Как телефон распознает отпечаток пальца
Телефоны с отпечатком пальца
Телефоны с отпечатком пальца пользуются все большей популярностью, так как они считаются самыми защищенными. Сканер отпечатков пальцев представляет собой тип электронной системы безопасности, которая использует отпечатки пальцев для биометрической аутентификации, чтобы предоставить пользователю доступ к информации или для одобрения транзакций.
Отпечаток пальца
Раньше сенсорный датчик, обеспечивающих контроль доступа, можно было встретить только в фэнтезийном кино или научно-фантастических романах. Но времена воображения, превосходящие человеческие инженерные способности, уже давно закончились — сканеры отпечатков используются на протяжении десятилетий! Такие технологии становятся более обыденными в новейших мобильных устройствах и постепенно продвигаются в повседневную жизнь.
Что такое сканеры отпечатков пальцев
Отпечатки пальцев каждого человека уникальны, поэтому они успешно идентифицируют людей. Не только правоохранительные органы собирают и поддерживают базы данных отпечатков. Во многих видах профессий, требующих лицензирования или сертификации (например, финансовые консультанты, биржевые посредники, агенты по недвижимости, учителя, врачи и медсестры, охрана, подрядчики и т. д.) применяют отпечатки пальцев в качестве условия работы. Также типично предоставлять эти идентификаторы при нотариальном заверении документов.
Усовершенствования технологий позволили включить считыватель отпечатков на задней крышке или на экране в качестве другой (необязательной) функции безопасности для мобильных устройств. Этот идентификатор можно вручную включить для безопасности (это делается в настройках безопасности), или отключить при необходимости.
Сканер отпечатка пальца появился самым последним из всех способов идентификации. Уже были пин-коды, коды шаблонов, пароли, распознавание лиц, определение местоположения, сканирование диафрагмы, распознавание голоса, надежное соединение Bluetooth/NFC.
Зачем же нужен новый метод защиты, если можно поставить пароль?
Многие пользуются новой технологией защиты для безопасности, удобства и футуристического ощущения.
Принцип работы и типы
Технология, как работают датчики, довольно проста. Сканер захватывает рисунок гребней и долин на пальце. Затем информация обрабатывается программным обеспечением анализа/сопоставления патчей устройства, которое сравнивает его со списком зарегистрированных отпечатков в файле. Успешное совпадение означает, что идентификация проверена. После этого предоставляется доступ к данным.
Метод захвата данных отпечатков зависит от типа используемого сканера:
Плюсы и минусы использования сканеров отпечатков пальцев
Плюсы использования сканеров отпечатков пальцев:
Минусы использования сканеров отпечатков пальцев:
Данная технология защиты в электронике потребительского уровня по-прежнему является совершенно новой, поэтому можно ожидать, что стандарты и протоколы будут установлены с течением времени. По мере созревания производители смогут точно настраивать и улучшать качество шифрования и защиты данных, чтобы предотвратить кражу или неправильное использование.
Телефоны с технологией сканирования
Motorola Atrix стала первым смартфоном, который использовал эту технологию защиты, еще в 2011 году. С тех пор появились многие другие телефоны с отпечатком пальца. Примеры включают (но не ограничиваются ими): Apple iPhone 5S, модели Apple iPad, Apple iPhone 7, Samsung Galaxy S5, Huawei Honor 6X, Huawei Honor 8 PRO, OnePlus 3T, OnePlus 5 и Google Pixel. Вероятно, что еще больше мобильных устройств будут поддерживать сканеры отпечатков пальцев с течением времени.
На большинстве смартфонов уже предустановленна программа для сканирования, но на некоторых моделях придется установить приложение самостоятельно.
Проблемы со считыванием
Несмотря на то, что считыватели считаются довольно точными, может быть несколько причин, по которым не происходит авторизация.
Если перестал работать датчик, может проблема кроется в следующем:
Большинство производителей предвосхитили эти моменты, поэтому некоторые устройства все еще могут быть разблокированы паролями, пин-кодами или сканированием диафрагмы.
Поэтому, если палец не сканируется, просто используйте один из других методов разблокировки, которые необходимо заранее добавить.
Некоторые пользователи спрашивают, как разблокировать телефон с отпечатком пальца другого человека?
