Face ID

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생체 인식

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Touch ID	Face ID	Optic ID

1. 개요

Face ID

2. 구조 및 원리

왼쪽은 iPhone X의 TrueDepth 카메라 구조, 오른쪽이 도트 프로젝터를 이용해 사용자의 얼굴을 매핑한 모습이다.

3. 신뢰성 및 장단점

3.1. 장점

• Touch ID는 손에 이물질이 묻거나 땀이 있으면 인식률이 급격하게 떨어지지만 Face ID는 얼굴 형태가 심하게 변형되지만 않으면 잠금이 해제되며 일반적인 카메라 얼굴인식이나 홍채인식 방식보다 잠금 해제 속도와 인식률 모두 훨씬 우수하다. 직업이나 체질, 질병[8] 등의 문제로 지문이 흐릿하거나, 장갑을 자주 끼거나, 손에 상처가 자주 나거나, 손 끝의 껍질이 자주 벗겨지는 사람이라면 Touch ID를 사용하기 어려운데 이러한 사람들에게는 Face ID가 압도적으로 편리하다. 무엇보다 디스플레이에 부착된 보호필름이 두껍거나 재질상의 문제로 Touch ID 기능 작동이 어려울 때 빛을 발한다.

• Touch ID는 지문을 등록하는데에도 시간이 많이 걸리며, 잠금 해제에는 등록한 손가락만 사용할 수 있고, 등록한 손가락이라도 등록 시에 제대로 인식되지 않았던 부분으로는 잠금해제가 되지 않는다. 반면 Face ID는 등록할 때 얼굴을 한 바퀴씩 두 번 돌리면 등록이 완료되니 초기 설정이 훨씬 간편하다.

• 사용자가 수염을 기르든 각양각색의 안경이나 선글라스를 쓰든, 머리 스타일을 바꾸든, 모자를 쓰든, 마스크를 쓰든, 화장을 하든 안 하든 머신 러닝을 통해 이를 인식하고 데이터를 업데이트한다.

• 알람 등을 보고 싶을 땐 Face ID로 잠금을 해제하면 그룹화된 알림이 그룹 해제되며 그동안의 알림의 내용을 볼 수 있다. 인식되지 않을 경우 알림의 내용은 공개되지 않는다. 자세한 내용은 후술.

• Face ID의 기능보다는 TrueDepth 카메라의 기능인데 사용자의 눈을 인식하여 화면을 보고 있는지를 판독한다. 화면을 보고 있다면 화면을 끄지 않으며 전화나 알림이 올 때 사용자가 봤다면 굳이 크게 알릴 필요가 없다는 생각에 소리 크기를 줄이는 센스도 보인다. 이를 이용해 Face ID 이용 시 시선이 iPhone에 머물러있지 않다면 잠금을 해제시키지 않게 할 수 있다.[9] 이게 얼마나 정확하냐면 폰을 옆에 두고 알림이 와서 화면이 켜졌을 때는 잠김 상태인데 시선만 아이폰으로 돌리면 잠금이 해제되어 알림을 읽을 수 있을 정도.

• 앱에 로그인하거나 이체, Apple Pay를 이용할 때 등 잠금 화면을 해제하고 실제 사용 중인 경우 인증이 필요할 시 손을 갖다 대지 않고 바로 인식이 되어 지문인식 방식보다 빠르고 간편하다.

• 머신러닝 기술을 사용하여 사용할수록 인식률이 높아지고 인식 속도도 빨라진다. 약 6주 정도 사용하면 인식률의 최대치에 도달하며 일부 불가능한 상황을 제외한 거의 모든 상황에서 실패 없이 인식한다.[10]

• 기본 설정에서는 눈을 감은 상태에서 잠금을 해제할 수 없다. 이 말은 지문 인식 방식[11]과 달리 수면 중 타인에 의한 잠금 해제가 불가능 함을 의미한다. 또한 타인이 직접 손이나 기타 기구를 이용해 강제로 개안하려 하고 이것이 얼굴 위로 같이 표시될 경우에도 잠금 해제가 불가능하다. 실제로 사용자가 눈을 떴는지를 인식하고 있기 때문에 눈을 감은 상태에서 인위적으로 눈을 그리거나 눈의 모형을 붙이는 등의 꼼수는 안 통한다.

