이번 연재에서는 저작권법에서 의무화하고 있는 기술적 보호 조치로서 콘텐츠 저작권 보호 기술에 대해 간략하게 분류하여 소개하고 저작권 보호 기술 중에 디지털 워터마킹 기술에 대해 조명해보고자 한다.

IT 강국으로 자리매김하고 있는 우리나라의 위상이 후발 개발국에 의해 위협받고 있는 상황에서 국가의 미래 핵심 산업으로서 문화콘텐츠산업에 대한 중요성이 부각되어 왔고 정부의 적극적인 의지로 관련 사업에 대한 지원이 이루어지고 있다. 문화콘텐츠 사업은 2000년 초반부터 고부가가치 산업으로 인지되며 고성장 추세를 보이고 있다.

그러나 이면에는 문화콘텐츠에 대한 불법 복제 및 유통으로 인한 피해가 심각한 수준에 있다는 현실은 이런 성장을 저해하고 문화콘텐츠 강국으로 부상하려는 정부의 의지를 뒤흔들 수 있는 불씨로 남아 있다.

지난 2009년 저작권보호센터에서 발간한 ‘2009 저작권보호 연차보고서’에 따르면 음악, 영화, 방송, 출판, 게임 등 불법 복제물의 시장 규모가 9,600억원 정도로 산정되고 있으며 이로 인한 합법 시장의 침해 규모는 약 2조 4,000억 정도로 보고하고 있다.

일례로 2009년도에 워낭소리, 해운대, 박쥐 등의 불법 유출 사례에서 보듯이 고화질의 영화 콘텐츠가 불법 유출되어 막대한 경제적인 피해와 다양한 사회적인 파장을 만들어 내고 있다는 것을 주목해 볼 필요가 있다.

정부가 2008년 10월 ‘지적재산권 보호 및 공정거래질서 확립’을 100대 국정과제로 선정하여 문화콘텐츠 강국으로 도약하기 위해 저작권 보호 정책을 추진하고 있다는 것과 저작권법의 개정과 더불어 저작권 침해 단속 및 감시 활동 강화, 클린사이트 지정 운영 등의 활동을 통해 어느 정도 가시적인 성과를 내고 있다는 점은 참으로 다행스러운 일이라 할 수 있다.

2008년 개정 강화된 저작권법 104조(특수한 유형의 온라인 서비스 제공자의 의무 등)에 불법적인 저작물의 유통을 차단하는 기술적인 보호 조치에 대한 서비스 제공자의 의무화를 규정하고 있다.

저작권 보호 기술의 분류

저작권 보호 기술의 분류는 기준에 따라 여러 가지 방법이 있을 수 있으나 여기서는 콘텐츠에 대한 접근 여부 및 불법 유출 시점을 기준으로 사전 보안 기술과 사후 보안 기술로 분류하겠다.

사전 보안 기술은 암호화 기술을 사용하여 허가되지 않은 사용자의 접근을 원천적으로 차단하는 적극적인 저작권 보호 기술이다. 현재 시장에서 활용되고 있는 대표적인 사전 보안 기술로는 DRM, CAS, CPRM, HDCP, ACP 등의 기술이 있으며 2000년대 초반에 방송, 온라인 서비스, 그리고 기업 내 기밀문서 유출 방지 시스템에 널리 활용되고 있다. 최근 들어 DRM-free 서비스가 화두가 되고 있지만 아직까지는 음원 시장에 제한적으로 적용되고 있다.

일부 방송 콘텐츠가 사전 보안 기술을 적용하지 않고 서비스되고 있기는 하지만 영화, e-Book 등과 같은 분야에서는 음원과는 달리 콘텐츠가 이용자에게 한 번 노출되는 경우 해당 이용자는 더 이상 콘텐츠에 대한 구매자가 될 수 없다는 특성 때문에 당분간은 지속적으로 활용될 것으로 본다. 또한 사전 보안 기술은 서비스 사업자의 다양한 서비스 모델을 지원할 수 있다는 장점을 가지고 있기 때문에 서비스 사업자들이 쉽게 포기하지 않을 것으로 보인다.

