▲ 지문인식 센서의 구조
▲ 지문인식 센서의 구조

최근 대부분으 스마트폰에는 생체 인식을 통한 잠금 해제나 인증, 송금 등을 위해 지문 인식, 홍채 인식 센서가 포함되어 있다. 이 경우 홍채 인식 센서는 대부분 적외선과 LED를 이용해 인식된 이미지를 확인한다는 점에서 거의 다 비슷하다. 반면, 지문 인식 센서는 센서마다 특징이 가지각색이며, 그 원리가 물리학적이고, 각각에게 장단점이 존재한다는 점에서 정말 흥미롭다.

지문인식이 실생활에 적용되었던 초기에 센서는 주로 광학식이었다. 주로 도어락이나 출퇴근 인증 장치 같은 곳에서 붉은 빛이 흘러나오는 장치라고 보면 된다. 이 경우 단지 유리판에 손가락을 올려놓고, 빛을 비춘뒤 반사된 빛으로 지문의 평면 이미지를 분석하면 되기에 내구성도 아주 좋지만, 평소에 알 수 있듯이 부피가 아주 크고, 서너번 갖다대야 한번쯤 성공할 정도로 인식률이 낮다. 크게 두가지 종류가 있고, 방식은 거의 비슷한데 스캐너를 사용하느냐 카메라를 사용하느냐에 따라 CDC 스캐너형, CDC 카메라 형으로 나눠진다.

그러나, 스마트폰 등의 휴대용 전자기기가 발달하면서, 지문인식 센서가 스마트폰과 같이 작은 장치에 들어갈 필요성이 생겼고, 삼성 S5나 노트 5부터 스와이프 센서라는 방식의 지문인식 센서가 사용되기 시작했다. 이는 터치 디스플레이와 비슷한 원리로, 길다란 스와이프 센서가 존재하면 손가락을 그 위에 스와이프 할 때, 센서의 각 부분에서 손가락의 지문의 돌출된 부분의 정전기로 충전이 되며 지문의 문양을 파악한다. 이를 일렬 정전센서식이라고 부르기도 하는데, 이물질이나 습기에 너무나 약해 비판을 많이 받았다. 따라서 애플의  Touch ID를 시작으로 삼성에서는 S6 부터는 에어리어 방식의 센서가 사용되기 시작했다. 원래는 에어리어 방식의 센서가 단지 스와이프 센서보다 크기 때문에 스와이프 하지 않아도 지문을 인식 할 수 있는 센서를 일컫는 말이었지만, 정전센서가 워낙 비판을 많이 받아 에어리어 방식에는 일렬 열도 센서라고도 불리는 센서만이 사용되게 되었다. 이 센서는 말그대로 손가락의 지문의 돌출 부분의 온도를 센서가 감지하여 지문을 판별하는 것이다. 이 경우 이물질에는 강하지만, 습기가 있으면 온도가 충분히 높지 않아 판별이 어렵고, 가끔 손이 차갑다던가 스마트폰이 뜨거운 경우 온도가 일치하여 인식이 잘 되지 않는다. 그러나, 이러한 문제 뿐만 아니라, 이 방식의 지문인식 (전기식) 센서는 디스플레이와 같은 막 밑에 들어갈 수가 없다는 단점을 가지고 있었다.

갤럭시 S6, S7이나 아이폰의 Touch ID 초기 기종은 베젤이 상당히 컸고, 그 하단 베젤에 지문인식 버튼이 존재하여 그것으로 지문을 인식하였다. 또 S8이나 S9의 경우 지문 인식 센서가 뒷면에 위치하였다. 그러나 실제로 스마트폰을 사용할 때는 뒷면에 손가락이 가지 않기 때문에 스마트폰 사용중에 지문인식이 불가하다는 점과, 디자인(?) 적인 측면에서 지문인식 센서를 디스플레이 밑으로 넣자는 획기적인 아이디어가 생기게 되었다. 아까 말했듯이 전기식 센서는 직접 손가락과 접촉해야 하여 사용할 수 없었다. 따라서 삼성이 S10에서 시도한 것이, 초음파 센서로 디스플레이 밑에 초음파 센서를 위치 시켜 초음파를 발사하고, 그것이 디스플레이를 통과하여 손가락과 부딪힌 후 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 분석하여 지문의 파인 부분과 돌출된 부분을 구별하여 분석하는 것이다. 이는 초음파로 태아를 검사하는 것이나 SONAR와 거의 비슷한 원리이다. 그러나 이는 여러가지 센서가 필요하여 반응시간이 상당히 느렸고, 이는 초음파형 지문 인식 센서가 S10 이후로 사라지게 된 이유이다. 이 뿐만 아니라 , 2019년 초음파형 온스크린 지문인식 센서를 탑재한 S10과 S10+에서 특정 실리콘 케이스가 그것의 특정 돌기 문양 때문에 초음파형 지문인식 센서의 마스터키가 되어 보안을 뚫을 수있게 되었고, 이것이 큰 논란이 된 적이 있었다. 이게 가능한 이유는, 사람의 지문이 닳는 것과 , 이물질 등으로 매번 지문인식을 할 때마다 그 형태가 완전히 똑같지는 않아 기존에 등록된 지문데이터와 특정 비율 이상으로만 일치하더라도 통과시켜 주는 것인데 당시 초음파 인식 센서의 인식률을 높이기 위해 삼성에서 그 비율을 상당히 낮게 맞춰놓았고, 해당 실리콘 케이스의 돌기에 해당하는 부분만 튀어나와 있어도 어떤 지문과 비교했을 때 그 공통되는 비율이 그 임계 비율을 뛰어넘었던 것이다. 따라서 초음파식 지문 인식 센서는 단지 삼성의 실수로 신뢰도가 확 떨어지게 되었고, 그 이후로는 대부분 광학식 센서가 사용되었다. 이는 아까와 비슷한 방식이지만, 기술의 발달로 훨씬 소형화 되어 스마트폰 속에도 들어갈 수 있게 되었기 때문에 가능했던 일이다. 

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