R&D 나침반

성공하는 IP-R&D전략 - 특허로 본 MST(Magnetic Strip Transmission) 기술 동향

성공하는 IP-R&D 전략은 한국산업기술진흥협회와 한국지식재산전략원간 협력사업의 일환으로 한국지식재산전략원에서 제공합니다.
 


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▲ 한성수  한국지식재산전략원 전문위원  sshan@kipsi.re.kr


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최근 스마트폰을 카드리더기에 대는 것만으로 간편히 결제하는 것을 홍보하는 스마트폰 광고를 많이 보았을 것이다.

기존에는 카드리더의 홈에 카드를 넣고 긁어야지만 결제가 진행되었는데, 광고에서는 단말기를 리더기 근처에만 갔다 대어도 동작해서 신기함을 느꼈을 것이다.

삼성의 갤럭시 S6 이상에서 동작하는 삼성페이라고 하는 이 방식은 MST(Magnetic Strip Transmission) 기술을 사용하는데, 여기서는 오프라인 결제를 위한 여러 방식에 대한 소개와 MST 기술이 무엇이며, 그 등장 배경, 그리고 그 기술동향과 특허동향 등에 대해 알아본다.

또한 향후 기술적 과제와 전망 등에 대해 알아본다.


결제를 위한 신용카드 형태


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우리가 오프라인 상점에서 상품을 구매하고 지불하는 수단으로서의 신용카드·직불카드의 형태는 두 가지가 있다.

하나는 자기띠 카드(Magnetic Strip Card)로서 1960년에 IBM에 의해서 개발되었는데 이는 컴퓨터 저장매체인 자기 테이프의 원리를 카드에 적용한 것이다.

자기띠 카드는 개발 이후 신용카드, 직불카드, 공중전화 카드, 신분증(ID카드) 등 다양한 방면에서 응용되었고, 현재에도 많은 분야에서 쓰이고 있다.

현재 이 카드 형태는 보안성의 문제로 금융사에서의 사용은 금지 되었지만, 아직도 오프라인 상점의 대부분은 이런 형태의 카드를 지원하는 자기띠카드 리더기를 구비하고 있다.

그런데 자기띠 카드는 보안성뿐만 아니라 기록할 수 있는 데이터의 용량이 최대 72바이트로 작아서 다양한 데이터를 담을 수 없고, 자석과 접촉하면 데이터가 변형되는 등의 문제가 있기 때문에 이를 해결하고자 IC 카드(Integrated Circuit Card)가 나오게 되었다.

마이크로프로세서 및 메모리를 갖춘 IC 카드에 대한 출원은 1976년에 Jurgen Dethloff에 의해서 이루어 졌으며, 1977년에는 Honeywell Bull의 Michel Ugon이 첫 마이크로프로세서를 갖춘 스마트카드를 발명하였다.

지금과 같은 통일된 EMV(Europay MasterCard Visa) 규격은 1994년 처음 도입되었으며, 지금은 Visa, Mastercard 뿐만 아니라 American Express, Discover와 JCB 등 대부분의 카드사가 채택하여 사용하고 있다.

이 IC 카드는 각 기관의 ID카드로 학생증·도서관 출입증으로도 사용되고 있으며, 이동 단말기에서는 SIM(Subscriber Identity Module)이라고 하여 최소한의 부분만을 포함하는 IC 카드를 단말기 내부에 장착하여 이용하고 있다.


비접촉식 카드 기술 및 MST 기술의 등장


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앞에 설명한 카드들은 접촉식 카드로서 카드리더가 카드 상에 있는 자기띠(Magnetic Strip)에 있는 정보를 직접 읽던지 또는 IC 카드의 접촉단자를 통하여 데이터를 주고받는 기술을 사용한다.

직접 접촉을 유지하기 위해서는 일정 위치에 카드를 삽입 또는 카드를 리더기 홈 내에서 이동(Swipe)해야 하는 불편이 있다.

빠른 시간 내에 다수가 이용해야 하는 교통 단말기 등에서는 이러한 접촉식 방식을 사용하기 어려웠으며, 이를 해결하기 위해서 교통카드들에서는 IC 카드에 RF 코일을 장착하여 리더기로부터 유도전류를 공급받아 카드 내부의 마이크로프로세서 등 회로에 전류를 공급하여 동작시키는 NFC/RFID 기술을 도입하게 되었다.

