된다.
지문품질측정부(103)는 지문센서연결부(101)를 통해 지문센서(10)로부터 지문 이미지를 제공받아, 지문 이미지의 품질을 측정하여 품질점수를 계산한다. 지문품질측정부(103)는 본 발명에서 필수적이지 않을 수 있으나, 검사의 공정이라는 측면에서는 필수적으로 구비되어야 할 것이다.
지문품질측정부(103)의 지문 이미지의 품질 측정방법은 생체지문과 위조지문에 대해 모두 실시되며, 지문 이미지 품질 평가 알고리즘을 사용하여 평가한다. 지문 이미지 품질 평가 알고리즘은 종래에 알려진 것을 사용할 수 있으며, 지문이미지의 품질을 Excellent(1급), Very Good(2급), Good(3급), Fair(4급), Poor(5급)의 다섯 단계로 평가한다.
위조방어력 성능 평가를 위해, 지문센서(10)가 생성한 지문 이미지는 일정한 품질을 가지는 것이 좋다. 따라서, 지문품질측정부(103)의 지문 이미지 품질 점수 또는 등급이 기준값 이상인 경우에만 위조방어력 분석을 수행할 수 있다. 이때, 기준값은 생체지문과 위조지문에 대하여 다르게 설정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 2급 미만의 생체지문이거나 3급 미만의 위조지문인 경우에 위조방어력 분석을 속행하지 않고 중단함으로써, 위조방어력 평가의 일관성과 신뢰도를 높일 수 있다.
위조지문판별부(110)는 앞서 언급한 제조사 또는 검사기관이 보유한 '위조지문 판별 소프트웨어'가 작동하는 구성으로서, 판단엔진부(111)와 연결부(113)를 포함한다.
판단엔진부(111)는 검사대상 지문센서(10)의 제조사가 제공하거나 검사기관이 보유한 '위조지문 판별 소프트웨어'가 포팅된다. 이처럼, 제조사가 자신이 보유한 '위조지문 판별 소프트웨어'를 본 발명의 분석 시스템(100)에 제공함으로써, 자신이 제조하는 지문센서 및 지문인식장치에 탑재된 위조지문에 대한 판별 및 처리기능의 성능을 공인된 기관으로부터 평가받을 수 있다. 만약, 검사대상 지문센서(10)의 제조사가 위조지문 판별을 위한 자체의 소프트웨어를 구비하지 못한 경우에는 검사기관이 보유한 기본 소프트웨어를 사용할 수 있다.
판단엔진부(111)는 지문이 지문센서(10)에 입력된 경우에 지문센서(10)로부터 제공받은 지문 이미지가 생체지문인지 위조지문인지를 우선 판단한다. 만약, 지문이 위조지문이면, 판단엔진부(111)는 기설정된 대응절차에 따라 위조지문을 처리한다. 위조지문에 대한 대응절차는 생체지문인 때와 당연히 다르다. 예컨대, 판단엔진부(111)는 해당 지문이 위조지문으로 판단되면, 입력을 거부하거나 지문의 재입력을 요구할 수 있다.
연결부(113)는 판단엔진부(111)의 위조지문 판단결과와, 위조지문으로 판단된 경우에 기설정된 대응절차에 따른 제어결과를 위조방어력분석부(130)에게 제공한다.
위조방어력 분석은 통상 기설정된 복수 개의 검사용 지문(생체지문 및 위조지문)을 한 세트(Set)로 하여 일련의 연속 과정으로 수행하기 때문에, 판단엔진부(111)는 한 세트의 지문에 대하여 위조지문 판별절차를 순차적으로 수행하며, 연결부(113)는 매 지문에 대한 판단결과를 위조방어력분석부(130)에 제공한다.
위조방어력분석부(130)는 한 세트의 검사용 지문에 대하여 위조지문판별부(110)의 처리 결과가 제공되면, 그 처리결과를 기초로 해당 지문센서(10)에 대한 위조방어력을 분석한다. 위조방어력분석부(130)는 분석결과를 리포팅부(150)에게 제공하고, 지문 이미지와 함께 저장서버(170)에 저장한다.
분석 종류에는 무응답율, 입력거부율, 위조검출율, 위조등록횟수 및 위조허용율이 포함된다.
여기서, 무응답율은 지문(생체지문과 위조지문을 포함)의 전체 입력 시도횟수(M) 대비 지문센서(10)가 지문 이미지를 생성하지 않는 횟수(d)의 비율로서, 다음의 수학식 1과 같다. 무응답율은 지문센서(10) 차원의 위조방어력 측정에 해당할 수 있다.
