Touch ID
1. 개요
Touch ID는 지문인식 센서가 달린 홈 버튼에 손가락을 갖다 대면 인식되는 에어리어 방식의 지문인식 보안기술이다. iPhone 6s부터 2세대 Touch ID로 개선되었으며 인식 속도와 정확성 등의 성능이 향상되었다. 약간의 외적 변화도 있었는데 2세대 센서는 손으로 만졌을 때 1세대 센서보다 심도가 얕다. iPhone 5s부터 Apple 측이 대대적으로 iPhone의 강점으로 마케팅을 하였으며, 2020년까지도 iPhone SE(2세대)와 iPad(8세대), iPad Air(4세대)[1]에 탑재되어 장수를 누리고 있다.
2. 역사
2012년 7월에 Apple이 반도체, 보안 관련 업체 AuthenTec 을 인수한 것이 Touch ID 기술의 시작이라 볼 수 있다. AuthenTec 에 대해서 더 설명하자면 소니 VAIO, 삼성전자 등 여러 제조사의 노트북에 지문인식 센서를 공급했던 곳이다.
지속적으로 루머가 퍼졌던 지문인식 기능이 iPhone 5s에서 처음으로 추가되었으며 iPad는 iPad Air 2와 iPad mini 3에서 처음 탑재되었다. 이 생체인식 기술 계획은 무려 '''스티브 잡스가 죽기 전 유작으로 남겨둔 것이다.''' 실제로 잡스는 iPhone 5s까지 설계를 끝마쳐 놓고 iPhone 4s가 세상에 등장한 출시일 '''바로 다음 날''' 사망했다. 스마트폰에 생체 인식 기술을 도입하는 것 또한 잡스가 해낸 혁신인 셈. 스티브 잡스는 자기가 죽을 것을 이미 직감하고 본인의 사후 몇 년간은 Apple이 휘청이지 않고 본인 없이도 앞으로의 명맥을 이어가는 준비를 할 여유를 주기 위해 여러모로 단단히 대비해두었다는 직원들의 후일담이 있다. 결국 이 Touch ID는 잡스가 죽고 '''사후 9년 동안'''[2] iPhone에 탑재되며 iPhone 보안의 가장 큰 핵심을 담당했고 iPad에도 꾸준히 들어가고 있으며 이젠 MacBook에도 들어가기 시작했다. 현재는 iPad Pro를 제외한 다른 iPad 기종과 MacBook Air, MacBook Pro 기종에 탑재되고 있다. iPhone 라인업에 Touch ID가 다시 사용될지는 아직 의문이나 현재 Apple의 변경된 디자인 철학을 봐서는 새로운 폼팩터에는 다시 탑재가 되기는 쉬워보이지 않는다. 2020년 4월 15일 출시된 iPhone SE 2세대가 사실상 Apple의 마지막 지문인식 아이폰이 될 것으로 보인다. Apple이 Face ID를 신형 iPhone의 주력 보안으로 밀고 있어 삼성전자처럼 화면 내장 지문인식 기능을 근시일 내에 탑재할 것 같지는 않기 때문.
Touch ID를 이용한 Apple Pay로 인해 쓰임새가 하나 늘었다. Touch ID 센서가 지문을 인식하는 방식은 베가 LTE A나 갤럭시 S5에 쓰인 인식 센서를 문지르는 스와이프 방식이 아니라 단순하게 센서를 터치하는 에어리어 방식[3]이며 이는 모바일 기기에선 처음으로 시도된 것이다. 정전식 인식 방식이며 피부를 갖다 대면 진피층까지 스캔을 해서 암호화하여 저장하게 된다. 편리하게도 이 센서는 홈 버튼에 위치하기 때문에 iPhone 5에 이어 홈 버튼 구조가 다시 한 번 변경되었는데 홈 버튼이 완전히 바뀌었다고 봐도 된다.
