iOS / 미래기술 / 보안

"잘 때도 작동할까? 쌍둥이도 인식할까?" 아이폰 X의 핵심 페이스 ID의 모든 것

Jonny Evans | Computerworld 2017.09.15
아이폰 X는 홈 버튼과 터치 ID 대신 손동작을 통한 제어 기능과 페이스 ID를 도입했다. 페이스 ID란 학습을 통해 사용자 얼굴을 인식해서 본인 확인 이후에만 기기를 사용할 수 있는 정교한 안면 인식 소프트웨어다. 이 신기술에 대해 지금까지 알려진 내용을 소개한다.

전면적인 광고에 나선 아이폰 X
애플 최고마케팅책임자 필 실러는 다음과 같이 표현했다. “아이폰 X는 사용자가 기기를 응시해 본인 확인을 거쳐야만 잠금 상태가 해제된다. 이보다 더 간단하고 자연스러우며 손쉬운 방식은 없었다. 미래에는 바로 이러한 방식으로 스마트폰을 잠금 해제하고 민감한 정보를 보호하게 될 것이다.”

페이스 ID의 작동 방식
간단하게 한 마디로 설명하면, 페이스 ID는 아이폰 X의 전면 카메라, 즉 셀프 사진을 찍는 카메라로 작동한다. 애플은 이를 트루뎁스(TrueDepth) 카메라 시스템이라고 부른다. 단순한 카메라가 아니다. 주변 밝기 센서, 근접 센서, 적외선 카메라, 7MP 카메라, 플러드 일루미네이터(flood illuminator), 도트 프로젝터(dot projector)로 구성되어 있기 때문이다.

페이스 ID를 설정할 때 사용자 얼굴 위로 3만 개 이상의 점이 투사되는데, 카메라는 그 점의 위치를 가지고 만든 3D 이미지로 사용자 얼굴을 인식한다. 일반적으로 인식되는 노달 포인트(nodal point) 80개가 얼굴 하나에 존재한다. 애플 기술의 정교함을 알 수 있는 대목이다.

페이스 ID가 설정된 아이폰 X 기기를 손에 들고 얼굴에 가까이 대면 사용자가 자동으로 인식되면서 아이폰이 열린다. 시스템을 똑바로 응시하지 않거나 눈을 감으면 시스템이 작동하지 않는다. 인식 과정에 걸리는 시간은 매우 짧다.

페이스 ID는 어떤 과정으로 동작할까?
사용자가 아이폰 X를 쳐다보면 페이스 ID는 다음 단계를 실행한다.
1. 플러드 일루미네이터가 얼굴을 감지한다.
2. 적외선 카메라가 얼굴 이미지를 캡처한다.
3. 도트 프로젝터가 3만 개의 적외선 점을 얼굴에 투사하여 얼굴 모델을 만든다.
4. 적외선 카메라와 도트 프로젝터의 데이터는 처리를 위해 A11 칩으로 전송된다.
5. A11 칩은 이 정보를 사용자의 기존 정보와 비교한다. 칩에는 정확한 식별에 도움이 될 AI 정보도 다량 포함되어 있다.

페이스 ID에 사용되는 AI정보는 어떤 것인가?
애플은 얼굴 데이터 인식을 위해 10억 개가 넘는 이미지를 분석했다. 이 데이터는 신경망을 훈련하는 데 사용됐다. 아이폰에서 사용자 얼굴에서 만들어낸 모델과 비교할 수 있는 정보다.

트루뎁스란 무엇인가?
트루뎁스는 얼굴의 이미지를 캡처한 후 도트 프로젝터 모듈에 의해 투사된 점 위치를 이용해 해당 이미지를 강화해 나간다. 사용할 때마다 사용자 얼굴의 캡처 정보가 늘어난다. 사용자 얼굴의 “지도”가 시간이 지남에 따라 계속 향상되고 변화된다는 뜻이다. 사용자 얼굴의 깊이를 감지하여 3D사진을 만들기 때문에 정확도가 매우 높다.

애플이 사용자 얼굴의 지도를 갖게 된다는 뜻인가?
페이스 ID 시스템에서 생성된 생체인식 데이터는 절대 애플과 공유될 수 없다. A11 바이오닉(Bionic) 칩 내부의 안전 구역에 저장되기 때문이다. 즉, 기기 간에도 정보가 공유될 수 없다. 따라서 시스템마다 필요에 따라 따로 얼굴을 학습해야 하고, 사용자 얼굴 지도가 애플에 전송되는 일은 없다.

‘유저 어텐션(User Attention)’이란 무엇인가?
아이폰 X를 성공적으로 잠금 해제하려면 앞서 언급한 대로 페이스 ID 카메라를 똑바로 응시해야 한다. 그래서 눈을 감거나 옆으로 돌리면 잠금 해제가 작동하지 않는다. 애플은 이를 “유저 어텐션(사용자 시선 주목)”이라고 부른다.

