K-방역과 기술, 이제는 속도로 따라잡는다

K-방역, 코로나의 발자국을 추적하다

우리나라는 코로나19 발생 이후, 역학조사를 통해 확진자의 동선을 파악하고 있다. 또한, 중앙방역대책본부는 지자체 및 관계기관과 협력체계를 구축해 역학조사를 실시한다. 역학조사는 확진자와의 인터뷰를 통해 진행되며 이동통신사 기지국 기반 동선 정보, 카드 결제내역 기반 동선 정보 등을 활용한다. 기존 역학조사는 확진자의 동선 정보를 카드사에 메일 및 공문으로 요청해 파악하는 데에 시간이 소요됐고, 수집된 동선을 전부 수작업을 통해 취합했기 때문에 빠른 진행이 어려웠다.

이러한 문제를 해결하기 위해 국토교통부와 과학기술정보통신부에서 정보통신기술(ICT)을 융합해 신속한 역학조사를 시행하고 있다. 특히, 국토교통부와 과학기술정보통신부는 이동통신사 및 카드사와 협력하는 방식 대신, 동선 정보 수집 기능을 제공받아 역학조사에 소요되는 시간을 획기적으로 단축했다.

역학조사 지원시스템의 주요 기능은 ▲이동통신사 및 카드사 연계 동선 정보 수집 ▲동선 정보 정제 ▲지도 기반 동선 정보 분석 ▲전자출입명부 연계 기반 접촉자 분석 기능 등으로, 이 기능들을 다양한 기관들과 연계한다. 또한, 정제된 데이터를 지도로 표출해 역학조사관이 확진자의 동선을 분석하고 확진자 간 동선 교차점을 기반으로 감염위험지역을 파악할 수 있도록 했다.

QR코드 기술로 나의 정보는 안전하게, 위치는 정확하게

QR코드 도입 이전에는 코로나19 확진자가 노래방·유흥주점 등의 집단감염 위험시설에서 지속적으로 발생했으며, 수기 기반 출입명부의 관리는 제대로 이뤄지지 않았다. 기존의 수기 기반 출입명부의 경우, 출입명부에 쓰인 전화번호의 악용사례 등 개인정보 보호에 대한 문제점이 제기되기도 했다.

이에, 지난해 5월 중앙재난대책본부 회의에서 개인정보 보호와 정확한 출입자 명부 확보를 위한 QR코드 기반 전자출입명부 시스템 도입을 결정했다. QR코드 기반 전자출입명부는 스토킹 범죄·해킹 등 개인정보 유출 위험성을 최소화한 기술이다. QR코드는 네이버·카카오와 같은 상용 앱에서 발급하며, 해당 시설물에 방문한 기록은 전자출입명부 서버에서 관리한다. 전자출입명부는 위치, 사업자 등록번호, 방문 시간을 정확하게 기록하기 때문에 역학조사에 사용되는 데이터 중 가장 정확한 정보로 활용된다.

▲ 현재 QR코드 전자출입명부를 통해 개인정보 유출을 최소화하는 역학조사를 시행하고 있다. (출처: 보건복지부)

블루투스, 이제는 코로나도 잡는다

코로나19 상황이 지속함에 따라 널리 보급된 스마트폰을 이용한 접촉알림 솔루션의 필요성이 대두됐다. 초기에 개발된 접촉알림의 경우 블루투스 신호 세기 수집이 불가하거나, 배터리 소모량이 높다는 등의 문제점이 있었다. 그러나 블루투스를 통한 접촉알림앱은 저전력 블루투스 신호를 기반으로 휴대전화의 익명화된 정보만을 수집해 개인정보를 보호한다. 저전력 블루투스는 약 10m의 도달 반경을 가진 2.4GHz 대역 기반의 저전력 데이터 송수신이 가능한 기술을 의미한다. 또한, 블루투스 평균 전력 소모량 대비 1백분의 1 정도만 소모하며, 스마트폰 사용 시간에 영향이 거의 없다.

접촉알림앱은 주기적으로 서버에 접속해 새로 추가된 서버와 해당 서버에 대한 접촉 날짜, 접촉이 유지된 시간, 신호 세기 등의 접촉 관련 정보를 다운 받는다. 이후 자신이 보유한 14일간의 위치 정보와 접촉알림앱의 상호작용으로 확진자와 동선이 일치하는 건이 있는지 검사한다. 일치하는 경우, 접촉 판단 기준인 신호 세기·접촉 시간 등을 종합한 ‘위험점수’를 이용해, 접촉위험 알림 여부를 판단한다. 발병일 이후 접촉일까지의 경과시간, 확진 경로를 고려한 가중치를 곱해 최종적으로 ‘접촉위험점수’를 산출한다. 산출한 위험점수가 위험 기준 이상이라면 개인의 휴대전화로 알림이 가는 방식이다. 또한, 확진자가 확진 사실을 등록하면, 14일간 접촉자로 의심되는 사용자에게 감염 가능성을 휴대전화로 알린다.

이에, 블루투스 기술을 기반으로 구글과 애플이 공동으로 개발한 ‘Exposure Notification(이후 EN)’이 탄생했다. 구글과 애플은 이 기술을 자사 운영체제에 최적화해 문제점을 해결했다. EN은 저전력 블루투스 기술을 활용해 디바이스 간 신호 세기를 측정한다. EN을 기반으로 개발한 접촉알림앱은 전 세계 55개국에서 개발 및 출시를 완료했으며, 6개국에서 개발 중이다. 특히 미국의 경우 지나치게 많은 확진자 발생으로 정상적인 역학조사를 기대하기 어려워 50개의 주가 통합해 이끄는 접촉알림앱을 개발하고 있다. 또한, 매주 확진자 값을 공유해 미국 전역을 아우르는 접촉알림앱 구축을 추진 중이다.