В принципе, защиту можно обойти. Например, ситуация: муж спит на диване, а жена хочет забраться в его сообщения, поискать компромат. Для разблокировки девайса можно просто прислонить палец спящего мужа. Конечно, такой путь не всегда доступен. Но можно сделать хитрее – найти место, где касался человек и остался его явный след, посыпать пудрой и приклеить скотч. Дальше кусок скотча прислоняется к телефону и, в большинстве случаев, считыватель открывает доступ.
Сканер отпечатка пальца в смартфоне: дополнительная безопасность или наоборот?
Производители утверждают, что сканеры отпечатков данных удобны и очень безопасны. Но это не так.
Сканеры отпечатков пальцев сейчас можно найти практически во всех топовых смартфонах. Производители утверждают, что биометрические технологии не только удобны, но еще и очень безопасны. Так ли это?
Не совсем так. Для начала: эти датчики несовершенны. Емкостные сканеры старого образца плохо распознают отпечатки мокрых пальцев, да и вообще часто срабатывают не с первого раза. Если ваши руки потеют летом или во время занятий спортом, телефон может заупрямиться. Шрамы, царапины и прочие дефекты также влияют на качество распознавания. Кроме того, многие сенсоры не отличают слепок от реального пальца, и это уже угроза безопасности.
Часть проблем, скорее всего, решится, когда Qualcomm выпустит на рынок свою новую разработку — ультразвуковой сканер отпечатков пальцев. Слепком его не проведешь, да и влажные пальцы новому датчику не помеха. Но есть и другие угрозы.
Умная бутылка виски и четыре тренда, которые мы почувствовали на MWC 2015 и которые нас очень обнадеживают: http://t.co/V3G8pTP2lj
Новые технологии уязвимы просто в силу своей новизны — недостаточно просто встроить в телефон нечто инновационное, надо еще сделать это грамотно. Это удается не всем, и точно не сразу. В августе 2015 года был обнаружен способ украсть отпечатки пальцев — удаленно и в промышленных масштабах.
Специалисты выяснили, что смартфоны HTC One Max и Samsung Galaxy S5 хранят изображения с отпечатками пальцев пользователей в общем разделе файловой системы в виде незащищенного файла с расширением bmp, то есть как обычную картинку. Любое приложение, получившее на телефоне доступ к файлам и Интернету, может эту картинку выкрасть. К тому же во многих смартфонах недостаточно защищен сам датчик — вредоносная программа может считывать изображение непосредственно с него.
При этом iPhone справился с этой задачей гораздо лучше конкурентов: смартфоны Apple шифруют эти файлы, так что, если хакер получит изображение, он не сможет прочитать его без криптографического ключа. Производители выпустили патчи, но нет никаких гарантий, что в следующем флагмане с новой ОС не найдутся новые «дыры».
Кстати, про Google. Отпечатки пальцев на Android-смартфонах HTC, как оказалось, доступны почти всем желающим: https://t.co/0HImw2ozaf
Для защиты данных некоторые вендоры (к примеру, Huawei) используют технологию ARM TrustZone, которая анализирует отсканированные отпечатки пальцев в отдельной операционной системе, запущенной на выделенном виртуальном процессоре, к которому нет доступа у основной системы. В результате сторонние приложения и разработчики не могут добраться до критически важной информации вроде сканов отпечатков пальцев. К сожалению, из-за особенностей реализации эта технология также несовершенна.
Утверждение о том, что отпечаток пальца — не пароль и его нельзя «подглядеть», забыть или случайно передать кому-то другому, на практике не работает. В этом году исследователи также наглядно показали, что украсть отпечаток можно очень легко, причем не входя в контакт с жертвой, — достаточно сделать качественный снимок ее ладони или даже распечатать подходящую фотографию из журнала. Кстати, этот метод подходит и для подделки радужной оболочки глаза.
Попавший в сеть пароль можно заменить за пару минут, но украденные отпечатки пальцев поменять не получится и за всю жизнь. Поэтому не стоит безоглядно доверять громким рекламным заявлениям производителей. Пока же всем пользователям смартфонов, оборудованных сканерами отпечатков пальцев, мы рекомендуем следующее.
Сканер отпечатка пальца в смартфоне: дополнительная #безопасность или наоборот?
