얼굴 인식 잠금해제

일반 카메라만 쓰는 2D 방식(지금도 일부 기기에 쓰여요)은 2차원 평면 사진을 비교해요. 눈과 코 사이의 거리나 입의 위치 같은 평면적인 특징점을 분석하죠. 이 방식은 만들기 쉽지만, 주인의 사진이나 동영상을 화면 앞에 갖다 대면 속을 수 있는 약점이 있어요. 그래서 이런 기기의 얼굴 인식은 은행·결제 인증에 쓰이지 못하는 경우가 많아요.

Face ID처럼 전용 3D 센서를 갖춘 일부 기기는 얼굴을 평면 그림이 아니라 입체 조각상으로 바라봐요. 눈에 보이지 않는 수만 개의 적외선 점을 얼굴에 쏘아 굴곡에 따라 점들의 패턴이 일그러지는 형태를 분석하죠. 이렇게 하면 코의 높낮이와 뺨의 굴곡까지 계산한 정교한 3차원 입체 지도가 완성돼요.

3차원 지도를 만들면 종이 사진이나 태블릿 화면 같은 평면 물체는 바로 가짜로 걸러내요. 캄캄한 밤에도 적외선 조명을 비추기 때문에 방 안의 불을 켜지 않아도 주인의 얼굴을 알아볼 수 있어요. 다만 각도나 거리, 얼굴 가림 같은 조건에 따라 인식에 실패할 수도 있어요.

사람의 얼굴은 매일 조금씩 달라져요. 안경을 새로 쓰거나 모자를 쓸 수도 있고, 아침에 얼굴이 퉁퉁 부을 수도 있죠. 심지어 나이가 들면서 주름이 생기고 수염이 자라기도 해요. 기계는 이런 변화를 어떻게 알아챌까요?

여기에는 컴퓨터가 사람처럼 학습하는 딥러닝(심층 학습) 인공지능이 쓰여요. 인공지능은 표정이나 화장처럼 쉽게 바뀌는 요소보다, 얼굴 전체의 입체 형태와 비율처럼 잘 변하지 않는 특징을 중심으로 비교해요. 그래서 표정이 일그러지거나 화장을 진하게 해도 쉽게 흔들리지 않아요.

또 일부 기기는 외모 변화에 맞춰 등록된 얼굴 데이터를 조건에 따라 보강해요. 인식이 충분히 잘됐을 때나, 아깝게 실패한 직후 암호를 입력했을 때 새 모습을 반영하는 식이죠. 그래서 며칠 동안 수염을 깎지 않아도 주인을 알아볼 수 있어요.

많은 분이 '내 얼굴 사진이 스마트폰 제조사 서버로 전송되어 해킹당하지 않을까' 걱정해요. 하지만 Face ID 같은 방식에서는 얼굴 사진을 그대로 저장하지 않아요. 얼굴의 굴곡과 비율을 원래 얼굴 사진으로 되돌리기 어렵도록 복잡한 수학적 암호 코드로 변환해서 저장하죠.

이 암호화된 데이터는 스마트폰의 일반 저장 공간이 아니라 메인 칩 안에 따로 격리된 '보안 전용 금고 구역'(Apple은 Secure Enclave, 안드로이드는 TEE 등)에 보관돼요. 운영체제조차 이 구역의 원본 데이터에 마음대로 접근할 수 없어요. 외부 인터넷망으로 빠져나가지 않고 오직 기기 안에서만 대조 작업이 이루어져요.

또한 지원 기기에서는 눈을 감고 있거나 엉뚱한 곳을 쳐다볼 때 잠금이 풀리지 않도록 '시선 감지 기술'도 함께 작동해요. 기본으로 켜져 있지만 설정에서 끌 수도 있어요. 이 기능이 켜져 있으면 내가 잠들어 있을 때 다른 사람이 내 폰을 내 얼굴 앞에 들이대도 화면이 열리지 않아요.