3.2. 단점

• 잠금해제를 위해서는 반드시 폰을 들어올리거나 고개를 숙여 폰을 쳐다봐야 하는 단점이 있다. 예를 들어, 회사 책상에 폰을 놓아두고 일하는 사람이나 폰을 책상에 놓고 수업을 듣는 학생의 경우 카톡이나 문자 알림이 왔을 때 Touch ID는 폰을 쳐다보지 않고도 등록된 손만 살짝 갖다대면 잠금해제가 되어 내용을 쉽게 확인할 수 있다. 하지만 Face ID는 어찌됐든 전면 카메라쪽으로 얼굴을 쳐다봐야 잠금해제가 되기 때문에 다른 사람 눈에 띄지 않게 잠금해제를 하는 것이 어렵다[12].

• 인식 기회를 5번이나 주는 Touch ID와 다르게 Face ID는 앱에서 사용할 때는 인식 기회를 2번밖에 주지 않는다. 재인증 버튼이 있는 앱은 터치해서 5번까지 늘릴 수 있으나 그러지 않은 앱들은 앱을 종료 후 재시작하는 수밖에 없다.

• iPhone X 이후로 오랫동안 논란의 주인공이었던 노치 디자인이 유지되고 있는 가장 큰 이유이다. 타 제조사의 경우, 조도 센서 등 카메라를 제외한 모든 센서[13]를 디스플레이 아래에 탑재하는 데 성공해 물방울(티어드롭) 노치, 펀치홀 디스플레이와 같이 카메라를 제외한 전면의 모든 부분을 디스플레이로 채우는 디자인을 구현했으나, iPhone의 노치 크기는 2017년 출시된 X부터 2020년 출시된 12까지 4년간 전혀 줄어들지 않았다. 이것은 Face ID의 정확도를 위해 각종 센서가 노치 영역에 자리잡고 있기 때문이다. 타 제조사도 얼굴인식을 지원하지만 전면 카메라로만 인식하기 때문에 인식속도가 느리고 어두운 곳에서 인식이 안 되며, 사진에 보안이 뚫리는 등의 문제점이 나타난다. 그러나 삼성 등 안드로이드 제조사들은 디스플레이 내장형 초음파, 광학식 지문인식과 같이 대체 인증 방식을 탑재해두었기 때문에 얼굴 인식의 정확도가 크게 문제되지 않지만, 생체 인증이 Face ID밖에 없는 아이폰은 정확도가 무엇보다 중요하기 때문에 많은 센서를 탑재해야만 했고, 그것이 역으로 노치 디자인을 유지할 수밖에 없게끔 만들고 있다.[14]

• 2021년 출시된 iPhone 13 시리즈부터 노치 크기가 줄어들었다.[15] 그러나 수화부 스피커를 위로 밀어내면서 공간을 확보한 방식이며, 센서 자체가 소형화되지는 않았다. #

• 2022년 출시된 iPhone 14 Pro 시리즈부터 펀치홀 형태의 UI인 Dynamic Island를 지원하기 시작했으며, iPhone 15 시리즈부터는 전 모델에서 Dynamic Island를 채택했다. 다만 여전히 타사의 펀치홀보다 면적이 훨씬 크고, 오히려 노치보다 아래로 내려와서 화면을 잡아먹는 부분이 더 커진 것이 단점으로 꼽힌다.

• 하품을 하는 등 입을 벌리고 있거나, 막 잠에서 일어나서 눈을 제대로 뜨고 있지 않거나, 지나치게 격렬한 신체 활동을 한 이후에는 인식이 잘 되지 않는다. 그리고 눈을 감았을 경우 인식되지 않는다. 하지만 이 경우에는 눈을 감고 있는 상태에서 잠금을 해제할 일이 없을뿐더러 자거나 의식이 없을 때 잠금이 해제될 일이 있으므로 잠금이 해제되지 않는 것이 맞긴 하다. 아무튼 소유자가 자고 있거나 의식을 잃었을 때 얼굴에 가져다 대는 것으로 보안이 무력화되지는 않는다.[16]

