3D 프린팅 기반 인공지문 이용 스마트폰 잠금 해제 방안 = Fingerprint Authentication Bypass Technology Using 3D Printingfor Digital Forensic Investigation

국문 초록 (Abstract)

스마트폰은 범죄 수사에 있어 중요한 증거물이다. 스마트폰 잠금 해제는 고도화된 모바일 포렌식 기술이 필요하나, 암 호화 기술이 발전하면서 어려워지고 있다. 특히, 지문 인증은 실제 사람의 지문이 필요하고 피의자들이 협조하지 않는 경 우 수사에 실패하는 경우가 발생한다. 본 논문은 3D 프린팅 기술을 이용해 제작한 인공지문으로 스마트폰의 잠금을 해제 할 수 있는지 확인하였다. 인공지문을 완성하는데 필요한 전처리 과정에 따라 벡터화 모델링 방식과 알파마스크 방식으로 구분하여 실험하였고 각 방식에 적합한 모델링 과정 후, 적합한 3D프린터를 이용해 인공지문 혹은 인공지문 몰드를 제작 하였다. 스마트폰 4종에 대해 실험한 결과, 벡터화 이미지 모델링 방식을 이용한 인공지문은 실험대상 4종의 스마트폰에 서 지문으로 인식은 하였지만 지문이 일치하지 않거나 아예 인식되지 않는 경우가 발생하였다. 알파마스크 모델링 방식은 4종 모두 지문으로 인식하였고, 잠금해제도 성공하였다. 즉, 벡터화 모델링 방식은 사람의 지문으로 인식할 수 있는 정도 의 전도율과 인식율은 있었으나 잠금해제 성공률은 책정할 수 없었으며 알파마스크 모델링 방식의 경우는 모든 기종을 해 제할 수 있었다. 또한 인공지문을 활용하기 위해서 고려해야 하는 4가지 쟁점(지문정보 수집의 개인정보자기결정권 침해 여부, 확보한 지문정보 이용 잠금해제의 추가영장 필요여부, 국가 데이터베이스 활용 여부, 지문채취가 검증영장의 대상인 지 여부)을 도출하여 검토하였다. 인공지문을 제작하기 위한 기초적인 실험에 대한 개념증명을 하였다는 점에서 의미가 있고, 우리나라 범죄수사 기법을 발전시키는데 기여할 것으로 기대한다

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Smartphones serve as crucial evidence in criminal investigations, yet unlocking them requires advanced mobile forensic technology, which has become increasingly challenging due to advancements in encryption. Fingerprint authentication, in particular, necessitates the actual fingerprint of an individual, and when suspects refuse to cooperate, investigations may fail. This study explores whether artificial fingerprints created using 3D printing technology can unlock smartphones.
Experiments were conducted using two modeling approaches: vectorized modeling and alpha mask modeling. After appropriate preprocessing and modeling, artificial fingerprints or fingerprint molds were produced using a suitable 3D printer. Tests on four smartphone models revealed that while the vectorized modeling approach allowed the devices to recognize the artificial fingerprints as valid fingerprints, they either failed to match or were not recognized at all. In contrast, the alpha mask modeling approach successfully unlocked all tested smartphones. This indicates that the vectorized modeling method exhibited sufficient conductivity and recognition to be identified as a fingerprint but lacked a reliable unlocking success rate, whereas the alpha mask modeling method successfully unlocked all devices. Furthermore, the study examines four key legal and ethical issues. This study is significant as it demonstrates the feasibility of artificial fingerprint technology through fundamental experimentation and is expected to contribute to the advancement of forensic investigation techniques in South Korea.