Как скрыть личные данные и список контактов в телефоне от любопытных глаз и мошенников: https://t.co/yvseX1MuIy pic.twitter.com/TX2NGJGfq5
В целом сканер отпечатков пальцев — изобретение неплохое, и в смартфонах от него больше пользы, чем вреда. Но не надо считать его решением всех проблем — пользуйтесь этой технологией с умом и не пренебрегайте другими мерами безопасности.
Как телефон распознает отпечаток пальца
Что делает сканер отпечатков пальцев? Вполне логичный ответ — запоминает наши отпечатки. Это так и не так одновременно. Во-первых, сенсор не хранит фотографии ваших отпечатков. Во-вторых, человек не всегда прикладывает палец к сканеру в одном и том же положении, а прибавьте к этому возможный небольшой порез, слабую силу надавливания — датчик точно не узнает вас.
Что тогда сканирует этот сенсор? Он ищет уникальные признаки и контрольные точки, по которым сможет распознать, что это вы и ваш отпечаток. Если присмотреться, папиллярный узор, а именно так называются линии на наших пальцах, имеет интересные особенности: одни линии у него разветвляются, другие остаются отдельными островками, третьи прерываются в неожиданном месте. Все это и создает рисунок, особые точки ваших отпечатков. Именно такие точки и ищет сенсор во время сканирования, их количество может достигать более 70 штук. Поэтому при настройке сканера важно как можно больше раз приложить палец к сенсору, чтобы у него было больше особых точек для анализа.
При разработке смартфонов с поддержкой функции разблокировки по отпечатку используют три вида сенсоров: оптические, ультразвуковые и емкостные. У каждого есть свои достоинства и недостатки, а отличаются они способом получения отпечатка: оптический делает это с помощью света, ультразвуковой — через звук, емкостный — через электричество. Поговорим о каждом из них отдельно.
Оптический сканер отпечатков пальцев
Если упростить, оптический сканер — это черно-белая камера, которая делает двухмерный снимок отпечатка, когда к ней прикладывают палец. Обычно оптический вид сканера помещают под экран в определенное место, и прикасаться к нему нужно только в определенном месте. При этом стоит учесть, что их устанавливают только на AMOLED-экраны — они полупрозрачны и каждый их пиксель излучает свет, когда на него подается напряжение. Это позволяет размещать не только дактилоскопические сенсоры, но и датчики освещения и приближения, фронтальные камеры.
Главное достоинство такого сенсора в том, что его можно поместить под экран. Его скорость и качество работы будут зависеть от прозрачности стекла и разрешения матрицы.
Сейчас оптические сканеры стали быстрыми и точными, догнали по производительности емкостные сенсоры, но первые разработки не отличались скоростью и стабильностью, и это был один из недостатков.
Другой недостаток — на стабильность и скорость работы влияет всё. Это может быть вода, мелкая грязь, пыль, которые попали на сканер и помешали сделать четкий снимок отпечатка.
Такой сканер в теории легче обмануть, чем ультразвуковой или емкостный. Дело в том, что он сохраняет двухмерное изображение отпечатка, и вместо пальца можно приложить слепок или любую другую подделку с нужным отпечатком. Но с другой стороны, благодаря яркой подсветке сканер видит не только узоры отпечатка, но и пульсацию крови. Это значит, сканер подтвердит, что сканируется именно палец.
Еще один недостаток — оптические сенсоры привередливы к защитным пленкам и стеклам. Материал защиты, ее толщина тоже могут повлиять на качество работы сканера.
Емкостный сканер отпечатков пальцев
Сенсор состоит из токопроводящих пластин, размер которых меньше, чем линии папиллярного узора. В пластинах образуются конденсаторы, а в них, в свою очередь, хранится заряд тока. Когда палец касается сканер, этот заряд изменяется, а наше тело проводит ток через себя. При этом стоит учесть, что не вся кожа соприкасается с датчиком из-за особенностей узора отпечатка — он состоит из выступающих гребней и микрозазоров, а значит у конденсаторов разная емкость. Делая снимок, сканер проверяет все ячейки, выявляет, какое напряжение было на конкретном участке, совпадают ли расположение углублений и гребней, где кожа соприкасалась с поверхностью.