하지만 일반 상점들에 있는 카드리더기들은 대부분이 IC 카드가 아닌 자기띠 카드리더기로서, 비용 문제로 쉽게 NFC 리더기로 바꾸려고 하지 않고 있다.

이러한 구형 카드리더기를 지원하면서 비접촉식의 편리함을 가져오는 기술로서 일반 자기띠 카드의 카드 데이터를 직접 자기띠 카드리더에 전송하는 MST기술이 도입되게 되었다.

이 기술은 실물의 자기띠 대신에 코일에 전류를 흘려보내 자계를 발생시켜 원하는 카드 데이터를 모방(Emulating)하는 기술이다.

이 기술의 선구자는 미국 Dynamics이며, IC 카드에 여러 개의 자기띠 카드 정보를 넣어 이를 선택하여 결제하게 하는 기술을 선보였다.

LoopPay는 카드를 삽입할 수 있는 별도 케이스 또는 동글형태의 기술을 선보였는데, 삼성은 LoopPay를 인수하고 이 기술을 단말기에 장착하여 삼성페이라는 이름으로 선보이게 되었다.

이외에도 국내외의 여러 회사들이 이 MST 방식에 관심을 갖고 개발을 진행 중이다.


관련 시장/기술 동향

결제를 위한 기술을 기기에 탑재하는 방식에는 스마트폰 등 모바일 디바이스에 탑재하는 방식과 기존의 스마트카드에 탑재하는 방식이 있다.

(1) 모바일 디바이스에 탑재하는 방식

모바일 디바이스에 탑재하는 방식은 주로 NFC 기술을 이용하는 경우가 많은데, 대표적인 주자가 Apple과 Google이다.

Apple은 2011년부터 자사의 단말기에 NFC를 탑재한다고 발표해 왔으나 시장 환경이 아직 여의치 않다고 판단하여 계속 미루다가 최근에야 ApplePay라는 이름으로 탑재하였다.

아직은 NFC를 지원하는 단말기가 많지 않은 관계로 시장 점유율은 Apple이라는 명성에 맞지 않게 작은 형편이다.

Google은 Google Pay/Google Wallet 등으로 결제기술을 개발하여 왔으며, Android Mashmellow(Android 6.0)에 AndroidPay라는 이름으로 탑재하기로 결정하였다.

자기띠를 이용하는 방식으로는 LoopPay사의 기술을 이용하는 삼성페이가 있는데 현재는 자사의 갤럭시6 이상에만 적용되고 있다.

모바일 디바이스에 카드 데이터를 저장하는 방식은 별도의 실물 카드를 지참하지 않아도 되는 편리함이 있는데 반해 실물카드를 사용하여 결제하려는 사용자들의 관성이 장애요인이 될 수 있다.

(2) 기존 신용카드 형태에 탑재하는 방식


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기존의 스마트카드에 NFC를 탑재하는 기술은 교통카드, 신분증 및 일부 신용카드 등에 기 적용되고 있다. SKT는 스마트카드에 19여러 개의 카드 데이터를 넣어 선택할 수 있게 하는 스마트카드를 개발 중이다.

자기띠 정보를 이용하는 방식은 미국의 Dynamics사, Coin사 등이 있으며, 국내에서는 벤처 기업인 브릴리언츠가 개발에 성공하여 상용화를 앞두고 있다.

이 방식은 하나의 카드에 여러 개의 카드 데이터를 저장하여 편리 하게 선택할 수 있는 장점이 있으며, 오프라인 결제에 실물카드를 사용 하려는 사용자들의 사용 습관과도 부합된다.


MST 기술 특허 동향

특허분석은 2015년 2월까지 공개 또는 등록된 스마트 멀티 카드 기술과 관련된 특허를 대상으로 하였으며, 분석 대상 국가는 한국, 미국, 일본 및 유럽 특허청에 출원된 특허로 한정하였다.

(1) 연도별 출원 동향


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통합 스마트카드 분야의 특허출원은 계속해서 증가하다가 2011년을 기점으로 감소하고 있는데 이는 Dynamics 등의 시장선도 업체의 공격적인 출원 이후 건수가 감소한 영향이 크다.

그러나 O2O 및 핀테크 사장동향에 따라 MST 기술 분야의 특허출원은 다시 증가할 것으로 예상해 볼 수도 있겠다.