반면에 사후 보안 기술은 허가되지 않은 사용자에 대한 접근 차단 장치를 두지 않으면서 디지털 콘텐츠에 식별 정보를 삽입한다거나 또는 디지털 콘텐츠의 특징이 되고 유일하게 식별될 수 있는 정보를 추출하여 데이터베이스를 구축함으로써 유출 이후 콘텐츠 유통 경로를 추적한다거나 감시하여 불법적인 유통을 차단하는 기술을 의미한다.

대표적인 사후 보안 기술로는 디지털 워터마킹, 특징점 기반 콘텐츠 식별 기술(이하 핑거프린팅), 저작권 표시제도 등이 있으며 2007년 애플의 CEO Steve Jobs가 자사의 웹사이트에 게재한 ‘Thoughts on Music’ 기고문으로부터 발단이 된 음원 시장의 DRM-free 서비스가 활성화되면서 주목받고 있으며 적용이 활발하게 이루어지고 있는 중이다. 사후 보안 기술에서 특징점 기반 식별 기술(이하 핑거프린팅으로 통칭)과 디지털 워터마킹 기술이 대표될 수 있으며 두 기술 모두 디지털신호처리에 기반을 두고 있다.

핑거프린팅 기술은 디지털 콘텐츠의 특징이 되고 유일하게 식별될 수 있는 값을 추출하여 데이터베이스를 구축하여 임의의 콘텐츠가 주어질 때 해당 콘텐츠의 특징점을 비교하여 콘텐츠를 식별하는 기술이다. 핑거프린팅 기술의 응용분야는 주로 콘텐츠 모니터링과 필터링 시스템에 활용이 된다.

워터마킹 기술의 개요

디지털 워터마킹이란 디지털 콘텐츠에 저작권 정보, 사용자 정보 등의 특정 정보, 즉 워터마크를 콘텐츠 자체에 인간의 시청각에 인지되지 않도록 삽입하고 추출하는 기술 또는 과정을 의미한다.

‘워터마크’의 어원은 중세시대로 거슬러 올라가서 종이를 제작하는 과정에서 두 장의 종이를 겹쳐서 그 사이에 가문을 상징하는 표식을 삽입하여 사용한 데서 유래 되었다. 우리가 주변에서 흔히 볼 수 있는 대표적인 워터마크는 지폐에서 찾아볼 수 있다. 만원권 지폐를 불빛에 비추었을 때 보이지 않던 세종대왕 초상이 나타나는데 이것이 워터마크이다.

현재의 디지털 워터마킹 기술은 1990년 초반부터 연구가 시작되어 2000년대 초반까지 기술과 응용이 활발하게 개발되었다. 그 이후 디지털 워터마킹 기술은 암호학, 신호처리, 통신이론 등이 집적된 하나의 학문으로 자리잡고 있다.

디지털 워터마킹은 디지털 콘텐츠를 왜곡시켜 워터마크 정보를 삽입하고 검출하는 기술이기 때문에 디지털 워터마킹 기술 개발의 주요 목표는 원본 콘텐츠의 왜곡을 최소화시켜 인간의 시청각에 인지되지 않도록 하고 검출 시 압축, 신호처리, 기하학적인 변형, AD/DA 변환과 같은 디지털 콘텐츠가 놓일 수 있는 다양한 환경에서 신뢰성 있게 검출되게 하는 것이다.

디지털 워터마크 삽입 절차는 먼저 워터마크 패턴을 구성하는 단계와 인간의 시청각적으로 원본과 동일한 콘텐츠를 생성하기 위해 구성된 워터마크를 삽입하는 두 단계로 구분해 볼 수 있다. 먼저 워터마크 패턴을 생성하는 단계에서는 워터마크 정보를 비밀키를 이용 변조(Modulation)시켜 원본 이미지와 동일한 크기의 워터마크 패턴을 생성한다.

여기에서 워터마크 패턴을 생성하는데 비밀키가 사용되는 이유는 허가되지 않은 사용자에 의해 워터마크 정보가 해석되지 않도록 하는 목적과 동일한 워터마킹 기법을 사용하여 이미 워터마크가 삽입된 콘텐츠에 다른 워터마크를 삽입하려고 할 때 워터마크 패턴이 직교성을 가지도록 하여 서로 간섭이 발생하지 않도록 하는 목적 때문이다.