에어리어 방식이니만큼 발가락 등 어떤 생체 부위든 스캔이 가능하다. 또한 어떤 각도로든 스캔이 가능해서 기기를 쥐고 휜 각도의 손가락 면으로도 스캔이 된다. 그래서 처음 지문 저장을 할 때 가급적 손가락 끝의 여러 부분을 다양한 각도로 인식 시켜두는 게 사용의 용이성 면에서 낫다. 이러한 방식을 이용한 트릭으로는 한 손가락을 등록하는 과정에서 여러 손가락을 번갈아가면서 입력하여 한 지문 칸 안에 여러 손가락을 한꺼번에 저장하는 방법이 있다. 다만 보안 안전에 대해서는 절대 장담하지 못한다. 공식적으로 손가락 다섯 개까지 등록이 가능하므로 그 기능을 사용하는 것이 낫다.
iPhone의 경우 iPhone 5s와 iPhone 6/iPhone 6 Plus, 그리고 iPhone SE에는 1세대, iPhone 6s/iPhone 6s Plus부터 iPhone 8/iPhone 8 Plus까지 출시된 제품에 2세대 Touch ID 센서를 탑재하였고, iPhone X와 그 이후에 나온 제품에는 Face ID를 탑재함으로서 한동안 Touch ID가 탑재된 신제품이 없었으나 2020년에 출시된 iPhone SE 2세대에서 3년만에 다시 탑재되었다.
iPad의 경우 iPad Pro 라인업은 2018년 10월에 출시된 11형 iPad Pro, 12.9형 iPad Pro 3세대에는 Face ID를 탑재하였고 iPad Pro(10.5형), 12.9형 iPad Pro 2세대에 2세대 Touch ID 센서를 탑재하였고 9.7형 iPad Pro, 12.9형 iPad Pro에는 1세대 Touch ID 센서를 탑재하였다. iPad Air 라인업에서는 iPad Air 2에서 1세대, iPad Air 3세대, iPad Air 4세대에서 2세대 Touch ID가 탑재됐다. 보급형 iPad 라인업에는 iPad 5세대를 시작으로 모두 1세대 Touch ID 센서가 탑재되고 있으며 iPad mini 라인업은 iPad mini 3부터 1세대, iPad mini 5세대부터 2세대 Touch ID 센서가 탑재되었다.
3. 공정
레이저 커팅으로 절제된 사파이어 크리스탈로 만들어진 편평한 홈 버튼이 가장 상단부에 위치하고, 이를 지지하는 스테인리스 스틸 감지링이 아래에 위치한다. 여기서 말하는 사파이어 크리스탈은 우리가 생각하는 보석 사파이어가 아니라 공업적으로 생산된 산화알루미늄 단결정을 이야기한다.[4] iPhone 5부터 현재까지 카메라 렌즈 커버 글라스로도 사용되고 있다. 그리고 그 아래에 Touch ID 센서를 탑재한 구조로 설계되었다고 한다. 때문에 나름대로 전통이었던 오목한 홈버튼에 있던 자그마한 사각형 프린팅은 iPod touch 7세대까지만 남게 되었다. 또한 홈 버튼이 크리스탈 재질이어서 경도가 높아졌기 때문에 흠집이 잘 생기지 않는다고 한다.[5]
4. 보안
Touch ID 보안에 관한 Apple 문서
지문의 경우 민감한 생체 데이터라 유출될 것을 우려한 여론이 있는데 지문 정보는 AP 내의 보안 영역인 Secure Enclave에 이중 암호화되어 저장되고 Touch ID 센서만이 읽을 수 있다. Touch ID 센서에서 인식된 지문 정보를 보냈을 때 등록된 지문과 일치하는지 여부만 알려준다고 한다. 보안성이 좋은 USIM이나 금융 IC카드와 원리가 비슷하다. 또한 Touch ID 센서와 AP가 1:1로 매칭되는 것으로 알려져 있다. 따라서 홈 버튼이 망가진 경우에는 얄짤없이 리퍼를 받아야 하며 사설 수리를 받으면 iTunes에서 53오류가 뜬다고 알려져 있다. 53오류란 홈 버튼의 지문인식 모듈의 고장, 또는 케이블 손상으로 지문인식이 불가능한 기기를 공장 초기화, iOS 업그레이드 또는 복원 시에 기기 화면의 진행률 게이지가 70~80퍼센트에서 멈춰버리면서 벽돌이 되어버리는 치명적인 오류인데 iOS 9.2.1 중복 업데이트로 사라졌다. 53오류가 뜨기 전에 사설에서 수리를 받은 흔적이 있다면 소생 불가능 기기가 되어버린다.
지문 정보는 Apple 서버나 기기 내장 메모리에 저장되지 않고 따라서 iCloud나 컴퓨터에 백업되지도 않는다. 사용 용도 또한 사용자의 시스템 접근 관련으로 제한된다. 잠금 해제, 컨텐츠 구매 확정, 서드파티 이용 시 세 가지로만 지문 정보가 사용된다.