• 결제나 송금 등 금융 업무에서 인증 수단으로 Face ID를 지정했다면 착오가 발생했을 때[17] 절차를 정지하지 못하고 그대로 돈이 빠져나가버리는 일이 발생할 수 있다. Touch ID는 최종 승인 전 손을 센서에 올려놓는 동작이 필요하기 때문에 착오가 발생한 걸 인지했다면 센서에 손대지 말고 그대로 취소 버튼을 누르면 되지만, Face ID는 동작 없이 화면을 응시만 하면 순식간에 최종 승인으로 연결되기 때문.[18]

4. 논란 및 문제점

4.1. Face ID가 뚫린 사례

• 쌍둥이도 아닌, 그냥 눈으로 봤을 때도 크게 닮지 않은 이복형제를 구분하지 못하고 보안이 뚫려 논란이 일고 있다. #

• 한 보안 업체에서 가짜 얼굴을 3D 프린터로 제작하고 눈은 사진으로 제작하여 Face ID를 뚫었다. 비용은 $150 정도 들었다고. 다만 이를 위해서는 대상자의 얼굴 3D 스캔본이 필요한데, 오히려 대상자가 사용한 물건에서 채취할 수 있는 지문보다도 보안성이 향상되었다고 볼 수 있다.#

• iPhone X 출시 초기, 가족이나 친척이 아닌 동료의 얼굴에도 잠금이 풀리는 문제로 인해 교환을 2회나 받은 사람이 등장했다.# 이에 Apple은 Face ID의 인식 오류 문제가 걱정된다면 기존 비밀번호 잠금을 사용하라고 권고했다.

• 엄마 얼굴이 등록된 iPhone X를 아들이 열어버리는 상황도 발생했다. # 이번 건은 엄마 얼굴을 등록하자마자 아들이 열어버린 것으로, 학습을 거치지도 않았다.
• 다만, Face ID가 뚫린 사례 중 일부는 Face ID의 학습 패턴에 따른 잘못된 학습에 따른 결과이다. Face ID는 사용자 얼굴의 인식을 실패한 직후, 사용자가 패스코드를 입력할 경우, 인식 실패한 얼굴 데이터를 사용자의 얼굴로 학습한다. 이러한 과정을 거쳐야 사용자의 얼굴이 조금씩 변화할 경우 (살이 찐다거나, 흉터가 생긴다거나, 머리 스타일이 바뀐다거나) 이를 추가적인 인식 절차 없이 학습할 수 있기 때문이다. 하지만 얼굴이 비슷한 가족/지인이 폰을 사용하려다 실패하여 주인에게 패스코드 입력을 부탁하는 상황이 반복될 경우, 해당 지인의 얼굴 또한 학습하는 경우가 종종 발생한다. #

4.2. 발매 직후 매체들의 평가

• CNET
  간혹 제대로 인식하지 못할 때가 있지만, 대부분의 경우 올바르게 인식한다.

• Washington Post
  10번중 9번은 제대로 동작했으며, 암실에 있거나 선글라스를 착용해도 문제가 없었다. 단 가짜 수염을 붙였을 때에는 작동하지 않았다.

• Business Insider
  가족조차도 가끔씩 구분하지 못하는 쌍둥이 두 조로 시험해 본 결과, 한 조는 아쉽게도 다른 인물이라 구별하지 못하고 인증이 해제되었다. 하지만 다른 한 조는 서로 다른 인물이라고 인식하여 인증이 해제되지 않았다. 가족조차도 헷갈릴 정도로 어려운 쌍둥이일지라도 Face ID는 식별할 수 있었다.

• The Verge
  얼굴에서 너무나 멀리 떨어트리면 제대로 인식하지 못하는 것을 알았다. Apple은 25 ~ 50cm 정도 거리를 추천하고 있다. 또한 강한 햇빛 아래에서 인식이 잘 안 되는 경우가 있었다.[19]

• Tom's Guide
  어두운 바 내부나 취침전의 어두컴컴한 침대에서도 문제 없이 작동했지만, 어째서인지 엘리베이터 안에서만은 제대로 작동하지 않았다. 결과적으로 비밀번호를 입력해야만 했다.