(2) 국가별 출원 동향

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 에 나타난 바와 같이, 미국의 출원이 가장 많은 50% 이상을 차지하고 있으며, 다음으로는 일본, 한국 순이다.


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유럽의 경우에는 5% 정도의 낮은 비율을 차지하고 있는데 이는 개별국이 아닌 유럽특허청에 출원된 특허출원만을 대상으로 하고 있기 때문이다.

여기에서도 2011년 전후로 감소하고 있는 추세인데, 특히 미국 쪽의 감소폭이 크다.

(3) 주요 경쟁사 동향

Dynamics사는 MST(Magnetic Strip Transmission) 관련, 디자인특허를 포함하여 미국에서만 100건이 훨씬 넘는 특허군을 보유하고 있는 원천기술을 보유한 기업이다.

이 기업은 MST 기술이 시장에 도입되기 훨씬 전에 시장이 열릴 것을 예측하여 특허군을 구축하여 왔다.

Dynamics사의 기술적 특징은 Shielding, Magnetic Emulator 배치, 신호 증폭 등에 관한 다수의 기술을 보유하고 있다.

초기에는 기본적인 마그네틱 에뮬레이팅 및 리더 검출 기술에서 카드 보안을 위한 엔코딩 및 각종 인증 기술 중심으로 기술개발 및 특허를 출원하였는데, 그 이후에는 BM 측면에서의 리워딩 및 기프트 쿠폰 관련 기술 등에 관련된 특허, 최근에는 모바일 디바이스와의 연동이나 근거리 통신을 반영한 기술 등에 대해 출원을 진행하고 있다.

Coin사의 기술적 특징은 여러 장의 카드 정보를 스마트폰에 저장하고 저장된 카드 정보 중 일부를 선택하여 멀티 카드로 전송하는 방식을 사용하고 있으며, 최근에 Swipe Detection 등 출원을 시작하여 아직 출원 수에 있어서는 많지 않으나 시장에서 강력한 Player가 될 가능성이 있다.

그 외 미국의 주요 업체로는, 스마트카드 등에 관한 다양한 특허군을 구비한 Privasys사, Secure Transaction Platform 사업을 목표로 하는 Tyfone사, 이동단말기와의 무선 연결에 의해 지불 카드 데이터를 선택하는 Stratoscard사 등이 있다.

유럽에도 NagraID사 등의 경쟁사가 있다.

국내에는 브릴리언츠사가 선도업체들과 나란히 할 만한 기술력을 가지고 다수의 특허를 보유하고 있으며, 사용자의 편의성을 도모하는 여러 부가 기술에도 관심을 가지고 개발을 진행 중이다.

곧 브릴리언츠 기술을 이용하는 카드들을 국내외에서 만나기를 기대한다.


향후 전망 및 과제

궁극적으로는 보안문제가 발생하는 자기띠 방식에서 IC방식으로 전면 전환될 것은 자명한 사실이며, Apple과 Google 등은 이 시장에서 최후의 승자가 되기 위해 계속 노력할 것이다. 그러나 IC 방식으로의 전면 전환될 시점은 불분명하다.

최근의 ApplePay에 대한 시장 반응 등을 고려할 때, 또 전 세계에 있는 3,000만 대 이상의 자기띠 카드 리더를 고려할 때, MST 방식은 금방 사라지는 역할에 그치는 것이 아니라, 그 간격을 메우는 징검다리 역할을 하게 될 것이며, 상당기간 시장의 우세 기술로서 남아 있을 것으로 예측 된다.

MST 기술은 계속 발전하고 있으며, 향후에도 리더기의 형태 및 방식을 감지하여 거기에 맞는 형태로 자기띠 데이터를 송신함으로써 데이터 인식률을 높이기 위한 기술들이 개발될 것이다.

또한 근거리 통신기술, BLE 기술 등을 이용하여 카드 데이터를 업데이트하기 위한 기술 등도 개발될 것이다.

스마트카드를 이용한 MST 기술에서는 모바일 디바이스와 무선으로 연결되어 카드 데이터를 갱신한다든가 모바일 디바이스와 멀티 카드 간에 전력 등 자원을 공유하는 기술 등이 필요할 수도 있다.

Business Model 측면에서는 매장별 가장 좋은 혜택, 또는 사용자에 맞는 Curation Service, 카드 등록 또는 사용시 리워드를 제공하는 기술, 모바일디바이스 용 애플리케이션, 광고 서비스 등의 과제가 추진될 것으로 예측된다.