К достоинствам такого сканера относят: недорогое производство и хорошо известную технологию; создание трехмерного снимка во время сканирования; высокую скорость реагирования. А еще такой сканер сложно обмануть, им можно воспользоваться, даже если у вас грязные или мокрые руки.
К недостаткам можно отнести невозможность поставить такой сканер в экран — сам сенсор емкостный, и дисплеи в современных смартфонах точно такие же, работают от электрических импульсов. Поэтому некоторые производители устанавливают датчики на кнопке блокировки или, чаще всего, на задней панели смартфона. Такое решение не всегда удобно — чтобы разблокировать смартфон, нужно обязательно взять его в руки или вообще использовать другой вариант активации.
Еще один недостаток — сами сканеры могут быть разного качества и с разным количеством ячеек. Чем больше ячеек, тем выше разрешение и тем быстрее работает сенсор. Но в бюджетных устройствах чаще всего используют сканеры с “низким разрешением”, от чего они работают не так шустро, как могли бы.
Ультразвуковой сканер отпечатков пальцев
Такой тип сканера появился позже остальных, и первый такой датчик поставили только в 2019 году. Разработкой занималась компания Qualcomm, а первопроходцем в установке такого сенсора стал Samsung с его Galaxy S10. Протестировав сенсор на одном смартфоне, компания решила добавлять его и в остальные — следующими такими устройствами были Galaxy Note 10 и Galaxy S20.
Сканирование пальца таким сенсором происходит при помощи ультразвука. Технология не новая, ее использовали в других отраслях. Например, такие сканеры используются, чтобы делать УЗИ в больнице.
За основу для этого сканера взяли материал-пьезоэлектрик, который генерит заряд, если его деформировать, и деформируется, если воздействовать на него электрическим полем. Как это работает в смартфоне?
Датчик начинает вибрировать с большой частотой, когда на него подают напряжение, он издает звуковые сигналы на высоких частотах. Мы этот звук не слышим, но, например, животные могут услышать, как работает такой датчик. Затем звуковые волны проходят через стекло экрана, сталкиваются с приложенным пальцем. Здесь волны разделятся: часть вернется назад; часть пройдет немного дальше и столкнется с выступами нашего отпечатка и только после этого вернется назад, а третья часть волн заполнит собой пустое пространство между пальцем и стеклом, а затем вернется на датчик. Волна возвращается назад, бьет по пьезоэлектрику. Как результат, появляется электрический заряд.
Достоинство такого сканера в его безопасности. Как и емкостный сенсор, он делает трехмерный снимок отпечатка, и не реагирует на плоское изображение. Плюс, ультразвук не остается на поверхности — он проникает немного вглубь пальца, а значит можно сделать дополнительный фактор защиты, чтобы сканировать можно было только настоящий палец, а не муляж.
Разместить такой сенсор можно где угодно: сбоку, сзади, под экраном, ведь ультразвук проходит не только через стекло. А еще ему неважно, сухие или влажные у вас пальцы, есть на них частички грязи, или они чистые.
К недостаткам можно отнести, в первую очередь, отсутствие выбора — Qualcomm разработала первый датчик, и на данный момент он единственный, новых поколений еще нет. А еще такой датчик работает медленнее, чем современные оптические сканеры.
Многие слышали историю о том, что такой сканер можно взломать. Много об этом говорили, приводя в пример Galaxy S10 и Galaxy Note10, когда между экраном и пальцем клали гидрогелевую пленку, а дальше уже можно было прикладывать любой палец, чтобы смартфон разблокировался. Странное поведение для сенсора, но Samsung выпустила обновление, которое исправило этот момент.
На работу сенсора может повлиять защитное стекло и некоторые виды пленок, которые рассеивают или частично гасят звуковую волну.
И последний недостаток таких сканеров — их можно найти только во флагманах Samsung, начиная с модели Galaxy S10.
Говорить о том, какой сканер лучше, а какой хуже, нет смысла. У всех есть свои достоинства и недостатки, а один из них можно встретить в очень узкой флагманской линейке от Samsung. При этом разработчики продолжают совершенствовать систему безопасности, избавляя датчики от ошибок в алгоритмах, и каждый тип сенсора справляется со своей функцией одинаково хорошо.