• The Independent
  100% 신뢰할 수 있냐고 묻는다면 대답은 No. 하지만 100%에 한없이 가깝다고 말할 수 있다. 제대로 인식하지 못했던 적은, iPhone을 테이블 위에 올려두고 얼굴을 엄청나게 가까이 가져갔을 때 정도였다. 페이스 아이디가 인식하기 위해서는, 눈, 코, 입이 필요하다.

• Digital Trends
  대부분의 경우 제대로 잘 작동했지만, Touch ID만큼 빠르거나 신뢰할 수 있지는 않을 것 같다. Touch ID는 주머니에서 꺼내는 동시에 잠금 해제가 가능하니까.

• Gom Sol
  화면주시 인식률이 상당하고 기존 타사 얼굴인식 잠금 기술과 다르게 TrueDepth 카메라의 적외선도트 기술로 정확도와 해제 속도, 신뢰도가 높은 편이지만, 도용 가능성이 절대 없는 건 아니라고 하였다.

5. 마스크 착용

• 땀이나 이물질이 묻지 않는 한 손가락만 홈 버튼에 갖다 대면 잠금 해제되는 Touch ID와는 달리 인식이 안 되는 경우의 수가 있다. 예를 들면 마스크나 큰 모자를 착용해 안면의 상당 부분을 가리거나, 과도한 표정을 지어 얼굴 형태를 심하게 변화시킬 경우 옆으로 누워 있거나 해서 얼굴이 많이 일그러지거나 가려질 경우에는 인식률이 급격히 저하된다. 위와 같은 경우는 비밀번호를 계속 입력해 계속 얼굴 데이터를 보강하면 저런 상황에서도 인식률이 점차 개선되며 대체 외모를 등록할 수 있기 때문에 마스크를 자주 착용한다면 마스크를 쓴 채로 대체 외모를 등록하여 해결할 수 있지만 마스크를 쓴 채로 외모 등록 자체가 쉽지 않기도 하고 등록했다 하더라도 마스크의 위치가 항상 일정하지 않아서 인식률이 떨어진다. 특히 2020년 코로나바이러스감염증-19 사태로 전 세계가 마스크를 쓰게 되면서 문제가 커졌는데, iPhone X 이상 유저들이 가장 불편해하는 게 Face ID가 수시로 비활성화된다는 점이다. iOS 13.4부터 Face ID에 마스크 인식 기능이 추가되어 입력창에서 마스크를 쓰고 있는 얼굴로 인해 인식이 되지 않을 경우 비밀번호 입력창이 즉시 뜨도록 바뀌었다.[25][26] 그래서인진 몰라도 Touch ID를 탑재한 iPhone SE가 꾸준히 출시되고 있으며, 마스크가 아니더라도 Touch ID의 필요로 인해 구매하는 층이 적지 않은 편이다. iOS 14.5부터는 페어링된 Apple Watch를 착용하고 있다면 마스크를 쓰고 있더라도 Face ID가 해제되도록 패치되었고, iPhone 12 이후부터 마스크 착용시 눈 주변부 인식을 통한 잠금해제를 지원한다. 하지만 여전히 보안성 부분은 완전히 해결하지 못했으며, Apple이 해결해야 할 iPhone의 과제들 중 하나로 자리매김하고 있다. [27]

6. 여담

• iOS 16 이상, iPhone 13 및 이후 기기부터 가로 모드에서의 Face ID 잠금 해제가 가능해졌다. Face ID를 탑재한 모든 iPad에서는 가로 화면 상태에서의 Face ID 해제를 지원한다. 단, iPhone은 마스크를 쓰고 있는 중에는 가로 모드로 해제가 불가능하다.

• 기본적으로 Touch ID와 같이 연속적으로 5번의 Face ID 인증이 가능하다. 5번 동안 인증이 실패하면 Face ID는 비활성화되고 PIN을 통해서만 재활성화가 가능하다. 단 Touch ID와 달리 다른 앱에서 사용할 때는 두 번만 인증이 실패하면 비밀번호 화면으로 넘어가게 되는데 이때는 다시 인증 화면을 불러오면 5번까지 늘릴 수 있다.