홈 버튼의 Touch ID와 Logic Board(메인보드)가 고유 번호로 1:1 매칭되기 때문에 로직보드나 홈 버튼 중 하나만 교체한다면 Touch ID 기능이 작동하지 않는다. 홈 버튼 케이블이 아주 연약하고 얆은데 사설이나 자가수리 시 실수로 케이블을 끊어먹거나 하였다면 사실상 해당 iOS기기의 Touch ID 기능은 영원히 끝이라고 보면 된다. 와이어로 재연결하는 굇수들이 있기야 하지만 실질적으로는 해당 기능은 영구히 끝장이라고 보면 무방하다.
지문 인식을 하면 할수록 정보가 누적되어 인식률이 늘어난다고 한다. 실사용기를 보면 화면이 완전히 꺼진 상태의 홈 버튼을 딸깍 누르고 손가락을 계속 대고 있으면 0.5초 이내에 인식하고 홈화면을 로딩한다. iOS 7.0 초기에는 Touch ID를 계속 사용하다 보면 인식률이 오르기는 커녕 오히려 떨어지는 사례가 있었는데 이 문제의 원인으로는 이물질이 묻은 상태로 인식시켰을 때 잘못된 정보가 누적되어 오히려 인식률이 떨어진 것이다. iOS 7.1 beta 5에선 지문 인식속도가 더 빨라졌고 iOS 7.0 버전대의 인식률 문제도 해결되었다. 그리고 정식 버전에서도 적용되었다. iOS 7.1.1에서 지문 인식이 더 강화되었다. iOS 7.1.2 기준으로 인식률에 대한 문제는 완전히 일소된 상태로, 홈 버튼이 깨끗한 상태라면 홈 버튼을 누르고 잠금 화면이 완전히 출력되기도 전에 잠금이 풀리고 홈 화면으로 넘어간다.
4.1. 장점
- 어떤 상황이나 각도에서도 잠금해제 가능
기기를 뒤집어놓은 상황이 아니라면 어떤 상황이나 각도에서도 기기의 잠금을 해제할 수 있다. 일례로 Face ID 탑재 iPhone 유저의 경우 옆으로 누워서 기기를 사용하거나 가로 모드로 사용할 경우 얼굴이 인식되지 않아 기기의 위치를 바꾸어야 하는데[6], Touch ID 탑재 기기는 그럴 필요 없이 어느 각도에서도 손가락 하나만 올리면 잠금이 풀린다. 또한 Face ID 기기들은 책상 등 평면에 올려진 기기의 잠금을 풀고 싶으면 무조건 기기를 들거나 몸을 일으켜서 고개를 숙여야 하지만, Touch ID 기기는 몸이나 기기의 위치를 바꾸지 않고 바로 잠금을 풀 수 있다.
- 장갑을 제외한 어떤 액세서리 착용 상태에서도 사용 가능
Face ID의 경우 마스크나 큰 모자, 복면, 오토바이 헬멧 등 얼굴 일부를 가리는 액세서리를 착용하고 있을 경우 사용이 불가능하지만, Touch ID는 장갑을 끼는 등 손을 완전히 가리는 액세서리가 아니라면 몸에 무엇을 달고 있건 인식이 가능하다.[7]특히 코로나19 사태로 외출 시 마스크가 의무화된 현 상황에서 Face ID는 그 기술이 무색하게 되었지만 Touch ID는 그에 개의치 않고 편리하게 잠금 해제가 가능하다. 이 때문에 iPhone X 이후 유저들이 iPhone 8이나 iPhone SE 2세대 등 Touch ID 기기로 다운그레이드하는 경우도 자주 볼 수 있다.