Поэтому не стоит при выборе смартфона сильно заострять внимание на том, какой именно сканер установлен. Главное, что он есть и исправно работает. 🙂
Лайк — лучшее спасибо! 🙂
О каких еще тонкостях в работе смартфона вы хотите узнать?
Сканеры отпечатков пальцев: как это работает?
Константин Иванов
Сканеры отпечатков пальцев перестали быть привилегией топовых смартфонов. Эта технология доступна уже даже в бюджетных аппаратах. Также в сравнении с ранними вариантами она значительно усовершенствовалась, и ваши отпечатки теперь считываются быстрее и точнее. Но как же работают такие сканеры и чем различаются между собой?
Оптические сканеры
Оптические сканеры отпечатков пальцев – это самый старый способ считывания и сравнения отпечатков. Как понятно из названия, технология базируется на считывании оптической информации – по сути, фотографии. Затем используются алгоритмы для распознавания уникального рисунка на поверхности пальца при помощи анализа самых светлых и самых темных участков изображения.
Также как и у камер смартфонов, разрешение этих сканеров ограничено. Чем выше разрешение, тем более мелкие детали может считать сканер с вашего пальца, а значит, повышается уровень безопасности. Однако такие сканеры дают гораздо более контрастные изображения, чем обычные камеры. В оптических сканерах обычно очень высокое число диодов на дюйм, позволяющее им распознавать такие детали. Когда вы прижимаете палец к сканеру, вы, естественно, лишаете свет доступа. Поэтому сканерам и требуется множество диодов, которые работают в качестве вспышки, чтобы подсветить рисунок во время сканирования. Такая конструкция несколько громоздка для смартфона, поскольку для подобных устройств важно максимальное уменьшение толщины.
Самый большой недостаток оптических сканеров в том, что их не так сложно обмануть. Поскольку технология считывает лишь двухмерное изображение, с этой целью могут быть использованы муляжи и даже картинки хорошего качества. Этот тип сканеров недостаточно безопасен, чтобы доверить ему самую чувствительную информацию, так что индустрия перешла к более надежным технологиям.
Как и в самом начале существования резистивных экранов, сейчас вы не найдете чисто оптических сканеров нигде, кроме как в бюджетных устройствах. Потребность в безопасности все возрастает, и производители смартфонов дружно стали ставить более удачные емкостные и оптико-емкостные гибридные сканеры. Стоимость технологии снижается, так что она стала доступна и для продуктов среднего уровня.
Однако поскольку безрамочность экрана оказалась долговременным трендом, возможно возвращение оптических модулей меньшего размера. Они могут быть встроены под стекло, прикрывающее экран, и требуют совсем небольшой площади. Компания Synaptics, которая разрабатывает сканеры для смартфонов и других устройств, показала именно такой оптический сканер отпечатков Natural ID FS9100. Этот модуль может успешно работать под стеклом толщиной в миллиметр и даже с мокрыми руками – то, чего не хватает емкостным сканерам. Так что полностью списывать оптические сканеры со счетов не стоит.
Емкостные сканеры
Один из самых распространенных в настоящее время сканеров отпечатков пальцев – емкостный сканер. Их помещают как на передней, так и на задней поверхности смартфона, а также, в самом современном варианте, как часть встроенного в дисплей модуля. Такие сканеры получили распространение благодаря более высокому уровню безопасности. Ключевым компонентом в этой технологии является конденсатор.
Вместо создания обычного изображения отпечатка пальца емкостные сканеры используют для получения данных маленькие конденсаторы. Поскольку конденсаторы могут накапливать электрический заряд, подключение их к проводящим пластинам на поверхности сканера позволяет использовать их для распознавания деталей отпечатка пальца. Накопленный заряд немного изменится там, где кончик пальца соприкасается с проводящими пластинами (гребни отпечатка). И наоборот, воздушный зазор между ними (там, где впадины отпечатка) оставит заряд конденсатора относительно неизменным. Для считывания этих изменений используется аналоговый интегратор, а затем они могут быть зафиксированы аналого-цифровым преобразователем.