• 얼굴을 인식하고 나서 바로 잠금 해제가 되어 홈 화면으로 진입하는 것이 아니다. 인식이 성공되면 시계 위의 자물쇠가 풀리는 애니메이션을 볼 수 있는데 이때 '홈 바'를 밑에서 위로 스와이프 해야한다. 딱히 이 순서를 지켜야 하는 것은 아니고 얼굴 인식의 속도도 상당히 빠른지라 기기를 바라보며 기기를 탭하거나 들어올려 화면을 켜자마자 스와이프하면 마치 보안 수단이 없는 '밀어서 잠금해제'를 하는 것처럼 원모션으로 진행할 수 있다.

• 인식률을 향상시키는 팁으로는 등록 시에 휴대폰을 얼굴 앞에 놓고 등록하지 말고 평소에 사용하는 위치에서, 그러니까 얼굴을 올려다보도록 들고 등록하면 초기 단계부터 인식률이 훨씬 좋아진다.

• 누군가가 사용자의 기기에 강제로 접근하려고 사용자의 얼굴에 기기를 갖다대려 하면 간단히 눈을 감으면 된다. 즉 사용자의 수면 도중에는 잠금 해제가 되지 않는다는 의미다. 다만 '설정 → Face ID 및 암호 → Face ID 사용 시 화면 주시 필요'나 '설정 → 접근성 → Face ID → Face ID 사용 시 화면 주시 필요'가 활성화 되어 있어야 하며, 기본으로 활성화 되어있다.

• 사진, 가면이나 마스크에 무력화되지 않는다. 사진은 심도가 없기 때문에 적외선 센서가 인식을 못 하며 가면은 Face ID의 보안을 뚫을 수 있을 만큼 정교하지 않다. 3D 프린터로 얼굴을 인쇄한 수준은 되어야 한다.

• '설정 → 알림 → 미리보기 표시'에서 잠금 화면의 알림을 어떻게 표시할지 선택할 수 있다. 기본 설정인 '잠겨있지 않을 때'으로는 iMessage나 문자 메시지의 알림이 오면 단순히 누구한테 몇 개의 메시지가 왔다고만 알려주며 다른 앱의 알림은 몇 개의 알림이 왔다고만 알려주어 기본적으로는 메시지의 내용을 보여주지 않는다. 이 상태에서 Face ID 인증이 완료되면 알림의 상세 내용을 확인할 수 있고 그룹화된 메시지를 펼쳐 그동안의 알림도 확인이 가능하다. 또한 잠금 화면의 중간 부분에서 위로 살짝 스와이프하면 알림 센터의 모든 알림을 확인할 수 있다. 다른 설정으로는 '항상'과 '안 함'이 있는데 항상을 선택하면 기존 iOS 10 이하의 알림처럼 인증하지 않아도 모든 알림이 표시되며, 안 함을 선택하면 잠금 화면에서는 알림 내용을 볼 수 없게 된다.

• Apple Pay, Apple 계정으로 로그인과 App Store에서 앱이나 DLC를 구매할 때도 얼굴 인식을 사용할 수 있다.

• Apple Pay나 App Store에서 Face ID 인증을 실패하면 비밀번호 버튼이 나오는데 이때 다시 Face ID 인증을 하려면 취소 후 재인증이 아니라 다시 전원 버튼을 두 번 누르면 인증을 시작한다. 대부분의 사용자들이 모르는 내용. iOS 13과 iPadOS에서는 얼굴을 다시 갖다대는 모션으로 인증을 다시 할 수 있다.

• 기본적으로 Touch ID의 API였던 LocalAuthentication이 iOS 11에서 Face ID와 통합되었기에 국내 출시 당시 다수의 은행 앱에서 Touch ID를 대신해 사용할 수 있었으나 대부분의 은행이 발빠르게 막았다. #

• API를 통합으로 사용하기 때문에, Face ID를 지원하면서도 인증 UI를 '지문 인증' 등으로 계속 표현하고 있는 앱이 많다. 귀차니즘 Face ID가 도입된 지도 상당한 시간이 흘렀기 때문에 대부분의 애플 유저들은 그냥 지문 인증이라고 써 있으면 Face ID도 동작하겠거니 여기면서 적응하여 쓰고 있기에 큰 문제는 아니지만, 이런 세세한 부분을 어떻게 대응하는가로 앱 제작사 측의 자본과 기획력, 서비스 능력 등도 어느 정도 판단을 할 수 있다. 예를 들어 국민은행이나 신한은행 같은 주류 금융회사들은 '생체 인증' 이라는 문구로 Face ID도 인증 수단에 포함된다는 것을 확실히 표현하고 있다.