4.2. 단점
- 손이나 홈 버튼에 이물질이 있다면 떨어지는 인식률
Touch ID를 포함한 어느 지문인식 방식이든 피부를 스캔하는 것인 만큼 당연하다면 당연한 거겠지만, 홈 버튼이나 손가락이 지저분하면 인식률이 낮아진다. 특히 물기나 기름기 등 액체가 묻는 게 문제가 된다. 따라서 비가 내리는 날이나 손을 씻거나 설거지를 하는 등 손에 물이 묻은 상태에서는 잠금 해제에 상당한 애로사항이 따른다. 이럴 땐 손을 닦고 다시 해보자. 사실 민감한 센서인 Touch ID 홈 버튼에 물기가 묻어서 좋을 건 하나도 없다. 특히 손에 원래 땀이 많이 나는 다한증 환자나 습진 등으로 손가락이 트거나 해서 지문이 자주 지워지는 사람은 답이 없다. 상처가 나을 때처럼 지문은 원래 사람의 유전 정보에 각인된 정보라 다시 자라기는 하지만 큰 상처가 나서 피부가 곪거나 꿰매게 되면 지문이 사라진다. 그런 경우에는 아무리 시도해도 지문을 인식하지 못하고 결국 비밀번호를 입력하라는 창으로 넘어간다. 안습. 손가락 끝에 화상을 입은 경우 위 질병들을 앓고 있지 않아도 지문인식이 잘 안 된다. 바이올리니스트 등 손가락 끝에 굳은살이 있을경우 인식을 하지 못한다. 여러모로 타사의 지문인식 시스템에 비하면 인식이 안되는 케이스가 더 많은 편으로 병용할 경우 그 차이가 유독 크게 느껴지는 편이다.[8]
- 기기 외부에 지문 센서를 위한 별도의 공간을 할당해야 함
현재 Apple은 스크린 지문인식을 채용하지 않아 Touch ID를 채용하기 위해서는 디스플레이에 홈 버튼을 위한 별도의 공간을 할당해야 한다. 때문에 디스플레이 아래쪽으로 홈 버튼의 가로세로 폭에 맞추어 넓은 베젤을 붙일 수밖에 없고, 이는 경쟁사들이 상하베젤의 크기를 극단적으로 줄이기 시작한 2017년에 여전히 10년 전 떡베젤 디자인을 그대로 채용할 수밖에 없던 원인이 되었다.[9] 2021년 기준 타 제조사는 제로베젤에 가까운 기기를 이전부터 생산하던 데 비해 iPhone은 혼자서 Face ID 센서를 위한 크고 아름다운 노치 디자인 때문에 비판받고 있지만 노치가 차지하는 면적은 홈 버튼 부위 베젤이 차지하는 면적에 비하면 매우 협소한 축에 속한다. iPad Air 4세대에서는 전원 버튼에 지문 센서를 탑재하며 이 문제를 해결하긴 했지만, iPhone은 전원 버튼에 센서를 탑재한다면 파지하는 손이나 자세에 따라 인식 면적에 차이가 생겨 기존 홈버튼 방식보다 불편할 수 있다. 다만 2021년 iPhone에는 스크린 지문인식이 탑재된다는 루머가 있어 이것이 더 이상 단점이 아니게 될 수도 있다.[10]
5. 여담
- 많은 사람들이 모르는 사실인데 설정에서 Touch ID 및 암호 탭에 들어간 뒤에 홈 버튼에 손가락을 올리면 올린 손가락의 지문이 저장된 지문 중 어떤 것인지 알려준다. 그냥 단순히 지문 1, 2, 3 등으로 저장해 놓았을 때 어떤 지문이 무엇인지 알아볼 수 있는 숨은 기능... 정도로 생각할 수도 있지만 사실 계속해서 손가락을 올리면 올릴 때마다 지문 데이터를 갱신하여 인식률을 높인다. 그렇기에 등록을 한 뒤에 인식이 잘 안 된다 싶으면 해당 탭에 가서 손가락을 여러 번 올려놓자. 손가락을 올리면 올릴수록 인식률이 올라간다. 심지어 처음에 등록하지 않은 부위도 등록된 부위부터 조금씩 붙였다 뗐다 하는 식으로 학습을 시켜 등록된 지문인식 범위를 확장 시켜나가면 인식을 한다.[11]
- Apple Store 또는 Apple 리테일 스토어에 진열된 iPhone과 iPad에서도 Touch ID를 사용해볼 수 있는데 설정에서 하는 게 아니라 Touch ID라는 데모 앱이 따로 존재한다. 이는 기기에 지문 저장을 하지 않기 위해서인 것으로 보이며 실제로도 앱을 켜면 데모용이라 지문 저장은 되지 않는다는 설명이 있다. 데모 사용 후 홈 버튼을 눌러 앱을 나가면 바로 앱이 리셋이 된다.
- 2014년 WWDC에서 발표한 내용에 따르면 Touch ID를 채용하지 않은 iOS 기기에서는 암호 잠금 사용률이 49%였으나 Touch ID를 채용한 기기에서는 암호 잠금 사용률이 83%까지 증가했다고 밝혔다. 그만큼 보안에 도움을 준 셈. 반드시 암호를 사용하도록 설정해야만 Touch ID를 사용할 수 있기 때문이다. 또 iOS 8에서는 서드파티 앱에도 Touch ID 접근이 허용되어 그 활용도가 더욱 높아졌다. 예를 들어 카카오톡 또한 Touch ID를 사용하여 잠금 해제가 가능하고 네이버 페이, SSG 페이는 결제 비밀번호 대신 Touch ID를 사용할 수 있다.