Теория и конструкция емкостного сканера отпечатков
Будучи зафиксированными, эти цифровые данные могут быть проанализированы для поиска уникальных атрибутов отпечатков пальцев. Затем их можно сохранить для сравнения в будущем. Особенно хорошо в этой конструкции то, что ее намного сложнее обмануть, чем оптический сканер. Результаты не могут быть воспроизведены в виде изображения. Кроме того, такие сканеры невероятно трудно обмануть каким-либо муляжом, поскольку разные материалы будут вызывать разные изменения заряда на конденсаторе. Единственная реальная угроза безопасности может возникнуть лишь при аппаратном или программном взломе устройства.
Если использовать достаточно много таких конденсаторов, обычно сотен, если не тысяч, в одном сканере, можно создать высокоточную «карту» гребней и впадин отпечатка пальца всего лишь благодаря электрическим сигналам. Как и в случае с оптическим сканером, чем больше конденсаторов, тем выше разрешение сканера. Это до определенного уровня повышает безопасность. Тем не менее, такая высокая плотность предполагает и большие затраты.
Из-за большего количества компонентов в распознающей схеме емкостные сканеры раньше были довольно дорогими. В некоторых ранних реализациях предпринималась попытка сократить количество необходимых конденсаторов благодаря «свайп-сканерам». Они должны были собирать данные с меньшего количества конденсаторов за счет того, что быстро обновляли результат, когда палец прижимался к сканеру. В то время многие пользователи жаловались, что этот метод был очень привередливым и часто требовал нескольких попыток для правильного сканирования. К счастью, сейчас все стало гораздо проще.
Однако с помощью этих сканеров вы можете делать больше, чем просто считывать отпечатки пальцев. В более новых моделях есть поддержка жестов и свайпов. Их можно использовать в качестве программных кнопок для навигации или как способ взаимодействия с другими элементами пользовательского интерфейса. Ряд смартфонов более высокого класса поддерживают более широкий спектр функций прокрутки и навигации с помощью сканеров отпечатков пальцев. Эта технология, вероятно, дальше будет распространяться на более низкие ценовые категории. Однако смартфоны премиум-класса уже перешли на третий тип сканера – ультразвуковой.
Ультразвуковые сканеры
Самой новой технологией сканирования отпечатков пальцев для разблокировки смартфона является ультразвуковой сканер. Впервые он был анонсирован в смартфоне Le Max Pro 2016 года. Важную роль в такой конструкции играют Qualcomm и ее технология Sense ID. Qualcomm сейчас работает над своим вторым поколением ультразвуковой технологии сканирования отпечатков пальцев (по факту это ее третий продукт). Она обещает большую область распознавания и более высокую скорость обработки данных.
Чтобы получить детали отпечатка пальца, требуется наличие ультразвукового передатчика и приемника. Ультразвуковой импульс передается на палец, который находится над сканером. Часть этого импульса поглощается, а часть возвращается к датчику, в зависимости от рисунка, состоящего из гребней, пор и других деталей, уникальных для каждого отпечатка пальца.
Однако эти возвращающиеся сигналы улавливает не микрофон. Вместо этого датчик, который может распознавать механическое напряжение, измеряет интенсивность отраженного ультразвукового импульса в различных точках сканера. Сканирование в течение более длительного времени позволяет получить дополнительные данные о глубине. В итоге мы получаем высокодетализированное трехмерное изображение отсканированного отпечатка пальца. Трехмерный характер этого метода распознавания делает его еще более безопасной альтернативой емкостным сканерам.
Ультразвуковой сканер отпечатков пальцев Qualcomm 3D был использован во флагманах Samsung серий Galaxy S10, Note 10 и Note 20. В топовом варианте флагмана Samsung Galaxy S21 Ultra используется самый новейший на данный момент сканер Qualcomm 3D Sonic Sensor Gen 2.
Недостатком ультразвукового сканера считалось то, что он не такой быстрый, как другие сканеры. Отчасти это связано с указанными выше причинами. Однако Qualcomm вроде бы удалось решить эту проблему во втором поколении технологии, во всяком случае, Galaxy S21 Ultra распознает отпечаток заметно быстрее своих предшественников. Ультразвуковая технология также не очень хорошо работает с некоторыми защитными пленками для экрана, особенно с более толстыми. Они могут мешать сканеру правильно считывать отпечатки пальцев. Зато лицевые панели смартфонов стали тоньше, чем когда-либо, благодаря возможности скрыть сканер под дисплеем.