Figure PCTKR2017013490-appb-M000001
입력거부율은 전체 지문입력 시도횟수(M) 대비 지문센서(10)가 지문의 재입력을 요구한 횟수(r)의 비율로서, 다음의 수학식 2와 같다.
Figure PCTKR2017013490-appb-M000002
위조검출율은 전체 위조 지문 입력 시도횟수(MF) 대비 지문센서(10)가 위조지문을 제대로 위조지문으로 판단한 횟수(F)의 비율로서, 다음의 수학식 3과 같다.
Figure PCTKR2017013490-appb-M000003
위조등록횟수는 위조지문이 지문 등록에 성공한 횟수이고, 위조허용율은 위조지문이 시도된 전체 횟수(MF) 대비 생체지문으로 잘못 처리된 횟수(e)의 비율로서, 다음의 수학식 4와 같다.
Figure PCTKR2017013490-appb-M000004
리포팅부(150)는 지문센서(10)에 대한 위조방어력분석부(130)의 위조방어력 분석이 완료되면, 분석 결과를 검사자에게 각종 표시장치(미도시)를 통해 출력한다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 분석 시스템(100)의 위조방어력 분석방법을 설명한다.
<지문센서의 연결 및 검사용 지문 입력: S201>
검사자는 검사대상인 지문센서(10)를 지문센서연결부(101)에 연결함으로써 지문센서(10)를 본 발명의 분석 시스템(100)에 연결하고 검사 준비를 완료한다. 이후에 검사용 지문을 입력한다. 앞서 통상 1세트의 검사용 지문이 순차적으로 입력된다.
이때, 판단엔진부(111)에는 제조사 또는 검사기관이 보유한 위조지문 판별 소프트웨어가 포팅된다.
<지문이미지의 품질검사: S203>
지문품질측정부(103)는 지문센서(10)로부터 제공되는 모든 지문 이미지에 대하여 품질검사를 수행하여 품질점수 또는 등급을 계산한다. 도 2 및 도 3의 실시 예는 기준값 미만의 등급이 나오면 위조지문 판단을 수행하지 않는 것으로 처리하지만, 이러한 처리는 필수적인 것은 아니다. 한편, S203 단계는 S205 및 S207 단계와 병렬적으로 수행되어, 생체지문과 위조지문에 대해 다른 기준값을 적용할 수 있다.
<위조지문의 처리: S205, S207>
판단엔진부(111)는 해당 지문 이미지가 위조지문에 의한 것인지에 대한 판단을 수행하고(S205), 위조지문으로 판단되면 기설정된 대응절차를 수행한다. 여기서의 대응절차는 제조사 또는 검사기관이 보유한 위조지문 판별 소프트웨어에 의해 수행되는 것이다(S207).
<검사용 지문 입력완료에 따른 위조방어력 분석: S209, S211>
한 세트의 검사용 지문이 지문센서(10)에 순차적으로 입력되고 S201 내지 S207 단계가 반복 수행되었다면(S209), 위조방어력분석부(130)는 한 세트의 검사용 지문에 대한 위조지문판별부(110)의 처리결과를 기초로 위조방어력을 분석한다(S211).
다시 말해, 위조지문을 제대로 판단하였는지, 위조지문을 생체지문으로 잘못 인식한 것은 아닌지 등을 분석한다. 분석 종류에는 무응답율, 입력거부율, 위조검출율, 위조등록횟수 및 위조허용율이 포함된다.
<분석결과 리포팅 및 저장: S213>
위조방어력분석부(130)는 분석결과를 리포팅부(150)에 제공하여 검사자에게 표시하고, 저장서버(170)에 분석결과를 저장한다.