- 인식률과 속도가 향상된 2세대 Touch ID가 탑재된 기기에서 문제 아닌 문제가 발생했는데 바로 인식 속도가 너무 빨라서[13] 간단히 시계를 보려고 해도 홈 화면으로 바로 넘어가 버리고, 손을 떼고 카메라 쇼트컷을 사용하기도 전에 홈 화면으로 넘어가 버린다고. 이를 해결하기 위해 지문을 등록하지 않은 손가락 등으로 누르는 시도가 많이 행해지고 있다고 한다. 한 가지 팁을 적자면 손끝, 정확히는 손톱으로 누른다는 감각으로 홈버튼 누르면 된다. 이러면 지문인식 시도도 안 한다. 다만 iPhone 7에서는 이러면 인식이 안 된다. Taptic Engine이 홈 버튼 클릭 인식을 못 하기 때문이다. 그냥 지문 미등록 손가락이나 전원 버튼을 이용하자. 그냥 아예 설정에서 Touch ID를 사용하여 기기의 잠금을 해제하는 기능을 꺼버려도 된다.
- Apple에서도 불편하다고 생각했는지 iOS 10에서는 현재처럼 지문 인식 후 바로 여는 옵션과 지문 인식 후 '홈 버튼 눌러서 잠금해제'를 옵션으로 선택할 수 있도록 해두었다. 아니면 iOS 10에서 추가된 iPhone 6s 이상에서 지원하는 '들어서 깨우기' 기능을 이용하면 물리 버튼에 손을 대지 않고 iPhone을 들어 올리는 동작만으로 화면을 켤 수 있다.
6. Touch ID 탑재 모델
- 1세대 탑재 모델
- 2세대 탑재 모델
[1] 지금까지 애플 제품 중 최초로 Touch ID가 전원버튼에 탑재되었다.[2] 2011년부터 '''2020년'''까지 출시된 iPhone과 iPad에서 사용이 되고 있다. 다만 2018, 2019년에는 Touch ID를 탑재한 iPhone이 출시되지 않았다.[3] 이 방식은 후에 갤럭시 S6 시리즈에도 쓰인다.[4] 경도는 사파이어와 거의 동일한 모스 경도 9 언저리다.[5] 여러 유튜버들이 진행한 경도 실험에서 보통 모스 경도 8짜리 긁개부터 흠집이 나기 시작하는 모습을 보여주었다.[6] iPad는 전방위 인식이 지원되어서 상관없다.[7] 정전식 터치가 가능한 장갑이라고 해도 인식률이 그다지 좋지 않은 경우가 많아 보통은 춥더라도 휴대폰을 사용할 때는 장갑을 벗는다.[8] 삼성(갤럭시 S10 이전), LG의 지문인식 탑재 기기들은 센서가 있는 부위에 무광 도색을 적용한 경우가 많아 손에 땀 등의 이물질이 있어도 어느정도 인식률이 보장된다. 그러나 Apple 기기들은 홈 버튼이 유광 재질로 되어 있어 아무래도 이물질에 더 취약할 가능성이 높다.[9] Face ID 탑재로 베젤폭을 줄인 iPhone X를 같이 출시했지만 특별판에 가까운 모델이었고 가격도 매우 비쌌다.[10] 그러나 iOS 14.5 베타에서 Apple Watch 착용 시 마스크를 쓰고 있어도 Face ID 잠금이 풀리는 기능이 탑재되어 차기 iPhone의 스크린 지문인식 탑재 가능성이 낮아졌다. 기존 유저들을 위한 기능일지 차기 iPhone에도 Face ID Only 정책을 유지하기 위한 기능일지는 미지수지만. [11] 예를 들어 손가락 끝자락만 등록을 했어도 학습을 통해 마디까지도 인식이 가능해진다.[12] 약간 차이가 있긴 하다. iOS에선 지문의 결 하나하나가 무작위적으로 색이 채워지는 반면, 삼성은 그냥 가운데부터 색이 채워지는 식으로 단순해졌다.[13] 홈버튼을 눌러서 화면이 켜지는 순간 잠금이 해제된다.[14] 지금까지 Apple 제품 중 최초로 Touch ID가 전원버튼에 탑재되었다.[15] 같이 공개된 iPad Air 3세대와 다르게 공식 홈페이지에는 몇세대인지 적혀있지 않다.