▲구글과 애플에서 개발 중인 ‘Exposure Notification(EN)’은 14일간의 기록을 바탕으로 휴대전화 알림을 제공하는 시스템이다. (출처: 한국전자기술연구원)

코로나19에 신속히 대응하라

카이스트의 ‘코로나19 접촉자 확인 시스템(CTS)’

지난달 7일 KIST 국내 연구진이 휴대전화 전파 신호를 이용해 코로나19 밀접 접촉자를 10분 만에 찾아내는 ‘코로나19 접촉자 확인 시스템(CTS)’를 개발했다. CTS 기술은 코로나19 확진자와 접촉 시, 이를 정확하게 포착하고 10분 안에 휴대폰으로 알려주는 방식이다. 기존 방식은 확진자 발생 시 모임 참석자 전원이 검사 대상자가 되지만 이 시스템을 이용하면 검사 대상자가 최소 10%로 줄어 실제 접촉한 사람만 검사 대상자가 된다. 또한, 구글·애플이 개발한 ‘Exposure Notification’보다 빠른 결과를 도출할 수 있으며, 코로나19 확진에 신속하게 대응할 수 있다.

CTS 기술은 휴대전화에서 나오는 전파 신호를 분석해 실내에서 확진자 접촉 여부를 찾아내는 방식으로, 정확도는 99.8%에 달한다. CTS가 인식하는 전파 기술을 보내는 장치를 ‘비컨(beacon)’이라고 부른다. 이는 근거리에 있는 스마트 기기를 자동으로 인식해 필요한 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치를 의미한다. 비컨은 주로 쇼핑센터, 음식점, 박물관, 미술관, 영화관, 야구장 등을 방문한 고객의 스마트폰에 데이터를 전송하며 50m 장거리에서도 작동할 수 있다. 더불어 실내 공간에서 전파 신호를 만들어 내는 비컨은 값이 저렴하고 작동이 쉽다는 장점이 있다.

속도가 관건인 싸움

구글·애플 vs KIST

구글·애플이 개발한 EN은 블루투스를 사용하지만, 우리나라에서 개발한 CTS는 비컨을 사용해 더 간단한 구조를 만들었다. 비컨은 일방향 통신이라는 점에서 블루투스와 구분되는데, 일방향 통신은 기기가 정보를 송신만 할 수 있다는 것을 의미한다. 쉽게 말해 서로를 등록해 쌍방향 통신을 하던 기존의 블루투스 장비와 달리, 비컨을 통해 일방적으로 정보를 전달받을 수 있다.

KIST 연구진은 공간에 따라 전파의 신호가 변화한다는 특징이 해당 기술의 배경이 됐다고 설명했다. 확진자와 같은 전파 지문을 가진 밀접 접촉자만을 구별하는 방법으로, 확진자와 가까이 있었어도 둘 사이에 벽이 있다면 전파 특성이 달라져 밀접 접촉자로 구별되지 않는다.

전파 지문이란 전파 전달의 특성을 활용하여 같은 공간에 있었던 코로나19 밀접 접촉자를 효율적으로 찾을 수 있도록 개발한 시스템이다.

우리 대학 권구덕 교수(전자공학과)는 “전파가 전달되는 과정에서 벽과 같은 큰 장애물을 만나면, 전파가 휘어지거나 반사돼 개인의 휴대폰에 수신된 전파 특성이 달라지게 된다.”라고 설명했다. 또한 “대형 공간에서 확진자와 유사한 전파 특성을 찾아 밀접 접촉자를 쉽게 분류할 수 있고, 기록한 정보와 개인정보를 분리해 보안성이 높다.”라고 전했다.

연구진은 이번 달 중으로 KIST 전체 건물에서 시범 서비스를 시작할 예정이며, 현대자동차 양재 사옥과 국민건강보험 일산병원에도 도입을 준비 중이라고 밝혔다.

RF 기술로 접촉자를 구분하다

CTS 기술의 핵심은 전 국민이 보유하고 있는 휴대전화 ‘RF’를 활용한 기술이라는 점이다. RF는 Radio Frequency의 약자이며 무선주파수를 방사해 정보를 교환하는 통신 방법이다. 따라서 RF 기술은 대략 100~300MHz 이상의 고주파를 이용하는 기술 일체를 지칭한다. 쉽게 말해 기기 혹은 장비에 무선 통신을 가능하게 하는 모든 기술을 통칭한다. RF는 실내 곳곳에 설치된 무선송신기인 비컨과 전파 신호를 주고받아 기록을 남긴다. 이 정보를 통해 확진자가 발생하면 접촉 여부를 데이터로 제공하는 것이다.

CTS 시스템을 활용하면 백화점과 같은 다중이용시설과 스포츠 경기, 지역축제 등 QR코드만으로는 밀접 접촉자를 가려내기 어려운 곳에서 개인정보 유출 우려 없이 효과적으로 방역 관리를 할 수 있다. 특히, 위성위치정보시스템(GPS) 신호 수신이 어려워 방역 사각지대가 만들어지는 실내 방역의 한계 또한 극복할 수 있다.

이에 권 교수는 “CTS 시스템은 밀접 접촉자를 명확히 파악하는 동시에 개인정보 유출을 막을 수 있어, 효과적이다.”라고 했다. “그러나 현재 실생활에서 도어락이나 교통카드 등에 사용되고 있는 RF 기술의 경우, RFID라는 인식 시스템의 개인정보 유출이 문제되고 있어 RF기술 활용 시 개인정보 유출의 위험성에 대해 면밀히 검토할 필요가 있다.”라고 전했다.

이어진 기자

<aj1062@kangwon.ac.kr>