이상의 방법으로 본 발명의 위조방어력 분석 시스템(100)의 분석 방법이 수행된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (6)

  1. 지문 인식장치를 위한 위조방어력 분석 시스템에 있어서,
    검사 대상이 되는 지문센서를 접속하기 위한 지문센서연결부;
    지문이 상기 지문센서에 입력한 경우에 상기 지문센서연결부를 통해 상기 지문센서로부터 상기 지문에 대한 지문 이미지를 제공받고 상기 지문 이미지가 위조지문인지 여부를 판단하며, 위조지문인 경우에 상기 지문 인식장치에 기설정된 대응절차에 따라 지문 인식과정을 제어하는 위조지문판별부; 및
    상기 지문센서에 입력된 복수 개의 지문에 대한 상기 위조지문판별부의 처리결과를 기초로 무응답율, 입력거부율, 위조검출율, 위조등록횟수 및 위조허용율을 포함하는 분석결과를 산출하는 위조방어력분석부를 포함하고,
    상기 무응답율은 상기 지문(생체지문과 위조지문을 포함)의 전체 입력 시도횟수(M) 대비 상기 지문센서가 지문 이미지를 생성하지 않는 횟수의 비율이고, 상기 입력거부율은 상기 전체 지문입력 시도횟수(M) 대비 상기 지문센서가 지문의 재입력을 요구한 횟수의 비율이고, 상기 위조검출율은 전체 위조 지문입력 시도횟수(MF) 대비 상기 지문센서가 위조지문을 위조지문으로 판단한 횟수의 비율이고, 상기 위조등록횟수는 위조지문이 지문 등록에 성공한 횟수이고, 상기 위조허용율은 상기 전체 위조 지문입력 시도횟수(MF) 대비 생체지문으로 처리된 횟수의 비율인 것을 특징으로 하는 위조방어력 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지문센서연결부를 통해 상기 지문센서로부터 제공받은 상기 지문 이미지의 품질을 측정하여 품질점수를 계산하는 품질측정부를 더 포함하고,
    상기 위조방어력분석부는 상기 품질측정부가 측정한 품질점수가 기설정된 기준값 이상인 경우에 상기 분석결과를 산출하되, 상기 기준값은 생체지문과 위조지문에 대하여 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 위조방어력 분석 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위조지문판별부는,
    상기 검사대상 지문센서의 제조사에 의해 제공된 위조지문 판별 소프트웨어가 포팅(Porting)된 판단엔진부; 및
    상기 판단엔진부의 위조지문 판단결과와, 위조지문인 경우에 지문 인식과정의 제어결과를 상기 위조방어력분석부에게 제공하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위조방어력 분석 시스템.
  4. 지문 인식장치의 위조방어력 성능평가를 수행하는 위조방어력 분석 시스템의 성능평가 방법에 있어서,
    지문센서연결부를 통해 검사 대상이 되는 지문센서와 연결되는 단계;
    지문이 상기 지문센서에 입력한 경우에, 위조지문판별부가 상기 지문센서연결부를 통해 상기 지문센서로부터 상기 지문에 대한 지문 이미지를 제공받고 상기 지문 이미지가 위조지문인지 여부를 판단하며, 위조지문인 경우에 상기 지문 인식장치에 기설정된 대응절차에 따라 지문 인식과정을 제어하는 단계; 및
    위조방어력분석부가 상기 지문 이미지에 대한 상기 위조지문판별부의 처리결과에 대하여 무응답율, 입력거부율, 위조검출율, 위조등록횟수 및 위조허용율을 포함하는 분석결과를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 무응답율은 상기 지문(생체지문과 위조지문을 포함)의 전체 입력 시도횟수 대비 상기 지문센서가 지문 이미지를 생성하지 않는 횟수의 비율이고, 상기 입력거부율은 상기 전체 지문입력 시도횟수 대비 상기 지문센서가 지문의 재입력을 요구한 횟수의 비율이고, 상기 위조검출율은 상기 전체 지문입력 시도횟수 대비 상기 지문센서가 위조지문을 위조지문으로 판단한 횟수의 비율이고, 상기 위조등록횟수는 위조지문이 지문 등록에 성공한 횟수이고, 상기 위조허용율은 위조지문이 시도된 전체 횟수 대비 생체지문으로 처리된 횟수의 비율인 것을 특징으로 하는 위조방어력 분석 시스템의 위조방어력 성능평가 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    품질측정부가 상기 지문센서연결부를 통해 상기 지문센서로부터 제공받은 상기 지문 이미지의 품질을 측정하여 품질점수를 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 위조방어력분석부는 상기 품질측정부가 측정한 품질점수가 기설정된 기준값 이상인 경우에 상기 분석결과를 산출하되, 상기 기준값은 생체지문과 위조지문에 대하여 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 위조방어력 분석 시스템의 위조방어력 성능평가 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위조지문판별부의 위조지문 판별은 상기 검사대상 지문센서의 제조사가 제공하는 소프트웨어에 의해 처리되는 것을 특징으로 하는 위조방어력 분석 시스템의 위조방어력 성능평가 방법.
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