얼굴이 바뀌면 어떻게 되나?
사용자 외모가 조금 바뀌더라도 큰 문제 없이 작동한다. 예를 들어 머리를 자르거나 안경이나 모자를 쓰더라도 여전히 아이폰 X가 사용자를 인식할 수 있다.

사진으로 페이스 ID를 속일 수 있는가?
삼성이 노트8에서 사용하는 안면 인식 시스템은 사진으로 속일 수 있지만, 페이스 ID는 다르다. 사용자 얼굴의 3D 지도를 캡처하고 인증 과정에서 정확성을 기하기 위해 기계의 지능을 사용하기 때문에 쉽게 속지 않는다. 그래서 사진으로는 페이스 ID를 속일 수 없다.

드라마 왕좌의 게임에서처럼 가면으로 페이스 ID를 속일 수 있는가?
애플의 주장에 따르면 테스트 결과, 아무리 정교한 사람 얼굴 마스크를 쓰고 있어도 페이스 ID를 속일 수는 없다고 한다. 드라마의 등장인물 아리아 스타크는 어떻게 생각할지 모르겠지만, 보안 전문가들은 매우 회의적이다. 그러나 케빈 코디는 “충분한 외부 데이터를 결합해 시스템의 통제를 피하는 것은 시간문제”라고 경고하기도 했다.

조명 없이 주변이 어두워도 페이스 ID가 작동할까?
페이스 ID에는 우선 적외선 카메라와 플러드 일루미네이터가 사용된다. 플러드 일루미네이터를 통해 시스템이 깜깜한 어둠 속에서도 작동하고, 적외선 카메라가 점 패턴을 판독한다.

사용자가 자고 있을 때에도 페이스 ID가 작동하는가?
페이스 ID 시스템은 눈이 마주쳐야 작동한다(유저 어텐션). 즉, 의식이 없거나 잠들어 있을 때는 작동하지 않는다는 뜻이다.

여러 사람이 아이폰 X를 공유할 수 있는가?
터치 ID 방식으로는 믿을 수 있는 친구나 가족에게 지문을 만들어 주고, 아이폰을 함께 사용할 수 있었다. 페이스 ID 방식에서는 불가능하다. 오직 한 사람의 데이터만 저장하고 추적, 학습할 수 있기 때문이다. 다른 사람에게 암호를 알려준다면 가능하겠지만, 권장되지는 않는다.

페이스 ID 시스템은 얼마나 안전한가?
애플의 주장에 따르면, 다른 사람의 지문으로 터치 ID가 잠금 해제될 확률은 5만 분의 1이고, 그에 반해 다른 사람의 얼굴로 페이스 ID가 잠금 해제될 확률은 100만 분의 1에 불과하다.

애플은 사용자와 유전적으로 가까운 사람일수록 페이스 ID를 속일 수 있는 가능성이 높다고 경고한다. 못된 쌍둥이 형제가 있는 사람이라면 조심할 필요가 있겠다.

한 가지 언급할 만한 것은 연구자들이 페이스북 사진을 이용해 3D 가상 얼굴 모델을 만들 수 있었으며, 이 3D 모델로 안면 인식 애플리케이션 5종을 속일 수 있었다는 점이다.

페이스 ID는 5종 애플리케이션에 해당하지 않았지만, 보안 전문가들은 만일 안면 인식 시스템이 뚫린다면 획일적인 행정 시스템이나 신분 도용의 가능성이 열릴 수 있다는 점을 우려하는 상황이다.

법 집행은 어떤가?
범죄자들이라면 강제로 암호를 털어놓게 하거나 터치 ID 센서나 아이폰의 시선 센서로 잠금을 해제하도록 민간인들을 강제할 수 있을 것이다. 그러나 정부 수사에서도 이런 방법을 쓸 수 있을까?

미 국무부는 이미 1억1 1,700만 명의 미국 시민에 대한 안면 인식 데이터베이스를 보유하고 있다. 그렇다면 경찰이 영장 없이도 아무에게나 강제로 아이폰을 응시하여 잠금을 해제하도록 강요할 수 있을까?

기기를 똑바로 응시하기를 거부할 수도 있고, 응시할 때 눈을 감아도 되지만, 미국시민자유연맹(ACLU) 법무 책임자 매튜 시걸(Matthew Segal)은 신기술에 따른 법적 논의가 아직 명확하지 않다고 한다.

ACLU는 또한 이러한 시스템이 시스템의 시민 감시 확대라는 방향으로 나아가는 것일 수도 있다고 경고한다. 국가별로 기술 관련 규정이 다를 수 있다는 점도 지적해야 한다. 온라인 커뮤니티 레딧에서도 열띤 토론이 벌어지고 있다.

비상시에 페이스 ID를 끌 방법이 있는가?
수면/각성 버튼을 빠르게 5번 연속 누르면 비상 SOS 화면으로 들어가게 된다. 취소 버튼을 누르면 페이스 ID는 해제된다. 아이폰을 다시 사용하려면 암호를 직접 입력해야 한다. 어떤 상황에서 페이스 ID를 신중하게 해제할 수 있다. 페이스 ID를 사용할 때 의지할 수 있는 “비상 브레이크”로 볼 수 있다.