Немного о подэкранных сканерах отпечатков
Ультразвуковые сканеры отпечатков пальцев – не единственный вариант, если вы хотите скрыть сканер в дисплее. Для этого также используются оптико-емкостные сканеры. Сейчас производители смартфонов применяют оба этих варианта. Однако ультразвуковые сканеры редко получают устройства в сегментах ниже флагманского.
Оптические емкостные сканеры решают некоторые проблемы безопасности, свойственные оптическим сканерам. В них необходимость «реального нажатия», свойственная емкостным сканерам, сочетается со скоростью и энергоэффективностью оптических устройств. Эта технология используется в подэкранных сканерах отпечатков. Сканер распознает свет, отраженный отпечатком пальца, который возвращается обратно через промежутки между пикселями в OLED-дисплее. Создание такой конструкции – не самое простое дело, но работает она вполне хорошо.
Различные технологии внедрения сканеров отпечатков под экран используются как в недорогих, так и в премиальных смартфонах, от Samsung Galaxy A50 до Huawei P40 Pro. Ультразвуковые сканеры, в отличие от них, немного проще в использовании, и можно применять их в любом смартфоне. Крошечный сенсор толщиной 0,2 мм находится под экраном и излучает ультразвуковые волны, идущие сквозь дисплей к кончику вашего пальца. Эта технология удобна в разработке, но и у нее есть ряд проблем, связанных с безопасностью. Samsung пришлось выпустить патчи для своих флагманских смартфонов, чтобы исправить возможность разблокировать телефоны практически любым отпечатком при использовании защитной пленки. У обеих технологий есть свои плюсы и минусы, и они, вероятно, так и будут использоваться в ближайшие годы. Тем не менее, ультразвуковым сканерам может потребоваться время, чтобы перейти в более доступный сегмент рынка.
Алгоритмы и шифрование
Хотя большинство сканеров отпечатков пальцев основаны на очень схожих аппаратных принципах, дополнительные компоненты и программное обеспечение также могут играть важную роль в том, как устройства работают и какие функции доступны пользователям. Сам сканер дополняется специальным контроллером, который переводит данные сканирования в удобную форму для передачи в главный процессор вашего смартфона. Разные производители используют немного разные алгоритмы для определения ключевых характеристик отпечатков пальцев, которые могут различаться по скорости и точности. Обычно эти алгоритмы определяют границы линий и гребней отпечатка или места, где гребень разделяется на две части. В совокупности эти и другие отличительные особенности называются мелкими деталями. Если отсканированный отпечаток пальца повторяется в нескольких таких мелких деталях, это будет считаться совпадением. Вместо того, чтобы каждый раз сравнивать весь отпечаток пальца, сравнение мелких деталей уменьшает вычислительную мощность, необходимую для идентификации каждого отпечатка пальца. Кроме того, это помогает избежать ошибок, если отсканированный отпечаток пальца смазан. Это также позволяет поместить палец не по центру или идентифицировать его только по частичному отпечатку.
У Qualcomm это реализовано в ее архитектуре Secure MSM и Secure Processing Unit (SPU). Apple, в свою очередь, называет это «безопасным анклавом». В любом случае это один принцип – хранение чувствительных данных в отдельной части чипсета. Там они не могут быть доступны приложениям, работающим в обычной среде операционной системы.
Альянс FIDO (Fast IDentity Online) разработал надежные криптографические протоколы, которые используют эти защищенные аппаратные зоны, чтобы обеспечить установление связи между устройством и сервисами при аутентификации без пароля. Таким образом, вы можете войти на веб-сайт или в интернет-магазин с помощью отпечатка пальца, и никакие данные вообще не будут отправлены с вашего смартфона. Это достигается путем передачи на сервер цифровых ключей, а не биометрических данных.
Заключение
Сканеры отпечатков пальцев стали безопасной альтернативой запоминанию бесчисленных логинов, пин-кодов и паролей, хранящихся на наших телефонах. Их растущая скорость, высокий уровень безопасности и скрытое размещение в экране гарантируют, что эта технология сохранит актуальность, несмотря на растущее распространение дорогостоящей технологии разблокировки лица. Широкое проникновение безопасных мобильных платежных систем означает, что эти сканеры, безусловно, останутся важным инструментом безопасности в будущем.