• Face ID 초기에는 토스나 카카오페이 같은 간편이체 서비스를 제외한 은행 앱들의 이체에는 Face ID를 사용할 수 없었다. 이는 생체인증으로 인증서를 대체할 수 있던 Touch ID와는 다른 방침인데 그래서 대부분의 은행에는 계좌 비밀번호 또는 이체 PIN, 아니면 보안카드 및 OTP를 이용해 불편을 최소화한다. 단 iPhone X 출시 후부터 차례차례 은행들이 로그인 수단으로는 Face ID를 인정해주기 시작하여 현재는 모든 모바일 뱅킹이 공식적으로 Face ID를 로그인 수단으로 지원한다. 다만 로그인 수단으로 지원하는 뱅킹 앱은 많지만 이체 인증 수단으로 지원하는 은행 앱은 제한적이다.

• 카카오톡과 컬쳐랜드 같이 금융에 초점을 둔 서비스가 아닌 앱들은 별 다른 탈 없이 공식적으로 Face ID를 지원한다.

* Face ID의 인식 이미지는 매킨토시 시절 플로피 디스크를 넣거나 시작할때 나오는 아이콘[29]을 모티브로 해서 디자인되었다.

• iPhone XS, iPhone XS Max, iPhone XR과 3세대 iPad Pro에 탑재된 TrueDepth 카메라는 2세대는 아니지만 탑재된 A12 Bionic 및 A12X Bionic의 차세대 Neural Engine이 전작에 비해 10배 이상 빨라졌고, 알고리즘과 Secure Enclave가 개선되어 전작인 iPhone X보다 Face ID 속도가 상당히 개선되었다.

• iOS 13과 iPadOS에서 개선된 알고리즘이 적용되어 Face ID의 성능이 30% 향상되었다. 얼굴을 인식하여 Face ID의 돌아가는 애니메이션까지의 속도는 약간 빨라진 정도지만 그 후부터는 애니메이션의 속도도 올리고 완료 이미지가 나타난 이후 Face ID 창이 사라지는 지속 시간도 단축되었다. 따라서 iOS 12의 인증 속도 향상과 A12 Bionic으로의 속도 향상보다도 매우 빨라진 속도를 보여준다. 버전이 올라갈수록 성능 향상의 차이가 보이는 편이며 특정 경우에는 애니메이션이 끝나기도 전에 인식 화면이 사라진다.

• iOS 13부터 Face ID 인증 성공 시 햅틱 피드백을 활성화할 수 있다.

• Apple Store나 공인 리셀러샵에 진열된 iPhone과 iPad에서도 Face ID 데모 앱으로 체험할 수 있다. Touch ID와 마찬가지로 이 앱으로 체험해도 기기에 얼굴 데이터를 저장하지 않는다. 실제로도 앱을 켜면 데모용이라 얼굴 데이터의 저장은 되지 않는다는 설명이 있다. 체험 후에 홈 바를 올려 앱을 종료하면 바로 앱 데이터가 모두 제거된다.

• Touch ID와 마찬가지로 Secure Enclave에 Face ID 데이터를 저장한다. 따라서 iCloud나 iTunes 백업으로부터 데이터를 복원해도, Face ID 데이터는 복원되지 않으며 애초에 서버로 백업되지도 않는다. 따라서 iOS 12.4에 추가된 마이그레이션 기능을 진행하면서 이전 iPhone의 비밀번호를 입력 후에 Face ID를 설정할 수 있는 화면이 나오는 것도 그러한 이유.

• 동물의 얼굴은 등록은 되지만 잠금 해제는 실패되는 모양이다.

7. Face ID 탑재 모델