페이스 ID를 꼭 사용해야 하는가?
꼭 사용할 필요는 없다. 터치 ID가 나오기 전과 마찬가지로, 숫자로 아이폰을 여는 방식을 선택할 수 있다. 대다수 기업에서 직원들에게 영숫자 암호 사용을 요구할 것으로 전망되는데, 만일 보안 정책상 아이폰 안면 인식을 사용하지 못할 경우에도 문제가 생길 수 있다.

아이폰 X에서의 암호 설정은 달라진 점이 없나?
아이폰 X를 구입하면, 먼저 암호를 만들어야 페이스 ID를 설정할 수 있다. 애플은 터치 ID나 페이스 ID같은 시스템이 사용자의 편의를 위해 존재한다는 점을 매우 명확히 하고 있다. 기기에 사용하는 암호는 언제나 보안 먹이 사슬의 상위에 위치한다. 터치 ID와 페이스 ID는 스마트폰을 더 쉽게 활용할 수 있는 방법이지만, 이 시스템을 설정할 때는 여전히 암호가 필요하다.

페이스 ID는 어떻게 설정하는가?
페이스 ID를 설정할 때, 아이폰이 첫 데이터베이스를 제대로 구축할 수 있도록 머리를 다양한 위치로 움직여 달라는 요청을 받게 된다. 작업이 완료되면 맥OS에서 영감을 받은 미소 띤 얼굴과 함께 하얀 화면이 나타난다. 페이스 ID는 아이폰 잠금 해제, 사파리 자동 완성, 아이튠즈와 앱스토어 로그인과, 애플 페이 결제 등에 이용할 수 있다. 필요하다면 이들 기능 중 일부 또는 전부를 해제할 수 있다.

페이스 ID는 누가 개발한 기술인가?
페이스 ID에 사용되는 일부 기술은 3D 스캐닝 회사 프라임센스(PrimeSense)에 의해 개발되었다. 프라임센스는 애플이 2013년에 인수한 이스라엘 회사다. 애플이 2016년에 이모션트(Emotient)를, 그리고 2017년 2월에 리얼페이스(RealFace)를 인수했을 때 구입한 기술도 페이스 ID에 사용되었을 가능성이 높다.

페이스 ID는 또 다른 어떤 방식으로 사용되고 있는가?
애플은 자사에서 만든 얼굴 스캐닝 기술을 활용하지 않을 수 없었다. 애플이 밝힌 바에 따르면 스냅챗도 이미 이러한 시스템을 이용해 사용자의 얼굴 움직임과 일치하는 안면 마스크를 만드는 재미있는 필터를 개발 중이라고 한다.

애플도 비슷한 방식의 애니모지(Animoji)를 만들었다. 사용자 얼굴의 움직임을 이용해 귀여운 이모티콘이 실감나게 움직이게 한다.

애플은 또한, 페이스 ID의 인증 기능을 앱에 통합할 수 있도록 개발자용 안내서를 발간했다. 서드파티 애플리케이션 대시레인(Dashlane)은 이미 암호 관리자 앱에 페이스 ID 지원 작업을 시작했다.

페이스 ID의 다음 단계는 무엇인가?
공식적인 향후 계획이 발표되지는 않았지만, 아마도 애플이 페이스 ID API를 배포할 것으로 예상된다. 이를 통해 개발자들은 향후 시스템이 앱에 수집한 정보를 더 많이 이용할 수 있을 것이다.

장기적으로 보면 응용 가능성이 큰 다른 분야들도 많다. 예를 들면 마카오의 은행은 ATM에서 안면 인식을 사용하기 시작했으며, 멕시코는 부정 투표를 방지하기 위해 안면 인식 기술을 활용한 바 있다.

각국 정부가 미래의 언젠가 페이스 ID를 여권에 적합한 공인 이미징 시스템으로 인정할 것인가? 만일 그렇게 되면 아이폰만 갖고도 국경을 넘어 여행할 수 있게 된다.

에드워드 스노든은 페이스 ID를 어떻게 생각할까?

에드워드 스노든은 여러 가지 논쟁을 일으키기도 하지만, 사용자의 사생활 보호 권리를 중요하게 생각하는 인물이다. 스노든은 트위터를 통해 애플 페이스 ID의 탄탄한 보안과 비상 기능에는 찬사를 보냈지만, 동시에 그 기술이 사생활에 영향을 미칠 가능성에 대해서 우려를 표명했다. editor@itworld.co.kr 

회사명 : 한국IDG | 제호: ITWorld | 주소 : 서울시 중구 세종대로 23, 4층 우)04512
| 등록번호 : 서울 아00743 등록발행일자 : 2009년 01월 19일

발행인 : 박형미 | 편집인 : 박재곤 | 청소년보호책임자 : 한정규
| 사업자 등록번호 : 214-87-22467 Tel : 02-558-6950

Copyright © 2024 International Data Group. All rights reserved.