문제 정의 및 개발 목표

1. 기존 단일 인증 방식의 보안 취약점

전통적인 물리 보안 시스템에서 널리 사용되는 단일 인증(Single-Factor Authentication) 방식은 다음과 같은 근본적인 보안 취약점을 지닌다.

• NFC/RFID 카드: 물리적인 분실이나 도난에 취약하며, 권한이 없는 제3자가 복제하거나 습득할 경우 즉각적인 무단 출입이 가능하다.
• PIN 코드: 숄더 서핑(Shoulder Surfing)과 같은 관찰 공격, 사용자 간의 비밀번호 공유, 브루트 포스(Brute-force) 공격을 통한 번호 유추 등에 노출되어 있다.

이러한 방식은 인증 수단이 곧 출입 권한과 동일시되므로, 단 한 번의 보안 파괴(Single Point of Failure)가 전체 시스템의 붕괴로 이어진다. 높은 수준의 보안이 요구되는 환경에서는 이러한 리스크 관리가 필수적이다.

2. 2FA 시스템 개발 목표

본 프로젝트의 목표는 기존 단일 인증 방식의 한계를 극복하기 위해 이중 인증(Two-Factor Authentication, 2FA) 파이프라인을 구현하고, 이를 실험적 프로토타입으로 검증하는 것이다.

2.1 의무적 이중 검증 (Mandatory Dual Verification)

단순히 유효한 인증 수단(NFC/PIN)을 소유하는 것만으로는 출입을 허용하지 않는다. 반드시 소유/지식 기반 인증 이후, 즉각적이고 국소적인 생체 인식(Facial Recognition) 단계를 거치도록 강제한다.

2.2 중앙 집중형 감사 (Centralized Auditing)

모든 출입 시도는 성공 여부와 상관없이 정확한 타임스탬프 및 실패 사유와 함께 로그로 기록된다. 이를 통해 보안 모니터링을 위한 명확한 감사 추적(Audit Trail)을 제공한다.

2.3 페일 세이프 및 잠금 설계 (Fail-Secure Design)

시스템의 기본 상태는 항상 '잠금'을 유지한다. 모든 인증 단계가 명시적으로 통과된 경우에만 Arduino에 OPEN_DOOR 명령을 전송하여 서보 구동부를 움직인다. 타임아웃, 소프트웨어 예외 발생, 하드웨어 연결 단절 등의 비정상 상황에서는 출입을 차단하는 것을 원칙으로 한다.

3. 프로젝트의 범위 및 한계

시스템의 유효성을 정확히 평가하기 위해 본 실험적 프로토타입의 경계를 다음과 같이 정의한다.

해결 가능한 범위

• 도난된 NFC 카드나 유출된 PIN을 입수하더라도, 등록되지 않은 사용자의 출입을 Vision AI를 통해 차단한다.
• 물리적 출입 시도에 대한 소프트웨어 강제 로그 기록 메커니즘을 제공한다.

해결 불가능한 범위 (현재 한계점)

• 물리적 파손: 도어 본체나 잠금 장치 자체에 가해지는 직접적인 물리적 파괴 공격은 방어하지 않는다.
• 고도화된 스푸핑(Spoofing): 본 프로토타입은 2D 카메라 기반 Vision AI를 사용하므로, 고해상도 사진이나 디스플레이를 이용한 전문적인 생체 인식 우회 공격(Liveness Detection 부재)에 취약할 수 있다.
• 하드웨어 변조: 공격자가 서보 링크나 잠금 구동부에 직접 접근하여 강제로 움직이는 하드웨어 해킹은 소프트웨어적으로 제어할 수 없다.
• 통신 보안: 백엔드와 Arduino 간의 직렬 통신은 현재 암호화되지 않은 상태로 전송된다.