워터마크를 삽입하는 단계에서는 먼저 인간의 시각의 특정을 이용하기 위해 HVS(Human Visual System)라는 필터링 기법을 사용하고 있다. 이는 인간의 시각이 신호의 변화에 대한 감지 능력이 다르다는 특성을 이용한 필터링 기술로서 콘텐츠의 왜곡을 최소화하고 워터마크의 내구성을 증대시키는 기능을 한다.

인간의 시각은 패턴이 복잡한 영상에서의 변화가 패턴이 평탄한 영상에서의 변화보다 덜 민감하고 색상에 있어서는 녹색이 붉은색보다는 민감하고 파란색보다는 덜 민감하다는 특성 등을 이용하는 것이 HVS이다. 이렇게 필터링된 값을 원본 콘텐츠와 동일한 크기로 구성된 워터마크 패턴과 곱하여 원영상에 더하는 과정을 수행함으로써 워터마크 정보가 삽입된 콘텐츠를 생성하게 된다.

디지털 워터마킹 응용분야

디지털 워터마킹은 다양한 형태로 응용이 가능하다는 장점을 가지고 있는데 응용에 따라 워터마킹 기술에 대한 요구사항이 달라진다는 것이 이색적이다. 저작권보호, 방송모니터링, 네트워크 모니터링, 유통 경로 추적등과 같은 응용에서는 삽입된 워터마크가 신호의 조작이나 압축 등에 내구성을 가지고 유지되어야 하지만 CCTV에서 녹화된 영상과 같은 진위성 여부를 따져야 하는 경우에는 악의적인 사용자가 조작을 시도할 때 쉽게 사라지게 해야 한다.

현재 다양한 분야에서 많은 응용이 개발이 되어 서비스되고 있으며 디지털 워터마킹의 응용에 대해서는 무한한 가능성을 가지고 있다고 할 수 있다.

IPTV STB(Set-Top-Box)에서 디지털 워터마킹 응용 사례

대부분의 IPTV 서비스 플랫폼은 CAS/DRM 사전 보안 시스템을 채택하여 사용하고 있다.

하지만 정당한 이용자가 콘텐츠를 재생하는 경우, 사전 보안 시스템을 해제하여 TV와 같은 표시 장치로 영상을 전송하게 되는데 이 과정에서 콘텐츠가 쉽게 유출될 수 있다.

일반적으로 인간이 디지털 신호를 그대로 받아들일 수 없기 때문에 TV로 전송되거나 표시될 때 아날로그 신호로 변환이 이루어진다. 여기에 보안적인 홀이 존재하는데 이것을 아날로그 홀(Analog Hole)이라고 한다. 이 아날로그 홀을 이용하여 상품적인 가치가 유지되는 고화질의 영상을 쉽게 획득할 수 있다는 점 때문에 주요 불법 유출 경로가 된다.

디지털 워터마킹 기술은 이런 문제점을 해결하고 유출 시 누구에 의해 유출이 이루어졌는지를 확인할 수 있는 유일한 수단으로 인지되고 있다.

보호된 콘텐츠가 STB에서 TV로 출력되기 전에 가입자의 정보와 재생하고 있는 시점의 시간 정보를 실시간으로 삽입함으로써 캡처를 하더라도 사용자 정보 등의 워터마크가 삽입된 영상을 획득하도록 하는 것이다. 이렇게 유출된 콘텐츠는 워터마크 검출기를 통해 불법 유출한 사용자를 식별하고 추적할 수 있다.

불법 복제 및 유통 근절해야

정부가 표명하고 있는 문화 콘텐츠 강국으로 발돋움하기 위해서는 반드시 그 원인이 되는 불법 복제 및 유통에 대한 근절을 통해 악순환의 고리를 끊어야 할 필요가 있다. 그래야지만 창작자의 수익성을 보장해 콘텐츠 창작활동을 활성화할 수 있고 양질의 콘텐츠가 이용자에게 저렴하게 공급되도록 하는 선순환 구조를 만들 수 있기 때문이다.

마지막으로 사전 보안기술과 사후 보안기술은 서로 경쟁하고 대립하는 기술이 아니라 서로 보완하는 기술이라는 점을 이해하고 두 분류의 보안 기술을 상호 보완적으로 운용하여 불법 유출로부터 안전한 보안 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

<글 : 김경순 마크애니 u-biz 사업본부개발실 실장(gskim@markany.com)>

[월간 정보보호21c 통권 제116호(info@boannews.com)]

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